Competing demands for a complex system : photosystem II repair, photoprotection and quantum yield

Photosynthesis in general is a key biological process on Earth and Photo system II (PSII) is an important component of this process. PSII is the only enzyme capable of oxidizing water and is largely responsible for the primordial build-up and present maintenance of the oxygen in the atmosphere. This thesis endeavoured to understand the link between structure and function in PSII with special focus on primary photochemistry, repair/photodamage and spectral characteristics. The deletion of the PsbU subunit ofPSII in cyanobacteria caused a decoupling of the Phycobilisomes (PBS) from PSII, likely as a result of increased rates of PSII photodamage with the PBS decoupling acting as a measure to protect PSII from further damage. Isolated fractions of spinach thylakoid membranes were utilized to characterize the heterogeneity present in the various compartments of the thylakoid membrane. It was found that the pooled PSIILHCII pigment populations were connected in the grana stack and there was also a progressive decrease in the reaction rates of primary photochemistry and antennae size of PSII as the sample origin moved from grana to stroma. The results were consistent with PSII complexes becoming damaged in the grana and being sent to the stroma for repair. The dramatic quenching of variable fluorescence and overall fluorescent yield of PSII in desiccated lichens was also studied in order to investigate the mechanism by which the quenching operated. It was determined that the source of the quenching was a novel long wavelength emitting external quencher. Point mutations to amino acids acting as ligands to chromophores of interest in PSII were utilized in cyanobacteria to determine the role of specific chromophores in energy transfer and primary photochemistry. These results indicated that the Hl14 ligated chlorophyll acts as the 'trap' chlorophyll in CP47 at low temperature and that the Q130E mutation imparts considerable changes to PSII electron transfer kinetics, essentially protecting the complex via increased non-radiative charge Photosynthesis in general is a key biological process on Earth and Photo system II (PSII) is an important component of this process. PSII is the only enzyme capable of oxidizing water and is largely responsible for the primordial build-up and present maintenance of the oxygen in the atmosphere. This thesis endeavoured to understand the link between structure and function in PSII with special focus on primary photochemistry, repair/photodamage and spectral characteristics. The deletion of the PsbU subunit ofPSII in cyanobacteria caused a decoupling of the Phycobilisomes (PBS) from PSII, likely as a result of increased rates of PSII photodamage with the PBS decoupling acting as a measure to protect PSII from further damage. Isolated fractions of spinach thylakoid membranes were utilized to characterize the heterogeneity present in the various compartments of the thylakoid membrane. It was found that the pooled PSIILHCII pigment populations were connected in the grana stack and there was also a progressive decrease in the reaction rates of primary photochemistry and antennae size of PSII as the sample origin moved from grana to stroma. The results were consistent with PSII complexes becoming damaged in the grana and being sent to the stroma for repair. The dramatic quenching of variable fluorescence and overall fluorescent yield of PSII in desiccated lichens was also studied in order to investigate the mechanism by which the quenching operated. It was determined that the source of the quenching was a novel long wavelength emitting external quencher. Point mutations to amino acids acting as ligands to chromophores of interest in PSII were utilized in cyanobacteria to determine the role of specific chromophores in energy transfer and primary photochemistry. These results indicated that the Hl14 ligated chlorophyll acts as the 'trap' chlorophyll in CP47 at low temperature and that the Q130E mutation imparts considerable changes to PSII electron transfer kinetics, essentially protecting the complex via increased non-radiative charge.

Spectral Reflectance Characteristics of Kimberlite Indicator Minerals and Other Selected Mineral Grains

High chromium content in kimberlite indicator minerals such as pyrope garnet and diopside is often correlated with the presence of diamonds. In this study, kimberlite indicator minerals were examined using visible light reflectance spectroscopy to determine if chromium content can be correlated with spectral absorption features. The depth of absorption features in the visible spectral region were correlated with the molecular percentage of chromium and other first series transition metal elements obtained by electron microprobe data. In the visible part of the spectrum, chromium is evident by 3 absorption features in the pyrope reflectance spectrum; one isolated and narrow feature at the wavelength 689 nm was used to correlate with the chromium mol %. The isolation of this feature in the pyrope spectra is advantageous since it is not directly affected by other proximal absorption bands that could be caused by other transition metals. Analysis of the feature indicates that as grain volume increases the depth of the absorption feature will also increase. Clustering grain volumes into fractions yields better correlation between absorption depth and mol % chromium. Other types of garnet (almandine, grossular, spessartine) and kimberlite indicator minerals (olivine, diopside, chromite, ilmenite) were analyzed to determine if other absorption features could be used to predict the proportion of specific transition metal elements. Diopside in particular illustrates the same isolated chromium absorption feature as pyrope and may indicate mol percent but needs further study with larger sample sets.

