Kulutuselektroniikan akkujen tekniset ominaisuudet ja markkinaosuudet 2015

Työssä tutkittiin kirjallisuustyönä akkuteknologian nykytilaa ja markkinoita kulutuselektroniikan osalta. Työssä tehtiin myös katsaus potentiaalisiin tulevaisuuden akkuteknologioihin. Työssä havaittiin, että kulutuselektroniikassa ainoat suuresti käytetyt akkutyypit ovat nikkelimetallihybridi- (NiMH) ja litiumioniakut (Li-ion). Tärkeimpänä ominaisuutena kulutuselektroniikassa akuilla yleensä pidetään kapasiteettia, jossa Li-ion akut ovat selvästi parempia jopa kaksinkertaisen energiatiheyden takia. Li-ion akuilla voidaan saavuttaa myös moninkertainen käyttöikä lataussykleinä ja moninkertainen purkausvirta, riippuen käytetystä katodimateriaalista. NiMH akuilla etuna on lähinnä halvempi hinta ja parempi turvallisuus. Toisaalta myös pieni jännite voidaan laskea hyväksi puoleksi, koska NiMH akuilla voidaan korvata kertakäyttöisiä alkaliparistoja. Vuonna 2012 Li-ion akkuja myytiin kapasiteetissa mitattuna jopa kahdeksan kertaa enemmän kuin NiMH akkuja ja myyntimäärien ennustetaan myös kasvavan tulevaisuudessa. Liion akkujen myyntimääristä suurin osa oli kulutuselektroniikan käyttökohteisiin ja jopa kaksi kolmasosaa oli kannettavien tietokoneiden ja kännyköiden akkuja. Uusia akkuteknologioita ja Li-ion akkujen parannuksia on paljon kehitteillä, mutta suurimman potentiaalin ja myös suuret ongelmat kaupallistumiseen omaa litium-ilma akut. Lyhyemmällä aikavälillä potentiaalisia teknologioita ovat litium-rikki akut, sekä nykyisiin Li-ion akkuihin kehitteillä olevat anodimateriaalit kuten esim. pii ja alumiini/titaani, joiden ongelmiin on löydetty ratkaisuja nanoteknologiasta.

Postglacial paleoecology and effects of European settlement on the environment of Lake Hunger and Lake Lisgar, Southwestern Ontario /

This investigation has three purposes I to make a comparative chemical study on sediment cores collected for Lake Lisgar (man-made lake in an urban center) and Lake Hunger (natural basin in a rural community) encompassing the time since European settlement I to determine the postglacial chemical history of Lake Hunger, and to determine the vegetational history of the Lake Hunger area from postglacial time to the present. The minus 80 mesh fraction of 108 soil samples and 18 stream sediment samples collected in the vicinity of Lakes' Lisgar and Hunger were analyzed for cold hydrochloric acid soluble lead, zinc, nickel, cobalt, copper, aluminum, sodium, potassium, calcium, magnesium, iron and manganese. Lacustrine sediments from 5 boreholes in the Lake Lisgar basin were collected. Boreholes 1, 2, 3, and 4 were analyzed for palynological and chemical information and Borehole 5 was subjected to pollen and ostracode analysis. Lacustrine sediments from 6 boreholes in the Lake Hunger basin were collected. Palyno- -logical and chemical analysis were performed on Boreholes 1, 2, 3, 4, and 6 and Borehole 5 was analyzed for pollen. In addition, radiocarbon dates were obtained on sediment samples from Boreholes 4 and 5. A total of 8 surface samples were collected from the margins of the Lake Hunger basin and these were chemically analyzed in the laboratory. All of the lacustrine sediments were ashed and analyzed for cold hydrochloric acid soluble lead, zinc, nickel, cobalt, copper, aluminum, sodium, potassium, calcium, magnesium, iron and manganese using a Perkin Elmer 40) Atomic Absorption spectrophotometer. The results . obtained for the 12 elements were expressed as parts per million in dry sediments. It was found that man's influence on the element distribution patterns in the sediments of Lake Lisgar appeared to be related to his urbanizing developments within the lake vicinity, whereas, the rural developments in the vicinity of lake Hunger appeared to have had little effect on the element distribution patterns in the lake sediments. The distribution patterns of lead, zinc, nickel, cobalt, aluminum, magnesium, sodium and potassium are similar to the % ash curve throughout postglacial time indicating that the rate of erosion in the drainage basin is the main factor which controls the concentration of these elements in the sediments of Lake Hunger. The vegetational history, from palynological analysis, of Lake Hunger from postglacial time to the present includes the following stages: tundra, open spruce forest, closed boreal forest, deciduous forest and the trend towards the re-establishment of pine following the clearing of land and the subsequent settlement of the Lake Hunger area by European settlers. The concentrations of some elements (cobalt, nickel, iron, manganese, calcium, magnesium, sodium and potassium) in the sediments of Lake Hunger appears to be higher during pre-cultural compared to post-cultural times. At least one complete postglacial record of the chemical history within a lake basin is necessary in order to accurately assess man's effects on his environment.

