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Parmi les réacteurs triphasiques gaz-liquide-solide utilisés dans la pratique industrielle, les réacteurs catalytiques à lit fixe arrosé à cocourant de gaz et de liquide vers le bas, i.e., trickle bed reactors (TBR), sont très répandus en particulier dans divers processus de transformation à hautes température et pression. Les travaux expérimentaux se poursuivent depuis plus de quatre décennies sur la quantification des paramètres hydrodynamiques (transition des régimes d'écoulement, perte de pression biphasique, rétention liquide, efficacité de mouillage, etc.) pour cette configuration de réacteurs. Différentes approches ont été mises en œuvre par un grand nombre d’équipes de recherche pour mesurer ces paramètres hydrodynamiques dans le but de construire des outils de prédiction et de description par rapport aux conditions réelles d’opération des processus à l’échelle industrielle. La présente contribution se propose de répondre à la question suivante : Dans quelle mesure les connaissances accumulées à partir d’observations à l’échelle laboratoire dans les conditions ambiantes sont-elles fiables pour opérer un TBR à pression et température élevées? Une question sous-jacente à la précédente concerne le comportement hydrodynamique avec la température lorsque le réacteur est alimenté par un liquide non-newtonien. L'intensification des procédés est une approche en vogue et prometteuse pour continuer à apporter des perfectionnements (gains en économie et en efficacité) au réacteur TBR. Aussi, l’induction artificielle d’impulsions est-elle envisagée dans cette étude en tant que méthode d'intensification de processus pour des températures et pressions non-ambiantes. Le présent travail tentera de démontrer les avantages de plusieurs variantes de l'opération périodique sur l'hydrodynamique des TBR pour des systèmes coalescent, non-newtonien et moussant à des températures et pressions augmentées. / Trickle bed reactor (TBR) is one of the most widely used three-phase reactors in various processes mostly operated at high temperature and high pressure. The ongoing experimental work on the hydrodynamic parameters (flow regime transition, pressure drop, liquid holdup, wetting efficiency etc.) of this packed bed reactor configuration goes to early 1960’s. Different techniques were applied by different researchers for the measurement of these hydrodynamic parameters which let the comparison and the decision of more convenient method by means of doing investigations at conditions near to that of industrial processes. Process intensification is considered to be a leading approach for the ongoing research on the economic reduction and reactor efficiency enhancement. Artificial induction of pulses is pronounced as one of the methods for the process intensification in TBRs. As trickle bed reactor is also used in biochemical processes, and the initial liquid behaving like a Newtonian fluid could turn into a non-Newtonian fluid after various biochemical processes; it is emphatic to study TBR hydrodynamics with non-Newtonian systems. Despite large amount of work exists in the literature for steady state hydrodynamics of TBR operating at high pressure; the hydrodynamic behavior of TBR at high temperature has been left as a concealed issue. Additionally none of the experimental work performed to demonstrate the advantages of periodic operation on TBR hydrodynamics dealt with the effects of increased temperature and pressure. This study illustrates the hydrodynamics of TBR at increased temperature and pressure under constant throughput flow and cyclic operation.

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La méthylation de l’ADN est l’un des facteurs épigénétiques les plus étudiés dans le cadre du dépistage de cancer. Détecter la méthylation de certains promoteurs de gènes permettrait d’identifier un cancer en particulier et d’améliorer, ainsi, le diagnostic lors de l’apparition de cellules cancéreuses. Plusieurs techniques ont été développées dans cette voie mais très peu sont basées sur une détection via des polymères conjugués. La majorité de ces techniques reposent sur une étape de PCR (Polymerase Chain Reaction) qui amplifie le nombre de copies d’ADN. L’utilisation de polymères conjuguée, notamment du poly(3-alkoxy-4-méthylthiophène) permettrait un affranchissement de cet étape due aux propriétés optiques associées aux changements conformationnels de ce dernier. Ce polymère a déjà fait ses preuves autant en détection d’éléments pathogènes (détection de séquences précises) qu’en études conformationnelles (détection de G-quadruplex). Ce mémoire traite de deux approches distinctes pour la détection d’ADN méthylé. La première approche se base sur l’impact de la méthylation d’ADN sur le polymère lui-même et l’étude de ces impacts par diverses techniques de caractérisation. La deuxième approche se penche sur la détection de séquence d’ADN modifiée artificiellement par un traitement au bisulfite de sodium. Ainsi, deux méthodes ont été abordées pour obtenir une détection d’ADN méthylé efficace et reproductible à des fins de diagnostics de cancer.

