Expansive clays used in engineering practice are usually unsaturated and are sensitive to chemical composition of the in-pore solution. To analyse the complex coupled problems involved, an efficient mathematical model which can account for these chemo-hydro-mechanical behaviours has been developed. In this thesis, expansive clays are conceptualised into three-phase multi-species porous media. Based on the modified mixture theory and irreversible thermodynamics, a thermo-electro-chemo-hydro-mechanical framework has been developed. The Clausius-Duhem inequality, which governs the dissipations associated with mechanical work, phase transformation, mass transport and thermal transport, is rigorously derived. Based on this thermodynamic framework, constitutive laws for bulk liquid and salt mass transport, free and adsorbed water inter-phase mass transfer, and the chemo-elastic-plastic deformations of soil skeleton have been developed. The model has been implemented into the FEM software Bil and validated by simulating available experimental data on Boom Clays. What’s more, the salt infiltration process into an unsaturated expansive clay layer has been simulated to illustrate the applicability of the model. / Argiles gonflantes utilisées dans la pratique de l'ingénierie sont généralement insaturés et sont sensibles à la composition chimique de la solution dans les pores. Pour analyser les problèmes complexes couplés impliqués, un modèle mathématique efficace qui peut expliquer ces comportements chimio-hydro-mécanique a été développé. Dans cette thèse, argiles gonflantes sont conceptualisés dans triphasés multi-espèces de milieux poreux. Sur la base de la théorie de mélange modifié et thermodynamique irréversible, un cadre thermo-électro-chimio-hydro-mécanique a été développé. L'inégalité de Clausius-Duhem, qui régit les dissipations associés au travail mécanique, transformation de phase, le transport de masse et le transport thermique, est rigoureusement dérivée. Basé sur ce cadre thermodynamique, lois de comportement pour liquides en vrac et le sel de transport de masse, transfert de masse de l'eau entre en phase libre et adsorbé, et les déformations chimio-élastique-plastique de squelette du sol ont été développés. Le modèle a été mis en œuvre dans le logiciel FÉM Bil et validé en simulant les données expérimentales disponibles sur les argiles de Boom. Qui plus est, le processus d'infiltration de sel dans une couche d'argile gonflante insaturés a été simulée pour illustrer l'applicabilité du modèle.

La biodiversité de l'île de La Réunion a récemment été reconnue comme d'intérêt mondial. Depuis 2010 le territoire du Parc National de La Réunion est en effet classé au patrimoine mondial de l'UNESCO. Cette riche biodiversité fournit des services à l'homme, notamment par le biais des plantes aromatiques et médicinales, utilisées traditionnellement sur l'île. Aujourd'hui, la responsabilité de La Réunion vis à vis de sa biodiversité est grande et l'enjeu majeur consiste à la gérer et à la valoriser durablement. Le faham est une orchidée emblématique et patrimoniale, endémique des Mascareignes (Réunion, Maurice), bien connue des réunionnais et largement consommée pour ses propriétés aromatiques et médicinales. L'appellation faham regroupe en réalité deux espèces : une espèce de haute altitude, Jumellea rossii, et une espèce de basse altitude, Jumellea fragrans. Actuellement, le faham est récolté en milieu naturel sur les domaines publics ou privés car il n'existe pas de système de production agricole. L'utilisation continue de cette ressource depuis maintenant plusieurs siècles menace fortement sa survie en milieu naturel. C'est dans ce contexte qu'a été créé le projet ORCHIFAH, qui vise à mettre en place une filière de production de faham respectueuse de l'environnement et offrant des garanties quant à sa conservation. Partie intégrante de ce projet, le présent travail a pour objectif d'étudier certains aspects de la biologie et la chimie des deux espèces de faham préalablement à la mise en place d'une filière agricole. Ainsi, le système de reproduction, la germination asymbiotique in vitro, les rythmes de croissance et de production de biomasse foliaire, et la composition métabolomique des deux espèces ont été étudiés. Les résultats concourent à améliorer la connaissance des espèces, et fournissent une base solide pour leur mise en culture, ainsi que pour la conduite d'actions de conservation appropriées. / Reunion Island's biodiversity has recently been recognized as of worldwide interest. Since 2010, the National Park of Reunion area is classified as World Heritage of UNESCO. This rich biodiversity provides services to humans, including through aromatic and medicinal plants, which are traditionally used on the island. Today, the responsibility of Reunion to its biodiversity is important and the major challenge is to manage and promot it in a sustainable way. Faham is an iconic and of local importance orchid, endemic to the Mascarene Islands (Réunion, Mauritius), well-known and widely consumed in Reunion for its aromatic and medicinal properties. The name faham actually includes two species: the high altitude species, Jumellea rossii, and the low altitude species, Jumellea fragrans. Currently, faham is harvested in the wild on public or private land because there is no agricultural production system for this resource. Continued use of faham for centuries now threatens heavily its survival in the wild. In this context, the ORCHIFAH project has been created, and aims to establish a sustainable faham production chain and to provide guarantees for its preservation. Part of this project, the aim the present work is to study some aspects of the biology and chemistry of the two species of faham, prior to the establishment of an agricultural production. Thus, the reproductive system, the asymbiotic in vitro germination, growth rates and leaf biomass production, and metabolomics composition of both species were studied. The results contribute to improve the knowledge of the species, and provide a solid foundation for their cultivation, and to conduct appropriate conservation actions.

