La Chicha qui sert à fumer du tabac parfumé est utilisé par des millions de personnes. Il y a peu de données sur les effets du chicha sur la santé, peu de régulation et les utilisateurs pensent que la chicha n’est ni addictif ni nocif. Nous avons émis l’hypothèse que la consommation même occasionnelle de la chicha chez le sujet jeune a des conséquences sur la biologie pulmonaire. Nous avons ainsi comparé 21 sujets jeunes fumeur occasionnel de Chicha à un groupe de 19 non fumeur apparié pour le sexe et l’ethnicité. Les premières anomalies chez le fumeur de cigarette étant présent au niveau des cellules pulmonaires nous avons évalué plusieurs paramètres : (1) taux plasmatique de carboxyhemoglobine (CO), (2) Score de toux et d’expectoration; (3) fonction pulmonaire; (4) Métabolites présent dans les fluides des voies respiratoires basses (ELF); (5différences cellulaires et de transcriptome des petites voies aériennes (6) composition cellulaire des lavages broncho-alvéolaires (7) le transcriptome et (9) niveau des microparticules endothéliales circulantes. Le groupe d’étude montrait des anomalies dans tous les paramètres étudiés. Comparé au groupe contrôle les fumeurs avaient plus de toux et d’expectoration, un niveau de CO plus élevé, une diminution de la capacité de diffusion du CO , des anomalies du profil métabolique des fluides alvéolaires, une augmentation des cellules sécrétoires et intermédiaires et une diminution des cellules ciliées et basales, des anomalies du transcriptome des cellules pulmonaires et de macrophages alvéolaires et une augmentation des microparticules endothéliales.LA capacité de diffusion du monoxyde de carbone qui est un paramètre lié à l’emphysème et aux pathologies des petites voies pulmonaires était affectée par l’utilisation de la chicha. Nos précédentes études avaient montré que chez les sujets fumeurs de cigarette la réduction de la capacité de diffusion malgré une spirométrie normale était associée à un risque de développer un BPCO. Nous avons ainsi évalué le risque de développer une BPCO chez le sujet fumeur avec spirométrie normale par des scanners haute résolution comparant des groupes avec capacité de diffusion diminuée (46) et normale (59). La réduction de la capacité de diffusion était associée à un risque élevé de développer une BPCO dans les 4 ans.Par ailleurs les niveaux plasmatiques des microparticules endothéliales totales et apoptotiques était élevé dans le groupe d’étude. Dans une étude chez les sujets fumeurs de cigarette, nous avons comparé des non fumeurs (28) à des fumeurs sains (61) et des fumeurs BPCO (49) sur un an. Nous avons montré que le niveau de microparticules endothéliales apoptotiques étaient élevé en continu chez les sujets fumeurs sains et avec BPCO. Un sous groupe des fumeurs sains (17) et BPCO (18) a accepté d’arrêter de fumer. 12 mois après l’arrêt de la cigarette le niveau des microparticules endothéliales totale et apoptotique était retourné à la normale pour les fumeurs sains mais restait élevé chez les fumeurs BPCO. Ainsi le niveau élevé de ces microparticules indiquait des lésions persistantes et irréversibles des capillaires pulmonaires et pourrait servir à évaluer les fumeurs de chicha au long cours.Au total, l’utilisation occasionnelle de chicha chez le sujet jeune a des conséquence clinique et biologique pulmonaire en relation avec une diminution de la capacité de diffusion. Certaines anomalies mises en évidence dans notre étude (diminution de la capacité de diffusion, Microparticules endothéliales) pourraient prédire la survenue de maladies pulmonaires chroniques obstructives. / Waterpipe, an instrument for smoking fruit-flavored tobacco, is used by millions of people worldwide. There is limited data on the health effects of waterpipe smoking, and no regulations