Incorporation des protéines de canola dans du pain sans gluten : impact technologique et modélisation du processus de cuisson

L’objectif de cette maîtrise est de développer une matrice alimentaire sans gluten par l’incorporation des protéines de canola (PC) dans une farine de riz blanc afin d’offrir aux personnes intolérantes au gluten un produit de bonne qualité d’un point de vue organoleptique (volume massique, structure alvéolaire et couleur) et de valeur nutritionnelle. La matrice sélectionnée est du pain à base de farine de riz blanc. Cinq formulations ont été testées dans la première partie de ce travail : témoin-1 (blé tendre), témoin-2 (100% riz), pain de riz +3% PC, pain de riz + 6% PC, pain de riz + 9% PC. Les produits obtenus ont été caractérisés à toutes les étapes de fabrication en utilisant différentes techniques : poussée volumique, variation thermique au cours des étuvages et de la cuisson, pH (acidité), perte d’eau, volume massique, analyse colorimétrique, dosage des protéines et analyse du profil de la texture. Dans la deuxième partie, deux variables indépendantes ont été additionnées; soit shortening (1, 2, 3%) et gomme de xanthane (0.5, 1, 1.5%), dans le but d’améliorer le volume massique de la meilleure formulation obtenue dans l’étape précédente. Ensuite, des essais de correction ont été attribués aux produits obtenus par l’introduction du bicarbonate de sodium (0.5, 1, 1.5%) et d’huile de canola à la place du shortening (1, 2, 3%). Les tests de panification ont donné différents volumes massiques et structures alvéolaires qui étaient jugés de qualité inférieure à celle du témoin-1 (2.518 mL/g), mais largement supérieure à celle du témoin-2 (1.417 mL/g). Le meilleur volume massique obtenu est de 1.777 mL/g, correspondant à celui du pain obtenu par la combinaison 6%PC+0.5%GH+B 1.5%+ H3%. Finalement, les résultats de ce projet ont montré l’impact positif de l’incorporation des protéines de canola dans un pain sans gluten à base de farine de riz blanc. Ce travail constitue une contribution à la possibilité de substituer le gluten par d’autres protéines ayant de bonnes propriétés techno-fonctionnelles, en particulier la capacité à donner du volume au produit final.

Experimentation of mitigation techniques to reduce the effects of permafrost degradation on transportation infrastructures at Beaver Creek experimental road site, Alaska Highway, Yukon

Les méthodes de design et de construction des routes développés dans le sud canadien ont maintenant besoin d’être adaptés aux environnements nordiques du pays afin de prévenir le dégel dramatique du pergélisol lors de la construction d’une nouvelle route. De plus, le réchauffement climatique occasionne présentement d’importants problèmes de stabilité des sols dans le nord canadien. Ces facteurs causent des pertes importantes au niveau des capacités fonctionnelles et structurales de l’Alaska Highway au Yukon sur un segment de plus de 200 km situé entre le village de Destruction Bay et la frontière de l’Alaska. Afin de trouver des solutions rentables à long terme, le ministère du transport du Yukon (en collaboration avec le Federal Highway Administration du gouvernement américain, Transports Canada, l’Université Laval, l’Université de Montréal et l’Alaska University transportation Center) a mis en place 12 sections d’essais de 50 mètres de longueur sur l’autoroute de l’Alaska près de Beaver Creek en 2008. Ces différentes sections d’essais ont été conçues pour évaluer une ou plusieurs méthodes combinées de stabilisation thermique telles que le drain thermique, le remblai à convection d’air, le pare-neige / pare-soleil, le remblai couvert de matières organiques, les drains longitudinaux, le déblaiement de la neige sur les pentes et la surface réfléchissante. Les objectifs spécifiques de la recherche sont 1) d’établir les régimes thermiques et les flux de chaleur dans chacune des sections pour les 3 premières années de fonctionnement ; 2) de documenter les facteurs pouvant favoriser ou nuire à l’efficacité des systèmes de protection et ; 3) de déterminer le rapport coûts/bénéfices à long terme pour chacune des techniques utilisées. Pour ce faire, une nouvelle méthode d’analyse, basée sur la mesure de flux d’extraction de chaleur Hx et d’induction Hi à l’interface entre le remblai et le sol naturel, a été utilisée dans cette étude. Certaines techniques de protection du pergélisol démontrent un bon potentiel durant leurs 3 premières années de fonctionnement. C’est le cas pour le remblai à convection d’air non-couvert, le remblai à convection d’air pleine largeur, les drains longitudinaux, le pare-soleil / pare-neige et la surface réfléchissante. Malheureusement, des problèmes dans l’installation des drains thermiques ont empêché une évaluation complète de leur efficacité.