La vigne est sensible à de nombreuses maladies cryptogamiques qui vont altérer la qualité des raisins et des vins. Depuis plusieurs années, l’Esca est devenue un fléau pour la viticulture moderne, car elle est responsable de la mort des pieds de vigne lorsqu’elle se présente sous forme apoplectique. Sa forme chronique est liée à la présence d’un cortège de champignons pathogènes dans le tronc et les bras, qui vont provoquer le plus souvent des symptômes foliaires. L’altération de la photosynthèse que cela provoque, va avoir des conséquences sur la maturation du fruit. Cependant, peu de travaux de recherche ont été menés pour caractériser précisément l’impact de cette maladie sur le métabolisme et la composition chimique des baies de raisin. Notre étude avait pour but d’apprécier, grâce à une approche protéomique, les conséquences de cette maladie sur la qualité des raisins. Nos travaux ont permis de mettre en évidence que l’expression de symptômes foliaires d’Esca provoque une modification d’abondance des protéines liées aux mécanismes de défense et de stress oxydatif de la pellicule du raisin. Il est également observé un changement de capacité antioxydante par modulation des teneurs en peroxyde d’hydrogène, en glutathion ou en pyridoxine. Les concentrations en molécules d’intérêt œnologique comme les acides aminés, les amines biogènes ou les tannins sont également modifiées en présence de symptômes foliaires d’Esca. / The vine is susceptible to many fungal diseases that will affect the quality of grapes and wines. For several years, Esca has become the bane of modern viticulture because it is responsible for the death of the vines when presented in the form apoplectic. Its chronic form is associated with the presence of a procession of pathogenic fungi in the trunk and arms that will most often cause leaf symptoms. The alteration of photosynthesis that this causes will affect fruit ripening. However, little research has been conducted to characterize precisely the impact of this disease on the metabolism and chemical composition of grape berries. Our study aimed to assess, using a proteomic approach the disease's impact on the quality of grapes and get specific markers. Our work allowed us to demonstrate that the expression of foliar symptoms of Esca causes a change in abundance of proteins related to defense mechanisms and oxidative stress in the grape skin. It is also observed a change in antioxidant capacity by modulating levels of hydrogen peroxide, glutathione or pyridoxine. The concentrations of molecules of oenological interest such as amino acids, biogenic amines or tannins are also modified in the presence of foliar symptoms of Esca.

