La maladie alcoolique du foie (MAF) regroupe l’ensemble des lésions qui apparaissent suite à une consommation excessive et chronique d’alcool. A consommation d’alcool égale, les patients n’évolueront pas tous vers les formes sévères de la maladie. Le microbiote intestinal est un cofacteur déterminant dans la sévérité de la MAF. Parmi les métabolites fécaux entre des souris recevant le microbiote intestinal de patients avec des lésions sévères ou non, les acides biliaires ont été identifiés comme les plus discriminants. Le récepteur aux acides biliaires TGR5, exprimé sur les cellules de Kupffer, favorise leur profil anti-inflammatoire.Nous avons évalué l’impact du récepteur TGR5 dans la MAF chez des souris déficientes pour ce récepteur. La déficience en TGR5 aggrave la MAF, sans passer par une modulation de la cellule de Kupffer. C’est en fait le microbiote intestinal qui est impacté chez les souris déficientes pour TGR5, et qui médie cette aggravation.Par ailleurs, afin de moduler le microbiote intestinal au cours de la MAF, nous avons évalué le rôle de la pectine, qui favorise la croissance de certaines bactéries et peut chélater les acides biliaires. Malgré ses propriétés chélatantes, ce sont bien les modifications du microbiote intestinal induites par la pectine qui jouent un rôle protecteur et curatif dans la MAF.Ces différentes études devraient permettre d’identifier des cibles thérapeutiques potentiellement applicables chez des patients alcooliques et basées sur la modulation du microbiote intestinal. / Alcoholic liver disease (ALD) includes all the liver injuries occurring as a result of excessive and chronic alcohol consumption. Nevertheless, among heavy drinker, only a subset of individuals will develop severe liver injury. Intestinal microbiota was identified as a major player in the mechanisms involved in ALD. Moreover, bile acids were the most discriminant faecal metabolites between mice with or without liver injury. The bile acids receptor TGR5, which is expressed on Kupffer cells, promotes their anti-inflammatory profile.We assessed the role of bile acids receptor TGR5 in ALD using TGR5-deficient mice. TGR5-deficiency worsens ALD, but without modulating the Kupffer cells profile. However, intestinal microbiota is impaired in TGR5-deficient mice, and this is responsible for ALD worsening.Furthermore, in order to modulate the intestinal microbiota during ALD, we assessed the role of pectin, which is known to promote the growth of certain bacteria and that is a bile acids sequestrant. Despite its sequestrant properties, pectin-induced changes in intestinal microbiota play a protective and curative role in ALD.These studies will allow the identification of new therapeutic targets that could be used for alcoholic patients, using intestinal microbiota modulation.

Cette étude porte sur le mode d’action de tensio-actifs macromoléculaires à base d’alcools polyvinyliques (PVA) sur la stabilisation d’émulsions chlorure de vinyle (VCM)/eau utilisées pour la polymérisation en suspension du VCM. Cinq PVA dits primaires (PVA I) de différents degrés d'hydrolyse ( de 73 à 88 %mol) et différents degrés de polymérisation ( de 700 à 2500), ainsi qu’un PVA dit secondaire (PVA II) de 45%mol ont été étudiés sur un large domaine de concentration [0-1000 ppm/eau]. Les tensions interfaciales, ainsi que les tailles et distributions de taille des émulsions ClBu/eau, choisies comme modèle des émulsions VCM/eau, ont été déterminées en fonction du temps. Une technique originale de granulométrie en ligne : la spectroscopie par atténuation d’ultrasons a été mise en place. Les stabilisants les plus efficaces sont les PVA I de faible et . Pour chaque PVA I, une corrélation directe entre diamètre moyen des gouttelettes et tension interfaciale a pu être établie et l’importance de la viscoélasticité de l’interface a été démontrée. Le PVA II, du fait de son plus faible est insoluble dans l’eau. Des particules colloïdales bien définies de PVA II seul ou de combinaisons PVA I/ PVA II ont été préparées par coacervation. Pour une même concentration totale en PVA, ces nanoparticules de diamètre 150-200 nm abaissent davantage la tension interfaciale et les diamètres moyens des gouttelettes d’émulsion, que les PVA I seuls. Une stabilisation particulaire de type Pickering peut donc être envisagée en complément de la stabilisation stérique apportée par les PVA I. / This study focuses on the action mechanisms of poly vinyl alcohol-based macromolecular surfactants on the stabilization of vinyl chloride (VCM)/water emulsions used for the suspension polymerization of VCM. Five “primary” PVA (PVA I) with high hydrolysis degrees ( between 73 à 88 %mol) and different polymerization degrees ( between 700 à 2500), as well as one “secondary” PVA (PVA II) with 45%mol, have been studied on a large concentration range [0-1000 ppm/water]. The interfacial tensions and the size distributions of ClBu/water emulsions have been determined as a function of time. An original technique of on-line granulometry: the ultrasound attenuation spectroscopy has been used. The PVA I with low and are the most efficient stabilizers. For each PVA I, a direct correlation between mean diameter of droplets and interfacial tension has been established. Moreover, the importance of the interface viscoelasticity has been demonstrated. Because of their low , PVA II are insoluble in water. Well-defined colloidal particles of PVA II and combinations PVA I/ PVA II have been prepared by coacervation. For a given total PVA concentration, these nanoparticles of diameter 150-200 nm lower more the interfacial tension, and the mean droplet diameters, than PVA I alone. A Pickering stabilization by nanoparticles can be considered, in addition to the steric stabilization provided by PVA I.