Causes et solutions au taux d’échec et d’abandon élevé en technique de l'informatique au Cégep de Saint-Hyacinthe

Le but de cette recherche tente de trouver les causes au taux d'échec et d'abandon élevé en technique de l'informatique. Notre étude a été menée au cégep de Saint-Hyacinthe à l'hiver 2005. Nous avons également étendu notre réflexion à rechercher des solutions à cette problématique, lesquelles nous le croyons, pourraient être appliquées dans d'autres cégeps ou même d'autres techniques. Nous avons voulu proposer des solutions applicables plutôt que d'en faire une liste exhaustive. Pour y arriver, nous avons limité notre champ d'analyse aux domaines suivants: le temps d'étude, le travail rémunéré, la qualité de l'intervention pédagogique et le choc du passage du secondaire au collégial. Nous voulions aussi vérifier si le taux de diplomation en technique de l'informatique au cégep de Saint-Hyacinthe que nous évaluions à 35% a évolué depuis 1994 à aujourd'hui. Nous avons également cherché à établir un lien entre le temps d'étude et le temps occupé à un travail rémunéré. De là nous avons essayé de trouver la corrélation entre le temps d'étude et la réussite scolaire. Finalement, notre dernier objectif était d'interroger les intervenants des différents niveaux afin de recueillir les solutions qu'ils proposaient à la problématique soulevée. De plus, nous avons interrogé par questionnaire tous les étudiants du programme pour jauger leur niveau de satisfaction. Nous avons divisé cette étude en quatre chapitres dont le premier définit la problématique. Dans ce chapitre, notre intention était de recenser les principaux problèmes d'échec et d'abandon relevés en informatique au cégep de Saint-Hyacinthe et d'y suggérer des solutions. Le second chapitre consiste en une recension d'écrits permettant de renforcer notre réflexion à l'aide de références provenant de chercheurs renommés. Le troisième chapitre relate la méthodologie employée pour recueillir les données et propos des répondants à cette étude. Le quatrième chapitre fait état de la collecte de données effectuée à l'hiver 2005 et qui a consisté en des questionnaires et des entrevues dirigées; dans ce même chapitre, les données sont présentées, analysées et synthétisées à l'aide de graphiques et de tableaux. Tout près de 90 répondants ont été interrogés que ce soit en entrevue ou par questionnaire. De plus au-delà de 110 tableaux statistiques provenant du Service régional d'admission du Montréal métropolitain (SRAM) ont servi de base à cette étude. Finalement, en guise de conclusion, cette étude nous a permis de présenter une synthèse de l'ensemble du travail effectué au cours de la présente recherche. Voici en résumé les résultats de notre recherche. Notre analyse des données statistiques nous a permis d'établir un portrait de l'étudiant moyen en technique de l'informatique au cégep de Saint-Hyacinthe. C'est un garçon qui a environ 18 ans à son inscription au programme, il passe entre 5 et 7 heures à étudier, un peu moins en première mais un peu plus en troisième année. Il occupe un travail rémunéré environ 15 heures par semaine. Il faut préciser que la clientèle du programme est presque exclusivement de sexe masculin. Les professeurs interrogés du département d'informatique ont fait ressortir clairement que le choc du passage du secondaire au collégial est très présent. Les élèves arrivant du secondaire ont souvent l'habitude de réussir sans étudier. Ils vivent souvent leur premier échec scolaire au cégep et se sentent très désemparés face à cette situation. Ils ignorent les outils à leur disposition et n'osent pas demander de l'aide à leurs professeurs. Les différents intervenants consultés nous ont proposé les solutions tels que d'offrir des ateliers ou des cours de prise de notes, de gestion du temps, de gestion des priorités, et finalement de faire connaître les services déjà offerts aux étudiants pour les aider à réussir. Nous pouvons mentionner ici que les élèves du programme n'ont pratiquement pas consulté les services du centre d'aide à la réussite durant la dernière année. Ils attendent souvent trop longtemps avant de demander de l'aide et il