Space and time characterization of laser-induced plasmas for applications in chemical analysis and thin film deposition

Après des décennies de développement, l'ablation laser est devenue une technique importante pour un grand nombre d'applications telles que le dépôt de couches minces, la synthèse de nanoparticules, le micro-usinage, l’analyse chimique, etc. Des études expérimentales ainsi que théoriques ont été menées pour comprendre les mécanismes physiques fondamentaux mis en jeu pendant l'ablation et pour déterminer l’effet de la longueur d'onde, de la durée d'impulsion, de la nature de gaz ambiant et du matériau de la cible. La présente thèse décrit et examine l'importance relative des mécanismes physiques qui influencent les caractéristiques des plasmas d’aluminium induits par laser. Le cadre général de cette recherche forme une étude approfondie de l'interaction entre la dynamique de la plume-plasma et l’atmosphère gazeuse dans laquelle elle se développe. Ceci a été réalisé par imagerie résolue temporellement et spatialement de la plume du plasma en termes d'intensité spectrale, de densité électronique et de température d'excitation dans différentes atmosphères de gaz inertes tel que l’Ar et l’He et réactifs tel que le N2 et ce à des pressions s’étendant de 10‾7 Torr (vide) jusqu’à 760 Torr (pression atmosphérique). Nos résultats montrent que l'intensité d'émission de plasma dépend généralement de la nature de gaz et qu’elle est fortement affectée par sa pression. En outre, pour un délai temporel donné par rapport à l'impulsion laser, la densité électronique ainsi que la température augmentent avec la pression de gaz, ce qui peut être attribué au confinement inertiel du plasma. De plus, on observe que la densité électronique est maximale à proximité de la surface de la cible où le laser est focalisé et qu’elle diminue en s’éloignant (axialement et radialement) de cette position. Malgré la variation axiale importante de la température le long du plasma, on trouve que sa variation radiale est négligeable. La densité électronique et la température ont été trouvées maximales lorsque le gaz est de l’argon et minimales pour l’hélium, tandis que les valeurs sont intermédiaires dans le cas de l’azote. Ceci tient surtout aux propriétés physiques et chimiques du gaz telles que la masse des espèces, leur énergie d'excitation et d'ionisation, la conductivité thermique et la réactivité chimique. L'expansion de la plume du plasma a été étudiée par imagerie résolue spatio-temporellement. Les résultats montrent que la nature de gaz n’affecte pas la dynamique de la plume pour des pressions inférieures à 20 Torr et pour un délai temporel inférieur à 200 ns. Cependant, pour des pressions supérieures à 20 Torr, l'effet de la nature du gaz devient important et la plume la plus courte est obtenue lorsque la masse des espèces du gaz est élevée et lorsque sa conductivité thermique est relativement faible. Ces résultats sont confirmés par la mesure de temps de vol de l’ion Al+ émettant à 281,6 nm. D’autre part, on trouve que la vitesse de propagation des ions d’aluminium est bien définie juste après l’ablation et près de la surface de la cible. Toutefois, pour un délai temporel important, les ions, en traversant la plume, se thermalisent grâce aux collisions avec les espèces du plasma et du gaz.

Lactide polymerization with iron alkoxide complexes

Les essais préliminaires pour préparer des alcoolates de fer à partir du bichlorure ou bibromure de fer (II), en les combinant avec des ligands de type diimino pyridine, ont engendré la formation de complexes homoleptiques et hétéroleptiques, dépendant des substituants sur les branches imines du ligand. Ces complexes homoleptiques octaédriques et paramagnétiques ont été étudiés par rapport à leurs propriétés spectroscopiques et cristallographiques. De plus, la synthèse des complexes de fer hétéroleptique a engendré de bons précurseurs penta-coordonnés pour les réactions de substitution de ligands avec des alcoolates de métaux alcalins, de manière à produire les dialcoolates de fer (II) désirés. Des techniques d’analyse telles que la spectroscopie UV-vis, l’analyse élémentaire, la spectrométrie de masse à haute résolution et la cristallographie aux rayons X ont été utilisées pour caractériser ces complexes de fer. L’activité catalytique de ces complexes de fer (II) a aussi été étudiée par rapport à la polymérisation du lactide; les dialcoolates convoités ont été générés in-situ en raison de la difficulté à produire et à isoler les dérivés alcoolates des complexes diimino pyridine de fer. Une étude approfondie a aussi été faite sur les réactions de polymérisation, surtout par rapport aux valeurs de conversion à l’échelle du temps, ainsi qu’à la tacticité des chaines de polymères obtenues. Ces analyses ont été effectuées par l’entremise de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, de la chromatographie d’exclusion stérique, et de la spectrométrie de masse MALDI (désorption-ionisation laser assistée par matrice).