Arsenic and germanium determination by hydride generation in the D.C. plasma optical emission spectrometer

Modifications to the commercial hydride generator, manufactured by Spectrametrics, resulted in improved operating procedure and enhancement of the arsenic and germanium signals. Experiments with arsenic(III) and arsenic(V) showed that identical reiults could be produced from both oxidation states. However, since arsenic(V) is reduced more slowly than arsenic(III), peak areas and not peak heights must be measured when the arsine is immediately stripped from the system (approximately 5 seconds reaction). When the reduction is allowed to proceed for 20 seconds before the arsine is stripped, peak heights may be used. For a 200 ng/mL solution, the relative standard deviation is 2.8% for As(III) and 3.8% for As(V). The detection limit for arsenic using the modified system is 0.50 ng/mL. Studies performed on As(V) standards show that the interferences from 1000 mg/L of nickel(II), cobalt(II), iron(III), copper(II), cadmium(II), and zinc(II) can be eliminated with the aid of 5 M Hel and 3% L-cystine. Conditions for the reduction of germanium to the corresponding hydride were investigated. The effect of different concentrations of HCl on the reduction of germanium to the covalent hydride in aqueous media by means of NaBH 4 solutions was assessed. Results show that the best response is accomplished at a pH of 1.7. The use of buffer solutions was similarly characterized. In both cases, results showed that the element is best reduced when the final pH of the solution after reaction is almost neutral. In addition, a more sensitive method, which includes the use of (NH4)2S208' has been developed. A 20% increase in the germanium signal is registered when compared to the signal achieved with Hel alone. Moreover, under these conditions, reduction of germanium could be accomplished, even when the solution's pH is neutral. For a 100 ng/mL germanium standard the rsd is 3%. The detection limit for germanium in 0.05 M Hel medium (pH 1.7) is 0.10 ng/mL and 0.09 ng/mL when ammonium persulphate is used in conjunction with Hel. Interferences from 1000 mg/L of iron(III), copper(II), cobalt(II), nickel(II), cadmium(II), lead(II), mercury(II), aluminum(III), tin(IV), arsenic(III), arsenic(V) and zinc(II) were studied and characterized. In this regard, the use of (NH4)ZS20S and Hel at a pH of 1.7 proved to be a successful mixture in the sbppression of the interferences caused by iron, copper, aluminum, tin, lead, and arsenic. The method was applied to the determination of germanium in cherts and iron ores. In addition, experiments with tin(IV) showed that a 15% increase in the tin signal can be accomplished in the presence of 1 mL of (NH4)2S20S 10% (m/V).

Electrical properties of some single crystal dodecaborides /|nby Jyoti Burte. -- 260 St. Catharines [Ont. : s. n.],

