Ce travail porte sur la conception et la réalisation de photodiodes UTC en GaInAs/InP pour la détection de fortes puissances optiques jusqu'à 20 GHz. La solution choisie est une photodiode à éclairage par la face arrière compatible avec un report flip-chip sur des lignes hyperfréquences. La première partie de cette étude consacrée à l'optimisation simultanée de la bande passante et de la responsivité a mis en avant l'importance de la conception de l'absorbant et du collecteur. En particulier, l'introduction d'un champ électrique statique dans l'absorbant grâce à un graduel de dopage est essentielle pour atteindre simultanément une responsivité élevée (0,8 A/W à l,55 µm) et une large bande passante = 20 GHz sous fort photocourant). Dans un second temps, l'analyse des mécanismes de saturation a permis de dégager les principaux axes d'optimisation sous forte puissance: la réduction de la dépolarisation de la jonction, l'atténuation des effets de charge d'espace et l'amélioration de la dissipation thermique. Ainsi, une nouvelle structure de collecteur à dopage non uniforme est proposée. Elle permet de repousser les limites de saturation de la photodiode et permet d'atteindre des courants = 100 mA à 20 GHz, au meilleur niveau de l'état de l'art. Enfin, une étude théorique et expérimentale de la linéarité des photodiodes UTC de puissance est présentée. Les photodiodes développées montrent une excellente linéarité atteignant des points d'interception d'ordre 3 (IP3) de 35 dBm à 20 GHz faisant de ces composants de très bons candidats pour les liaisons optiques/hyperfréquences à large dynamique. / This work focuses on the design and fabrication of GaInAs/InP Uni-Traveling-Carrier (UTC) Photodiodes (PDs) for high optical power detection up to 20 GHz. The selected solution consists of a back-side ilIuminated PD compatible with flip-chip mounting on microwave transmission lines. The first section of this study is dedicated to the optimisation of both bandwidth and responsivity, simultaneously. It demonstrates how important the design of absorption and collection layers is. ln particular, the introduction of a static electric field in the absorption layer, owing to a graduaI doping, is essential to achieve, simultaneously, a high responsivity (0.8 A/W at 1.55 µm) and a large bandwidth (= 20 GHz under high photocurrent). Secondly, the saturation mechanisms in a UTC structure are analysed. Reducing the junction bias variation, mitigating the space charge effects and enhancing the heat power dissipation are demonstrated to be the main axes for design optimization under high power. Therefore, a new design of a non-uniformly doped collector is proposed. It reduces saturation limitations and leads to state-of-the-art saturation current =100 mA at 20 GHz. FinaIly, a theoretical and experimental study of high power UTC-PDs linearity is presented. The developed PDs show a high linearity and achieve third order intercept points (IP3) op to 35 dBm at 20 GHz, which makes them good candidates for analog photonic links that need a high dynamic range.

Cette thèse rassemble une série de travaux sur les émissions naturelles observées dans la partie externe de la plasmasphère terrestre par la mission multi-satellites CLUSTER, et plus précisément par l'instrument WHISPER. Parmi les émissions observées, citons les ondes électrostatiques électroniques observées entre deux gyrofréquences électroniques successives. Ces ondes sont couramment appelées (n+½)fce et sont aussi bien observées dans la magnétosphère terrestre que dans celles d'autres planètes magnétisées. Nous proposons une classification de toutes les émissions naturelles observées dans la plasmasphère, basée sur les caractéristiques spectrales déterminées lors d'études d'événements. Nous nous intéresserons ensuite aux les trois types principaux d'ondes rencontrées : émissions aux n(1.1)fce, aux (n+½)fce et aux nfce. Ces dernières, mises en évidence grâce à la bonne résolution de l'instrument WHISPER, n'avaient jamais été observées auparavant. Une étude systématique sur trois années de données (la période 2002 - 2004) a permis de localiser les différentes émissions observées en secteur MLT et en latitude magnétique. Par des études d'événements multi-satellites, et par l'étude statistique, nous avons pu mettre en évidence l'importance de la distance radiale à la plasmapause sur les caractéristiques (intensité, nombre d'harmoniques présentes) des émissions aux (n+½)fce observées. Pour quantifier cette distance à la plasmapause, nous avons défini un indicateur utilisant la valeur de la fréquence plasma, mesurée par l'instrument WHISPER, lors de la traversée de l'équateur magnétique. Nous avons aussi étudié l'influence de l'activité géomagnétique, à travers les variations des indices AE, Kp et Dst, sur les trois types d'ondes étudiés. En examinant les données de l'instrument PEACE de la missions CLUSTER, deux formes différentes de la fonction de distribution, dépendant de l'intensité des ondes aux (n+½)fce, ont été mises en évidence. Enfin, nous nous sommes familiarisés avec l'utilisation d'un code particulaire et avons retrouvé les modes propres du plasma prédits par la théorie linéaire.