ne leur reste souvent plus d'autre choix que d'abandonner le programme. Les professeurs ont aussi le devoir de détecter les étudiants nécessitant de l'aide. Ceux-ci se sentent démunis pour aider les étudiants et ont manifesté avoir besoin d'assistance en ce sens. Comme mentionné précédemment nous avions évalué le taux de diplomation du programme à environ 35 %. L'analyse des statistiques nous a révélé que ce taux affiche une légère progression depuis 1994. À notre surprise, par contre, nous avons constaté que ce taux est légèrement au-dessus du taux moyen des autres collèges de la province (SRAM) et même de celui d'autres programmes majoritairement composés de garçons du cégep de Saint-Hyacinthe (voir le graphique 2, p. 53). Nous avons voulu connaître ce que pensaient nos étudiants ayant abandonné le programme et à l'inverse ceux qui en étaient diplômés. Nos répondants diplômés avaient tous un emploi en informatique et avouaient avoir réussi à force de volonté. Leur principale motivation à terminer leurs études était d'obtenir un emploi intéressant et bien rémunéré. Ils ont fait les travaux demandés car ils les préparaient bien aux examens. Cependant, nos répondants qui ont abandonné le programme nous ont confié qu'un emploi rémunéré occupant trop de temps hebdomadaire et le trop peu de temps d'étude avait contribué à les faire abandonner. Nous avons observé que le temps passé à un travail rémunéré n'influence pas le temps passé à étudier. Par contre, le temps passé à étudier a une répercussion sur la réussite. Nous ajoutons ici que trop de temps passé au travail rémunéré et pas assez aux études favorise l'échec et l'abandon. En conclusion, l'élève qui croit en sa réussite prend les moyens pour l'obtenir. La théorie que nous avons énoncée au début de cet ouvrage spécifiant que seuls les élèves les mieux organisés réussissaient s'avère donc vérifiée, mais nous pouvons malheureusement constater aussi que les élèves les moins organisés abandonnent le programme. Les questionnaires remplis par tous les étudiants du programme nous ont révélé un net manque d'équilibre au niveau du travail exigé lors du passage de la première année à la seconde. Nos entrevues avec les professeurs du programme nous ont confirmé que les élèves trouvaient difficile le passage de la première à la deuxième année. Assiste-on à un report du choc du passage du secondaire au collégial vers le choc du passage de la première à la deuxième année? Aurait-on repoussé le problème en deuxième année en voulant faciliter le passage du secondaire au collégial? Il faudrait bien se garder maintenant de repousser le problème en troisième année, ce serait dommage que ce soit à l'arrivée sur le marché du travail que le choc se produise. Il est donc de première importance que les élèves soient bien préparés à la réalisation des étapes suivantes. Nous ne rendrions pas service à trop faciliter la réussite et que ce soit le marché du travail qui rejette nos étudiants. Enfin voilà pourquoi, après cette mise en garde, six projets seront mis en place afin de favoriser la réussite de nos étudiants tout en conservant une formation de grande qualité qui est la caractéristique du programme de technique de l'informatique du cégep de Saint-Hyacinthe. Voici la liste de ces projets dont vous trouverez une description en consultant la section 3.4 intitulée « Entrevues avec un cadre de la direction des études » : a) implantation du programme Alternance travail-études (ATE), b) la création d'une équipe d'intervention auprès des élèves de première année, c) la création d'un centre d'assistance en technologie de l'information et des communications (TIC), d) l'implantation du tutorat par les pairs, e) la promotion du programme d'informatique et finalement f) l'assistance d'un professeur aux services techniques du département afin de favoriser l'implantation des nouvelles technologies de pointe. Tous ces moyens mis de l'avant permettront, nous l'espérons, de faire en sorte que le programme d'informatique du cégep de Saint-Hyacinthe se démarque grâce à son innovation et à sa volonté de résoudre le faible taux de diplomation tout en offrant une formation de la plus haute qualité.