to its use. We hypothesized that even young, light-use waterpipe smokers have abnormalities relevant to lung health. Based on the knowledge that the first abnormalities associated with cigarette smoking are in lung cells long before there are clinical abnormalities, we compared young, light-use waterpipe smokers to nonsmokers, using a variety of lung-related parameters, including: blood carboxyhemoglobin (CO) levels; cough and sputum scores; lung function; metabolites present in lower respiratory tract epithelial lining fluid (ELF); cell differentials and transcriptome of small airway epithelium (SAE); cellular composition of ELF; transcriptome of alveolar macrophages (AM); and levels of total and apoptotic endothelial microparticles (EMPs). Light-use waterpipe smokers displayed abnormalities in all parameters assessed. Compared to nonsmokers, waterpipe smokers had more cough and sputum, higher CO levels, reduced diffusing capacity for carbon monoxide (DLCO), abnormal ELF metabolome profile, increased proportions of SAE secretory and intermediate cells, reduced proportions of SAE ciliated and basal cells, markedly abnormal SAE and AM transcriptomes, and elevated levels of total and apoptotic EMPs.DLCO, a lung function parameter linked to emphysema and small airway disease, was affected by light-use waterpipe smoking. The relevance of this comes from our studies that demonstrated, in a separate cohort of cigarette smokers with normal spirometry, that reduced DLCO predicted a high risk for developing chronic obstructive pulmonary disease (COPD), a leading cause of death worldwide. We assessed the risk for developing COPD, a clinical disorder characterized by a mixture of small airway disease and parenchymal destruction (emphysema), with a serial lung function in cigarette smokers with normal spirometry and no emphysema as assessed by HRCT, by comparing smokers with reduced DLCO vs normal DLCO. Despite having normal spirometry, cigarette smokers with reduced DLCO were at significantly higher risk for developing COPD within <4 years compared to those with normal DLCO i.e., the DLCO can be used to identify smokers at high risk for developing COPD, and could be a unique parameter in future studies to assess waterpipe smokers over time.Plasma levels of total and apoptotic EMPs, indicative of pulmonary capillary endothelial apoptosis, were elevated in light-use waterpipe smokers. The possible importance of this observation was highlighted by a parallel study, where we assessed the stability and reversibility of EMP levels in nonsmokers, healthy cigarette smokers and COPD cigarette smokers at 4 time points over a period of 1 year. The levels of total and apoptotic EMPs remained high with continuous smoking in healthy and COPD cigarette smokers. A subset of the healthy cigarette smokers and COPD cigarette smokers agreed to quit smoking. Following smoking cessation for 1 year, total and apoptotic EMP levels returned to normal nonsmoker levels in healthy cigarette smokers but remained abnormally high in COPD cigarette smokers. High levels of circulating and apoptotic EMPs are indicative of persistent and irreversible destruction of pulmonary capillaries and may be another unique parameter to assess waterpipe smokers over time.In summary, young, light-use waterpipe smokers have a number of lung clinical and biologic abnormalities compared to nonsmokers, including reduced DLCO, found to predict high risk for developing COPD in cigarette smokers, and elevated plasma levels of total and apoptotic EMPs, a marker of alveolar destruction, shown to be persistent and irreversible in COPD cigarette smokers despite smoking cessation. Together, these studies suggest that even light-use waterpipe smokers may be at risk for developing lung disease.