Le présent travail est consacré à l'analyse du comportement mécanique des polymères semi-cristallins à deux échelles : celle de l'empilement lamellaire et celle des structures sphérolitiques. A l'échelle de l'empilement, des simulations en champs complet dans le domaine des petites déformations sont réalisées sous ABAQUS®. L'influence des paramètres sur la réponse macroscopique lors de sollicitations long-terme en relaxation et cyclage est analysée : le choix du comportement viscoélastique de la phase amorphe d'une part, et les effets de microstructure et d'hétérogénéités induites d'autre part. Les résultats obtenus avec une microstructure simplifiée permettent de mettre en évidence plusieurs effets de microstructure. A l'échelle sphérolitique, la technique de corrélation d'images numériques est mise au point in-situ sous MEB pour la mesure de champs cinématiques. Les champs de déformation obtenus en traction uniaxiale sur deux polymères semi-cristallins montrent l'existence d'une déformation hétérogène en lien avec la microstructure sphérolitique. Des méthodes déterministe et statistique de la littérature sont mises en œuvre à partir des mesures de champs pour identifier la taille d'un domaine sur lequel la déformation moyenne mesurée coïnciderait avec la déformation macroscopique. En l'absence de toute information sur la taille d'un Volume Elémentaire Représentatif (VER) dans les polymères semi-cristallins, une telle estimation constitue une avancée notable. Enfin, des perspectives sont données pour la modélisation en transition d'échelles du comportement mécanique de ces matériaux via une combinaison d'outils numériques et expérimentaux.

Le domaine aéronautique étant en pleine expansion, il est nécessaire de trouver des solutions pour transporter plus de personnes tout en diminuant la consommation en carburant. L’allègement des aéronefs est un enjeu global, c’est pourquoi, il faut étudier comment diminuer la masse de tous les composants des avions. Les boitiers électroniques doivent faire partie de cette démarche d’allègement global des avions. Les sociétés du groupe SAFRAN et en particulier HISPANO-SUIZA se sont lancées dans un projet d’avion plus électrique et il est donc très important de diminuer la masse d’un boitier électronique. Une étude de boitiers électroniques existants a permis de mettre en évidence les principaux contributeurs de masse. Les bilans de masse ont montré que les éléments de protection et de maintien des composants électroniques représentaient la masse la plus importante pour un boitier. La recherche de solutions innovantes pour diminuer la masse de ces composants a mis en évidence des nouveaux matériaux pour remplacer l’aluminium omniprésent dans les boitiers actuels. Les stratifiés métaux / composites ou Fiber Metal Laminates (FML) sont des stratifiés composés de composites à matrice organique (carbone, fibre de verre, kevlar, …) et de tôles métalliques. Ces nouveaux matériaux composites sont particulièrement intéressants de par leurs propriétés thermomécaniques ainsi que leur conductivité électrique nécessaire au bon fonctionnement des boitiers en cas de passage de courant de foudre. Des simulations d’analyse modale ont validé la pertinence de l’emploi de ces FML pour réaliser les pièces de boitiers. Des modèles analytiques ont été mis en place pour prédire de façon simple et rapide le comportement de stratifiés composites en fonction du nombre de plis, des matériaux et des orientations. L’exploitation de ces modèles a permis de choisir des stratifiés prometteurs en fonction de leurs propriétés thermomécaniques : le Carall (assemblage de carbone et d’aluminium), le Glare (assemblage de fibres de verre) et un stratifié en carbone « classique ». La caractérisation de ces matériaux sous des chargements variés (statiques, dynamiques, en température, …) couplée à des simulations numériques a fourni les propriétés des stratifiés. La modélisation numérique des composites permettra de diminuer le temps et le coût nécessaires à la conception d’un boitier. L’étude et la comparaison des propriétés mesurées au cours des essais expérimentaux a permis de déterminer les applications potentielles des stratifiés métaux/composites dans les boitiers électroniques. Enfin, une étude de vieillissement accéléré en humidité et en