Les habiletés graphomotrices et les habiletés de production écrite chez les élèves de deuxième année du primaire

Cette recherche avait pour objectif de tracer le portrait des habiletés graphomotrices d’élèves de deuxième année du primaire fréquentant le milieu scolaire francophone québécois. Elle visait aussi à comparer l’évolution au cours de la deuxième année du primaire des habiletés graphomotrices, orthographiques et rédactionnelles des participants selon le style d’écriture appris et mobilisé (script ou cursif) et en fonction de différents niveaux graphomoteurs (fort et faible). Globalement, les résultats suggèrent que les élèves québécois de deuxième année, qu’ils écrivent en script ou en cursif depuis le début de leur scolarisation, ont une fluidité graphomotrice qui est comparable et qui se traduit par la production en moyenne d’environ 14 lettres lisibles par minute en début d’année et de 20 en fin d’année. Tant en script qu’en cursif, la vitesse d’écriture des élèves de deuxième année évolue positivement en cours d’année, mais ceux qui écrivent en script manifestent une progression de vitesse plus marquée. En revanche, concernant la lisibilité des lettres, les élèves qui écrivent en script atteignent un plateau en début d’année, alors qu’une amélioration s’observe entre le début et la fin de la deuxième année chez les élèves qui écrivent en cursif. La comparaison des performances et de l’évolution des habiletés orthographiques et rédactionnelles des élèves de deuxième année pointe des écarts importants pour les variables d’orthographe en copie différée, de longueur et de contenu des textes selon que les élèves présentent une bonne ou une faible fluidité graphomotrice, indépendamment du style d’écriture mobilisé (script ou cursif). Finalement, du point de vue de l’évolution des habiletés orthographiques et rédactionnelles, l'étude n’a pas permis d’identifier un avantage pour l’un ou l’autre des styles d’écriture, et ce, tant chez les élèves forts sur le plan graphomoteur que chez les élèves plus faibles.

Retrofit de systèmes de revalorisation de chaleur industrielle à basse température par optimisation exergo-économique