PreVi011.3 ':i or~ : indicat e('. tk~t ho t~)rE's sed ~-Al B 12 1i~2, ~' a semiconductor. r:Toreove r , the s i mpl.(~ electronic t heory also indi cates that ~ -AIB1 2 should be a semico nductor, since thf're is one nonbonding e 'Le ctrofl per AlB12- uni t. JPor these reasons, we decided to measure t he electrical n ropert i ~ s of ~ -AlB1 2 single crystal s . Singl e crystal s of¥- AIB 12 ab ou t 1 x 1 r1n1 . size were grown from a copper mel t at 12500 C. The melt technique coupled. 1,vi th slow cooling vilas used because of i ts advantages such as : siTYInle set- up of the expe rimon t ; only e ;l.sil y available c hemi cals are required and it i s a c omparatively strair::bt forvvard y,le t hod still yielding crystal s big enouGh for OtU' purpose . Copper rms used as a solvent , i nst8ad of previOl.wly used aluminum , because it allows c.l.'ystal growth at hig he r t emneratures. HovlGver, the cry s tals of ] -AlB12 shm'red very hi gh res i s t ance a t r oom temperature . From our neasureJ'lents we conclude that the r esistivity of j3- Al B12 is, at least, given as ~ = 4. x 107 oblD .em •• Those results are inc ons i s t ent wi 'uh the ones .. reported by IIiss Khin fo r bot- pressed j3-AlB12 g i ven a s = 7600 ohm . em . or I e s s . ' Since tbe hot pressing was done at about 800 - ' 9000C i n ~ rap hi te moul ds 1,7i th 97% AlB12- p oVJder, vie thi nk there is pas s ib i 1 i ty th a.t lower borides or borot] carbide are , being formed, ':.Jhich are k11 own to be good semiconductors . v7e tried to ro-pe r-AlB12 by addi'J,'?: agents s uch as l:Ig , IG.-InO 4. ' HgS04 , KI12PO 4·' etc. to t he melt .. However , all these re age 11 t eel either reduced the yield and size of t lJe crystals or r;ave crystals of high r esis'can ce again. We think tba t molten copper keeps t he i mpurities off . There is also a pos s i bil i ty t hc:!,t these doping agents get oxidi~::;ed at '1 250°C • Hence, we co ~ clud e that J -AIB12 has v~ ry high r es i stance at r oom temperature . This was a l s o C011 - fi rmed by checki ng the siYlgle and. polycrystals of .~-AIB12 from Norton Co., Ontario and Cooper Nletallurgical Association. Boron carbide has been reported to be a semiconductor with ~ - 0.3 to 0.8 ohm . cm. for hotpres sed s araples. Boron carbide b e inq: struct urally related to ¥-AIB12 , we de cided to study the electrical prone rties of it~ Single crystals. These crystals were cut from a Single melt grovvn crystal a t Norton Co., Ontario. The resistivity of th," se crystal s was measured by the Van der Pam-v' s ~ nethod, which \vas very c onvenient fo r our crystal sha-pp.s. Some of the crystals showed resistivity ~ == 0.50 ob,Tn.cr] . i n agreement with the previously reported results . However , a few crystals showed lower resistivity e.g . 0 .13 and 0.20 ohm.cra • • The Hall mobility could .not be measured and th8reiore i s lower than 0 .16 em 2 v - 1 sec -1 • This is in agreement \vith t he re1)orted Hall mobility for pyrolytic boron . _ 2 -1 -1 carbide as 0.13 cm v sec • We also studied the orientation of the boron carbide crystals by the Jjaue-method. The inclination of c-axis with res pect to x-ray be81Il was det ermined . This was found to be 100 t o 20° f or normal resistivity sarnples (0.5 ohm . cm.) and 27 - 30° for t he lower r esistivity samples (0.1 ~5 to 0.20 ohm.cm .). This indica tes the possibility that th.e r es if.1tivity of B13C3 i s orientation dependent.