température a été réalisée pour étudier l’évolution des propriétés des stratifiés dans le temps / The aeronautic field is growing years after years; this is why it is necessary to find solutions to transport more people and to reduce fuel consumption. The aircraft relief is a global issue, all components of aircraft ha to be lighter. Electronic devices must be a part of this global aircraft relief. The SAFRAN group and Hispano-Suiza in particular have engaged in a more electric aircraft project it is necessary to reduce the mass of an electronic box. A study of existing electronic boxes helped to highlight the main mass contributors. Mass analysis shows that the elements of protection and bearing of electronic components represent the highest global mass percent. The research of innovative solutions to reduce the weight of these components has highlighted new materials to replace the omnipresent aluminium in the current boxes. The composites Fibre Metal Laminates (FML) consist of organic matrix composites plies (carbon, fiberglass, Kevlar ...) and the metal sheet. These new composite materials are particularly interesting because of their thermo-mechanical and electrical conductivity necessary for the proper functioning of the electronic devices in case of lightning current. Modal analysis simulations validated the appropriateness of using these FML to replace aluminium in electronic boxes structure. Analytical models were developed to get a faster and easier the behaviour of composite laminates according to the number of plies, materials and orientations. The study of these analytical models has selected promising laminates according to their thermo mechanical properties: the Carall (assembly of carbon and aluminium), the Glare (assembly of glass fibers and aluminium) and carbon as a "classical" laminates. The characterization of these materials under various solicitations (static, dynamic, temperature ...) coupled with numerical simulations provided the laminates properties. Numerical modelling of composites will reduce the time and cost required to design a box. The study and comparison of measured properties during the experimental trials has identified the potential applications of metal laminates / composites in electronic boxes. Finally, a study of accelerated moisture and temperature aging was conducted to study the evolution properties of laminates in “real” environment

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

En raison de la nature intime des interactions homme-textiles (essentiellement, nous sommes entourés par les textiles 24/7 - soit sous la forme de vêtements que nous portons ou comme rembourrage dans nos voitures, maisons, bureaux, etc.), les textiles intelligents sont devenus des plates-formes de plus en plus attrayantes pour les réseaux de capteurs innovants biomédicaux, transducteurs, et des microprocesseurs dédiés à la surveillance continue de la santé. En même temps, l'approche commune dans le domaine des textiles intelligents consiste en l'adaptation de la microélectronique planaire classique à une sorte de substrat souple. Cela se traduit souvent par de mauvaises propriétés mécaniques et donc des compromis au niveau du confort et de l'acceptation des usagers, qui à leur tour peuvent probablement expliquer pourquoi ces solutions émergent rarement du laboratoire et, à l'exception de certains cas très spécifiques, ne soit pas utilisés dans la vie de tous les jours. Par ailleurs, nous assistons présentement à un changement de paradigme au niveau de l'informatique autonome classique vers le concept de calculs distribués (ou informatique en nuage). Dans ce cas, la puissance de calcul du nœud individuel ou d'un dispositif de textile intelligent est moins importante que la capacité de transmettre des données à l'Internet. Dans ce travail, je propose une nouvelle approche basée sur l'intégration de polymère, verre et métal dans des structures de fibres miniaturisées afin de réaliser des dispositifs de textiles intelligents de prochaine génération avec des fonctionnalités de niveau supérieur (comme la communication sans fil, la reconnaissance tactile, les interconnexions électriques) tout en ayant une forme minimalement envahissante. Tout d'abord, j'étudie différents modèles d'antennes compatibles avec la géométrie des