Ce projet porte, dans un souci d’efficacité énergétique, sur la récupération d’énergie des rejets thermiques à basse température. Une analyse d’optimisation des technologies dans le but d’obtenir un système de revalorisation de chaleur rentable fait objet de cette recherche. Le but sera de soutirer la chaleur des rejets thermiques et de la réappliquer à un procédé industriel. Réduire la consommation énergétique d’une usine entre habituellement en conflit avec l’investissement requis pour les équipements de revalorisation de chaleur. Ce projet de maitrise porte sur l’application d’optimisations multiobjectives par algorithme génétique (GA) pour faciliter le design en retrofit des systèmes de revalorisation de chaleur industrielle. L’originalité de cette approche consiste à l’emploi du «fast non-dominant sorting genetic algorithm» ou NSGA-II dans le but de trouver les solutions optimales entre la valeur capitale et les pertes exergétiques des réseaux d’échangeurs de chaleur et de pompes à chaleur. Identifier les solutions optimales entre le coût et l’efficacité exergétique peut ensuite aider dans le processus de sélection d’un design approprié en considérant les coûts énergétiques. Afin de tester cette approche, une étude de cas est proposée pour la récupération de chaleur dans une usine de pâte et papier. Ceci inclut l’intégration d’échangeur de chaleur Shell&tube, d’échangeur à contact direct et de pompe à chaleur au réseau thermique existant. Pour l’étude de cas, le projet en collaboration avec Cascades est constitué de deux étapes, soit de ciblage et d’optimisation de solutions de retrofit du réseau d’échangeur de chaleur de l’usine de tissus Cascades à Kinsley Falls. L’étape de ciblage, basée sur la méthode d’analyse du pincement, permet d’identifier et de sélectionner les modifications de topologie du réseau d’échangeurs existant en y ajoutant de nouveaux équipements. Les scénarios résultants passent ensuite à l’étape d’optimisation où les modèles mathématiques pour chaque nouvel équipement sont optimisés afin de produire une courbe d’échange optimal entre le critère économique et exergétique. Pourquoi doubler l’analyse économique d’un critère d’exergie? D’abord, parce que les modèles économiques sont par définition de nature imprécise. Coupler les résultats des modèles économiques avec un critère exergétique permet d’identifier des solutions de retrofit plus efficaces sans trop s’éloigner d’un optimum économique. Ensuite, le rendement exergétique permet d’identifier les designs utilisant l’énergie de haute qualité, telle que l’électricité ou la vapeur, de façon plus efficace lorsque des sources d’énergie de basse qualité, telles que les effluents thermiques, sont disponibles. Ainsi en choisissant un design qui détruit moins d’exergie, il demandera un coût énergétique moindre. Les résultats de l’étude de cas publiés dans l’article montrent une possibilité de réduction des coûts en demande de vapeur de 89% tout en réduisant la destruction d’exergie de 82%. Dans certains cas de retrofit, la solution la plus justifiable économiquement est également très proche de la solution à destruction d’exergie minimale. L’analyse du réseau d’échangeurs et l’amélioration de son rendement exergétique permettront de justifier l’intégration de ces systèmes dans l’usine. Les diverses options pourront ensuite être considérées par Cascades pour leurs faisabilités technologiques et économiques sachant qu’elles ont été optimisées.

Optimisation thermodynamique d’un procédé solaire utilisant un système de réfrigération à éjecto-compression pour la production du froid

L’objectif essentiel de cette thèse est de développer un système industriel de réfrigération ou de climatisation qui permet la conversion du potentiel de l’énergie solaire en production du froid. Ce système de réfrigération est basé sur la technologie de l’éjecto-compression qui propose la compression thermique comme alternative économique à la compression mécanique coûteuse. Le sous-système de réfrigération utilise un appareil statique fiable appelé éjecteur actionné seulement par la chaleur utile qui provient de l’énergie solaire. Il est combiné à une boucle solaire composée entre autres de capteurs solaires cylindro-paraboliques à concentration. Cette combinaison a pour objectif d’atteindre des efficacités énergétiques et exergétiques globales importantes. Le stockage thermique n’est pas considéré dans ce travail de thèse mais sera intégré au système dans des perspectives futures. En première étape, un nouveau modèle numérique et thermodynamique d’un éjecteur monophasique a été développé. Ce modèle de design applique les conditions d’entrée des fluides (pression, température et vitesse) et leur débit. Il suppose que le mélange se fait à pression constante et que l’écoulement est subsonique à l’entrée du diffuseur. Il utilise un fluide réel (R141b) et la pression de sortie est imposée. D’autre part, il intègre deux innovations importantes : il utilise l'efficacité polytropique constante (plutôt que des efficacités isentropiques constantes utilisées souvent dans la littérature) et n’impose pas une valeur fixe de l'efficacité du mélange, mais la détermine à partir des conditions d'écoulement calculées. L’efficacité polytropique constante est utilisée afin de quantifier les irréversibilités au cours des procédés d’accélérations et de décélération comme dans les turbomachines. La validation du modèle numérique de design a été effectuée à l’aide d’une étude expérimentale présente dans la littérature. La seconde étape a pour but de proposer un modèle numérique basé sur des données expérimentales de la littérature et compatible à TRNSYS et un autre modèle numérique EES destinés respectivement au capteur solaire cylindro-parabolique et au sous-système de réfrigération à éjecteur. En définitive et après avoir développé les modèles numériques et thermodynamiques, une autre étude a proposé un modèle pour le système de réfrigération solaire à éjecteur intégrant ceux de ses composantes. Plusieurs études paramétriques ont été entreprises afin d’évaluer les effets de certains paramètres (surchauffe du réfrigérant, débit calorifique du caloporteur et rayonnement solaire) sur sa performance. La méthodologie proposée est basée sur les lois de la thermodynamique classique et sur les relations de la thermodynamique aux dimensions finies. De nouvelles analyses exergétiques basées sur le concept de l’exergie de transit ont permis l'évaluation de deux indicateurs thermodynamiquement importants : l’exergie produite et l’exergie consommée dont le rapport exprime l’efficacité exergétique intrinsèque. Les résultats obtenus à partir des études appliquées à l’éjecteur et au système global montrent que le calcul traditionnel de l’efficacité exergétique selon Grassmann n’est désormais pas un critère pertinent pour l'évaluation de la performance thermodynamique des éjecteurs pour les systèmes de réfrigération.