Properties and Algorithms of the KCube Graphs

The KCube interconnection topology was rst introduced in 2010. The KCube graph is a compound graph of a Kautz digraph and hypercubes. Compared with the at- tractive Kautz digraph and well known hypercube graph, the KCube graph could accommodate as many nodes as possible for a given indegree (and outdegree) and the diameter of interconnection networks. However, there are few algorithms designed for the KCube graph. In this thesis, we will concentrate on nding graph theoretical properties of the KCube graph and designing parallel algorithms that run on this network. We will explore several topological properties, such as bipartiteness, Hamiltonianicity, and symmetry property. These properties for the KCube graph are very useful to develop efficient algorithms on this network. We will then study the KCube network from the algorithmic point of view, and will give an improved routing algorithm. In addition, we will present two optimal broadcasting algorithms. They are fundamental algorithms to many applications. A literature review of the state of the art network designs in relation to the KCube network as well as some open problems in this field will also be given.

Indenture between Jacob Thomas Nottle and George Steel

Indenture of assignment of mortgage between Jacob Thomas Nottle, land agent of Hamilton and George Steel of the Village of Romoka in the County of Middlesex regarding a parcel of land in the village of Romoka composed of Lot no. 17 in Block U. Robert Telfer granted to Ira Spalding these lands and premises subject to payment of principal money and interest (2 copies), June 18, 1874.

Indenture between George and Barbara Steele and Joseph Augustus Woodruff

Indenture of assignment of mortgage between George and Barbara Steele [incorrectly listed as Shute on the first page of the first copy] of the Village of Romoka of the County of Middlesex of the first part and Joseph Augustus Woodruff, sheriff, of St. Catharines whereas a mortgage dated April 7, 1857 in consideration of the same to Robert Telfer who did grant the land to Ira Spalding regarding a parcel of land in the Village of Romoka composed of Lot no. 17 in Block U, June 28, 1876.

Indenture between Archibald McLachlan and Nicol Kingsmill to Florence Louise Thomson

Indenture of assignment of mortgage between Archibald McLachlan of St. Thomas and Nicol Kingsmill of Toronto executors under the Last Will and Testament of Lavinia Day Thomson, late of Glencairn in Niagara Township to Florence Louise Thomson of Toronto. This is in regard to Lots 113, 114 and 115 in the Township of Niagara. This was registered in the Township of Niagara on Jan. 28, 1888 – instrument no. 2342 and instrument no. 2344, Apr. 5, 1887.

Properties and Algorithms of the KCube Interconnection Networks

The KCube interconnection network was first introduced in 2010 in order to exploit the good characteristics of two well-known interconnection networks, the hypercube and the Kautz graph. KCube links up multiple processors in a communication network with high density for a fixed degree. Since the KCube network is newly proposed, much study is required to demonstrate its potential properties and algorithms that can be designed to solve parallel computation problems. In this thesis we introduce a new methodology to construct the KCube graph. Also, with regard to this new approach, we will prove its Hamiltonicity in the general KC(m; k). Moreover, we will find its connectivity followed by an optimal broadcasting scheme in which a source node containing a message is to communicate it with all other processors. In addition to KCube networks, we have studied a version of the routing problem in the traditional hypercube, investigating this problem: whether there exists a shortest path in a Qn between two nodes 0n and 1n, when the network is experiencing failed components. We first conditionally discuss this problem when there is a constraint on the number of faulty nodes, and subsequently introduce an algorithm to tackle the problem without restrictions on the number of nodes.

Evolution of Various Library Instruction Strategies: Using Student Feedback to Create and Enhance Online Active Learning Assignments

This case study traces the evolution of library assignments for biological science students from paper-based workbooks in a blended (hands-on) workshop to blended learning workshops using online assignments to online active learning modules which are stand-alone without any face-to-face instruction. As the assignments evolved to adapt to online learning supporting materials in the form of PDFs (portable document format), screen captures and screencasting were embedded into the questions as teaching moments to replace face-to-face instruction. Many aspects of the evolution of the assignment were based on student feedback from evaluations, input from senior lab demonstrators and teaching assistants, and statistical analysis of the students’ performance on the assignment. Advantages and disadvantages of paper-based and online assignments are discussed. An important factor for successful online learning may be the ability to get assistance.