fibres et des techniques de fabrication. Ensuite, je démontre expérimentalement que ces antennes en fibres multi-matériaux peuvent être intégrées dans les textiles lors d’un processus standard de fabrication de textiles. Les tests effectués sur ces textiles ont montré que, pour les scénarios «sur-corps et hors-corps», les propriétés émissives en termes de perte de retour (S11), le patron (diagramme) de radiation, l'efficacité (gain), et le taux d'erreur binaire (TEB) sont directement comparables à des solutions classiques rigides. Ces antennes sont adéquates pour les communications à courte portée des applications de communications sans fil ayant un débit de données de Mo/s (méga-octets par seconde) (via protocoles Bluetooth et IEEE 802.15.4 à la fréquence de 2,4 GHz). Des simulations numériques de taux d'absorption spécifique démontrent également le plein respect des règles de sécurité imposées par Industrie Canada pour les réseaux sans fil à proximité du corps humain. Puisque les matériaux composites de fibres métal-verre-polymère sont fabriqués en utilisant des fibres de silice creuses de diamètre submillimétrique et la technique de dépôt d'argent à l'état liquide, les éléments conducteurs sont protégés de l'environnement et ceci préserve aussi les propriétés mécaniques et esthétiques des vêtements. Cet aspect est confirmé par des essais correspondant aux normes de l'industrie du textile, l'étirement standard et des essais de flexion. De plus, appliquer des revêtements superhydrophobes (WCA = 152º, SA = 6º) permet une communication sans fil sans interruption de ces textiles sous l'application directe de l'eau, même après plusieurs cycles de lavage. Enfin, le prototype de textile intelligent fabriqué interagit avec l'utilisateur à travers un détecteur tactile et transmet les données tactiles à travers le protocole Bluetooth à un smartphone. Cette démonstration valide l’approche des fibres multi-matériaux pour une variété d'applications. / As we are surrounded by textiles 24/7, either in the form of garments that we wear or as upholstery in our cars, homes, offices, etc., textiles are especially attractive platforms for arrays of innovative biomedical sensors, transducers, and microprocessors dedicated, among other applications, to continuous health monitoring. In the same time, the common approach in the field of smart textiles consists in adaptation of conventional planar microelectronics to some kind of flexible substrate, which often results in poor mechanical properties and thus compromises wearing comfort and complicates garment care, which results in low user acceptance. This explains why such solutions rarely emerge from the lab and, with the exception of some very specific cases, cannot be seen in the everyday life. Furthermore, we are currently witnessing a global shift from classical standalone computing to the concept of distributed computation (e.g. so-called thin clients and cloud storage). In this context, the computation power of the individual node or smart textile device in this case, becomes progressively less important than the ability to relay data to the Internet. In this work, I propose a novel approach based on the idea of integration of polymer, glass and metal into miniaturized fiber structures in order to achieve next-generation smart textile devices with higher-level functionalities, such as wireless communication, touch recognition, electrical interconnects, with minimally-invasive attributes. First, I investigate different possible fiber-shaped antenna designs and fabrication techniques. Next, I experimentally demonstrate that such multi-material fiber antennas can be integrated into textiles during standard textile manufacturing process. Tests conducted on these textiles have shown that, for on-body and off-body scenarios, the emissive properties in terms of return loss (S11), radiation pattern, efficiency (gain), and bit-error rate (BER) are directly comparable to classic ‘rigid’ solutions and adequately address short-range wireless communications applications at Mbps data-rates (via Bluetooth and IEEE 802.15.4 protocols at 2.4 GHz frequency). Numerical simulations of the specific absorption rate (SAR) also demonstrate full compliance with safety regulations imposed by Industry Canada for wireless body area network