Induction optimale d'hypothermie par ventilation liquidienne totale : validation expérimentale et projection à l'humain

La ventilation liquidienne totale (VLT) consiste à remplir les poumons d'un liquide perfluorocarbone (PFC). Un respirateur liquidien assure la ventilation par un renouvellement cyclique de volume courant de PFC oxygéné et à température contrôlée. Ayant une capacité thermique volumique 1665 fois plus élevée que l'air, le poumon rempli de PFC devient un échangeur de chaleur performant avec la circulation pulmonaire. La température du PFC inspiré permet ainsi de contrôler la température artérielle, et par le fait même, le refroidissement des organes et des tissus. Des résultats récents d'expérimentations animales sur petits animaux ont démontré que le refroidissement ultra-rapide par VLT hypothermisante (VLTh) avait d'importants effets neuroprotecteurs et cardioprotecteurs. Induire rapidement et efficacement une hypothermie chez un patient par VLTh est une technique émergente qui suscite de grands espoirs thérapeutiques. Par contre, aucun dispositif approuvé pour la clinique n'est disponible et aucun résultat de VLTh sur humain n'est encore disponible. Le problème se situe dans le fait de contrôler la température du PFC inspiré de façon optimale pour induire une hypothermie chez l'humain tout en s'assurant que la température cardiaque reste supérieure à 30 °C pour éviter tout risque d'arythmie. Cette thèse présente le développement d'un modèle thermique paramétrique d'un sujet en VLTh complètement lié à la physiologie. Aux fins de validation du modèle sur des ovins pédiatriques et adultes, le prototype de respirateur liquidien Inolivent pour nouveau-né a dû être reconçu et adapté pour ventiler de plus gros animaux. Pour arriver à contrôler de façon optimale la température du PFC inspiré, un algorithme de commande optimale sous-contraintes a été développé. Après la validation du modèle thermique du nouveau-né à l'adulte par expérimentations animales, celui-ci a été projeté à l'humain. Afin de réduire le temps de calcul, un passage du modèle thermique en temps continu vers un modèle discret cycle-par-cycle a été effectué. À l'aide de la commande optimale et du développement numérique d'un profil de ventilation liquidienne chez des patients humains, des simulations d'induction d'hypothermie par VLTh ont pu être réalisées. La validation expérimentale du modèle thermique sur ovins nouveau-nés (5 kg), juvéniles (22 kg) et adultes (61 kg) a montré que celui-ci permettait de prédire les températures artérielles systémiques, du retour veineux et rectales. La projection à l'humain a permis de démontrer qu'il est possible de contrôler la température du PFC de façon optimale en boucle ouverte si le débit cardiaque et le volume mort thermique sont connus. S'ils ne peuvent être mesurés, la commande optimale pour le pire cas peut être calculée rendant l'induction d'hypothermie par VLTh sécuritaire pour tous les patients, mais diminuant quelque peu les vitesses de refroidissement.

