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

Ce travail de recherche propose deux nouveaux mécanismes d'intégration de l'environnement en conception; le premier repose sur l'identification de trajectoires d'intégration élémentaires (permettant de guider sur le long terme le processus d'intégration) tandis que le second repose sur la maîtrise de la conception d'un outil d'éco-conception par l'ensemble des acteurs du processus de conception (permettant de générer une impulsion décisive au processus d'intégration). Pour le premier mécanisme, un travail d'enquêtes a permis d'avoir une vision globale du domaine de l'éco-conception et de tracer trois modèles de trajectoires élémentaires, dont celle fondée sur le déploiement des outils et méthodes. Le deuxième mécanisme a été nommé « Cheval de Troie Méthodologique » (CTM) car la stratégie sous-jacente est d'introduire un prétexte de travail collaboratif (l'outil d'éco-conception à co-construire) sous une forme appropriable et de fournir la compétence à l'organisation pour lui permettre de le faire évoluer ultérieurement ; ainsi ce CTM, favorise la propagation des connaissances à tous les niveaux de l'entreprise et permet à l'entreprise de progresser le long d'une trajectoire d'intégration en passant d'une démarche d'éco-conception partielle à une méthodologie d'éco-innovation compatible avec les exigences d'un développement durable. Ces deux mécanismes ont été expérimentés au sein de Transfix, société fabricant des transformateurs, sur une période de deux années et ont permis de mettre en évidence les bénéfices d'une stratégie d'intégration conçue avec un déclencheur sous la forme d'un CTM et guidée par une trajectoire d'intégration « outils et méthodes d'éco-conception ».

Nous avons réalisé l'étude du complexe Fe/Quinolobactine (Fe/Q) qui a montré la nature tridentée de ce ligand qui forme un complexe ferrique de géométrie octaédrique très déformée. L'analyse du complexe du fer (ou gallium pris comme mime diamagnétique du fer) et de l'analogue Quinolobactine fluorée indique que seule l'espèce [M(Q)2] se forme à pH physiologique. Ce ligand tridenté peut être un sidérophore de secours efficace de Pseudomonas. D'autre part, nous avons abordé la synthèse d'une nouvelle classe d'antimétabolites potentiels dérivés de l'Entérobactine fondés sur des dérivés des acides boroniques notamment. Les résultats sont très encourageants, les acides boroniques et boriques se conjuguant bien au catéchol. L'intérêt de ces molécules en tant qu'antimétabolite devra être évalué sur des cultures de bactéries. La capacité que montre l'Entérobactine à « chélater » le bore a été mise à profit pour créer un « cheval de Troie » antibiotique potentiel dont les essais sur culture de bactéries devront montrer l'efficacité. Cette stratégie de conjugaison pourrait être élargie afin de cibler d'autres bactéries pathogènes. L'étude spectrophotométrique d'Oxinobactine dans le MeOH a également montré la forte affinité de ce ligand pour Fe3+ qui peut être comparable à celle de l'Entérobactine. Une perspective de synthèse pourrait être effectuée, visant à sulfoner les quinoléines, pour permettre l'augmentation de la solubilité de ce complexant en solution aqueuse, qui conduirait ensuite à réaliser des études physico-chimiques et biologiques très intéressantes.

Le XXIe siècle voit la consécration des technologies numériques comme la fin du Moyen Âge a vu celle de l’imprimerie. L’ère numérique ignore désormais toutes les frontières. Elle permet l’accès à la culture et à la connaissance, favorise les échanges entre les personnes. Elle rend possible la constitution d’une économie en ligne et rapproche le citoyen de son administration. Les technologies numériques sont porteuses d’innovation et de croissance, en même temps qu’elles peuvent aider ou accélérer le développement des pays émergents. Mais un certain pessimisme vient tempérer cette approche idéaliste. Tous les progrès génèrent aussi de nouvelles fragilités et vulnérabilités propices aux menaces ou aux risques, car ils aiguisent l’imagination des criminels. La cybercriminalité est désormais une réalité. Elle est d’autant plus dangereuse qu’elle pénètre au sein des familles, là où la délinquance ordinaire n’avait pas accès jusqu’à présent. Dès lors, cette nouvelle forme de criminalité laisse apparaître comme une évidence, l'adaptation du système judiciaire. En effet, face à ces atteintes, il existe bel et bien des lois qui sont d'ores et déjà appliquées à l’Internet. Mais sont-elles réellement efficaces ? Dans le même sens, la coopération interétatique est-elle également suffisante pour lutter efficacement contre la cybercriminalité ? Ainsi, il importe de se demander si dans notre société moderne, le cadre normatif et la coopération institutionnelle tant européenne qu'internationale, sont suffisants et efficaces pour sanctionner les infractions cybercriminelles ? / The twenty-first century sees the consecration of digital technologies just as the end of the Middle-Ages saw the creation of printing.Henceforth, the digital era has no limits. It gives access to culture and knowledge, encourages the exchanges between people.It allows the constitution of an economy online and brings citizens closer to their adminitration. Digital technologies generate innovation and growth, and can help or accelerate the development of the emergent countries as well. But a certain pessimism moderates this idealistic approach.All these advances also generate new fragilities and vulnerabilities propicious to threats or risks, as they stimulate the criminals' imagination.Now , cybercriminality has become reality.It is all the more dangerous as it penetrates within families , where ordinary delinquency didn't exist until now. From now on, this new kind of criminality made it obvious that the judicial system had to be adapted. Indeed , faced with these violations , there are of course laws that are applied here and now to the Internet.But , are they really efficient? In the same way, is the intersate cooperation also sufficient to fight against cybercriminality? So , it is important to wonder whether , in our modern society , the legislative framework and the institutional cooperation , both european and international , are sufficient and efficient to penalize the cybercriminal offences.