devices. Since metal-glass-polymer fiber composites were fabricated using sub-millimetre hollow-core silica fibers and liquid state silver deposition technique, the conductor elements are shielded against the environment and preserve the mechanical and cosmetic properties of the garments. This is confirmed by the textile industry standard stretching and bending tests. Additionally, applied superhydrophobic coatings (WCA=152º, SA=6º) allow uninterrupted wireless communication of the textiles under direct water application even after multiple washing cycles. Finally, I fabricated a user-interactive and wireless-communicating smart textile prototype, that interacts with the user through capacitive touch-sensing and relays the touch data through Bluetooth protocol to a smartphone. This demonstration validates that the proposed approach based on multi-material fibers is suitable for applications to sensor fabrics and bio-sensing textiles connected in real time to mobile communications infrastructures, suitable for a variety of health and life science applications.

Thèse ou mémoire avec insertion d’articles / Dans l'optique de la création d'un vêtement intelligent original multi-capteur, et permettant la mesure de différents signes physiologiques, une nouvelle fibre électrode sèche et flexible, en PDMS et nanotube de carbone, est créée. Ce vêtement intelligent innovant aurait l'avantage de n'utiliser que la fibre électrode, qui est un capteur peu coûteux et relativement facile à concevoir. L'intégration au textile est facilitée par l'aspect filiforme du capteur, et également par le fait qu'aucune modification majeure du textile est nécessaire à son intégration. Les grandeurs que l'on cherche à acquérir sont les électrocardiogrammes, les électromyogrammes de surface, et le mouvement. La fibre ayant déjà été évaluée pour la mesure de la respiration, le couplage de toutes ces grandeurs permettrait d'obtenir un aperçu global de l'état de santé de l'utilisateur. Une problématique d'étude de la fatigue musculaire est également levée, et l'analyse poussée du mouvement par l'utilisation de la fibre de manière simultanée à la mesure des électromyogrammes serait un atout pour cette dernière. Le circuit imprimé conçu pour la mesure des électromyogrammes de surface et du mouvement est miniaturisé, portatif, autonome et sans fil. Celui pour la mesure des électrocardiogrammes fonctionne en filaire, et doit encore être miniaturisé. Les circuits électroniques sont donc conçus spécialement pour être à l'interface entre la fibre électrode et l'utilisateur. Ils sont décrits et évalués tout au long de ce projet. Des tests de ces circuits seront présentés avec des électrodes de référence en Ag/AgCl, puis avec la nouvelle fibre PDMS. / With the aim of creating an original multi-sensor smart garment, and allowing the measurement of different physiological signs, a new dry and flexible electrode fiber, made of PDMS and carbon nanotube, is created. This innovative smart garment would have the advantage of using only the electrode fiber, which is an inexpensive and relatively easy to design sensor. The integration to the textile is facilitated by the thread-like aspect of the sensor, and also by the fact that no major modification of the textile is required for its integration. The parameters we are looking to acquire are electrocardiograms, surface electromyograms, and motion. The fiber having already been evaluated for the measurement of breathing, the coupling of all these quantities would make it possible to obtain an overall view of the health of the user. A problem of studying muscle fatigue is also raised, and the advanced analysis of the movement by using the fiber simultaneously with the measurement of electromyograms would be an asset for the latter. The circuit board designed for the measurement of surface electromyograms and movement is miniaturized, portable, autonomous and wireless. The one for the measurement of electrocardiograms is wired, and still needs to be miniaturized. The electronic circuits are therefore specially designed to be at the interface between the fiber electrode and the user. They are described and evaluated throughout this project. Tests of these circuits will be presented with Ag/AgCl reference electrodes, then with the new PDMS fiber.