Dynamique de croissance par plasma RF magnétron des couches minces à base d’oxyde de zinc

Le but de cette thèse était d’étudier la dynamique de croissance par pulvérisation par plasma RF magnétron des couches minces à base d’oxyde de zinc destinées à des applications électroniques, optoélectroniques et photoniques de pointe. Dans ce contexte, nous avons mis au point plusieurs diagnostics permettant de caractériser les espèces neutres et chargées dans ce type de plasmas, notamment la sonde électrostatique, la spectroscopie optique d’émission et d’absorption, ainsi que la spectrométrie de masse. Par la suite, nous avons tenté de corréler certaines caractéristiques physiques de croissance des couches de ZnO, en particulier la vitesse de dépôt, aux propriétés fondamentales du plasma. Nos résultats ont montré que l’éjection d’atomes de Zn, In et O au cours de la pulvérisation RF magnétron de cibles de Zn, ZnO et In2O3 n’influence que très peu la densité d’ions positifs (et donc la densité d’électrons en supposant la quasi-neutralité) ainsi que la fonction de distribution en énergie des électrons (populations de basse et haute énergie). Cependant, le rapport entre la densité d’atomes d’argon métastables (3P2) sur la densité électronique décroît lorsque la densité d’atomes de Zn augmente, un effet pouvant être attribué à l’ionisation des atomes de Zn par effet Penning. De plus, dans les conditions opératoires étudiées (plasmas de basse pression, < 100 mTorr), la thermalisation des atomes pulvérisés par collisions avec les atomes en phase gazeuse demeure incomplète. Nous avons montré que l’une des conséquences de ce résultat est la présence d’ions Zn+ suprathermiques près du substrat. Finalement, nous avons corrélé la quantité d’atomes de Zn pulvérisés déterminée par spectroscopie d’émission avec la vitesse de dépôt d’une couche mince de ZnO mesurée par ellipsométrie spectroscopique. Ces travaux ont permis de mettre en évidence que ce sont majoritairement les atomes de Zn (et non les espèces excitées et/ou ioniques) qui gouvernent la dynamique de croissance par pulvérisation RF magnétron des couches minces de ZnO.

Les intermédiaires en développement en Afrique subsaharienne : analyse comparative de Cotonou et de Lomé