La caractérisation des propriétés optiques de gouttes de combustible aux alentours de la pression critique est un défi. L’objectif de la thèse est de mesurer la taille et l’indice de réfraction de fluides dans des conditions de pression élevée proche du point critique. A cet effet, une installation expérimentale d’injection de gouttes à haute pression a été conçue. La réfractométrie d’arc-en-ciel a été développée et adaptée pour travailler d’abord sur des gouttelettes d’eau et d’éthanol dans le domaine de pression 1 - 40 bar. Des évolutions de leur indice de réfraction avec la pression ont été obtenues. Pour les mesures se rapprochant d’un fluide proche du point critique, l’éthane a été sélectionné car son point critique est à 48,7 bar et 32,2°C. Des mesures de réfraction d’index sur des gouttes liquides d’éthane ont ensuite été réalisées dans le domaine 40 - 46 bar et 18 - 25°C. Une mesure de l’indice de réfraction de gouttes d’éthane donne alors une valeur de 1,255 ± 0.002. / The characterization of the optical properties of fuel drops around the critical pressure is a challenge. The aim of the thesis is to measure the size and the refractive index of fluids under high pressure conditions close to the critical point. For this purpose, an experimental installation of injection of high-pressure drops has been designed. Rainbow refractometry has been developed and adapted to work first on water and ethanol droplets in the pressure range 1 - 40 bar. Evolutions of their index of refraction with the pressure were obtained. For measurements approaching a fluid near the critical point, ethane was selected because its critical point is 48.7 bar and 32.2 ° C. Index refractive measurements on liquid drops of ethane were then carried out in the range 40 - 46 bar and 18 - 25 ° C. A measurement of the refractive index of ethane drops then gives a value of 1.255 ± 0.002.

[pt] Muitos contaminantes orgânicos, incluindo derivados do petróleo, como por exemplo a gasolina, têm baixa solubilidade em água e migram na subsuperfície como uma fase separada da água sendo referidos como NAPLs (non aqueous liquid phases). Em seu processo de migração na subsuperficie os NAPLs deixam para trás segmentos de líquidos disconectados na forma de gânglios ou lentes que constituem a fase residual do contaminante. A presença do contaminante residual constitui-se numa das maiores dificuldades para a implementação de uma técnica adequada de limpeza ou recuperação de locais contaminados, uma vez que tais contaminantes representam uma fonte lenta e continua de contaminação de solos e água subterrânea, especialmente por sua dissolução na água. Nesta tese, estudou-se o efeito do etanol na dissolução de gasolina residual. Tal estudo foi motivado pela necessidade de se obter um melhor entendimento de um cenário de contaminação envolvendo gasolina e etanol uma vez que gasolina com 20 por cento de etanol em sua constituição e etanol puro estão sendo utilizados como combustível, no Brasil, nos últimos 20 anos. O uso de aditivos oxigenados à gasolina, tais como álcoois, objetiva aumentar o desempenho do motor dos automóveis bem como diminuir a emissão de CO2 destes para a atmosfera e este uso vem aumentando em muitos países. Experimentos tipo equilíbrio em lote e experimentos de coluna foram realizados para investigar efeitos do etanol na solubilidade de constituintes da gasolina e no coeficiente de transferência de massa da gasolina para fase aquosa. Colunas de solo arenoso com gasolina em saturação residual foram percoladas por soluções aquosas com diferentes teores de etanol. Os resultados das concentrações efluentes de contaminante ao longo do tempo, obtidas destes ensaios, foram interpretados segundo o modelo de dissolução proposto por Frind et al. (1997), modificado nesta tese para considerar os efeitos de cosolvência do etanol na solubilidade dos constituintes da gasolina. Os resultados experimentais obtidos indicam que um cenário de contaminação envolvendo etanol e gasolina deverá ser bastante diferente daquele de contaminação usual de gasolina.Em um cenário de contaminação envolvendo etanol e gasolina, concentrações mais altas de contaminantes na água serão esperadas bem como diferentes constituintes da gasolina, além do tradicional grupo BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e os isômeros xilenos) deverão estar presentes na água em concentrações nocivas ao meio ambiente. / [en] Many organic contaminants, including petroleum products, such as gasoline, have low aqueous solubilities and migrate through the subsurface as a separated phase called NAPLs (non aqueous liquid phases). In its flow path into the porous media the NAPLs let behind disconnected segments of organic liquids entrapped as ganglia or lenses that form the residual phase of the contaminant. The presence of the residual contaminant has been reported as one of the most difficulties in the development of an appropriate cleanup strategy as the residual phase represents a long and continuum source of contamination of soils and groundwater, specially by its dissolution into the water.In this thesis the effect of ethanol on dissolution of residual gasoline was studied, aiming at a better understanding of a scenario of groundwater contamination involving gasoline and ethanol, since 20 percent of ethanol has been added to the Brazilian gasoline in the last 20 years and also ethanol has been used as fuel in Brazil in these years. The use of oxygenated additives into the gasoline, such as alcohols, has the advantage of improving engine performance and reducing the air impact pollution by CO2 and its use has increasing in many countries.Equilibrium batch tests and column experiments were carried out to investigate the effect of ethanol on solubility of gasoline constituents and on the mass transfer coefficient from gasoline to aqueous phase. The results of the column experiments were interpreted with a dissolution numerical model proposed by Frind et al.(1997), modified in this thesis to include the cosolvent effects of the ethanol on the solubility of gasoline constituents.In terms of soil and groundwater contamination related to gasoline spills, chemicals like benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX group) have acute toxicity or carcinogenicity, are the most water- soluble and mobile gasoline components, receiving the greatest concern. In this work, an enormous enhancement of gasoline constituents solubility due to ethanol was observed, and it was also noticed that the mass transfer coefficient diminished due to ethanol. The highest increase in solubility were for the less water soluble components. Therefore, gasoline components, other than BTEX, are expected in significant concentrations, in a scenario of contamination involving ethanol and therefore more concern about this potential threat should be addressed.