Plusieurs alternatives ont été mises au point pour réduire les effets de la cigarette sur la santé buccale et générale. La plus récente de ces initiatives est la cigarette électronique. Plusieurs études montrent que la cigarette électronique contient moins de produits toxiques comparativement à la cigarette standard. Ces études concluent que la cigarette électronique est moins nocive pour la santé. Cependant, d’autres études émettent des doutes sur l’innocuité de la cigarette électronique étant donné la présence de multiples produits chimiques. Ces derniers peuvent interagir négativement avec plusieurs parties du corps, dont la cavité buccale. Les objectifs de cette étude sont (i) d’évaluer les effets d’expositions répétées (1, 2 ou 3 fois) au condensé de cigarette électronique sur la morphologie, la croissance, la migration et l’apoptose des fibroblastes gingivaux humains (ii) d’évaluer les effets de la vapeur de la cigarette électronique sur la croissance, la production de chitine et l’expression de certains gènes codant pour des protéines de la famille des "secreted aspartyl proteinases (SAP par C. albicans avec des temps d’exposition de 15 min, deux fois par jour, pendant 2 et 3 jours. (iii) d’évaluer l’interaction des cellules épithéliales gingivales avec C. albicans préalablement exposé à la cigarette électronique. Nous avons utilisé différentes techniques de biologie cellulaire, de biologie moléculaire et de microbiologie. Nos travaux montrent que les fibroblastes exposés au condensé de cigarette électronique ont une morphologie anormale (cellules plus grosses, vacuolées,.) et un taux de prolifération plus faible comparativement aux cellules non exposées. Ces observations sont consolidées par un taux plus élevé de cellules apoptotiques comparativement aux cellules non exposées. L’analyse de la migration cellulaire montre que le condensé de cigarette électronique réduit de façon significative la capacité de migration des fibroblastes. Il est à noter que les effets sont plus importants avec la cigarette, suivi de la cigarette électronique contenant la nicotine, puis celle sans nicotine. Les effets de la cigarette électronique sont moins importants que ceux du condensé de cigarette, mais plus sérieux comparativement aux cellules non exposées. Nos études montrent que l’exposition de C. albicans à la cigarette électronique entraîne une augmentation de sa croissance. Cette observation est supportée par un taux plus élevé de chitine produite par C. albicans exposé à la cigarette électronique. L’analyse de la transformation montre des formes hyphes plus longues après l’exposition à cigarette électronique. Nous avons aussi observé que la cigarette électronique augmente l’expression des gènes SAP2, SAP3 et SAP9 par C. albicans comparativement au contrôle (non exposé). L’exposition de C. albicans à la cigarette électronique favorise l'adhésion de la levure aux cellules épithéliales, augmente le taux de tyransformation de la levure. L’exposition de C. albicans à la cigarette électronique, puis son contact avec les cellules épithéliales cause une libération importante de la lactate deshydrogénase (LDH), et la différenciation des cellules épithéliales, mais réduit le taux de croissance de ces cellules gingivales. Les résultats globaux indiquent que les cigarettes électroniques peuvent interagir avec le microbiome buccal de l’utilisateur. Parce que les cigarettes électroniques réduisent la croissance des cellules gingivales et augmentent l'apoptose cellulaire, cela peut diminuer l'immunité innée dans la cavité buccale, ce qui pourrait augmenter le risque d'infections buccales, telles que la candidose / Electronic cigarettes (e-cigarettes) were designed to replace regular cigarette smoking and to contribute to smoking cessation. E-cigarettes require the use of vaping liquid that contains propylene glycol (PG) and vegetable glycerin (VG) as well as nicotine in various concentrations and flavours. Several studies comparing ecigarettes to conventional cigarettes show that e-cigarettes contain lower levels of toxic compounds and for this reason are deemed