AutoFACT: An Automatic Functional Annotation and Classification Tool

Affiliation: Centre Robert-Cedergren de l'Université de Montréal en bio-informatique et génomique & Département de biochimie, Université de Montréal

Gestion adaptative des ressources dans les réseaux maillés sans fil à multiples-radios multiples-canaux

Depuis quelques années, la recherche dans le domaine des réseaux maillés sans fil ("Wireless Mesh Network (WMN)" en anglais) suscite un grand intérêt auprès de la communauté des chercheurs en télécommunications. Ceci est dû aux nombreux avantages que la technologie WMN offre, telles que l'installation facile et peu coûteuse, la connectivité fiable et l'interopérabilité flexible avec d'autres réseaux existants (réseaux Wi-Fi, réseaux WiMax, réseaux cellulaires, réseaux de capteurs, etc.). Cependant, plusieurs problèmes restent encore à résoudre comme le passage à l'échelle, la sécurité, la qualité de service (QdS), la gestion des ressources, etc. Ces problèmes persistent pour les WMNs, d'autant plus que le nombre des utilisateurs va en se multipliant. Il faut donc penser à améliorer les protocoles existants ou à en concevoir de nouveaux. L'objectif de notre recherche est de résoudre certaines des limitations rencontrées à l'heure actuelle dans les WMNs et d'améliorer la QdS des applications multimédia temps-réel (par exemple, la voix). Le travail de recherche de cette thèse sera divisé essentiellement en trois principaux volets: le contrôle d‟admission du trafic, la différentiation du trafic et la réaffectation adaptative des canaux lors de la présence du trafic en relève ("handoff" en anglais). Dans le premier volet, nous proposons un mécanisme distribué de contrôle d'admission se basant sur le concept des cliques (une clique correspond à un sous-ensemble de liens logiques qui interfèrent les uns avec les autres) dans un réseau à multiples-sauts, multiples-radios et multiples-canaux, appelé RCAC. Nous proposons en particulier un modèle analytique qui calcule le ratio approprié d'admission du trafic et qui garantit une probabilité de perte de paquets dans le réseau n'excédant pas un seuil prédéfini. Le mécanisme RCAC permet d‟assurer la QdS requise pour les flux entrants, sans dégrader la QdS des flux existants. Il permet aussi d‟assurer la QdS en termes de longueur du délai de bout en bout pour les divers flux. Le deuxième volet traite de la différentiation de services dans le protocole IEEE 802.11s afin de permettre une meilleure QdS, notamment pour les applications avec des contraintes temporelles (par exemple, voix, visioconférence). À cet égard, nous proposons un mécanisme d'ajustement de tranches de temps ("time-slots"), selon la classe de service, ED-MDA (Enhanced Differentiated-Mesh Deterministic Access), combiné à un algorithme efficace de contrôle d'admission EAC (Efficient Admission Control), afin de permettre une utilisation élevée et efficace des ressources. Le mécanisme EAC prend en compte le trafic en relève et lui attribue une priorité supérieure par rapport au nouveau trafic pour minimiser les interruptions de communications en cours. Dans le troisième volet, nous nous intéressons à minimiser le surcoût et le délai de re-routage des utilisateurs mobiles et/ou des applications multimédia en réaffectant les canaux dans les WMNs à Multiples-Radios (MR-WMNs). En premier lieu, nous proposons un modèle d'optimisation qui maximise le débit, améliore l'équité entre utilisateurs et minimise le surcoût dû à la relève des appels. Ce modèle a été résolu par le logiciel CPLEX pour un nombre limité de noeuds. En second lieu, nous élaborons des heuristiques/méta-heuristiques centralisées pour permettre de résoudre ce modèle pour des réseaux de taille réelle. Finalement, nous proposons un algorithme pour réaffecter en temps-réel et de façon prudente les canaux aux interfaces. Cet algorithme a pour objectif de minimiser le surcoût et le délai du re-routage spécialement du trafic dynamique généré par les appels en relève. Ensuite, ce mécanisme est amélioré en prenant en compte l‟équilibrage de la charge entre cliques.