Le silicium s’avère intéressant pour améliorer la quantité d’énergie pouvant être stockée par un accumulateur Li-ion lorsqu’il est utilisé à l’anode. Sa capacité de charge théorique exceptionnelle (4200 mAh g[indice supérieur -1]) classe cet élément au tout premier rang parmi les matériaux pouvant être utilisés. Toutefois, la forte expansion volumique liée à sa lithiation limite son utilisation. Il existe par contre certaines méthodes permettant de minimiser l’impact négatif de cette expansion. Toutefois, ces méthodes impliquent une synthèse en deux étapes et nécessitent l’utilisation d’un substrat. L’approche présentement étudiée consiste en la production simultanée de nanotubes de carbone et de nanoparticules de silicium par carboréduction thermique de la fumée de silice dans un réacteur plasma à induction. La matrice carbone/silicium ainsi formée semble être un bon candidat comme matériau d’anode ; sa granulométrie et sa composition sont analysées par microscopie électronique, par diffraction des rayons X, par analyse de surface spécifique et par analyse thermogravimétrique. De plus, l’utilisation de la fumée de silice comme source de silicium constitue une approche économiquement viable, cette dernière étant un sous-produit de la production de silicium métallurgique et étant peu valorisée.

Le silicium s’avère intéressant pour améliorer la quantité d’énergie pouvant être stockée par un accumulateur Li-ion lorsqu’il est utilisé à l’anode. Sa capacité de charge théorique exceptionnelle (4200 mAh g[indice supérieur -1]) classe cet élément au tout premier rang parmi les matériaux pouvant être utilisés. Toutefois, la forte expansion volumique liée à sa lithiation limite son utilisation. Il existe par contre certaines méthodes permettant de minimiser l’impact négatif de cette expansion. Toutefois, ces méthodes impliquent une synthèse en deux étapes et nécessitent l’utilisation d’un substrat. L’approche présentement étudiée consiste en la production simultanée de nanotubes de carbone et de nanoparticules de silicium par carboréduction thermique de la fumée de silice dans un réacteur plasma à induction. La matrice carbone/silicium ainsi formée semble être un bon candidat comme matériau d’anode ; sa granulométrie et sa composition sont analysées par microscopie électronique, par diffraction des rayons X, par analyse de surface spécifique et par analyse thermogravimétrique. De plus, l’utilisation de la fumée de silice comme source de silicium constitue une approche économiquement viable, cette dernière étant un sous-produit de la production de silicium métallurgique et étant peu valorisée.

Ce travail est consacré à l'étude du dépôt des particules de suie transportées par des fumées d'incendie. L'étude de la littérature donne une synthèse des propriétés connues des particules de suie produites par un incendie ainsi qu'une revue de l'état de l'art des outils disponibles pour modéliser leur dépôt. Le code Fire Dynamics Simulator, outil numérique utilisé dans ce travail, permet depuis sa version 6 de simuler le dépôt de suie mais aucune étude expérimentale à échelle réelle ne fournit de données quantitatives de dépôt qui permettraient de valider les performances de l'outil dans ce domaine. Une première campagne expérimentale a donc été réalisée pour pouvoir évaluer FDS et les modèles fournis par la littérature dans le cas du dépôt à échelle réelle de particules de suie produites par la combustion d'heptane. Ces essais ont été suivis d'une seconde campagne expérimentale à échelle réelle avec pour objectif la prise en compte de l'écoulement des fumées le long de la paroi de dépôt et de sa vitesse. Les deux campagnes d'essais à échelle réelle ont enfin été complétées par le montage d'un banc expérimental à petite échelle permettant d'étudier l'influence de la vitesse d'écoulement sur le dépôt de particules produites par un petit foyer, à l'intérieur d'une conduite. / This work is devoted to the study of the deposit of soot particles transported by fire smoke. The literature review provides a summary of the known properties of soot particles produced by fire as well as a review of the state of the art tools to model their deposit. The CFD tool Fire Dynamics Simulator allows since version 6 to predict the deposition of soot. However no full scale experimental study provides quantitative data about thermophoretically driven soot deposition, making validation impossible. A first experimental campaign was conducted to valuate FDS and modelling tools provided by the literature in the case of full-scale deposition of soot particles produced by the combustion of heptane. These tests were followed by a second full-scale experimental campaign with the aim of taking into account the flow of smoke along the wall and its speed. Both full scale campaigns were finally completed by a small-scale experimental bench mounted in order to tudy the influence of the flow rate on particle thermally driven deposition within a duct.