safer. However, a growing body of evidence shows that e-cigarettes contain many chemicals including formaldehyde, acetaldehyde, acrolein, and toluene, which may have adverse effects on different body parts, including the oral cavity. The first objective of this study was to investigate the impact of repeated exposures (1, 2, or 3 times) to e-cigarette condensates with or without nicotine on normal human gingival fibroblast morphology, proliferation, migration, and apoptosis. The second objective was to evaluate the effect of e-cigarettes vapors on the growth changes of C. albicans from blastospore to hyphal form and the expression of secreted aspartic proteinases (SAPs) SAP2, SAP3, and SAP9 genes by C. albicans, with exposure times of 15 min twice a day for 2 and 3 days. The third objective was to shed light on the interaction between e-cigarette-exposed C. albicans and gingival epithelial cells. Various cell biology, molecular biology, and microbiology protocols were deployed. Results show that exposure of gingival fibroblasts to nicotine-rich e-cigarette condensate altered both cell morphology and proliferation rate. Exposure to the ecigarette condensate also increased the levels of apoptotic fibroblasts. Fibroblast migration was delayed after culture scratches were exposed to e-cigarette condensate. Although e-cigarettes are considered to be less harmful than are conventional cigarettes, e-cigarettes significantly harmed the fibroblasts compared to non-exposed cells. E-cigarette exposure also increased C. albicans growth and hyphal length. The exposed C. albicans produced high levels of chitin and expressed high mRNA levels of SAP2, SAP3, and SAP9 genes. When in contact with gingival epithelial cells, e-cigarette-exposed C. albicans adhered better compared to the controls. Indirect communication between e-cigarette-exposed C. albicans and gingival epithelial cells led to epithelial cell differentiation, reduced cell growth, and increased lactate dehydrogenase (LDH) activity. Overall results indicate that e-cigarettes may interact with the user’s oral microbiome. Because e-cigarettes reduce gingival cell growth and increase cell apoptosis, this may decrease the innate immunity in the oral cavity, which could increase the risk of oral infections, such as candidiasis.

CONTEXTE : Le marché de la cigarette électronique a connu une importante hausse dans les dernières années, principalement chez les fumeurs visant l’arrêt tabagique. Toutefois, les effets pulmonaires de l’inhalation de propylène glycol (PG) et de glycérol (Gly), principaux constituants du e-liquide utilisé dans les cigarettes électroniques, demeurent encore inconnus. OBJECTIF : Investiguer les effets pulmonaires des vapeurs de cigarette électronique. MÉTHODES : Un système d’exposition de type « whole-body » a été mis au point. Jusqu’à 40 souris sont exposées 2 h/jour, 5 jours/semaine pour une période de 2 à 8 semaines. Le e-liquide est fabriqué au laboratoire, est composé de 30% de Gly et de 70% de PG, et ne contient ni nicotine ni saveurs. L’inflammation pulmonaire a été déterminée par cytologie des lavages broncho-alvéolaires. Les effets de la cigarette électronique sur le transcriptome pulmonaire ont été évalués à l’aide de puces d’expression génique. RÉSULTATS : L’exposition à la cigarette électronique n’entraine pas d’inflammation pulmonaire significative. Les analyses sur puces d’ADN montrent que la cigarette électronique a un impact sur les gènes impliqués dans la régulation du cycle circadien pulmonaire. Des analyses périodiques sur 24h montrent que la rythmicité de plusieurs gènes impliqués dans la régulation du cycle circadien est dérégulée par l’exposition à la cigarette électronique. On retrouve également ces perturbations dans le foie, le rein et le muscle squelettique, et dans une moindre mesure, dans le cerveau. L’exposition au Gly seul ou au PG seul indique que les deux composés sont responsables des changements observés au niveau systémique. CONCLUSION : La cigarette électronique n’induit pas de réponse inflammatoire, mais semble plutôt causer une perturbation du cycle circadien, tant