La résistance aux antimicrobiens est un problème mondial majeur de plus en plus préoccupant. Le développement de nouveaux antimicrobiens classiques remplaçant les agents rendus inefficaces est certes l’une des stratégies les plus prometteuses visant à diminuer son ampleur. Mais cette solution demeure malheureusement momentanée. En fait tout agent antimicrobien sera tôt ou tard vaincu par la propagation des souches résistantes favorisée par le phénomène de pression de sélection exercée par l’agent lui-même. Il est donc nécessaire d’envisager toutes les alternatives possibles aux approches classiques, cela afin de diversifier l’arsenal thérapeutique antimicrobien.Les huiles essentielles utilisées par les plantes dans leur défense contre les pathogènes sont naturellement composées d’un mélange de constituants les rendant capables d’agir sur plusieurs cibles de l’organisme. De ce fait, même les pathogènes les plus résistants ne vont pouvoir échapper à leurs actions et le développement des résistances sera par conséquent limité. Dans le cadre de la présente thèse des plantes aromatiques libanaises sélectionnées en se basant surtout sur des indications ethno pharmacologiques ont été récoltées de différentes régions libanaises. Elles ont été par la suite hydrodistillées pour produire une vingtaine d’huiles essentielles qui ont été analysées par GC/MS et éventuellement par RMN, et évaluées contre une gamme de pathogènes responsables d’infections cutanées chez l’homme. L’analyse de la composition chimique des HEs a été marquée par l’isolement et la caractérisation pour la première fois du santolinoïdol, un sesquiterpène du type bisabolène qui a été retrouvé dans l’huile essentielle d’Achillea santolinoides subsp. wilhelmsii. Presque la moitié des HEs ont été actives sur au moins un des pathogènes. L’origine de l’activité des huiles les plus actives, l’effet de leurs associations avec des antimicrobiens commerciaux ainsi que leurs cytotoxicités ont été également investigués. / Antimicrobial resistance is a major global problem and a growing concern. The development of new conventional antimicrobial agents replacing inefficient ones is certainly one of the most promising strategies aiming to reduce its extent. But this solution remains unfortunately momentary. In fact, any antimicrobial agent will eventually be defeated by the spread of resistant strains favored by the selection pressure phenomenon exerted by the agent itself. It is therefore necessary to consider all possible alternatives to conventional approaches in order to diversify the antimicrobial arsenal.Essential oils used by plants in their defense against pathogens are naturally composed of a mixture of components making them able to act on several targets of the organism. Thus, even the most resistant pathogens will not be able to escape their actions and the development of resistance will be therefore limited.In this thesis, Lebanese aromatic plants selected based mainly on ethnopharmacological indications were collected from various Lebanese regions. They were subsequently hydrodistillated producing twenty essential oils analyzed by GC / MS and eventually by NMR, and assessed against a range of pathogens that cause skin infections in humans. The analysis of the chemical composition of the EOs was marked by the isolation and characterization for the first time of santolinoïdol, a bisabolene type sesquiterpene that was found in the essential oil of Achillea santolinoides subsp. wilhelmsii. Almost half of the EOs have been active on at least one pathogen. The origin of the activity of the most active oils, the effect of their associations with commercial antimicrobials and their cytotoxicities were also investigated.

La connaissance des principales sources de l’aérosol permet d’améliorer, d’adapter et de cibler les mesures prises pour réduire les concentrations de particules fines. Ainsi, l’identification et la hiérarchisation des sources de particules fines sont des étapes essentielles à la mise en place d'une politique efficace d'amélioration de la qualité de l'air. Le travail mené durant cette thèse s’inscrit dans cette démarche puisqu'il avait pour objectif de quantifier les sources de PM2.5 en milieu industriel. Afin de répondre à cet objectif, deux campagnes de prélèvements ont été réalisés dont une sous les vents des principales activités industrielles afin de caractériser leurs émissions (profils) et une en zones urbaines caractéristiques de l’exposition de la population aux particules fines. Les résultats ont permis d'obtenir des empreintes représentatives des principales activités industrielles de la zone d'étude. L’analyse ME-2 menée a permis, avec la combinaison d’analyses radiocarbones, de déterminer que la source de combustion de biomasse est la source majoritaire pendant l’automne et l’hiver où les épisodes de PM2.5 ont été observés. La source industrielle est la source majoritaire des PM2.5 au printemps et en été mais ne constitue pas un driver fort de la concentration des PM2.5. Toutefois, cette étude a montré que les sources industrielles impactent significativement la population de particules (taille, composition, etc.) dans la zone d’étude. / In order to limit the impact of air quality on human health, public authorities need reliable and accurate information on the sources contribution. So, the identification