[pt] O uso de substâncias psicoativas sempre esteve presente na sociedade (de forma recreativa, terapêutica ou religiosa). A dependência em relação a essas substâncias, por sua vez, tem ocupado cada vez mais espaço na mídia e em discussões político-sociais que buscam entender o fenômeno. Questões culturais, sociais, econômicas, farmacológicas e psíquicas devem ser consideradas quando se propõem teorias e ações de tratamento. Esse trabalho investiga as principais concepções teóricas acerca das toxicomanias no campo da psicanálise e analisa seus percursos teóricos. Destaca os principais conceitos que embasam as teorias, apura as divergências e convergências e verifica a evolução destas a partir do surgimento de novas perspectivas e da influência do contexto social contemporâneo a elas. Para melhor compreensão do contexto no qual essas teorias foram elaboradas, foi feito um levantamento da história do uso de drogas e do tratamento dos toxicômanos ao longo da história. Em seguida, investigou-se as principais concepções teóricas no campo da psicanálise através de um mapeamento de obras de autores clássicos e contemporâneos. Destacou-se e analisou-se os principais conceitos-base para as teorias encontradas. Como resultado, identificou-se alguns eixos teóricos, que partem do narcisismo, identificação, destrutividade, compulsão à repetição e relações objetais. Também observou-se variações no estatuto psicopatológico, classificado como sintoma, estrutura, quadro, dentre outros. Por fim, constata-se que, apesar das divergências existentes, o recurso aos tóxicos predomina enquanto uma tentativa de remediar uma angústia, ainda que tenha consequências nocivas. / [en] The use of psychoactive substances has always been present in society (in a recreational, therapeutic or religious way). The addiction to these substances, in turn, has been more and more present in the media and in political-social discussions that try to understand the phenomenon. Cultural, social, economic, pharmacological and psychological aspects must be considered when theories and treatment actions are proposed. This work investigates the main theoretical conceptions about drug addictions in the psychoanalysis field. It also analyzes their theoretical paths. It highlights the main concepts that underlie the theories, refines divergences and convergences, verifies their evolution from the emergence of new perspectives and verifies the influence of the social context to them. In order to understand the context in which these theories were elaborated, a survey of the history of drug use and treatment of drug addicts was made throughout history. Moreover, the main theoretical concepts in psychoanalysis were investigated through a bibliographical analysis of works in both classic and contemporary authors. The main basic concepts for the theories found were highlighted and analyzed. As a result, some theoretical biases were identified, from narcissism, identification, destructiveness, repetition compulsion and object relations, for instance. There were also variations in psychopathological status, classified as symptom, structure, condition, among others. Finally, it was noted that despite the disagreements, the use of toxic substances predominates as an attempt to relieve anguish, even if the psychotropic medication has harmful consequences.

Ces dernières années, une attention croissante a été portée à la valorisation de différents types de résidus en produits chimiques à valeur ajoutée. La valorisation des résidus peut non seulement résoudre les problèmes environnementaux croissants et actuels, mais elle peut contribuer également au développement durable de la société. Les résidus alcooliques constituent une catégorie à fort potentiel de valorisation en différents types de produits chimiques. Dans ce contexte, la valorisation photocatalytique des résidus alcooliques est une approche prometteuse du point de vue du développement durable. L'objectif principal de la thèse était d'étudier la valorisation photocatalytique de différents résidus alcooliques biosourcés en produits à valeur ajoutée. À cet égard, ces travaux ont principalement porté sur (i) l'analyse des effets individuels et d'interaction des paramètres opératoires et l'optimisation de la production d'hydrogène à partir de glycérol (ii) l'étude de la cinétique de la production d'hydrogène à partir de glycérol et d'éthanol, (iii) la mise au point de catalyseurs nanocomposites au TiO2 utilisant des biomatériaux à base de carbone (nanotubes de carbone et sphères de carbone) pour la production d'hydrogène à partir de glycérol, et (iv) l'étude du mécanisme et de la cinétique de la valorisation photocatalytique du cyclohexanol en cyclohexanone. Pour la production d’hydrogène à partir du glycérol, les modèles « Réseau de neurones artificiels » ainsi que « Méthode des surfaces de réponses » ont été utilisés pour évaluer l’effet et l’importance des principaux paramètres opératoires (pourcentage de glycérol, catalyseur, et Pt (co-catalyseur), ainsi que pH). La comparaison de ces modèles a révélé une meilleure précision du premier, qui a été par la suite sélectionnée pour une optimisation basée sur un algorithme génétique. La plus grande quantité d'hydrogène produite s'est révélée être à 50% de glycérol dans l'eau (v/v), à une masse de catalyseur de 3,9 g/L, à 3,1% de Pt et à un pH de 4,5. Finalement, une analyse basée sur la méthode de Garson pour évaluer l’importance relative des paramètres opératoires a montré que les pourcentages de glycérol et de catalyseur affectent de façon différente la production d’hydrogène. L'effet des plus importants paramètres opératoires (catalyst loading, glycerol%, intensité de la lumière, and temps) sur la valorisation photocatalytique du glycérol en hydrogène a été analysé et un modèle cinétique a été développé sur la base d'un mécanisme proposé. La capacité du modèle à prédire le taux de production d'hydrogène pour différents substrats, photocatalyseurs et paramètres opératoires a été confirmée en comparant les valeurs calculées avec des données expérimentales de la littérature. Le rôle des composants carbonés (CT) biosourcées en tant que matrice, cocatalyseur et adsorbant dans les composites TiO2@CT a été étudié en utilisant des nanotubes de carbone et des sphères de carbone. L'analyse