Caractéristiques d’antennes térahertz photoconductrices de type micro-ruban coplanaire

Ce projet de recherche a permis d'étudier l'émission d'un rayonnement térahertz (THz) par des antennes photoconductrices (PC) émettrices de type micro-ruban coplanaire. Ces antennes sont fabriquées sur substrats d'arséniure de gallium semi-isolant (GaAs-SI) ou sur ce même substrat ayant subit un traitement d'implantation ionique aux protons suivi d'un recuit thermique (GaAs:H). L'influence de ce procédé de fabrication sur les propriétés du matériau photoconducteur et sur les caractéristiques de l'antenne émettrice a été étudiée. Des mesures de photoconductivité résolue en temps effectuées sur les deux types de substrat montrent que le procédé d'implantation/recuit a eu pour effet de diminuer le temps de vie des photoporteurs de 630 ps à environ 4 ps, tandis que la mobilité n'est réduite que d'un facteur maximum de 1,6. Cette valeur de la mobilité des photoporteurs a par ailleurs été estimée à environ 100 cm$^2$/(V.s) pour le substrat GaAs:H. Les mesures électriques effectuées sur les antennes fabriquées sur les deux types de substrat montrent que le procédé d'implantation/recuit permet d'augmenter la résistivité de la couche active du dispositif d'un facteur 10 (elle passerait de 10$^{8}$ $\Omega$.cm pour le GaAs-SI à 10$^9$ $\Omega$.cm pour le GaAs:H). Les courbes courant-tension, en obscurité et sous illumination, de ces antennes suggèrent également que la densité de pièges profonds est fortement augmentée suite au traitement d'implantation/recuit. L'étude des caractéristiques des diverses antennes a permis de montrer l'intérêt de ce procédé de fabrication. Pour les antennes fabriquées sur GaAs:H, la largeur de bande est améliorée (elle atteint environ 3 THz) et l'amplitude du champ THz émis est augmentée par un facteur 1,4 (dans les mêmes conditions expérimentales). Le rapport signal/bruit des traces THz mesurées sur les antennes les plus performantes est $>$ 200. Une plus grande résistivité et une densité de pièges profonds plus élevée, permet d'appliquer de plus fortes tensions de polarisation sur ces antennes GaAs:H. Finalement, nos résultats ont montré que les améliorations des caractéristiques d'émission de ces antennes THz sont corrélées à la présence d'un champ électrique local plus élevé du coté de l'anode du dispositif.

Conception, fabrication et validation d'un banc d'essais pour la caractérisation de cellules photovoltaïques sur une large plage de température