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Le tétrafluorométhane (CF4) et l'hexafluoroéthane (CaFe), deux perfluorocarbones légers (PFC) constituent une préoccupation importante pour l'industrie de la production primaire de l'aluminium. Ces deux composés, produits uniquement lors d'un effet anodique, sont considérés comme des gaz à effet de serre puisqu'ils présentent des potentiels de réchauffement global et des temps de vie atmosphériques très élevés. Les méthodes de mesure actuellement employées ne montrent pas suffisamment de sensibilité pour permettre une quantification efficace des émissions de CF4 et de CaFe provenant d'usines à faibles fréquences d'effet anodique. L'échantillonnage du CF4 et du C2F6 sur un lit de matériel adsorbant de type tamis moléculaire carboné disponible commercialement a été optimisé. Une méthode d'analyse basée sur les techniques de thermodésorption et de cryoconcentration a été développée. L'analyse de ces composés a été optimisée par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse par temps de vol. La thermodésorption est employée pour l'analyse de composés organiques volatiles (COV) selon des méthodes établies depuis quelques années. Toutefois, l'application de cette technique dans le cadre de la préconcentration des composés saturés en halogènes démontrant une volatilité très élevée tel que CF4 et C2F6, n'a jamais fait le cas d'études antérieures. Le développement des paramètres chromatographiques a montré une séparation plus efficiente ainsi qu'un temps d'analyse réduit avec l'utilisation d'une colonne capillaire GSGaspro. L'abaissement de la température du four à 30 °C en mode isotherme a permis d'augmenter la résolution entre les pics chromatographiques ainsi que des facteurs de capacité et de sélectivité des deux PFC d'intérêt. Le volume de dépassement (en anglais : « Breakthrough volume, BTV ») des composés sur un lit d'adsorbant constitue un des paramètres critiques de l'échantillonnage. Le Carboxen 1000, le Carbosphere et le Carbosieve SIII ont été testés pour déterminer celui qui représentait le choix le plus intéressant pour la rétention du CF4 et du CiFg. Le Carboxen 1000 montre la meilleure capacité de rétention pour les deux molécules sur toute l'étendue des températures testées. Les paramètres de thermodésorption et de cryoconcentration ont été optimisés pour permettre une désorption ainsi qu'une injection cryogénique suivies par l'analyse chromatographique sur colonne capillaire. Le paramètre clé dans la réalisation de l'analyse est le matériel constituant l'insert d'injection compris dans le système d'injection cryogénique. La séparation cryogénique serait impossible sans l'utilisation d'un insert contenant 15 mg de Carboxen 1000, c'est le facteur innovant de la méthode. La validation de la méthode a été effectuée selon les procédures prescrites par les organismes de référence analytique internationaux. Les limites de détection et de quantification déterminées sont inférieures à celles des méthodes de mesure actuellement préférées par l'industrie de l'alumimum. Les limites de détection sont de 120 pptv et de 260 pptv pour le CF4 et le C2F6 respectivement. Les limites de quantification sont de 180 pptv pour le CF4 et de 340 pptv pour le C2F6. Le domaine de travail et la linéarité s'étendent de la limite de quantification jusqu'à 5 000 000 pptv pour le CF4 et jusqu'à 500 000 pptv pour le C2F6. Tous les tests de linéarité démontrent un coefficient de corrélation supérieur à 0,996 dans ce domaine de concentration. La robustesse de la méthode a été explorée en considérant quelques paramètres potentiellement influant sur la méthode de mesure développée. Deux paramètres spécifiques, le volume d'échantillonnage et le débit d'échantillonnage, ont été vérifiés en laboratoire. Les résultats obtenus, traités sous la forme d'analyse de variance à un facteur de niveau de confiance de 95 %, montrent que le volume d'échantillonnage doit être considéré comme un paramètre pouvant significativement affecter la méthode. Le débit d'échantillonnage ne semble pas influencer la quantification des concentrations de CF4 et de C2F6 injectées sur le tube adsorbant. La méthode démontre un excellent potentiel d'utilisation dans le cadre de l'échantillonnage et de l'analyse du CF4 et du C2F6. Des expérimentations supplémentaires seront nécessaires afin de certifier que l'application des différents paramètres développés présente des résultats similaires lors de campagnes de mesure effectuées sur le terrain.