au niveau pulmonaire que systémique. De plus amples recherches sont nécessaires afin de cerner les effets potentiels d’une perturbation circadienne induite par la cigarette électronique. / RATIONALE. The market for electronic cigarettes has boomed in the past few years, especially among smokers who desire to quit smoking. However, the pulmonary effects on propylene glycol (PG) and glycerol (Gly) inhalation have not been thoroughly investigated. OBJECTIVE. To investigate the effects of vapour on the mouse lungs. METHODS. A whole-body exposure automated system has been designed. Up-to 40 mice are exposed to electronic cigarette vapour, 2 hours/day, 5 days/week, from 2 and up to 8 weeks. E-liquid was fabricated in the laboratory, composed of 30% Gly and 70% PG, and without nicotine or flavor. Parameters of lung inflammation were assessed by cytology and ELISA in the bronchoalveolar lavage (BAL). Effects of electronic cigarette exposure on the pulmonary transcriptome were assessed using gene expression arrays RESULTS. Exposure to electronic cigarette alone does not cause pulmonary inflammation. Transcriptome analysis performed on lung tissue showed that electronic cigarette had a significant impact on genes responsible for regulating the pulmonary circadian cycle. Periodical sacrifices showed that the rhythmicity of key circadian genes was altered by electronic cigarette exposure. Expression of circadian genes in the liver is also altered, but the brain is less affected. Exposure to glycerol or propylene glycol alone indicated that glycerol was largely responsible for dysregulating the pulmonary circadian rhythm. It also showed that both compound had an impact on the liver and brain circadian rhythms. CONCLUSION. Electronic cigarette exposure does not appear to trigger lung inflammatory but rather seems to affect the lung circadian rhythmicity. Further research is required to investigate the possible effects of pulmonary circadian disruption by electronic cigarette.

Ce mémoire présente une méthode d’augmentation du champ de vue d’une caméra temps-de-vol commerciale. Cette augmentation étendrait leur utilisation dans certaines applications où la perception de l’environnement sur un large champ de vision est un critère, notamment en robotique mobile. La conception inclut l’ajout d’une lentille de conversion au système optique de la caméra infrarouge ainsi qu’une modification du système d’illumination. Dans le cas d’une Kinect V2, les capacités de reconstruction 3D ont été conservées pour une augmentation d’environ 50% du champ de vue, soit de 70°x60° à 106°x86°. Afin de tenir compte des modifications apportées au système optique, une calibration de la caméra a été effectuée. Le système modifié comporte une bonne précision (<1%) et une bonne exactitude (<1,5%). Ces résultats sont calculés avec 100 acquisitions en considérant un peu moins de 40% des pixels disponibles sur le senseur. Les performances diminuent rapidement en dehors de la zone centrale du senseur. Un compromis a été fait sur les performances du système afin d’augmenter son champ de vue. / This dissertation presents a method to increase the field of view of a commercially available time-of-flight camera. This increase could extend the field of application of such cameras, especially in mobile robotics where awareness of the surrounding is an important factor. The design includes a conversion lens added in front of the optical system and a modification to the illumination system. In the specific case of a Kinect v2, capability of 3D reconstruction has been preserved for an augmentation of 50% of the field of view, from 70°x60° to 106°x86°. To take into consideration the optical modifications, a calibration of the camera has been made. The modified system is characterised by a good precision (<1%) and a good accuracy (<1,5%). These results are calculated on slightly under 40% of the available pixels using 100 acquisitions. Performances decrease at a great rate outside of the central pixel zone. A trade-off has been made on the system performances in order to increase the original field of view.