La présente thèse porte sur les acteurs au sein des organisations non gouvernementales locales (ONG) qui, dans la configuration actuelle de l’aide internationale au développement, jouent un rôle de relais ou d’intermédiaires entre donateurs internationaux et populations bénéficiaires en Afrique subsaharienne. En analysant les trajectoires professionnelles de 32 femmes et hommes « leaders » dans des ONG de Cotonou (Bénin) et de Lomé (Togo), la thèse se propose d’appréhender les processus sociaux à travers lesquels ces individus deviennent intermédiaires dans les activités de développement. La recherche s’inscrit dans une approche théorique construite à la rencontre entre la perspective orientée vers l’acteur en socioanthropologie du développement, la sociologie de l’individuation et le paradigme des parcours de vie. La thèse prend également une posture comparative en contrastant, d’une part, les trajectoires professionnelles des intermédiaires du Bénin et du Togo, deux pays ayant connu entre les années 1990 et début 2000 des « destinées » opposées en ce qui a trait à leurs rapports avec les bailleurs de fonds étrangers. D’autre part, l’analyse compare deux générations d’intermédiaires et contraste l’expérience des intermédiaires féminins et masculins. L’analyse montre qu’en premier lieu, les conférences nationales en 1990 au Bénin et en 1991 au Togo ont constitué un tournant important dans les trajectoires professionnelles des intermédiaires dans les deux pays, créant subséquemment, d’un côté, un contexte favorable aux intermédiaires du Bénin, et de l’autre, un environnement délétère pour ceux du Togo. Toutefois, au cours des dix dernières années, ces différences de conditions de travail se sont beaucoup atténuées et les défis relevés par les intermédiaires dans les deux pays sont à nouveau similaires; les contextes actuels sont caractérisés par un soutien étatique au minima, un champ d’activités très concurrentiel et politisé, une professionnalisation du champ, et une forte dépendance vis-à-vis des bailleurs de fonds extérieurs. En second lieu, l’analyse des récits de vie a permis de ressortir quatre types de profils des intermédiaires au moment où ils intègrent le champ des ONG : les « reconvertis », les « nouveaux diplômés des années 1990 », les « carriéristes », et les « activistes ». La comparaison générationnelle suggère en outre que les deux premiers types décrivent mieux les intermédiaires ayant commencé leurs activités avant les années 2000, alors que les « carriéristes » sont pour l’essentiel des intermédiaires de la jeune génération qui intègre le domaine de l’intermédiation après 2000. Aussi, la recherche montre que pour entrer, mais surtout « durer », dans le champ des ONG ces individus utilisent divers réseaux politiques et associatifs et savent « manœuvrer », notamment en choisissant une « thématique porteuse », en veillant à maintenir une constante « visibilité » ou en ayant recours à des formations continues pour acquérir ou consolider des compétences recherchées par les bailleurs de fonds. Par ailleurs, l’analyse des trajectoires professionnelles féminines a révélé qu’alors que le poids des responsabilités familiales a fait que les « pionnières » de l’intermédiation sont entrées de façon tardive dans une profession dominée par les hommes, et se sont toutes focalisées sur des thématiques liées directement aux droits des femmes, les parcours de leurs cadettes sont bien différents. Ces dernières ne travaillent pas dans le traditionnel domaine du « genre », et même si elles reconnaissent aussi leurs difficultés à concilier responsabilités professionnelles et devoir familial, elles ne sont pas prêtes à mettre de côté leur carrière et ont une perception très différente de leurs aînées des rôles genrés au sein de la famille.