morphologique a permis d'examiner le rôle de la matrice et d’évaluer la formation uniforme du TiO2 sur le CT. Les expériences photocatalytiques ont été ensuite utilisées pour analyser les rôles du co-catalyseur et de l'adsorbant. Fait intéressant, les résultats ont révélé que l’incorporation de CNT dans un composite de TiO2 pouvait presque doubler le taux de production d’hydrogène (i) en l’absence de Pt ou (ii) à faible concentration en glycérol. Par conséquent, il a été constaté qu’en plus d’être une matrice, le CNT peut jouer deux autres rôles importants, comme co-catalyseur et adsorbant. Pour évaluer la valorisation des résidus alcooliques en produits liquides à valeur ajoutée, la conversion photocatalytique sélective du cyclohexanol en cyclohexanone a été investiguée par des études cinétiques et spectroscopiques. Un mécanisme de réaction a été proposé sur la base des résultats de l'analyse in situ ATR-FTIR et un modèle cinétique a été développé pour prédire le taux de production de cyclohexanone. Une très grande sélectivité de la cyclohexanone a été confirmée à la fois par des analyses spectroscopiques que chromatographiques (HPLC et GC-MS), démontrant que l'approche photocatalytique est une alternative prometteuse pour la production sélective de cyclohexanone. En résumé, les résultats de cette thèse ont montré que la photocatalyse est une alternative prometteuse pour la valorisation des résidus alcooliques biosourcés en produits à valeur ajouté. La conversion photocatalytique de ces résidus peut conduire à la production d'hydrogène comme carburant vert prometteur pour l'avenir. D'autre part, la photocatalyse peut être appliquee pour produire des composes liquides avec une sélectivité élevée. / In the recent years, increasing attention has been paid to valorizing different types of waste materials to valuable chemicals. Waste valorization not only reduces the growing modern environmental issues, but also contributes to the sustainable development of the society. The alcoholic waste is an important category with high potential to be valorized into different types of valuable chemicals. As example, glycerol is a substantial alcoholic waste of biodiesel production process whose generation increased significantly during the recent years. In this context, photocatalytic valorization of alcoholic wastes is a promising approach from a sustainable development point of view. The main objective of the thesis was to study the photocatalytic valorization of different biobased alcoholic wastes to value-added products. In this regard, this work focused on (i) analyzing individual and interaction effect of operating parameters and optimization of hydrogen production from glycerol (ii) studying the kinetics of hydrogen production from glycerol and ethanol, (iii) developing TiO2 nanocomposite catalysts using biobased carbonaceous materials (carbon nanotubes and carbon spheres) and studding the roles of carbonaceous materials in hydrogen production from glycerol, and (iv) investigating the mechanism and kinetics of the photocatalytic valorization of cyclohexanol to cyclohexanone. For hydrogen production from glycerol, Artificial Neural Network (ANN) as well as Response Surface Methodology (RSM) models were employed to evaluate the effect and importance of the main operating parameters (glycerol%, catalyst loading, Pt (cocatalyst)%, and pH). Comparison of these models revealed that the ANN model had a better accuracy and it was therefore selected for a Genetic Algorithm-based optimization. The highest amount of hydrogen production was found to be at 50% glycerol in water (v/v), 3.9 g/L catalyst loading, 3.1% Pt, and pH of 4.5. Finally, a Garson’s method-based analysis of the relative importance of the operating parameters showed that the glycerol% and catalyst loading are, respectively, the least and most influential parameters on hydrogen production. The important operating parameters (catalyst loading, substrate%, light intensity, and time) of the process of photocatalytic valorization of glycerol and ethanol to hydrogen were analyzed and a kinetic model was developed based on a proposed mechanism. The ability of the model to predict the rate of hydrogen production for different substrates, photocatalysts, and ranges of operating parameters was confirmed by comparing the model predictions with the experimental data from literature. Carbon nanotube (CNT) and carbon sphere (CS) were used to prepare carbonaceous TiO2 composites and then the role of these biobased carbonaceous materials (CT) as template, cocatalyst, and adsorbent was investigated. The morphology analysis helped in examination of the template role and find the uniformity of the formed TiO2 on the template. On the other hand, the photocatalytic experiments assisted in the analysis of the cocatalyst and adsorbent roles of CT. Interestingly, the results revealed that CNT incorporation in TiO2 composite can almost double the rate of hydrogen production (i) in the absence of Pt or (ii) at low glycerol concentrations. Consequently, it was found that in addition to being a template, the CNT can play two important roles as cocatalyst and adsorbent. To evaluate the valorization of alcoholic wastes to valuable liquid product, photocatalytic selective conversion of cyclohexanol to cyclohexanone was analyzed kinetically and spectroscopically. A reaction mechanism was proposed based on the in-situ ATR-FTIR analysis results and a kinetic model was developed to predict the rate of cyclohexanone production. Experimental data were used to evaluate the kinetic parameters using genetic algorithm method and confirm the accuracy of model predictions. A very high selectivity of cyclohexanone was confirmed by both spectroscopic and chromatographic (HPLC and GCMS) analyses, demonstrating that the photocatalytic approach is a promising alternative for selective production of cyclohexanone. In summary, the results of this thesis showed that photocatalysis is a promising alternative for valorization of biobased alcoholic wastes to value-added products. Photocatalytic conversion of alcoholic wastes can lead to the production of hydrogen as a promising green fuel for the future. On the other hand, the conversion of alcoholic wastes can be engineered to produce valuable liquid product with high selectivity.

