A la demande réelle d'une maintenance des ouvrages d'art en béton affectés par la réaction d'alcali-silice, les travaux effectués dans ce rapport concernent effectivement une modélisation mécanique du gonflement du matériau induit par la formation du produit chimique ainsi qu'une méthode d'expertise des structures réellement touchées. La modélisation du comportement du matériau nécessite la précision de deux aspects radicaux : la cinétique de l'expansion du produit et la réponse mécanique à cette expansion interne. Issus de la thermodynamique du béton affecté en tant qu'un système chimico-mécanique, l'avancement chimique de réaction et la réponse mécanique se trouvent dans la même description. Au sens chimique, l'expansion du gel est d'abord représentée par l'avancement de la formation d'un gel simple, et puis approfondie par deux sous-processus : la formation de gel et le vieillissement de gel vis à vis de la condition hydrique. Quant à la réponse mécanique du matériau, le béton est premièrement supposé élastique et puis élastoplastique. Ayant traité ainsi ces deux aspects radicaux, on procède d'abord à l'expertise numérique des structures affectées dans un contexte complet du traitement des ouvrages d'art touchés, c'est ainsi que les données disponibles pour l'expertise sont capturées. En analysant ces données au niveau d'une structure ainsi qu'au niveau d'une éprouvette extraite, le calibrage des modèles chimico-mécaniques est formulé sous la forme d'un problème inverse, qui en outre est précisé en deux sous-problèmes vis à vis des données analysées. Le calibrage est achevé par la proposition d'un algorithme ayant un critère de convergence proposé. Une méthode numérique d'expertise est ainsi complétée, représentant une partie essentielle de la méthodologie globale de traitement des structures. Cette méthode est appliquée aux cas réels des ouvrages affectés : un pylone en béton armé d'un pont suspendu en France et une pile en béton armé d'un pont métallique en Afrique équatoriale.

Les transistors monoélectroniques (SET) sont des dispositifs de tailles nanométriques qui permettent la commande d'un électron à la fois et donc, qui consomment peu d'énergie. Une des applications complémentaires des SET qui attire l'attention est son utilisation dans des circuits de mémoire. Une mémoire monoélectronique (SEM) non volatile a le potentiel d'opérer à des fréquences de l'ordre des gigahertz ce qui lui permettrait de remplacer en même temps les mémoires mortes de type FLASH et les mémoires vives de type DRAM. Une puce SEM permettrait donc ultimement la réunification des deux grands types de mémoire au sein des ordinateurs. Cette thèse porte sur la fabrication de mémoires monoélectroniques non volatiles. Le procédé de fabrication proposé repose sur le procédé nanodamascène développé par C. Dubuc et al. à l'Université de Sherbrooke. L'un des avantages de ce procédé est sa compatibilité avec le back-end-of-line (BEOL) des circuits CMOS. Ce procédé a le potentiel de fabriquer plusieurs couches de circuits mémoirestrès denses au-dessus de tranches CMOS. Ce document présente, entre autres, la réalisation d'un simulateur de mémoires monoélectroniques ainsi que les résultats de simulations de différentes structures. L'optimisation du procédé de fabrication de dispositifs monoélectroniques et la réalisation de différentes architectures de SEM simples sont traitées. Les optimisations ont été faites à plusieurs niveaux : l'électrolithographie, la gravure de l'oxyde, le soulèvement du titane, la métallisation et la planarisation CMP. La caractérisation électrique a permis d'étudier en profondeur les dispositifs formés de jonction de Ti/TiO2 et elle a démontré que ces matériaux ne sont pas appropriés. Par contre, un SET formé de jonction de TiN/Al2 O3 a été fabriqué et caractérisé avec succès à basse température. Cette démonstration démontre le potentiel du procédé de fabrication et de la déposition de couche atomique (ALD) pour la fabrication de mémoires monoélectroniques.[symboles non conformes]