Nouvelles stratégies pour l’analyse des cyanotoxines par spectrométrie de masse

Les cyanobactéries ont une place très importante dans les écosystèmes aquatiques et un nombre important d’espèces considéré comme nuisible de par leur production de métabolites toxiques. Ces cyanotoxines possèdent des propriétés très variées et ont souvent été associées à des épisodes d’empoisonnement. L’augmentation des épisodes d’efflorescence d’origine cyanobactériennes et le potentiel qu’ils augmentent avec les changements climatiques a renchéri l’intérêt de l’étude des cyanobactéries et de leurs toxines. Considérant la complexité chimique des cyanotoxines, le développement de méthodes de détection simples, sensibles et rapides est toujours considéré comme étant un défi analytique. Considérant ces défis, le développement de nouvelles approches analytiques pour la détection de cyanotoxines dans l’eau et les poissons ayant été contaminés par des efflorescences cyanobactériennes nuisibles a été proposé. Une première approche consiste en l’utilisation d’une extraction sur phase solide en ligne couplée à une chromatographie liquide et à une détection en spectrométrie de masse en tandem (SPE-LC-MS/MS) permettant l’analyse de six analogues de microcystines (MC), de l’anatoxine (ANA-a) et de la cylindrospermopsine (CYN). La méthode permet une analyse simple et rapide et ainsi que la séparation chromatographique d’ANA-a et de son interférence isobare, la phénylalanine. Les limites de détection obtenues se trouvaient entre 0,01 et 0,02 μg L-1 et des concentrations retrouvées dans des eaux de lacs du Québec se trouvaient entre 0,024 et 36 μg L-1. Une deuxième méthode a permis l’analyse du b-N-méthylamino-L-alanine (BMAA), d’ANA-a, de CYN et de la saxitoxine (STX) dans les eaux de lac contaminés. L’analyse de deux isomères de conformation du BMAA a été effectuée afin d’améliorer la sélectivité de la détection. L’utilisation d’une SPE manuelle permet la purification et préconcentration des échantillons et une dérivatisation à base de chlorure de dansyle permet une chromatographie simplifiée. L’analyse effectuée par LC couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS) et des limites de détections ont été obtenues entre 0,007 et 0,01 µg L-1. Des échantillons réels ont été analysés avec des concentrations entre 0,01 et 0,3 µg L-1 permettant ainsi la confirmation de la présence du BMAA dans les efflorescences de cyanobactéries au Québec. Un deuxième volet du projet consiste en l’utilisation d’une technologie d’introduction d’échantillon permettant des analyses ultra-rapides (< 15 secondes/échantillons) sans étape chromatographique, la désorption thermique à diode laser (LDTD) couplée à l’ionisation chimique à pression atmosphérique (APCI) et à la spectrométrie de masse (MS). Un premier projet consiste en l’analyse des MC totales par l’intermédiaire d’une oxydation de Lemieux permettant un bris de la molécule et obtenant une fraction commune aux multiples congénères existants des MC. Cette fraction, le MMPB, est analysée, après une extraction liquide-liquide, par LDTD-APCI-MS/MS. Une limite de détection de 0,2 µg L-1 a été obtenue et des concentrations entre 1 et 425 µg L-1 ont été trouvées dans des échantillons d’eau de lac contaminés du Québec. De plus, une analyse en parallèle avec des étalons pour divers congénères des MC a permis de suggérer la possible présence de congénères ou d’isomères non détectés. Un deuxième projet consiste en l’analyse directe d’ANA-a par LDTD-APCI-HRMS pour résoudre son interférence isobare, la phénylalanine, grâce à la détection à haute résolution. La LDTD n’offre pas de séparation chromatographique et l’utilisation de la HRMS permet de distinguer les signaux d’ANA-a de ceux de la phénylalanine. Une limite de détection de 0,2 µg L-1 a été obtenue et la méthode a été appliquée sur des échantillons réels d’eau avec un échantillon positif en ANA-a avec une concentration de 0,21 µg L-1. Finalement, à l’aide de la LDTD-APCI-HRMS, l’analyse des MC totales a été adaptée pour la chair de poisson afin de déterminer la fraction libre et liée des MC et comparer les résultats avec des analyses conventionnelles. L’utilisation d’une digestion par hydroxyde de sodium précédant l’oxydation de Lemieux suivi d’une purification par SPE a permis d’obtenir une limite de détection de 2,7 µg kg-1. Des échantillons de poissons contaminés ont été analysés, on a retrouvé des concentrations en MC totales de 2,9 et 13,2 µg kg-1 comparativement aux analyses usuelles qui avaient démontré un seul échantillon positif à 2 µg kg-1, indiquant la possible présence de MC non détectés en utilisant les méthodes conventionnelles.

Les axes prioritaires face à l'émergence de phénomènes criminels en banlieue québécoise : l'exemple d'un quartier de laval.

Les médias renforcent l’image négative de l’émergence de zones criminelles dans certaines banlieues, mettant en avant l’impuissance des interventions policières et de la stratégie étatique. Les citoyens vivant au quotidien dans ces quartiers expriment un sentiment d’insécurité. L’impression d’un cercle vicieux entre insécurité réelle et sentiment d’insécurité persiste alors au travers de tels discours et perdure au travers des époques et des lieux, que ce soit en France, aux États-Unis ou même au Canada. Bon nombre d’études ont déjà posé la question à savoir si ces discours se fondent sur une réelle situation d’insécurité ou sur le sentiment d’insécurité des citoyens mais peu ont pris l’axe d’approfondir la réflexion et l’étude sur ces nouveaux phénomènes de désordres urbains et d’incivilités émergents dans les banlieues du Québec. Cette recherche a pour but d’approfondir cette réflexion en prenant un exemple d’un quartier de Laval au Québec. Il s’agit d’établir s’il y a réelle problématique d’incivilités et de désordres urbains ou s’il s’agit davantage d’un sentiment d’insécurité, le but étant ainsi de pouvoir établir un guide de résolutions de problèmes dans les banlieues et d’apporter une réflexion sur les interventions potentielles dans des zones sensibles. Se basant sur une méthodologique mixte, reliant une comparaison des statistiques de criminalité par quartiers à la perception d’acteurs clés de terrain de Laval, cette recherche apporte un nouveau regard sur ces résolutions de problèmes. Les résultats apportent une analyse intéressante sur cette interaction en soulignant l’importance du quartier et des caractéristiques sociodémographiques, du contrôle social informel, du tissu social mais aussi de la nécessité du cadre de l’autorité institutionnelle telle que la police, l’école ou encore le tissu associatif. Ces premiers éléments permettent d’ouvrir la discussion sur un plan partenarial d’interventions établissant une stratégie de lutte contre l’insécurité et le sentiment d’insécurité, cassant ainsi ce cercle vicieux par la mise en place d’une nouvelle gouvernance locale de sécurité et de bien-vivre ensemble.