[pt] Nos últimos anos, as vantagens do uso de agentes de contraste de ultrassom (UCA) com distribuição de tamanho monodisperso foram destacadas. Caracterizadas por um coeficiente de variação (CV) inferior a 5 por cento, as microbolhas monodispersas têm o potencial de melhorar a qualidade das imagens de ultrassom (melhorando a relação sinal/ruído e reduzindo os efeitos de sombra). Também facilita o monitoramento da freqüência de ressonância das microbolhas, abrindo possibilidades nas áreas de imagem molecular e medições de pressão não-invasiva. Além disso, as bolhas monodispersas podem otimizar a entrega de drogas, genes e gases terapêuticos (por exemplo, sonotrombólise, sonoporação, abertura da barreira hemato-encefálica). No entanto, até agora, ao contrário das bolhas polidispersas, a liofilização de populações monodispersas de microbolhas, sem deteriorar sua monodispersividade, continuam sendo um desafio. Assim, hoje, as bolhas monodispersas não podem ser armazenadas nem transportadas. Isto representa um gargalo para seu uso em aplicações clínicas. Tentativas feitas para resolver o problema têm usado solventes tóxicos, levantando questões regulatórias O objetivo do presente trabalho foi de desenvolver uma nova técnica de liofilização para microbolhas monodispersas que não degradassem sua distribuição de tamanho, ou suas propriedades acústicas, sem o uso de solventes tóxicos. Como primeira etapa do projeto, foram fabricados dispositivos microfluídicos com focalização de escoamento (flow-focusing) para produzir microbolhas com distribuição de tamanho altamente monodispersa (CV menor que 5 por cento). Durante esta etapa, foi realizada a otimização da formulação das microbolhas e dos materiais crioprotetores. Foi realizada a caracterização geométrica de duas populações de microbolhas com diâmetros médios de 40 micrômetros e 5 micrômetros . Com o uso de uma câmera de alta velocidade acoplada a um microscópio ótico, imagens de todas as etapas do processo de liofilização das microbolhas foram capturadas e analisadas, visando controlar a distribuição de tamanho e a taxa de produção das microbolhas. As etapas do processo de liofilização consistiram na produção, coleta, congelamento, liofilização e ressuspensão. O desenvolvimento de uma nova técnica de recuperação, onde as microbolhas eram armazenadas em monocamadas, resultou em uma redução drástica da interação entre as bolhas durante a liofilização. Desta forma, foi possível preservar a monodispersão durante o processo de liofilização, resultando em um CV menor que 6 por cento para a população de microbolhas ressuspensas. Os ensaios de microscópio eletrônico de varredura ambiental (ESEM) demonstraram uniformidade nas cascas das microbolhas liofilizadas com uma espessura de parede estimada em 70nm. Na segunda etapa do projeto, foi realizada uma caracterização da resposta acústica de retrodifusão das microbolhas liofilizadas em forma de PVA, em comparação com as microbolhas recém produzidas e as microbolhas polidispersa SonovueTM disponíveis comercialmente. Primeiramente, a resposta acústica de retrodifusão das microbolhas foi avaliada em duas configurações diferentes: a célula centimétrica (recipiente grande - 45mmx10mmx30mm), e o milli-canal (sistema confinado no qual o líquido está em repouso - 10 mmx35 mmx1 mm). Usando um transdutor acústico focalizado com frequência de 2,25MHz, as respostas acústicas das microbolhas, na forma de frequência e amplitude de ressonância fundamental, antes e depois do processo de liofilização, foram comparadas para a população de bolhas de 5 micrômetros de diâmetro. Verificou-se que a variação de amplitude e frequência de ressonância fundamental das bolhas estava dentro da faixa de incerteza experimental, sugerindo que suas propriedades acústicas foram preservadas. Observamos também, de acordo com a literatura, que existe uma dependência linear entre a concentração da população de microbolhas (sem liofilização) e a amplitude do coeficiente de retrodifusão. Posteriormente, foi feita uma comparação da resposta de retrodispersão acústica para bolhas monodispersas e polidispersas. Também, de acordo com a literatura, observamos uma amplitude no sinal de resposta das bolhas monodispersas de 8 a 10 vezes maior que a das bolhas polidispersas, para a mesma concentração in vitro. Também foi possível observar a menor incerteza no monitoramento do pico de ressonância fundamental das bolhas e uma menor largura de banda para a população de bolhas monodispersas. Finalmente, utilizando a abordagem de imagens de matriz universal de ultrassom, desenvolvida no Institut Langevin, a resposta acústica de retrodifusão da população monodispersa liofilizada e polidispersa foi avaliada em um tecido artificial com impedância acústica similar ao tecido humano. Os resultados preliminares reforçam os resultados das medições acústicas de retrodifusão na célula centimétrica e no milicanal, nos quais a população monodispersa apresentou uma largura de banda significativamente reduzida em comparação com a ampla largura de banda da população polidispersa. O presente trabalho apresentou com sucesso uma nova técnica desenvolvida para liofilizar as microbolhas monodispersas sem degradar suas propriedades geométricas e acústicas. Assim, propusemos uma nova geração de agentes de contraste ultrassom na forma de um pó liofilizado estável que pode ser transportado e armazenado por meses e ressuspenso para uso em aplicações clínicas. / [en] In recent years, the advantages of using ultrasound contrast agents (UCA) with monodisperse size