On the equation of state and atomic mean square displacement of crystals

We have presented a Green's function method for the calculation of the atomic mean square displacement (MSD) for an anharmonic Hamil toni an . This method effectively sums a whole class of anharmonic contributions to MSD in the perturbation expansion in the high temperature limit. Using this formalism we have calculated the MSD for a nearest neighbour fcc Lennard Jones solid. The results show an improvement over the lowest order perturbation theory results, the difference with Monte Carlo calculations at temperatures close to melting is reduced from 11% to 3%. We also calculated the MSD for the Alkali metals Nat K/ Cs where a sixth neighbour interaction potential derived from the pseudopotential theory was employed in the calculations. The MSD by this method increases by 2.5% to 3.5% over the respective perturbation theory results. The MSD was calculated for Aluminum where different pseudopotential functions and a phenomenological Morse potential were used. The results show that the pseudopotentials provide better agreement with experimental data than the Morse potential. An excellent agreement with experiment over the whole temperature range is achieved with the Harrison modified point-ion pseudopotential with Hubbard-Sham screening function. We have calculated the thermodynamic properties of solid Kr by minimizing the total energy consisting of static and vibrational components, employing different schemes: The quasiharmonic theory (QH), ).2 and).4 perturbation theory, all terms up to 0 ().4) of the improved self consistent phonon theory (ISC), the ring diagrams up to o ().4) (RING), the iteration scheme (ITER) derived from the Greens's function method and a scheme consisting of ITER plus the remaining contributions of 0 ().4) which are not included in ITER which we call E(FULL). We have calculated the lattice constant, the volume expansion, the isothermal and adiabatic bulk modulus, the specific heat at constant volume and at constant pressure, and the Gruneisen parameter from two different potential functions: Lennard-Jones and Aziz. The Aziz potential gives generally a better agreement with experimental data than the LJ potential for the QH, ).2, ).4 and E(FULL) schemes. When only a partial sum of the).4 diagrams is used in the calculations (e.g. RING and ISC) the LJ results are in better agreement with experiment. The iteration scheme brings a definitive improvement over the).2 PT for both potentials.

Sol-gel routes to supported Friedel-Crafts alkylation catalysts

Aluminosilicate catalysts containing supported ZnCl2 and metal fluoride salts have been prepared using a sol-gel based route, tested and characterized. The activities of these ZnCl2 + metal fluoride catalysts, while greater than "Clayzic" (ZnCI2 supported on montmorillonite KIO) are not as good as supported ZnCl2 only supported on aluminosilicate. Alumina supports have also been prepared via a sol-gel route using various chemical additives to generate a mesoporous structure, loaded with ZnCl2 and tested for activity. The activities for these alumina-supported catalysts are also significantly higher than that of "Clayzic", an effective Friedel-Crafts catalyst. Characterizations of these two types of catalysts were done by magic angle spinning (MAS) NMR, diffuse reflectance infrared (DRIFT) spectroscopy and additionally for the alumina nitrogen adsorption studies were done. Supported aluminum trichloride was also investigated as an alternative to the traditional use of aluminum trichloride.

Some electrical properties of semi-conductor crystals / |nPhyu Phyu Khin. -- 260 St. Catharines, Ont. : [s. n.],

SiC and AtB 12 have been prepared and their resistivities and Hall voltages measured. The resistivities and Hall voltages were measured by the Van der Pauw's method, using spring loaded tungsten contacts. In this method, the major requirement is to have samples of plane parallel surfaces of arbitrary shape with four small contacts at the circumference. Similar measurements were made with a number of SiC crystals obtained from the Norton Research Corporation (Canada)-Ltd., Carolina Aluminum Co., Exolon Co. and Carborundum Co. It was found that resistivity, carrier concentration and mobility of ions depend on the type of impurity. AtB 12 was prepared from the melt containing At and B in the ratio of 4:1. They formed amber-colour pseudo tetragonal crystals. As the crystals obtained were small for electrical measurements, hot pressed lumps have been used to measure their resistivity.

The suppression of the Haller-Bauer scission for synthetic purposes /|nby S. M. Vines. -- 260 St. Catharines, Ont. : [s. n.],

A number of 2-chlorobenzophenones, containing electron releasing groups (e.g. hydroxy, thiomethoxy and methoxy) in the 4' - position, were prepared by the Friess rearrangement, or the Friedel-Crafts reaction. These ketones, when treated with potassamide in liquid ammonia, underwent partial Haller-Bauer scission, unlike 2-chlorobenzophenone which is known to undergo complete scission. Under similar conditions 4-nitrobenzophenone also underwent partial scission, but the main reaction in this case was nucleophilic amination of the nitro containing ring. This amination reaction was shown not to be a useful general reaction for aromatic nitro compounds. 3-Methylxanthone was then prepared by treatment of 2- and 3- chloro-2'-hydroxy-5'-methylbenzophenone with . little, if any, attendant scission. The corresponding 2fluoro- compound also gave the xanthone, but as the 3-fluoro compound did not, it was concluded that the 2-fluoro compound reacted through a nucleophilic substitution mechanism, rather than the benzyne mechanism invoked for the chloro and bromo compounds. 3-Methylthioxanthone was synthesised by treatment of methyl 4-tolyl sulphide and 2-chlorobenzoyl chloride with aluminum chloride in carbon disu1phide, followed.by heating. This compound was also prepared by treatment of 3-chloro-2'thiomethoxy- 5'-methylbenzophenone with potassamide in liquid ammonia.