Étude des liens corrélationnels entre la collaboration école-famille, l’implication parentale, les styles éducatifs des parents et la réussite scolaire des élèves du primaire au Burkina Faso

Cette recherche quantitative, de type descriptif corrélationnel, a pour objectifs, d’une part, d’identifier les différents types de collaboration école-famille, les types d’implication parentale et les styles éducatifs des parents et, d’autre part, de déterminer leurs liens avec la réussite scolaire des élèves du primaire au Burkina Faso, notamment ceux en classe de Cours Moyen deuxième année (CM2) selon leur genre et zone de résidence. Afin d’atteindre ces objectifs, nous avons adopté une approche écosystémique qui a permis d’aborder à la fois les relations entre les parents et les enfants (microsystème) et celles avec l’école (mésosystème). Ceci, dans le but de mieux cerner les dynamiques relationnelles qui se déroulent entre ces différents milieux de vie de l’enfant et de déterminer leur influence sur ses résultats scolaires. À cet effet, des questionnaires évaluant la perception des participants sur les dimensions de la recherche, à savoir la collaboration école-famille, l’implication parentale et les styles éducatifs des parents, ont été passés à 615 parents d’élèves de CM2 provenant de six régions administratives du Burkina Faso, dont deux fortement urbanisées (régions du Centre et des Hauts-Bassins) et quatre principalement rurales (régions du Sahel, de l’Est, du Plateau Central et du Centre Est). Une douzaine d’écoles publiques réparties entre ces régions ont été retenues dans le cadre de la présente recherche. Les données ainsi recueillies ont été analysées avec un logiciel de traitement statistique (Statistical Package for the Social Sciences : SPSS) qui a permis de faire à la fois des analyses descriptives et orrélationnelles (test du khi-deux). Les résultats descriptifs révèlent la présence de différents types de collaboration école-famille (information, consultation, coordination et concertation), d’implication parentale (rôles, communications, bénévolat, soutien aux apprentissages à domicile, prises de décisions et collaboration avec la communauté) et de styles éducatifs (démocratique, autoritaire, permissif et négligent). Ensuite, les résultats corrélationnels montrent que les relations école-famille ne permettent la réussite scolaire des élèves que si les parents entretiennent des relations régulières et réciproques d’information, de consultation, de coordination et de concertation avec les maîtres de leurs enfants autour de sujets relatifs au rendement scolaire, au comportement, aux activités culturelles, etc. S’agissant de l’implication parentale, il ressort que celle-ci ne favorise la réussite scolaire que si les parents s’impliquent de façon continue ou permanente dans les rôles (achats de fournitures scolaires, d’habits, etc.), les communications avec l’école (au sujet du rendement scolaire, du comportement, etc.), les activités de bénévolat (nettoyage, apport d’agrégats, etc.), les apprentissages à domicile (devoirs, leçons, etc.) et les prises de décisions (association des parents, conseil d’établissement, etc.). Pour ce qui concerne la collaboration avec la communauté à travers l’usage des ressources communautaires (centres de lecture, bibliothèques,etc.), même une faible implication à ce niveau favorise la réussite scolaire. Enfin, en ce qui a trait aux styles éducatifs des parents, les résultats indiquent que les styles démocratiques et autoritaires sont ceux qui favorisent la réussite scolaire, mais avec une légère domination du style démocratique. En conclusion, nous constatons que la collaboration école-famille, l’implication parentale et le style éducatif démocratique favorisent tous la réussite scolaire à des niveaux différents. Mêmes faibles, des relations réciproques entre l’école et la famille sont susceptibles de favoriser la réussite scolaire des élèves du primaire dans le contexte burkinabé. Par contre, pour l’implication parentale, il faut généralement des engagements continus des parents. Le style démocratique se présente comme celui qui favorise le plus la réussite scolaire. Mais les zones de résidence (rurales) ont plus d’influence sur toutes ces variables que le genre. D’où l’importance de favoriser ou de promouvoir de véritables collaborations entre l’école et la famille en vue de permettre une plus grande réussite des élèves, surtout en zones rurales. Les actions de plaidoyer ou de lobbying devraient ainsi aller dans ce sens; elles peuvent être menées à la fois par les parents à travers leurs structures associatives, les institutions ou organismes oeuvrant dans le domaine de l’éducation, et par la communauté des chercheurs.