distribution have been highlighted. Characterized by a coefficient of variation (CV) lower than 5 percent, monodisperse microbubbles have the potential to improve the quality of ultrasound images (improving signal-to-noise ratio and reducing shadowing effects. It also facilitates microbubble resonance frequency monitoring, opening possibilities in the areas of molecular imaging and non-invasive pressure measurements. In addition, monodisperse bubbles can optimize the drugs, genes, and therapeutic gas delivery (e.g. sonotrombolysis, sonoporation, blood-brain barrier opening). However, thus far, contrarily to polydisperse bubbles, freeze-drying monodisperse populations of fresh microbubbles, without deteriorating their monodispersity, remains a challenge. Thereby, today, monodisperse bubbles can neither be stored nor transported. This represents a bottleneck for their use in clinical applications. Attempts made to solve the problem have used toxic solvents, raising regulatory issues The objective of the present work was to develop a new freeze-drying technique for monodisperse microbubbles that did not degrade their size distribution, or their acoustic properties, without the use of toxic solvents. As the first step of the project, flow-focusing microfluidic devices were fabricated to produce microbubbles with highly monodisperse size distribution (CV less than 5 percent). During this step, the optimization of the microbubble formulation and cryoprotectant materials was performed. Geometric characterization of two of microbubbles with mean diameters of 40 Micrometers and 5 Micrometers was performed. With the use of a high-speed camera coupled to an optical microscope, images of all stages of the freeze-drying process of the microbubbles were captured and analyzed, aiming to control the size distribution and production rate of the microbubbles. The steps of the freeze-drying process consisted of production, collection, freezing, lyophilization, and resuspension. The development of a new retrieval technique, where the microbubbles were stored in monolayers, resulted in a drastic reduction of the interaction between the bubbles during lyophilization. In this way, it was possible to preserve the monodispersity during the freeze-drying process, resulting in a CV less than 6 percent for the resuspended microbubble population. Environmental scanning electron microscope (ESEM) assays demonstrated uniformity in the shells of the freeze-dried microbubbles with an estimated wall thickness of 70nm. In the second stage of the project, a characterization of the backscatter acoustic response of the freeze-dried monodisperse PVA-shelled microbubbles, in comparison with freshly produced microbubbles, and commercially available polydisperse microbubbles SonovueTM was conducted. Firstly, the backscatter acoustic response of the microbubbles was evaluated in two different setups: the centimetric cell (large container - 45mmx10mmx30mm), and the milli-channel (confined system in which the liquid is at rest - 10 mmx35 mmx1 mm). Using a focused acoustic transducer with a frequency of 2.25MHz, the acoustic responses of the microbubbles, in the form of the fundamental resonance frequency and amplitude, before and after the freeze-drying process was compared for the bubble population of 5 Micrometers diameter. It was found that the variation of amplitude and fundamental resonance frequency of the bubbles were within the experimental uncertainty range, suggesting that their acoustic properties were preserved. We also observed, in agreement with the literature, that there is a linear dependence between the concentration of the microbubble population (without freeze-drying) and the amplitude of the backscatter coefficient. Subsequently, a comparison of the acoustic backscatter response was performed for monodisperse and polydisperse bubbles. Also, in agreement with the literature, we observed an amplitude in the response signal of the monodispersed bubbles of 8 to 10 times higher than that for the polydispersed ones, for the same in vitro concentration. It was also possible to observe the lower uncertainty in monitoring the fundamental resonance peak of the bubbles and a smaller bandwidth for the monodispersed bubble population. Finally, using the universal ultrasound matrix imaging approach, developed at Institut Langevin, the backscatter acoustic response of the freeze-dried monodisperse and polydisperse population was evaluated in a phantom mimicking tissue. The preliminary results reinforce the findings from the backscatter acoustic measurements in the centimetric cell and the milli-channel, in which the monodisperse population presented a significantly reduced bandwidth in comparison with the wide bandwidth of the polydisperse population. The present work successfully presented a new technique developed to freezedry monodisperse microbubbles without degrading their geometrical and acoustic properties. Thus, we proposed a new generation of ultrasound contrast agents in the form of a stable freeze-dried powder that can be transported and stored for months and resuspended for use in clinical applications. / [fr] Ces dernieres années, les avantages de l utilisation d agents de contraste ultrasonores (ACU) à distribution de taille monodisperse ont été mis en évidence. Caractérisées par un coefficient de variation (CV) de leur diamètre inférieur à 5 Pour cent, les microbulles monodisperses ont le potentiel d améliorer la qualité des images ultrasonores (amélioration du rapport signal/bruit et réduction