Les transistors mono-électroniques (SETs) sont des dispositifs ayant un grand potentiel d'applications, comme la détection de charge ultra-sensible, la logique à basse consommation de puissance, la mémoire ou la métrologie. De plus, la possibilité de piéger un seul électron et de manipuler son état de spin pourrait permettre des applications en informatique quantique. Le silicium est un matériau intéressant pour fabriquer l'îlot d'un SET. Son gap semi-conducteur permet le fonctionnement du dispositif dans le régime à un seul électron ou trou et pourrait permettre d'étendre la plage d'opération du SET en température en augmentant l'énergie d'addition du diamant central de la valeur du gap. En outre, le silicium bénéficie de plus de quarante années d'expertise en microfabrication et d'une compatibilité avec la technologie métal-oxyde-semi-conducteur complémentaire (CMOS). Cependant, la fabrication de ces dispositifs fait face à de sérieuses limitations à cause de la taille nanométrique requise pour l'îlot. À ce jour, les procédés de fabrication proposés permettant l'opération à la température ambiante sont trop peu reproductibles pour permettre des applications à grande échelle. Dans ce mémoire de maîtrise, la fabrication de transistors mono-électroniques en silicium (Si-SETs) pour le traitement classique et quantique de l'information est réalisée avec un procédé nanodamascène. Le polissage chimico-mécanique (CMP) est introduit comme étape clef de la fabrication du transistor, permettant le contrôle au nanomètre près (nanodamascène) de l'épaisseur du transistor. Cet outil permet la fabrication de dispositifs ayant une géométrie auparavant impossible à réaliser et ouvre la porte à l'innovation technologique. De plus, un procédé de gravure du silicium par plasma à couplage inductif (ICP) est développé pour permettre la fabrication de nanostructures de silicium sur une nanotopographie alliant le nano et le 3D. Les Si-SETs fabriqués sont caractérisés à basse température et démontrent du blocage de Coulomb avec une énergie de charge de plus de 100 meV, soit quatre fois la température ambiante. De plus, le régime à un seul électron et les effets quantiques du confinement dans ce régime sont observés. Pour la première fois, le gap complet du silicium et les premiers diamants sont mesurés sur un dispositif fabriqué avec un procédé reproductible et industrialisable. Le diamant central voit son énergie d'addition augmentée de la valeur du gap du silicium, pour un total de plus de 1200 meV, soit 46 fois la température ambiante. Cette caractéristique pourrait ouvrir la porte à des applications en logique basse puissance dans un mode de transport à plusieurs électrons laissant circuler dix fois plus de courant dans l'état ouvert, tout en conservant le bas courant dans l'état fermé d'un SET.

Scopo del progetto era valutare lo stato di salute e la qualità dei suoli agricoli lombardi e di alcune sue aree caratterizzate da specifiche criticità ambientali, attraverso un monitoraggio multidisciplinare. L’uso di indicatori biologici accoppiato alle classiche tecniche analitiche ha consentito di implementare le informazioni ottenute dal punto di vista chimico-fisico. Contrariamente al passato infatti, la componente vivente del suolo è diventata fondamentale alla comprensione delle sue condizioni, in quanto esso è stato riconosciuto come sistema strettamente connesso agli altri comparti ambientali, influenzato e caratterizzato da tutti gli organismi che lo compongono. Sulla base di ciò sono state indagate la struttura e le caratteristiche delle comunità microbiche, dei lombrichi e dei protozoi ciliati, le attività enzimatiche del suolo, e la genotossicità delle sostanze inquinanti utilizzando il trifoglio come pianta indicatrice. Abbiamo inoltre avuto modo di applicare alcune tecniche che esulano dal classico monitoraggio, ma che forniscono informazioni preziose circa il comportamento di una sostanza o di un elemento. Si tratta dell’applicazione della diluizione isotopica per determinare la presenza del cromo esavalente in suoli potenzialmente contaminati, e di biosaggi con batteri bioluminescenti per valutare la biodisponibilità di arsenico e mercurio in un Sito di Interesse Nazionale. / The aim of the project was to assess health status and quality of agricultural soils of the Lombardia region, and some areas with critical environmental situations, through a multidisciplinary monitoring. The use of biological indicators coupled to classic analytical techniques, has allowed the implementation of the information obtained from the chemical-physical point of view. Contrary to the past, the living component of the soil has become crucial to better understand its condition, as it has been recognized as a system closely related to other environmental media, influenced and characterized by all organisms that compose it. Basing on this it was investigated the structure and characteristics of microbial communities, earthworms and ciliated protozoa, the enzymatic activities of the soil, and the genotoxicity of pollutants using clover plants as indicator. We also had the opportunity to apply some of the techniques that are outside the classic monitoring, but that can provide valuable information about the behavior of a substance or an element. These techniques are: the application of isotope dilution to determine the presence of hexavalent chromium in potentially contaminated soils, and bioassays with bioluminescent bacteria to assess the bioavailability of arsenic and mercury in a Site of National Interest.