Analyse par spectrométrie de masse des antibiotiques vétérinaires liés à l’élevage porcin

L’élevage des porcs représente une source importante de déversement d’antibiotiques dans l’environnement par l’intermédiaire de l’épandage du lisier qui contient une grande quantité de ces molécules sur les champs agricoles. Il a été prouvé que ces molécules biologiquement actives peuvent avoir un impact toxique sur l’écosystème. Par ailleurs, elles sont aussi suspectées d’engendrer des problèmes sanitaires et de contribuer à la résistance bactérienne pouvant mener à des infections difficilement traitables chez les humains. Le contrôle de ces substances dans l’environnement est donc nécessaire. De nombreuses méthodes analytiques sont proposées dans la littérature scientifique pour recenser ces composés dans plusieurs types de matrice. Cependant, peu de ces méthodes permettent l’analyse de ces contaminants dans des matrices issues de l’élevage agricole intensif. Par ailleurs, les méthodes analytiques disponibles sont souvent sujettes à des faux positifs compte tenu de la complexité des matrices étudiées et du matériel utilisé et ne prennent souvent pas en compte les métabolites et produits de dégradation. Enfin, les niveaux d’analyse atteints avec ces méthodes ne sont parfois plus à jour étant donné l’évolution de la chimie analytique et de la spectrométrie de masse. Dans cette optique, de nouvelles méthodes d’analyses ont été développées pour rechercher et quantifier les antibiotiques dans des matrices dérivées de l’élevage intensif des porcs en essayant de proposer des approches alternatives sensibles, sélectives et robustes pour quantifier ces molécules. Une première méthode d’analyse basée sur une technique d’introduction d’échantillon alternative à l’aide d’une interface fonctionnant à l’aide d’une désorption thermique par diode laser munie d’une source à ionisation à pression atmosphérique, couplée à la spectrométrie de masse en tandem a été développée. L’objectif est de proposer une analyse plus rapide tout en atteignant des niveaux de concentration adaptés à la matrice étudiée. Cette technique d’analyse couplée à un traitement d’échantillon efficace a permis l’analyse de plusieurs antibiotiques vétérinaires de différentes classes dans des échantillons de lisier avec des temps d’analyse courts. Les limites de détection atteintes sont comprises entre 2,5 et 8,3 µg kg-1 et sont comparables avec celles pouvant être obtenues avec la chromatographie liquide dans une matrice similaire. En vue d’analyser simultanément une série de tétracyclines, une deuxième méthode d’analyse utilisant la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS) a été proposée. L’utilisation de la HRMS a été motivée par le fait que cette technique d’analyse est moins sensible aux faux positifs que le triple quadripôle traditionnel. Des limites de détection comprises entre 1,5 et 3,6 µg kg-1 ont été atteintes dans des échantillons de lisier en utilisant un mode d’analyse par fragmentation. L’utilisation de méthodes de quantifications ciblées est une démarche intéressante lorsque la présence de contaminants est suspectée dans un échantillon. Toutefois, les contaminants non intégrés à cette méthode d’analyse ciblée ne peuvent être détectés même à de fortes concentrations. Dans ce contexte, une méthode d’analyse non ciblée a été développée pour la recherche de pharmaceutiques vétérinaires dans des effluents agricoles en utilisant la spectrométrie de masse à haute résolution et une cartouche SPE polymérique polyvalente. Cette méthode a permis l’identification d’antibiotiques et de pharmaceutiques couramment utilisés dans l’élevage porcin. La plupart des méthodes d’analyse disponibles dans la littérature se concentrent sur l’analyse des composés parents, mais pas sur les sous-produits de dégradation. L’approche utilisée dans la deuxième méthode d’analyse a donc été étendue et appliquée à d’autres classes d’antibiotiques pour mesurer les concentrations de plusieurs résidus d’antibiotiques dans les sols et les eaux de drainage d’un champ agricole expérimental. Les sols du champ renfermaient un mélange d’antibiotiques ainsi que leurs produits de dégradation relatifs à des concentrations mesurées jusqu’à 1020 µg kg-1. Une partie de ces composés ont voyagé par l’intermédiaire des eaux de drainage du champ ou des concentrations pouvant atteindre 3200 ng L-1 ont pu être relevées.