of the main sources of PM2.5 is the first step to adopt efficient mitigation policies. This work carry out in this thesis take place in this issue and was to determine the main sources of PM2.5 inside an industrial area. To determinate the main sources of PM2.5, two campaigns were lead to collect daily PM2.5 to: 1/ determine the enrichment of atmospheric pollutants downwind from the main industrial activities and 2/ collect PM2.5 in urban areas characteristic of the population exposition. Results allowed to obtain very representative profiles for the main industrial activities implanted inside the studied area. ME-2 analysis, combined to radiocarbon measurements, allowed to highlight the very high impact of Biomass Burning sources for all the PM2.5 pollution events recorded from early autumn to March. This study showed that industrial sources, even if they are the major sources during spring and summer, are not the major PM2.5 driver. However, this study highlights that industrial sources impact significantly the aerosol population (size, composition, etc.) in the studied area.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but de mieux comprendre les relations entre la microstructure des revêtements métalliques nanocristallisés et leurs propriétés électrochimiques et mécaniques. Les dépôts de nickel sont élaborés par électrodéposition en courant continu et en courant pulsé dans un bain au sulfamate de nickel avec des sels de haute pureté, sans additif afin de minimiser les risques de contamination. Une caractérisation précise des états métallurgiques développés est réalisée au moyen de diverses techniques (MEB, MET, DRX, AFM, EBSD, SIMS, GDOES) afin d’évaluer la microstructure à différentes échelles (taille de grain, texture, contraintes internes, type de joints de grains) et d’identifier les contaminants. Trois types de texture ont été développés, associés à différentes tailles d’hétérogénéités structurales allant du micromètre à quelques dizaines de nanomètres. Une loi dite “d’échelle” a été mise en évidence, permettant de corréler les résultats obtenus par les diverses méthodes d’analyse. L’affinement de la taille de grain se traduit par une augmentation de la contamination dans les dépôts et entraîne une augmentation de la microdureté. La loi de Hall-Petch est influencée par l’orientation cristallographique ce qui a pu être relié à la nature des joints de grains et à la contamination des revêtements. Une étude préliminaire de la réactivité électrochimique en milieu acide a montré le rôle marqué des effets de surface (contamination et rugosité de surface). La réalisation d’un polissage électrolytique sur les revêtements a permis d’étudier l’influence des paramètres métallurgiques (taille de grain, contamination, nature des joints de grains) sur la réactivité. Les courbes de polarisation dans le domaine anodique et dans le domaine cathodique ont été simulées à l’aide de modèles cinétiques. Les résultats obtenus suggèrent que les joints de grains ont un effet qui peut être activant ou désactivant suivant l’étape considérée, ces effets pouvant être atténués par la présence d’impuretés. Les modifications de propriétés mécaniques et électrochimiques des revêtements ne peuvent être attribuées à une diminution de la taille de grain seule. / The purpose of the work presented in this manuscript is to better understand the relations between the microstructure of nanocrystallized metal coatings and their electrochemical and mechanical properties. Nickel deposits are elaborated by electrodeposition using direct current and pulse current in a nickel sulphamate bath with salts of high purity and without additive, in order to minimize the risks of contamination. A precise characterization of the developed metallurgical states is carried out by means of various techniques (SEM, TEM, XRD, AFM, EBSD, SIMS, GDOES) in order to evaluate the microstructure on various scales (grain sizes, textures, internal stresses, type of grain boundaries) and to identify contaminants. Three types of texture were developed associated with various sizes of structural heterogeneities from about one micrometer to a few dozens of nanometers. A “scale” law, allowing to correlating the results obtained by the various methods of analysis was shown. The grain size refinement results in an increase of contamination in the deposits and involves an increase of microhardness. The Hall-Petch law is influenced by the crystallographic orientation which could be connected to the nature of grain boundaries and the contamination of the coatings. A preliminary study of the electrochemical reactivity in acidic media showed the marked role of the surface effects (contamination and roughness of surface). Electrolytic polishing of the coatings highlights the influence of the metallurgical parameters (grain size, contamination, nature of grains boundaries) on the reactivity. The polarization curves in anodic domain and cathodic domains were simulated using kinetic models. The obtained results suggest that grain boundaries can either activate or deactivate the electrochemical kinetics according to the considered stage, these effects being able to be constrained by the presence of impurities. The modifications of mechanical and electrochemical properties of the coatings cannot be ascribed to a reduction of the grain size alone.