des effets d ombre). Elles facilitent également le contrôle de la fréquence de résonance des microbulles, ouvrant des possibilités dans les domaines de l imagerie moléculaire et des mesures de pression non invasives. En outre, les bulles monodisperses peuvent optimiser l administration de médicaments, de gènes et de gaz thérapeutiques (par exemple, sonotrombolyse, sonoporation, ouverture de la barrière hémato-encéphalique). Cependant, jusqu à présent, contrairement aux bulles polydisperses, la lyophilisation de populations monodisperses de microbulles fraiches, sans détérioration de leur monodispersité, reste un défi. Ainsi, aujourd hui, les bulles monodisperses ne peuvent être ni stockées ni transportées. Cela représente un goulot d étranglement pour leur utilisation dans des applications cliniques. Les tentatives faites pour résoudre ce problème ont utilisé des solvants toxiques, ce qui soulève des problèmes de réglementation. L objectif du présent travail était de développer une nouvelle technique de lyophilisation des microbulles monodisperses qui ne dégrade pas leur distribution de taille, ni leurs propriétés acoustiques, et ce sans utiliser de solvants toxiques. La première étape du projet a consisté à fabriquer des dispositifs microfluidiques de focalisation du flux pour produire des microbulles avec une distribution de taille hautement monodisperse (CV moins que 5 Pour cent). Au cours de cette étape, l optimisation de la formulation des microbulles et des matériaux cryoprotecteurs a été réalisée. La caractérisation géométrique de deux microbulles avec des diamètres moyens de 40 micrometres et 5 micrometres a été menée. A l aide d une caméra à haute vitesse couplée à un microscope optique, des images de toutes les étapes du processus de lyophilisation des microbulles ont été capturées et analysées, dans le but de contrôler la distribution de taille et le taux de production des microbulles. Les étapes du processus de lyophilisation comprenaient la production, la collecte, la congélation, la lyophilisation et la remise en suspension. Le développement d une nouvelle technique de récupération, ou les microbulles étaient stockées en monocouches, a permis de réduire considérablement l interaction entre les bulles pendant la lyophilisation. De cette maniere, il a été possible de préserver la monodispersité pendant le processus de lyophilisation, ce qui a permis d obtenir un CV moins que 6 Pour cent pour la population de microbulles remise en suspension. Les analyses au microscope électronique à balayage environnemental (ESEM) ont démontré l uniformité des enveloppes des microbulles lyophilisées avec une épaisseur de paroi estimée à 70nm. Dans la deuxième étape du projet, une caractérisation de la réponse acoustique (en rétrodiffusion) des microbulles monodisperses lyophilisées et enveloppées de PVA a été réalisée et comparée avec celles de microbulles fraichement produites et de microbulles polydisperses disponibles dans le commerce (SonovueTM). Tout d abord, la réponse acoustique en rétrodiffusion des microbulles a été évaluée dans deux configurations différentes : la cellule centimétrique (grand récipient - 45mmx10mmx30mm), et le milli-channel (systeme confiné dans lequel le liquide est au repos - 10 mmx35 mmx1 mm). En utilisant un transducteur acoustique focalisé avec une fréquence de 2.25MHz, les réponses acoustiques des microbulles (fréquence de résonance fondamentale et amplitude) avant et après le processus de lyophilisation ont été comparées pour la population de bulles de 5 micrometres de diamètre. Il a été constaté que la variation de l amplitude et de la fréquence de résonance fondamentale des bulles se situait dans la plage d incertitude expérimentale, ce qui suggère que leurs propriétés acoustiques ont été préservées. Nous avons également observé, en accord avec la littérature, qu il existe une dépendance linéaire entre la concentration de la population de microbulles (sans lyophilisation) et l amplitude du coefficient de rétrodiffusion. Par la suite, une comparaison de la réponse acoustique a été effectuée pour des bulles monodisperses et polydisperses. Aussi, en accord avec la littérature, nous avons observé une amplitude du signal de réponse des bulles monodisperses de 8 à 10 fois supérieure à celle des bulles polydisperses, pour une même concentration in vitro. Il a également été possible d observer une plus faible incertitude dans le suivi du pic de résonance des bulles et une plus petite largeur de bande pour la population de bulles monodisperses. Enfin, en utilisant une approche originale dite d imagerie matricielle par ultrasons, développée à l Institut Langevin, la réponse acoustique de la population lyophilisée monodispersée et polydispersée a été évaluée dans un fantôme simulant les tissus. Les résultats préliminaires renforcent les conclusions des mesures acoustiques menées dans la cellule centimétrique et le canal millimétrique, dans lesquelles la population monodisperse présente une largeur de bande significativement réduite par rapport à la grande largeur de bande de la population polydisperse. Le présent travail a permis le développement d une nouvelle technique pour lyophiliser des microbulles monodispersées sans dégrader leurs propriétés géométriques et acoustiques. Ainsi, nous avons proposé une nouvelle génération d agents de contraste ultrasonores se présentant sous la forme d une poudre lyophilisée stable qui peut être transportée et stockée pendant des mois et remise en suspension pour être utilisée dans des applications cliniques.