X-ray diffraction from Al powder using energy dispersive technique

Using the energy dispersive x ...ray diffraction (EDXD) technique, the room temperature diffraction pattern of Al powder was obtained at diffraction angles ~ 30° and 50°. From the small angle diffraction pattern the average relative intensities (IR) of the (111), (200), and (220) lines were measured to be equal to 100, 62, and 32 respectively. From the large diffraction angle IR for the (220), (311+222), (400), (331+420), and (422) lines were measured to be 100,201,17,90, and 19.5 respectively. The diffraction pattern at those two angles were obtained at several higher temperatures to measure the change in the intensities of the Al lines. From the intensity changes the increase of the Debye- Waller temperature factor, i.e ~B(T), with respect to the value at room temperature was determined to be 0.6+0.1 at 250°C, 1.10+0.15 at 350°C, 1.45+0.20 at 450°C, and 2.20±0.35 at 550°C.

Landscape geochemical investigations in the vicinity of a lead deposit near Snertingdal, southern Norway

Landscape geochemical investigations were conducted upon portions of a natural uniform landscape in southern Norway. This consisted of sampling both soil profile samples and spruce tree twigs for the analysis of twelve chemical elements. These elements were cobalt, copper, nickel, lead, zinc, manganese, magnesium, iron, calcium, sodium, potassium and aluminum which were determined by atomic absorption analysis on standardized extraction techniques for both organic and inorganic materials. Two "landscape traverses" were chosen for a comparative study of the effects of varying landscape parameters upon the trace element distribution patterns throughout the landscape traverses. The object of this study was to test this method of investigation and the concept of an ideal uniform landscape under Norwegian conditions. A "control traverse" was established to represent uniform landscape conditions typical of the study area and was used to determine "normal" or average trace element distribution patterns. A "signal traverse" was selected nearby over an area of lead mineralization where the depth to bedrock is very small. The signal traverse provided an area of similar landscape conditions to those of the control traverse with significant differences in the bedrock configuration and composition. This study was also to determine the effect of the bedrock mineralization upon the distribution patterns of the twelve chemical elements within the major components of the two landscape traverses (i.e. soil profiles and tree branches). The lead distribution within the soils of the signal traverse showed localized accumulations of lead within the overburden with maximum values occurring within the organic A horizon of soil profile #10. Above average concentrations of lead were common within the signal traverse, however, the other elements studied were not significantly different from those averages determined throughout the soils of the control traverse. The spruce twig samples did not have corresponding accumulations of lead near the soil lead anomaly. This is attributable to the very localized nature of the lead dispersion pattern within the soils. This approach to the study of the geochemistry of a natural landscape was effective in establishing: a) average or "normal" trace element distribution patterns b) local variations in the landscape morphology and c) the effect of unusually high lead concentrations upon the geochemistry of the landscape (i.e. within the soil profiles and tree branches). This type of study provides the basis for further more intensive studies and serves only as a first approximation of the behaviour of elements within a natural landscape.

Quebec North Shore Paper Company Limited fonds

The Q.N.S. [Quebec North Shore Paper Company] newsprint mill started in 1937 at Baie Comeau in Quebec. Being the first major industry in that area at the time, harbour facilities, a power station and an entire community was built around the mill. In 1952, a power station was built at the first falls of the Manicouagan River. The station generated much more power than necessary for the mill, but attracted an aluminum smelter a few years later in 1958.