BA'S : The practice and law of bankers' acceptance

Au cours d'une transaction portant sur une acceptation bancaire (ci-après «BA» tel que dénommée dans le jargon juridique) différents types de relations peuvent s'établir entre les parties impliquées, certaines plus directes que d'autres. Dans une transaction donnée, à part le client et la banque, on peut trouver une ou plusieurs banques participantes et un ou plusieurs investisseurs, qui deviennent détenteurs de BA. La situation peut devenir complexe et les relations légales risquent de devenir assez compliquées. Cependant, il est important d'identifier si la relation s'est établie à travers l'instrument de BA, si elle existe par le biais d'une relation contractuelle ordinaire ou encore, si elle existe par le fait de la loi. Une bonne analyse des circonstances entourant la transaction, des facteurs connexes à la transaction et des droits et obligations qui existent entre les parties, sera nécessaire pour déterminer laquelle de la loi provinciale ou fédérale s'appliquera, et dans quelle mesure. Une fois accordée, la BA est gouvernée par la Loi sur les lettres de change. Toutes solutions apportées à un problème qui implique des BA, doivent, en principe, respecter la nature inhérente de la BA en tant qu'effet de commerce, gouverné par la loi fédérale. En matière de BA, c'est, soit la Loi sur les lettres de change soit la Loi sur les lettres et billets de dépôt (Depository Bills and Note Act) qui s'appliqueront à l'acte. Comme il existe des lois fédérales applicables à la BA, l'objet de notre étude est de déterminer si, et dans quelle circonstance la loi de la province, tel que le Code civil du Québec, trouvera application et éclaircira dans certains cas la disposition contenue dans la Loi sur les lettres de change, notamment lorsque les dispositions de ladite loi sont silencieuses ou ambigües. La solution la plus simple serait d'appliquer la loi provinciale aux matières qui ne sont pas traitées dans la loi, étant donné que les lois provinciales apportent souvent un complément à la législation fédérale. Cependant, la Loi sur les lettres de change contient des dispositions spéciales, tel que l'article 9 qui stipule : « 9. Les règles de la common law d'Angleterre, y compris en droit commercial, s'appliquent aux lettres, billets et chèques dans la mesure de leur compatibilité avec les dispositions expresses de la présente loi. » Cette disposition a crée une certaine confusion relativement à l'application du droit civil du Québec en matière de Lettres de change. En effet, il existe un doute quant à savoir si l'application de l'article 9 est une incorporation par référence qui exclue totalement l'application du droit civil. Cette question continue de se poser inexorablement dans la doctrine et la jurisprudence. Elle a en effet donné lieu à une série de théories quand au degré d'application de la common law en matière de lettres de change. Une revue de la jurisprudence dominante nous permet de conclure que les tribunaux ont accepté l'application du droit provinciale dans certaines questions impliquant les lettres de change. La question essentielle traitée lors de notre analyse est la suivante: lorsqu'un litige prend naissance dans une transaction de BA, quelle est la règle qui devra s'appliquer? Quel sera le droit qui gouvernera les problèmes émergeant dans une BA, celui du Code Civil du Québec ou celui de la common law d'Angleterre? Étant donne le nombre de cas qui sont portés devant les cours de justice en rapport avec des transactions de BA, comprendre quelle sera la loi applicable est d'une importance fondamentale. Pour répondre à cette question, nous commencerons par un examen de l'historique, du développement et de l'évolution de la BA. Afin de mieux comprendre la BA, nous débuterons par un bref survol des origines de cet instrument juridique. Dans le deuxième chapitre, nous analyserons la nature et le caractère légal de la BA. Cela constituera le cadre aux travers duquel nous pourrons identifier les règles et les principes qui s'appliquent aux différents aspects de la transaction de BA. Le chapitre trois fera l'objet d'un examen détaillé des mécanismes de l'opération de BA tout en étudiant de près les exigences imposées par la législation applicable. Après avoir examine l'aspect légal de la BA, nous procéderons au chapitre quatre, à l'étude de l'applicabilité de la loi provinciale relativement à certains aspects de la transaction de BA. A cet effet, nous examinerons les différentes approches de compréhension de la Loi sur les lettres de change et plus particulièrement la problématique rencontrée à l'article 9. Nous étudierons aussi l'application et l'interprétation de cette loi par les tribunaux du Québec au cours du siècle dernier. Les juges et les juristes se sont penchés sur les sens qu'a voulu donner le législateur lorsqu'il a stipulé dans l'article 9 «Le règles de la common law d'Angleterre, y compris en droit commercial, s appliquent aux lettres, billets et chèques dans la mesure de leur compatibilité avec les dispositions expresses de la présente loi ». Cette section doit-elle être appliquée à la lettre, nous obligeant à appliquer la common law d'Angleterre a chaque problème qui peut se poser en relation avec les lettres et les billets? Le Parlement a-t-il l'intention que cette disposition s'applique également au Québec, dont le droit privé est basé sur le système du Code Civil? Notre étude portera sur les différentes approches d'interprétation qui offrent une diversité de solutions au problème posé par l'article 9. Finalement, compte tenu des nouveaux développements législatifs, au chapitre cinq, nous proposons une méthode en vue de déterminer la loi applicable aux différents aspects de la transaction de BA. Notre analyse nous a conduit à adopter la solution proposée par la majorité des juristes, à la différence que notre approche de l'article 9 est basée sur des raisons de politique. Nous avons donc adopté la stricte dichotomie (en tant qu'effet négociable d'une part, et d'une sorte de contrat et de propriété de l'autre) en prenant en compte les difficultés inhérentes à déterminer quand l'un finit et l'autre commence. En conclusion, selon notre opinion, il existe deux solutions. Premièrement, il y a la possibilité que l'article 9 puisse être écarté. Dans ce cas, toutes les matières qui ne sont pas expressément évoquées dans la loi tomberont dans la compétence de la loi provinciale, comme c'est le cas dans d'autres types de législations fédérales. Dans ces situations, le droit civil du Québec joue un rôle supplétif dans les applications d'une loi fédérale au Québec. Deuxièmement, modifier l'article 9 plutôt que d'en écarter son application offre une autre possibilité. Incorporer la large stricte dichotomie dans l'article 9 nous semble être une solution préférable. La disposition pourrait se lire comme suit: « Les règles de la common law d'Angleterre incluant le droit commercial dans la mesure ou elles ne sont pas incompatibles avec les dispositions expresses de la Loi, s’appliquent aux lettres, billets, et chèques au sens stricte. Pour plus de certitude, les lettres et les billets au sens strict, incluent la forme, la délivrance et I’émission des lettres, billets, et chèques.» Ce type de changement se révélera être un pas important dans le but de clarifier la loi et déterminer l'équilibre à trouver entre l'application des lois fédérales et provinciales en matière de BA.