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

Différentes techniques de chromatographie liquide des polymères ont été étudiées selon leur principe d’élution et le comportement conformationnel des polymères suscité au sein de la phase stationnaire. De part leur capacité à caractériser des copolymères à blocs, la Chromatographie Liquide aux Conditions Critiques (LC CC) et la Chromatographie Liquide aux Conditions Limites de Désorption (LC LCD) ont été utilisées pour déterminer la composition chimique de copolymères à blocs à base de poly(oxyde d’éthylène) et de polystyrène. La LC LCD s’est distinguée par sa capacité à séparer de manière efficace les copolymères à blocs de leurs homopolymères parents. Cette méthode chromatographique a ensuite été optimisée afin d’être appliquée à une plus large gamme de masses molaires. / Several advanced techniques of liquid chromatography of polymers were studied according to their elution principle and the conformational behaviour of polymers along the stationary phase. Because of their potential to characterize block copolymers, Liquid Chromatography under Critical Conditions (LC CC) and Liquid Chromatography under Limiting Conditions of Desorption (LC LCD) were employed to determine the chemical composition of Poly(ethylene oxide) and Polystyrene based block copolymers. Interestingly, LC LCD was proved to be particularly efficiently to separate block copolymers from both their parent homopolymers. LC LCD method was then optimized to extend the applicable molar masses ranges.

Cette étude fondamentale est dédiée à la compréhension de l’influence de la composition chimique, notamment la teneur en chrome, des alliages base de nickel sur leur mécanismes de corrosion et d’oxydation. La corrosion sous contrainte intergranular (CSCIG) est un mode de dégradation qui affecte de nombreux alliages au sein des réacteurs à eau pressurisé. En particulier, les alliages base nickel tubes des générateur de vapeur (GV). La sensibilité à la CSC est désormais dépend de la teneur en chrome, ce qui a conduit au remplacement de l’alliage 600 (Ni-16Cr-9Fe) par l’alliage 690 (Ni-30Cr-9Fe). Cependant le bon comportement de l’alliage 690 en termes de résistance à la corrosion restes mal défini. L’objective de cette thèse est double : i) déterminer l’effet de la teneur en chrome, ii) contribuer à la compréhension de l’effet de fer étant un élément d’addition sur la résistance à la corrosion et l’oxydation généralisée des alliages base nickel en milieu primaire assimilé et en vapeur surchauffée à 700°C. Par ailleurs, des analyses électrochimiques pertinentes dans la température ambiante ont été mené afin d’établir une corrélation entre les propriétés physiques de film passive susceptible de protéger le matériau et de la teneur en chrome. Des alliages modèles binaires Ni-Cr, à teneur de chrome varie entre 14 et 30 % en poids, des alliages ternaires Ni-Cr-8Fe et l’alliage 600 ont été étudies. L’aspect expérimental de cette étude repose sur des techniques conventionnelles: SEM, STEM, EDX, Potentiodynamique, EIS, Chronoamperometrie, Mott-Schottky. La cinétique d’oxydation en vapeur surchauffée a été déterminée en mesurant l’apport de masse. L’impact de l’état de surface sur le processus de la corrosion et l’oxydation a été mis en évidence. Les polissages miroir et électrochimique ont été réalisés afin de découpler l’effet de l’écrouissage développé en subsurface, induit par la préparation de surface, et la composition chimique de l’alliage. La teneur en chrome limite à partir de laquelle l’alliage a un comportement satisfaisant en corrosion a été déterminé à 20% dans le milieu primaire. Cependant les analyses électrochimiques ont décelé l’existence d’une teneur en chrome optimal à 26%. La cinétique d’oxydation des alliages modèles ainsi que la morphologie des oxydes formés sur ces matériaux dans le milieu vapeur surchauffée ont indiqué l’existence d’une teneur en chrome optimal à 24%. Une dégradation des propriétés des films d’oxydes a été observée en augmentant la teneur en chrome au-dessus de l’optimum. En résumé, ce travail se préoccupe de l’optimisation de la teneur en chrome, méthode plus adéquate, pour l’amélioration de la résistance à la corrosion et l’oxydation des alliages base nickel. / This fundamental study is focused on the understanding of the influence of the chemical composition of Ni-based alloys on their corrosion and oxidation mechanisms. This work is not dedicated for a particular application. It is well known for instance that Ni-based alloys are susceptible to intergranular stress corrosion cracking (IGSCC) in primary water. Thus, Alloy600 (Ni-16Cr-9Fe), used in steam generator (SG) tubing, was replaced by higher chromium content material Alloy690 (Ni-30Cr-9Fe). This later shows a better resistance to IGSCC which may be linked to the growth of more protective oxide layer as chromium content is increased to 30 wt.