A Study on the Reversed Lack of Memory Property and its Generalizations

In this thesis, the concept of reversed lack of memory property and its generalizations is studied.We we generalize this property which involves operations different than the ”addition”. In particular an associative, binary operator ” * ” is considered. The univariate reversed lack of memory property is generalized using the binary operator and a class of probability distributions which include Type 3 extreme value, power function, reflected Weibull and negative Pareto distributions are characterized (Asha and Rejeesh (2009)). We also define the almost reversed lack of memory property and considered the distributions with reversed periodic hazard rate under the binary operation. Further, we give a bivariate extension of the generalized reversed lack of memory property and characterize a class of bivariate distributions which include the characterized extension (CE) model of Roy (2002a) apart from the bivariate reflected Weibull and power function distributions. We proved the equality of local proportionality of the reversed hazard rate and generalized reversed lack of memory property. Study of uncertainty is a subject of interest common to reliability, survival analysis, actuary, economics, business and many other fields. However, in many realistic situations, uncertainty is not necessarily related to the future but can also refer to the past. Recently, Di Crescenzo and Longobardi (2009) introduced a new measure of information called dynamic cumulative entropy. Dynamic cumulative entropy is suitable to measure information when uncertainty is related to the past, a dual concept of the cumulative residual entropy which relates to uncertainty of the future lifetime of a system. We redefine this measure in the whole real line and study its properties. We also discuss the implications of generalized reversed lack of memory property on dynamic cumulative entropy and past entropy.In this study, we extend the idea of reversed lack of memory property to the discrete set up. Here we investigate the discrete class of distributions characterized by the discrete reversed lack of memory property. The concept is extended to the bivariate case and bivariate distributions characterized by this property are also presented. The implication of this property on discrete reversed hazard rate, mean past life, and discrete past entropy are also investigated.

Time resolved study of CN band emission from plasma generated by laser irradiation of graphite

Time and space resolved studies of emission from CN molecules have been carried out in the plasma produced from graphite target by 1.06 urn pulses from a Q-switched Nd:YAG laser. Depending on the laser pulse energy, time of observation and position of the sampled volume of the plasma, the features of the emission spectrum are found to change drastically. The vibrational temperature and population distribution in the different vibrational levels have been studied as functions of distance, time, laser energy and ambient gas pressure. Evidence for nonlinear effects of the plasma medium such as self focusing which exhibits threshold-like behaviour are also obtained. Temperature and electron density of the plasma have been evaluated using the relative line intensities of successive ionization stages of carbon atom. These electron density measurements are verified by using Stark broadening method.

Electron density and temperature measurements in a laser produced carbon plasma

Plasma generated by fundamental radiation from a Nd:YAG laser focused onto a graphite target is studied spectroscopically. Measured line profiles of several ionic species were used to infer electron temperature and density at several sections located in front of the target surface. Line intensities of successive ionization states of carbon were used for electron temperature calculations. Stark broadened profiles of singly ionized species have been utilized for electron density measurements. Electron density as well as electron temperature were studied as functions of laser irradiance and time elapsed after the incidence of laser pulse. The validity of the assumption of local thermodynamic equilibrium is discussed in light of the results obtained.