Synthèse stéréosélective de motifs polypropionates via la chimie des radicaux : application à l'élaboration de l'hémisphère ouest de la narasine

Cet ouvrage traite principalement de la synthèse de motifs polypropionates de type stéréopentade ainsi qu’une application à la synthèse d’une molécule naturelle possèdant des propriétés biologiques. La stratégie envisagée pour l’élaboration de ces motifs récurrents dans plusieurs structures d’origine naturelle fait appel à la chimie des radicaux. Cette thèse se divise en différents chapitres dans lesquels la versatilité de la méthodologie développée sera démontrée. En premier lieu, il sera question de présenter l’importance de la synthèse de motifs polypropionates. Le domaine couvert par la chimie de ces molécules complexes hautement fonctionnalisées a contribué énormément à l’avancement de nos connaissances en synthèse organique, particulièrement dans le contexte des réactions impliquant des molécules acyliques. Une brève description des méthodes connues est présentée afin de saisir l’étendue des défis restants pour construire efficacement tous les isomères possibles des polypropionates de type stéréopentade. La stratégie proposée est basée sur une approche contrôlée entièrement par le substrat. Ce contrôle s’appuie sur le choix judicieux de l’acide de Lewis activant les deux réactions impliquées, soit la réaction de Mukaiyama et le transfert d’hydrogène. La seconde section de cette thèse concerne principalement le développement d’une réaction de Mukaiyama impliquant un éther d’énol silylé portant un lien pouvant être homolytiquement brisé dans la réaction suivante et un aldéhyde de type propionate. Le contrôle de l’aldolisation provient de la nature de l’acide de Lewis. Une espèce monodentate (BF3·OEt2) génère une relation 3,4-syn selon le modèle dit Felkin-Anh tandis que les acides de Lewis bidentates mènent à la relation 3,4-anti via un état de transition définit comme Cram-chélate. Une optimisation des conditions réactionnelles en variant l’acidité et la stoechiométrie de l’acide de Lewis de titane a permis de construire diastéréosélectivement le produit de Mukaiyama ayant une relation 3,4-anti. En outre, la nature des complexes impliqués dans ces réactions a été élucidée par des études RMN 13C à basse température. Une fois les précurseurs radicalaires synthétisés, notre méthodologie de réduction par transfert d’hydrogène contrôlée également par les acides de Lewis s’avère très efficace. Les acides de Lewis dérivés d’aluminium mènent sélectivement à la relation 2,3-syn selon un contrôle endocyclique tandis que les acides de Lewis de bore permettent la création des relations 2,3-anti en se basant sur une stabilisation par les divers facteurs de contrôle de molécules acycliques. Cette stratégie novatrice nous a ainsi permis de construire efficacement les 16 diastéréoisomères possibles. Le chapitre suivant concerne l’application de cette méthodologie à la synthèse de l’hémisphère ouest de la salinomycine et de la narasine. Plusieurs défis synthétiques ont été relevés à cette occasion par la présence de nombreux centres stéréogènes contigus. Nous avons réalisé que la relation stéréochimique 2,3-anti de la salinomycine n’est pas accessible sélectivement par la chimie des radicaux via l’effet exocyclique. Des études ont été entreprises afin de comprendre cette perte de sélectivité. Les conclusions suggèrent que les substituants sur le cycle imposent un biais conformationnel conduisant à des faibles sélectivités. Une alternative utilisant un réactif de crotylsilane chiral a été développée pour arriver à la molécule cible. Cette situation est différente dans le cas de la narasine où la présence du méthyle sur le carbone en position β du radical bloque efficacement l’approche d’une des faces d’attaque par l’hydrure. Des sélectivités impressionnantes nous ont permis de construire le fragment C1-C9 de la narasine de manière expéditive et efficace. Finalement, l’élongation sélective utilisant à nouveau la séquence d’aldolisation de Mukaiyama/réduction radicalaire suivie d’un couplage de type aldol stéréosélectif conduit au fragment C1-C17 de la narasine (hémisphère ouest)en 19 étapes avec un rendement global de l’ordre de 7 %. En dernier lieu, nous nous sommes penchés sur la réactivité des α-bromo-β- alkoxycétones lors de transfert d’hydrogène. Nous avons découvert que la chimie de ces derniers pourrait s’avérer utile dans le contexte de la synthèse de motifs complexes polypropionates. La présence d’un centre stéréogène de l’autre coté de la cétone semble avoir un impact sur la sélectivité.