«Constrained-optimal strategy-proof assignment: beyond the groves mechanisms»

A single object must be allocated to at most one of n agents. Money transfers are possible and preferences are quasilinear. We offer an explicit description of the individually rational mechanisms which are Pareto-optimal in the class of feasible, strategy-proof, anonymous and envy-free mechanisms. These mechanisms form a one-parameter infinite family; the Vickrey mechanism is the only Groves mechanism in that family.

Heuristic solution methods for multi-attribute vehicle routing problems

Le Problème de Tournées de Véhicules (PTV) est une clé importante pour gérér efficacement des systèmes logistiques, ce qui peut entraîner une amélioration du niveau de satisfaction de la clientèle. Ceci est fait en servant plus de clients dans un temps plus court. En terme général, il implique la planification des tournées d'une flotte de véhicules de capacité donnée basée à un ou plusieurs dépôts. Le but est de livrer ou collecter une certain quantité de marchandises à un ensemble des clients géographiquement dispersés, tout en respectant les contraintes de capacité des véhicules. Le PTV, comme classe de problèmes d'optimisation discrète et de grande complexité, a été étudié par de nombreux au cours des dernières décennies. Étant donné son importance pratique, des chercheurs dans les domaines de l'informatique, de la recherche opérationnelle et du génie industrielle ont mis au point des algorithmes très efficaces, de nature exacte ou heuristique, pour faire face aux différents types du PTV. Toutefois, les approches proposées pour le PTV ont souvent été accusées d'être trop concentrées sur des versions simplistes des problèmes de tournées de véhicules rencontrés dans des applications réelles. Par conséquent, les chercheurs sont récemment tournés vers des variantes du PTV qui auparavant étaient considérées trop difficiles à résoudre. Ces variantes incluent les attributs et les contraintes complexes observés dans les cas réels et fournissent des solutions qui sont exécutables dans la pratique. Ces extensions du PTV s'appellent Problème de Tournées de Véhicules Multi-Attributs (PTVMA). Le but principal de cette thèse est d'étudier les différents aspects pratiques de trois types de problèmes de tournées de véhicules multi-attributs qui seront modélisés dans celle-ci. En plus, puisque pour le PTV, comme pour la plupart des problèmes NP-complets, il est difficile de résoudre des instances de grande taille de façon optimale et dans un temps d'exécution raisonnable, nous nous tournons vers des méthodes approcheés à base d’heuristiques.