Investigations on nanosecond laser produced plasma in air from the multi-component material YBa2Cu3O7

The laser produced plasma from the multi-component target YBa2CU3O7 was analyzed using Michelson interferometry and time resolved emission spectroscopy. The interaction of 10 ns pulses of 1.06 mum radiation from a Q-switched Nd:YAG laser at laser power densities ranging from 0.55 GW cm-2 to 1.5 GW cm-2 has been studied. Time resolved spectral measurements of the plasma evolution show distinct features at different points in its temporal history. For a time duration of less than 55 ns after the laser pulse (for a typical laser power density of 0.8 GW cm-2, the emission spectrum is dominated by black-body radiation. During cooling after 55 ns the spectral emission consists mainly of neutral and ionic species. Line averaged electron densities were deduced from interferometric line intensity measurements at various laser power densities. Plasma electron densities are of the order of 1017 cm-3 and the plasma temperature at the core region is about 1 eV. The measurement of plasma emission line intensities of various ions inside the plasma gave evidence of multiphoton ionization of the elements constituting the target at low laser power densities. At higher laser power densities the ionization mechanism is collision dominated. For elements such as nitrogen present outside the target, ionization is due to collisions only.

Studies on Some Aspects of Light Beam Propagation Through Certain Nonlinear Media

This thesis deals with the study of light beam propagation through different nonlinear media. Analytical and numerical methods are used to show the formation of solitonS in these media. Basic experiments have also been performed to show the formation of a self-written waveguide in a photopolymer. The variational method is used for the analytical analysis throughout the thesis. Numerical method based on the finite-difference forms of the original partial differential equation is used for the numerical analysis.In Chapter 2, we have studied two kinds of solitons, the (2 + 1) D spatial solitons and the (3 + l)D spatio-temporal solitons in a cubic-quintic medium in the presence of multiphoton ionization.In Chapter 3, we have studied the evolution of light beam through a different kind of nonlinear media, the photorcfractive polymer. We study modulational instability and beam propagation through a photorefractive polymer in the presence of absorption losses. The one dimensional beam propagation through the nonlinear medium is studied using variational and numerical methods. Stable soliton propagation is observed both analytically and numerically.Chapter 4 deals with the study of modulational instability in a photorefractive crystal in the presence of wave mixing effects. Modulational instability in a photorefractive medium is studied in the presence of two wave mixing. We then propose and derive a model for forward four wave mixing in the photorefractive medium and investigate the modulational instability induced by four wave mixing effects. By using the standard linear stability analysis the instability gain is obtained.Chapter 5 deals with the study of self-written waveguides. Besides the usual analytical analysis, basic experiments were done showing the formation of self-written waveguide in a photopolymer system. The formation of a directional coupler in a photopolymer system is studied theoretically in Chapter 6. We propose and study, using the variational approximation as well as numerical simulation, the evolution of a probe beam through a directional coupler formed in a photopolymer system.

Observation of Multiphoton Process in Liquid CS2 Using Pulsed Photoacoustic Technique

Pulsed photoacoustic measurements have been carried out in liquid CS2 using 532 nm radiation from a frequency doubled Nd:YAG laser. Variation of signal amplitude with laser fluence clearly indicates the role of multiphoton processes in the generation of photoacoustic effect. It is also shown that four photon induced dissociation and five photon induced ionization are likely processes in CS2 and 532 nm radiation.

Studies on Non-Resonant Multiphoton Processes in Atomic Hydrogen

In the present thesis we have formulated the Dalgarno-Lewis procedure for two-and three-photon processes and an elegant alternate expressions are derived. Starting from a brief review on various multiphoton processes we have discussed the difficulties coming in the perturbative treatment of multiphoton processes. A small discussion on various available methods for studying multiphoton processes are presented in chapter 2. These theoretical treatments mainly concentrate on the evaluation of the higher order matrix elements coming in the perturbation theory. In chapter 3 we have described the use of Dalgarno-Lewis procedure and its implimentation on second order matrix elements. The analytical expressions for twophoton transition amplitude, two-photon ionization cross section, dipole dynamic polarizability and Kramers-Heiseberg are obtained in a unified manner. Fourth chapter is an extension of the implicit summation technique presented in chapter 3. We have clearly mentioned the advantage of our method, especially the analytical continuation of the relevant expressions suited for various values of radiation frequency which is also used for efficient numerical analysis. A possible extension of the work is to study various multiphoton processcs from the stark shifted first excited states of hydrogen atom. We can also extend this procedure for studying multiphoton processes in alkali atoms as well as Rydberg atoms. Also, instead of going for analytical expressions, one can try a complete numerical evaluation of the higher order matrix elements using this procedure.