La découverte de stratégies thérapeutiques innovantes contre les bactéries pathogènes est cruciale. Le fer est essentiel pour la prolifération bactérienne et les bactéries pathogènes excrètent des molécules organiques de faible poids moléculaire, appelées sidérophores, pour acquérir le fer(III). Les systèmes d’acquisition de fer sidérophores-dépendants sont transmembranaires et peuvent être utilisés comme des portes d’entrée pour faire pénétrer des conjugués sidérophores-antibiotiques dans la bactérie dans le cadre d’une stratégie dite du cheval de Troie. Nous avons synthétisé des conjugués constitués d’analogues des sidérophores pyochéline, aminochéline ou azotochéline couplés à des oxazolidinones antibiotiques. Dans la majorité de nos approches la liaison entre le sidérophore et l’antibiotique est le résultat d’une réaction de chimie click. La synthèse et les propriétés biologiques des vecteurs et des conjugués synthétisés sont présentées dans ce manuscrit. / Constant discovery of innovative therapeutic strategies against pathogenic bacteria is crucial. Iron is essential for bacterial proliferation since it is integrated in the active site of essential enzymes. Many pathogenic bacteria excrete low molecular weight secondary metabolites called siderophores in order to promote iron (III) acquisition. Transmembrane siderophore-dependent iron uptake systems can be used as gates by siderophore-antibiotic conjugates. In this context, we synthesized conjugates between analogs of pyochelin, aminochelin or azotochelin with oxazolidinones antibiotics. In this project many of the conjugation between vectors and antibiotics were the result of click chemistry reactions even the use of peptidic bonds was also explored. Synthesis and biological properties of conjugates and vectors are presented in this manuscript.

La multiplication des résistances aux antibiothérapies actuelles et l’utilisation potentielle de bactéries pathogènes dans le cadre d’attentats bioterroristes rendent nécessaire la recherche de nouvelles cibles biologiques et la découverte de nouvelles stratégies antibiotiques. Dans ce contexte, les mécanismes d’assimilation du fer chez les bactéries à Gram négatif sont des cibles particulièrement prometteuses. Le fer est en effet un élément essentiel à la vie, mais peu biodisponible. Les bactéries ont donc développé des mécanismes efficaces pour subvenir à leurs besoins en fer. Ces mécanismes de transport nécessitent un apport d’énergie fourni par une machinerie bactérienne complexe, la machinerie TonB. La protéine TonB, qui joue un rôle central dans le fonctionnement de cette machinerie, est la cible de notre approche. Nous souhaitons séquestrer cette protéine dans le périplasme grâce à des composés peptidiques fonctionnalisés par des hétérocycles de type isoindole ou 1,2,4-triazine. La conception et la synthèse de ces molécules sont présentées dans ce manuscrit, ainsi que leurs perspectives de vectorisation en utilisant une stratégie dite du "cheval de Troie". Notre contribution à la mise au point d’un test d’affinité in vitro est également abordée. / The increasing resistances to the current antibiotherapies, and the potential use of pathogenic bacteria as biological weapons led us to the absolute necessity of discovering new biological targets and new antibiotic strategies. In this context, iron uptake pathways of Gram negative bacteria are promising targets. Indeed, iron is an essential nutrient, but it has a low bioavailability. Bacteria have developed efficient iron uptake pathways in order to proliferate. Iron is transported in the bacterial cell by specific outer membrane transporters and thanks to the energy provided by a complex molecular machinery, called TonB. The TonB protein, which is the keystone of this machinery, is a key target for the development of new antibiotics. We would like to sequester this protein in the periplasm thanks to molecules constituted of a peptidic moiety and a heterocyclic moiety such as isoindole or 1,2,4-triazine. The conception and the synthesis of these compounds are presented in this document, as well as their possibilities to be vectorized using a “Trojan Horse” strategy. Our contribution to the development of an in vitro test of affinity is presented as well.