Meta-heuristic Solution Methods for Rich Vehicle Routing Problems

Le problème de tournées de véhicules (VRP), introduit par Dantzig and Ramser en 1959, est devenu l'un des problèmes les plus étudiés en recherche opérationnelle, et ce, en raison de son intérêt méthodologique et de ses retombées pratiques dans de nombreux domaines tels que le transport, la logistique, les télécommunications et la production. L'objectif général du VRP est d'optimiser l'utilisation des ressources de transport afin de répondre aux besoins des clients tout en respectant les contraintes découlant des exigences du contexte d’application. Les applications réelles du VRP doivent tenir compte d’une grande variété de contraintes et plus ces contraintes sont nombreuse, plus le problème est difficile à résoudre. Les VRPs qui tiennent compte de l’ensemble de ces contraintes rencontrées en pratique et qui se rapprochent des applications réelles forment la classe des problèmes ‘riches’ de tournées de véhicules. Résoudre ces problèmes de manière efficiente pose des défis considérables pour la communauté de chercheurs qui se penchent sur les VRPs. Cette thèse, composée de deux parties, explore certaines extensions du VRP vers ces problèmes. La première partie de cette thèse porte sur le VRP périodique avec des contraintes de fenêtres de temps (PVRPTW). Celui-ci est une extension du VRP classique avec fenêtres de temps (VRPTW) puisqu’il considère un horizon de planification de plusieurs jours pendant lesquels les clients n'ont généralement pas besoin d’être desservi à tous les jours, mais plutôt peuvent être visités selon un certain nombre de combinaisons possibles de jours de livraison. Cette généralisation étend l'éventail d'applications de ce problème à diverses activités de distributions commerciales, telle la collecte des déchets, le balayage des rues, la distribution de produits alimentaires, la livraison du courrier, etc. La principale contribution scientifique de la première partie de cette thèse est le développement d'une méta-heuristique hybride dans la quelle un ensemble de procédures de recherche locales et de méta-heuristiques basées sur les principes de voisinages coopèrent avec un algorithme génétique afin d’améliorer la qualité des solutions et de promouvoir la diversité de la population. Les résultats obtenus montrent que la méthode proposée est très performante et donne de nouvelles meilleures solutions pour certains grands exemplaires du problème. La deuxième partie de cette étude a pour but de présenter, modéliser et résoudre deux problèmes riches de tournées de véhicules, qui sont des extensions du VRPTW en ce sens qu'ils incluent des demandes dépendantes du temps de ramassage et de livraison avec des restrictions au niveau de la synchronization temporelle. Ces problèmes sont connus respectivement sous le nom de Time-dependent Multi-zone Multi-Trip Vehicle Routing Problem with Time Windows (TMZT-VRPTW) et de Multi-zone Mult-Trip Pickup and Delivery Problem with Time Windows and Synchronization (MZT-PDTWS). Ces deux problèmes proviennent de la planification des opérations de systèmes logistiques urbains à deux niveaux. La difficulté de ces problèmes réside dans la manipulation de deux ensembles entrelacés de décisions: la composante des tournées de véhicules qui vise à déterminer les séquences de clients visités par chaque véhicule, et la composante de planification qui vise à faciliter l'arrivée des véhicules selon des restrictions au niveau de la synchronisation temporelle. Auparavant, ces questions ont été abordées séparément. La combinaison de ces types de décisions dans une seule formulation mathématique et dans une même méthode de résolution devrait donc donner de meilleurs résultats que de considérer ces décisions séparément. Dans cette étude, nous proposons des solutions heuristiques qui tiennent compte de ces deux types de décisions simultanément, et ce, d'une manière complète et efficace. Les résultats de tests expérimentaux confirment la performance de la méthode proposée lorsqu’on la compare aux autres méthodes présentées dans la littérature. En effet, la méthode développée propose des solutions nécessitant moins de véhicules et engendrant de moindres frais de déplacement pour effectuer efficacement la même quantité de travail. Dans le contexte des systèmes logistiques urbains, nos résultats impliquent une réduction de la présence de véhicules dans les rues de la ville et, par conséquent, de leur impact négatif sur la congestion et sur l’environnement.

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.