Évaluation de la toxicité du béryllium en fonction de la forme chimique et de la taille des particules

Le béryllium (Be) est un métal dont les propriétés physiques et mécaniques sont très recherchées, notamment dans les secteurs spatial, énergétique et électronique. Les principaux effets associés à l’exposition au Be sont la sensibilisation et la bérylliose chronique. La prévalence des effets associés au Be suggère que les risques sont, entre autres, fonction de sa spéciation. Par ailleurs, il semble que les particules fines constituent la fraction d’intérêt pour l’occurrence de tels effets. Dans cette étude nous avons vérifié l’hypothèse que la forme chimique et la taille des particules du Be jouent un rôle majeur au niveau de la toxicité et de l’apparition d’effets spécifiques à une exposition au Be. Les effets spécifiques se traduisent, entre autres, par la formation de granulomes inflammatoires pulmonaire, par la prolifération de lymphocytes TCD4+ et la production de cytokines de type Th1. Pour chacune des trois formes chimiques visées par la présente étude (le Be métallique ou Be, l’oxyde de Be ou BeO et l’alliage Be aluminium ou BeAl), la toxicité a été évaluée à la suite d’une exposition subchronique par inhalation oro-nasale à des particules fines (F) et totales (T). À cette fin, un modèle animal (souris) a été utilisé. Au total, 245 souris ont été utilisées. Elles ont été subdivisées en sept groupes de 35 souris. Un groupe a servi de contrôle, alors que chacun des six autres a été exposé soit à des particules fines soit à des particules totales, pour chacune des trois formes chimiques de Be (Be-F, Be-T, BeO-F, BeO-T, BeAl-F, BeAl-T). La durée d’exposition pour chacun des groupes s’est étendue sur 3 semaines, 5 jours par semaine, 6 heures par jour. Le niveau d’exposition des souris était de 250 µg/m3. L‘urine des souris a été recueillie avant et durant l’exposition. Au moment du sacrifice, plusieurs tissus (poumon, rate, foie et reins) ainsi que des échantillons de sang ont été prélevés puis immédiatement congelés jusqu’à leur analyse pour la détermination de leur teneur en Be. De plus, certains poumons et rates ont été analysés pour l’évaluation de la sensibilité immunologique et de l'inflammation pulmonaire. Cette étude d’exposition subchronique est la première étude murine qui étudie les effets toxiques de différentes tailles particulaires sur les changements pathologique et immunologique similaires à ceux observés chez l’humain. Cette étude a permis de constater qu’il existait des différences importantes au niveau de la toxicité du Be d’après les différentes tailles particulaires à l’étude. Ces différences seraient reliées au dépôt des particules de Be dans les voies respiratoires et également à la capacité des voies respiratoires à les éliminer totalement ou partiellement. La clairance respiratoire est fonction, notamment, du site de déposition et du caractère soluble ou non des particules. Cette recherche aura également permis de démontrer que les souris C3H/HeJ représentent un bon modèle pour l’étude des effets toxicologiques et immunologiques d’une exposition au Be. De plus, nos résultats démontrent que la sévérité des lésions pulmonaires causées par le Be, tel que l’infiltration interstitielle de lymphocytes et la formation de granulomes non-caséeux, augmente avec le temps de résidence pulmonaire des particules de Be. Combinés à d’autres résultats, nos résultats contribueront à guider les actions de prévention relativement à l’exposition au Be, incluant éventuellement la révision de la valeur limite de l’exposition et possiblement l’établissement de valeurs limites en fonction de la forme chimique et de la taille des particules.