%. The main goal of this study is to investigate: i) the influence of chromium content, ii) impact of iron addition on the corrosion and oxidation resistance of Ni-based alloys in primary water and superheated steam at 700°C. Furthermore, analytical approach in acidic solution is conducted at room temperature. This allowed to establish a relationship between alloying elements and physical properties of the oxide layers. For this purpose, Ni-xCr (14 ≤ x≤ 30 wt.%), Ni-xCr-8Fe (x=14,22 and 30 wt.%) model alloys and industrial material Alloy600 have been studied. To characterize the oxide scales, conventional technics were used: SEM, STEM, EDX, Potentiodynamic, EIS, Chronoamperometry, Mott-Schottky. Furthermore, steam oxidation kinetics was evaluated by means of weight gain measurements. To uncouple the effect of surface cold-work and the chemical composition of the base metal, mirror and electro polishing were carried out. In primary water, critical chromium content (20 wt.%), which corresponds to the minimum amount of chromium required to the transition from non-protective to protective and compact Cr-oxide layer, is determined. However, the analytical approach, using electrochemical technics, at room temperature elucidated the existence of optimum chromium content (26 wt.%) in terms of corrosion resistance. In superheat steam, oxidation kinetics and oxide scale characteristics showed the existence of optimum chromium content (24 wt.%) in terms of oxidation resistance. The corrosion and oxidation resistance is degraded as chromium content was increased more than optimal amount. Iron addition (8 wt.%) had a detrimental effect on the protectivess of the resulting oxide scales. Finally, this study showed that optimizing of chromium content is more appropriate method for enhancing corrosion and oxidation resistance, that increasing chromium content to high level is not necessary beneficial to those parameters. This work provides a useful knowledge to design new alternative materials. For this purpose, more investigations should be conducted to test other parameters such as: weldability, fabricability, thermal conductivity,etc.

Ce travail de thèse traite de la résistance au rayage des verres silico-sodo-calciques (notés SLS) en fonction de considérations environnementales, de leur composition chimique, de l'histoire du chargement, des contraintes résiduelles et de la géométrie de l'indenteur.<br />Une étude phénoménologique détaillée permet d'identifier les fissures et les régimes d'endommagement mis en œuvre pendant le rayage des verres considérés. L'influence de la composition chimique est discutée à la lumière de considérations structurales et d'observations fractographiques à l'échelle microscopique. La notion de compétition densification/cisaillement dans la déformation de ces verres semble être le paramètre clé pour comprendre leur comportement à l'indentation/rayure.<br />Un modèle mécanique a alors été envisagé pour prédire les endommagements identifiés pendant les essais expérimentaux. L'approche de Ahn* donnant une solution analytique au problème du rayage par un indenteur conique (dérivé de celui de Yoffe° pour une indentation statique) est dans cette étude généralisée. Le développement réside en deux extensions principales: i) l'extension à la géométrie de l'indenteur Vickers grâce à un modèle par éléments finis 3D de l'indentation statique par un Vickers et ii) l'extension aux verres de la famille SLS en étudiant la compétition densification/cisaillement (par des considérations expérimentales couplées à des mesures par AFM) qui contrôle principalement leur comportement à l'indentation.<br />Les résultats du modèle sont corrélés par les résultats phénoménologiques et les observations expérimentales. Le comportement à la rayure des différents verres au regard de leur caractère normal/anormal est également discriminé par le modèle.<br />_______________________<br />* Y Ahn, Deformation about sliding indentation in ceramics and its application to lapping. 1992, Perdue University: (USA).<br />° E.H. Yoffe, Elastic stress field caused by indenting brittle materials, Philosophical Magazine A, 46 (4), (1982), p. 617-628.