L'énergie solaire est une source d'énergie renouvelable et naturellement disponible partout sur terre. Elle est donc tout indiquée pour remplacer à long terme une part importante des combustibles fossiles dans le portrait énergétique mondial. Comme toutes les formes d'énergie utilisées par la société, l'énergie solaire n'échappe pas aux lois économiques et son adoption dépend directement du coût par unité d'énergie produite. Plusieurs recherches et développements technologiques cherchent à réduire ce coût par différents moyens. Une de ces pistes est l'intégration de deux technologies solaires, la technologie photovoltaïque et la technologie thermique, au sein d'un même système. La conception d'un tel système pose plusieurs défis technologiques, le plus important étant sans contredit la compétition entre la quantité d'électricité produite et la qualité de la chaleur. En effet, ces deux variables varient de manière opposée par rapport à la température~: le rendement des cellules photovoltaïques a tendance à diminuer à haute température alors que la valeur utile de l'énergie thermique tend à augmenter. Une conception judicieuse d'un système photovoltaïque/thermique (PV/T) devra donc prendre en compte et connaître précisément le comportement d'une cellule à haute température. Le présent projet propose de concevoir un système permettant la caractérisation de cellules photovoltaïques sur une large plage de température. Premièrement, une revue de littérature pose les bases nécessaires à la compréhension des phénomènes à l'origine de la variation de la performance en fonction de la température. On expose également différents concepts de système PV/T et leur fonctionnement, renforçant ainsi la raison d'être du projet. Deuxièmement, une modélisation théorique d'une cellule photovoltaïque permet de définir grossièrement le comportement attendu à haute température et d'étudier l'importance relative de la variation du courant photogénéré et de la tension en circuit ouvert. Ce modèle sera plus tard comparé à des résultats expérimentaux. Troisièmement, un banc d'essais est conçu et fabriqué d'après une liste de critères et de besoins. Ce banc permet d'illuminer une cellule, de faire varier sa température de -20 °C à 200 °C et de mesurer la courbe I-V associée. Le système est partiellement contrôlé par un PC et la température est asservie par un contrôleur de type PID. Le banc a été conçu de manière à ce que la source de lumière soit aisément échangeable si un spectre différent est désiré. Finalement, le comportement du montage est validé en caractérisant une cellule au silicium et une autre à base de InGaP. Les résultats sont comparés aux prédictions du modèle et aux données de la littérature. Une étude d'incertitude permet également de cibler la source principale de bruit dans le système et propose des pistes d'améliorations à ce propos.

Étude du comportement d'une section d'essais de chaussée de BAC avec des armatures en PRFV

Au Québec, l’épandage des sels de déglaçage pendant l’entretien hivernal des routes est l’une des causes de la corrosion des armatures en acier dans les ouvrages routiers en béton armé. La corrosion de l’acier crée des tensions internes dans le béton, ce qui entraine l’éclatement du béton qui enrobe l’armature d’acier. La durée de vie des infrastructures routières est par conséquent réduite et les coûts d’entretien sont augmentés. Le présent projet de recherche est né d’une collaboration entre le ministère des Transports, de la Mobilité durable et de l’Électrification des Transports (MTMDET) et l’Université de Sherbrooke. Il vise à étudier l’utilisation des barres en polymères renforcés de fibres de verre (PRFV), non sujettes à la corrosion dans les dalles en béton armé continu (BAC). Dans cette étude, une section de chaussée de 300 mètres de long a été instrumentée pendant la reconstruction de l’autoroute 40 Ouest à Montréal, pour caractériser le comportement à court et à long terme des dalles en BAC avec des armatures en PRFV. Les résultats expérimentaux montrent que les conditions climatiques affectent considérablement le comportement à la fissuration des dalles en BAC de PRFV et d’acier. Une analyse par éléments finis d’une section de la chaussée a été également réalisée avec le logiciel Abaqus en vue d’étudier l’influence de plusieurs paramètres tels que le taux d’armature longitudinale, les propriétés des barres de PRFV et leur profondeur, l’épaisseur de la dalle, le coefficient de dilatation thermique du béton et l’espacement des armatures transversales sur le comportement de la dalle en BAC de PRFV. Le modèle par éléments finis a été validé avec les résultats expérimentaux obtenus en chantier. Les résultats numériques montrent que le coefficient de dilatation thermique du béton, le taux d’armature longitudinale, les propriétés des barres de PRFV et leur positionnement dans la dalle, l’épaisseur de la dalle constituent les paramètres qui influencent le plus le comportement des dalles en BAC. Pour le dimensionnement des dalles en BAC de PRFV, des taux d’armature ainsi que des propriétés de barres de PRFV ont été proposés en tenant compte des résultats expérimentaux ainsi que de l’analyse par éléments finis.