Étude critique de la densité électronique et des températures (excitation et ionisation) d'un plasma d'aluminium induit par laser

La caractérisation de matériaux par spectroscopie optique d’émission d’un plasma induit par laser (LIPS) suscite un intérêt qui ne va que s’amplifiant, et dont les applications se multiplient. L’objectif de ce mémoire est de vérifier l’influence du choix des raies spectrales sur certaines mesures du plasma, soit la densité électronique et la température d’excitation des atomes neutres et ionisés une fois, ainsi que la température d’ionisation. Nos mesures sont intégrées spatialement et résolues temporellement, ce qui est typique des conditions opératoires du LIPS, et nous avons utilisé pour nos travaux des cibles binaires d’aluminium contenant des éléments à l’état de trace (Al-Fe et Al-Mg). Premièrement, nous avons mesuré la densité électronique à l’aide de l’élargissement Stark de raies de plusieurs espèces (Al II, Fe II, Mg II, Fe I, Mg I, Halpha). Nous avons observé que les densités absolues avaient un comportement temporel différent en fonction de l’espèce. Les raies ioniques donnent des densités électroniques systématiquement plus élevées (jusqu’à 50 % à 200 ns après l’allumage du plasma), et décroissent plus rapidement que les densités issues des raies neutres. Par ailleurs, les densités obtenues par les éléments traces Fe et Mg sont moindres que les densités obtenues par l’observation de la raie communément utilisée Al II à 281,618 nm. Nous avons parallèlement étudié la densité électronique déterminée à l’aide de la raie de l’hydrogène Halpha, et la densité électronique ainsi obtenue a un comportement temporel similaire à celle obtenue par la raie Al II à 281,618 nm. Les deux espèces partagent probablement la même distribution spatiale à l’intérieur du plasma. Finalement, nous avons mesuré la température d’excitation du fer (neutre et ionisé, à l’état de trace dans nos cibles), ainsi que la température d’ionisation, à l’aide de diagrammes de Boltzmann et de Saha-Boltzmann, respectivement. À l’instar de travaux antérieurs (Barthélémy et al., 2005), il nous est apparu que les différentes températures convergeaient vers une température unique (considérant nos incertitudes) après 2-3 microsecondes. Les différentes températures mesurées de 0 à 2 microsecondes ne se recoupent pas, ce qui pourrait s’expliquer soit par un écart à l’équilibre thermodynamique local, soit en considérant un plasma inhomogène où la distribution des éléments dans la plume n’est pas similaire d’un élément à l’autre, les espèces énergétiques se retrouvant au cœur du plasma, plus chaud, alors que les espèces de moindre énergie se retrouvant principalement en périphérie.

Évaluation environnementale de systèmes de construction de cloisons résidentielles : réflexions sur l'adaptabilité et la flexibilité

L’introduction du développement durable apporte de nouvelles préoccupations environnementales au niveau de la construction et de la rénovation résidentielles, une industrie qui représente un marché économique important au Canada. En plus d’engendrer plusieurs impacts sur l’environnement, la conception actuelle ne permet pas d’accommoder le changement initié par l’évolution des pratiques, les avancées technologiques, mais également par l’évolution des patrons de vie des occupants. Dans un premier temps, la revue de littérature dresse le portrait de l’industrie de la construction, rénovation et démolition (CRD) au Canada, ainsi que le profil de gestion des débris de CRD. Ensuite, une analyse documentaire traite de différents outils de conception développés pour améliorer la performance du secteur : 3RV-E, écoconception, écoconstruction et LEED®. De plus, la recension des écrits permet également de cerner les concepts d’adaptabilité et de flexibilité au niveau du bâtiment et dans les approches et mouvements émergents en architecture. Cette démarche nous amène à établir l’hypothèse que l’intégration des critères d’adaptabilité et de flexibilité au niveau du logement aurait pour effet d’améliorer l’adéquation entre les besoins évolutifs des occupants et les nouvelles considérations environnementales. Au niveau méthodologique, l’analyse du cycle de vie simplifiée par l’Eco-indicator99 encadre l’analyse environnementale de l’ossature de trois types de construction de cloison. De cette évaluation, on conclut que c’est la construction traditionnelle à ossature de bois qui produit le moins d’impacts. Dans l’ordre suivant la proposition de construction de cloison à ossature d’aluminium, plus adaptable et flexible, et finalement la construction à ossature d’acier qui est le système le plus dommageable. Par contre, en intégrant le facteur temporel, cette analyse démontre que l’intégration de l’adaptabilité et de la flexibilité procure plusieurs cycles de vie et de rénovation au produit et à ses composantes. Finalement, ces concepts offrent également le potentiel de diminuer les impacts générés par la construction et la rénovation, un constat qui mériterait d’être abordé dans une approche plus systémique.