La polyconsommation d’alcool et de cannabis est rapportée par un grand nombre de jeunes adultes canadiens (Flight, 2007). Les recherches épidémiologiques suggèrent que le statut de polyconsommateur est associé à certains comportements à risque, dont la consommation excessive d’alcool et la conduite d’un véhicule automobile sous l’influence de l’alcool (Jones et al. 2001; Mohler-Kuo, et al. 2003; Shillington & Clapp, 2006). Les études qui soutiennent le risque accru de comportements à risque pour les polyconsommateurs se focalisent sur l’effet des substances. En rupture avec cette approche, ce mémoire présente une étude situationnelle de la polyconsommation en examinant l’effet du statut de polyconsommateur et, pour ceux-ci l’effet de la consommation simultanée d’alcool et de cannabis, en situant l’action dans son contexte de survenu et en examinant la contribution du contexte. La probabilité d’avoir conduit une voiture sous l’influence de l’alcool et d’avoir consommé excessivement de l’alcool sera examinée auprès d’étudiants universitaires. La contribution respective des substances, des situations et de l’expérience de la vie universitaire sera examinée. La méthodologie employée repose sur la construction de modèles de régression logistique multiniveaux, à la fois chez l’ensemble des buveurs (10 747 occasions, nichées dans 4396 buveurs) et dans le sous-échantillon des polyconsommateurs (2311 occasions de consommation d’alcool, nichées dans 880 polyconsommateurs). Les données sont issues de l’Enquête sur les campus canadiens (2004), menée auprès d’un échantillon représentatif de 6282 étudiants issus de 40 universités. Le statut de polyconsommateur est associé à la consommation excessive d’alcool, mais pas à la conduite d’une voiture suite à la consommation. Cependant, la consommation simultanée d’alcool et de cannabis n’est pas associée à un risque plus élevé de consommer excessivement de l’alcool, et est négativement associée à la conduite d’une voiture après la consommation. Plusieurs caractéristiques situationnelles sont associées aux deux comportements à l’étude et diminuent la force d’association entre ces comportements et le statut de polyconsommateur. / Alcohol and cannabis polydrug use is a common consumption pattern among Canadian young adults (Flight, 2007). Moreover, epidemiological studies suggest that alcohol and cannabis use is associated with other risky behaviours such as binge drinking and driving a vehicle under the influence of both substances (Jones et al. 2001; Mohler-Kuo et al. 2003; Shillington & Clapp, 2006). Studies which have reported an increased risk for polydrug users focus on substance use. The present study propose a situational approach, in which the effect of poly drug use, as well as the effect of simultaneous use on these risky behaviours are investigated while considering the context in which the consumption takes place. The probability of driving under the influence of alcohol, and the probability of binge drinking are examined among a sample of university students. The respective contribution of substance use, university life experience and drinking situations is examined. The methodology used to perform this study is based on multilevel logistic regression models, among drinkers (10 747 occasions, nested within 4396 drinkers) as well as among the polydrug users subsample (2311 drinking occasions, nested within 880 individuals). The data are drawn from the Canadian Campus Survey conducted in 2004 with a random nationally representative sample of 6282 students from 40 universities. Polydrug status is positively associated with episodic binge drinking, but not with driving under the influence of alcohol. However, cannabis use is not associated with binge drinking, among polydrug users. Moreover, for this specific population, cannabis smoking is negatively associated with driving under the influence of alcohol. Several situational characteristics are associated with either one or both studied behaviours and partially explain the relationship between those behaviours and polydrug use.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Dans l'objectif d'améliorer la mise en forme des polymères semi-conducteurs tels que le poly (3,4-éthylènedioxythiophène) et la polyaniline, nous avons développé leur synthèse par polymérisation en dispersion de leurs monomères respectifs en utilisant le poly(oxyde d'éthylène), le poly (vinyl alcool), le poly [(N-vinylpyrrolidone)-co-(vinyl alcool)] et le poly [(N-vinylpyrrolidone)-b-(vinyl alcool)] comme stabilisants réactifs dans des milieux dispersants aqueux. Des nano-objets de nature et de structure bien définis ont été obtenus. Afin de moduler la conductivité et les propriétés opto-électroniques de ces nano-objets, leurs composites avec des métaux tels que l'or, l'argent et le cuivre ont été préparés en utilisant les sels métalliques correspondants comme co-oxydants au cours de la polymérisation en dispersion. La morphologie des nano-objets a notamment été évaluée par Microscopie Electronique en Transmission, Microscopie Electronique à Balayage, et Microscopie à Force Atomique. Le nature cœur-écorce de ces nano-objets, le niveau de dopage et la présence de métaux dans les nano-composites ont été examinés par spectrométrie de photoélectrons induits par rayons X. / With the objective to improve the processability of “stiff” semi-conducting polymers, well defined poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polyaniline core-shell nano-objects were synthesized by dispersion polymerization of their respective monomers using poly(ethylene oxide), poly(vinyl alcohol), poly[(N-vinylpyrrolidone)-co-(vinyl alcohol)] and poly[(N-vinylpyrrolidone)-b-(vinyl alcohol)]-based reactive stabilizers in aqueous dispersant media. In order to improve the conductivity and opto-electronic properties of these nano-objects, their composite with gold, silver and copper were prepared using the metal salts as co-oxidants during dispersion polymerization. The morphology of the nano-objects was observed by microscopy analyses such as Transmission Electron Microscopy, Scanning Electron Microscopy, and Atomic Force Microscopy. The core-shell nature of these nano-objects, doping level and the presence of metals in the nano-composites were examined by X-rays Photoelectron Spectroscopy.