La nanoscience est basée sur les changements de propriétés des particules lorsque leur diamètre est inférieur à 100 nm (i.e. nanoparticules, NPs). Devant l’utilisation croissante de tels NPs, et leur déversement probable dans l’environnement, l’évaluation de leurs risques sur la santé humaine et l’environnement est un enjeu majeur. Dans le cadre de la protection des eaux et des sols, l’évaluation de la qualité des eaux de surface est particulièrement importante, notamment dans les zones humides (ZHs), où la dynamique des métaux toxique (i.e. As, Pb, Ni, Cr, Hg) est complexe et dépend des conditions redox du milieu. Comme les NPs de magnétite (nano-Fe3O4), naturelles ou manufacturées, sont reconnues pour leur capacité d’adsorption importante face aux métaux lourds, leurs interactions dans les ZHs ripariennes (ZHRs) avec les ETMs restent critiques quant à leurs impacts directs ou indirects. Ainsi, l’objectif de cette thèse était d’étudier le rôle des nano-Fe3O4 manufacturées (~10nm) et des oxydes de fer naturels sur la dynamique des ETMs dans les eaux de surfaces et les sols de ZHRs. Ainsi, dans un premier volet portant sur des précipités colloïdaux naturels provenant de produits de reoxydation en milieu riparian (soumis à des oscillations redox), la distribution spatiale des éléments a été effectuée par cartographie isotopique nanoSIMS (i.e. 75As-, 56Fe16O-, le soufre (32S-) et la matière organique (12C14N-), alors que la spéciation du soufre a été évaluée par adsorption des rayons X au seuil K du soufre (S) (XANES). Ces analyses ont permis de mettre en évidences les interactions entre les oxydes de fer naturels, la matière organique naturelle (MON) et un métalloïde toxique, l’arsenic. Nos résultats suggèrent, par colocalisation statistique des images nanoSIMS, l’existence de deux types d’interaction : (1) 12C14N-, 32S-, 56Fe16O- et 75As-, et (2) 12C14N-, 32S- et 75As-. La coexistence des formes de S oxydées et réduites, confirmées par les analyses XANES, pourrait être attribuée à la lente cinétique d’oxydation de la MON. Ainsi, ce premier volet montre qu’en plus des interactions MON, oxydes de fer et As, de possibles interactions directes entre As et NOM à travers des groupements fonctionnels soufrés (e.g. thiols) sont aussi possibles en milieu oxydé. Dans un second volet, l’effet des nano-Fe3O4 (~ 10 nm) sur la mobilité des éléments traces (ETs) et des colloïdes, dans l'horizon organominéral d’un sol naturel de ZHR, a été évaluée à l’aide de colonnes de sol. Nos résultats montrent que l’enrobage des nanoparticules semble influencer la mobilité de la MON et des ETs du sol. En effet, la mobilité des ETs semble augmenter en présence de nano-Fe3O4 nus, suggérant des associations où la MON stabiliserait les nanoparticules et augmenterait leur mobilité ainsi que celle des ETs associés. / Nanoscience is based on changes in particle properties when their diameter is below 100 nm (ie nanoparticles, NPs). Considering the increasing use of such NPs and their discharge into the environment, the assessment of their risks to human health and the environment is a major issue. Underneath the protection of waters and soils, the surface water assessment quality is particularly important, especially in wetlands, where the toxic metals dynamic (e.g. As, Pb, Ni, Cr , Hg) is complex and depends on the redox conditions of the environment. As magnetite (nano-Fe3O4), a natural or manufactured NP, is known for its significant adsorption capacity with heavy metals, their interactions in riparian wetlands with trace metals (TMs) remain critical concerning their direct of indirect impact on trace metals (TMs) mobility. The objective of this thesis was to study the role of manufactured nano-Fe3O4 (~ 10nm) and natural iron oxides on the TMs dynamics in wetland surface waters and soils. Therefore, in a first part considering natural colloidal precipitates from reoxidation products from riparian areas (subject to redox oscillations), a spatial distribution of elements was performed using nanoSIMS isotope mapping (i.e. 75As-, 56Fe16O-, sulfur (32S-) and organic matter (12C14N-), while the sulfur speciation was evaluated X-ray adsorption at K edge of the sulfur (S) (XANES). These analyzes allowed to highlight the interactions between natural iron oxides, natural organic matter (NOM) and a toxic metalloid, As. Our results suggest, with a statistical colocalization of nanoSIMS images, the existence of two interaction types: (1) 12C14N-, 32S-, 56Fe16O- and 75As-, and (2) 12C14N-, 32S- and 75As-. The coexistence of the oxidized and reduced forms of S, confirmed by the XANES analyses might be attributed to the slow oxidation kinetic of MON. Thus, this first part shows that in addition to the known interactions between MON, iron oxides and As, a possible direct interaction between As and NOM through sulfur functional groups (e.g. thiols) are also possible in oxidized environment. In a second part, the effect of nano-Fe3O4 (~ 10 nm) on trace elements (TEs) and colloids mobility in the organomineral horizon of a natural wetland soil was assessed using soil columns. Our results show that the nanoparticles coating influences the mobility of NOM and TMs. Indeed, the TMs mobility increases in presence of naked nano-Fe3O4, suggesting associations where NOM stabilizes the nanoparticles and increase the nanoparticles and associated TMs mobility. This mechanism seems less possible with coated nano-Fe3O4 where MON blocks the coating adsorption sites and therefore the adsorption of metals.