Au cours des 20 dernières années, le béton projeté a fait l'objet de plusieurs recherches portant particulièrement sur la compostions des mélanges. En parallèle, tous s'entendent pour dire que la qualité du matériau en place dépend grandement de l'expérience du lancier et de sa technique de mise en place. Les connaissances et données scientifiques entourant le processus de mise en place et la compaction du béton projeté étant limitées, ce projet de recherche est dédié à l'étude des paramètres de projection. L'objectif de cette étude consiste à comprendre et quantifier l'influence des différents paramètres de projection sur les propriétés du béton projeté à l'état frais et durci. Afin de mieux saisir le phénomène de compaction, il est essentiel d'étudier et de quantifier la formation des vides de compaction présents dans le béton projeté; une méthode expérimentale simple a été mise au point pour évaluer cette grandeur. Un volet de cette étude est également consacré au comportement isotrope du béton projeté. Les nombreux résultats sont très intéressants et font ressortir non seulement d'importantes différences dans le processus de mise en place entre le béton projeté par voie sèche et le béton projeté par voie humide, mais aussi entre les mélanges contenants ou non de la fumée de silice. En effet, la présence de vides de compactage, l'absorption d'eau et les résistances en compression sont des propriétés qui sont toutes influencées par le procédé de projection et la présence de fumée de silice. De plus, pour tous les mélanges produits au laboratoire, la résistance en compression semble être une propriété isotropique.

Notre objectif est d'étudier les effets de la fumée de cigarette (FC) sur les fibroblastes gingivaux humains. Nos travaux démontrent que FC réduit la viabilité cellulaire cellules vivantes par le biais de la voie apoptotique/nécrotique. Une analyse génomique a montré une surexpression significative de plusieurs gènes dont les gènes de Bax, récepteurs du TNF et caspases; mais une régulation des gènes Lymphotoxin alpha, BCLA1 et BIRC3. Une analyse protéique montant une augmentation des protéines Bax et p53 et de la caspase -3 confirmant l’effet nocif du FC biais un mécanisme apoptotique/nécrotique. Une exposition répétée au FC pendant de courtes périodes, favorise la prolifération cellulaire en augmentant l'activité de la télomérase. En conclusion, ces résultats démontrent qu’à hautes doses la FC est toxique mais à faibles doses la FC provoque une surcroissance cellulaire qui pourrait contribuer au développement des maladies parodontales et des caries.

L’objectif principal de cette étude est d’étudier l’effet de la fumée de cigarette (FC) sur C. albicans et sur son interaction avec les fibroblastes gingivaux humains. Nous avons démontré que Candida se multiplie présence FC, en adoptant la forme hyphe. La FC rende C. albicans sensible au H2O2, mais résistant aux la chaleur et au NaCl. La FC augmente la production de chitine par C. albicans. Préincubé avec le FC, C. albicans adhère beaucoup plus aux cellules gingivales en monocouche, prolifère plus et adopte la forme hyphe plus facilement. Les fibroblastes quant à eux ils montrent une réduction de leur croissance, mais produisent plus de l’IL-1b. En conclusion: le CFC module d’un côté C. albicans et de l’autre côté les cel-lules de l’hôte. Ceci suggère un négatif important de la fumée de cigarette favorisant les candidoses orales chez les fumeurs. / The main objective of this study was to investigate the effect of cigarette smoke (CS) on C. albicans and its interaction with human gingival fibroblasts. We have shown that Candida multiplies presence CS, by adopting the hyphae form. CS makes C. albicans sensitive H2O2, but resistant to heat and NaCl. CS in-creases chitin production by C. albicans. Preincubated with CS, C. albicans adheres more to gingival cells in monolayer, proliferating more and adopts the hyphae form more easily. Fibroblasts show a reduction of their growth, but produce more IL-1b. CSC modulates C. albicans and on the other side also CS modulates the host cells. This suggests a significant negative cigarette smoke promotes oral candidiasis in smokers.

Le présent mémoire porte sur l'animation passive de phénomènes naturels. L'animation est dite passive lorsque qu'elle [i.e. lorsqu'elle] est directe et sans contrôle ou sans dynamique inverse. En particulier, le type de phénomènes naturels traités est celui des phénomènes gazeux et plus précisément, ceux modélisés par un fluide à phase unique. Tout d'abord, le domaine de l'animation de fluide synthétisé par la simulation d'un modèle physique sera introduit ainsi que la problématique abordée.Le document comprend trois contributions abordant la problématique à différents niveaux. Dans le premier ouvrage, on retrouve une méthode permettant de résoudre les équations de Navier-Stokes en une seule itération sur le GPU (Graphical Processing Unit). La méthode est si simple qu'elle a pu être implémentée en moins d'une journée de travail dans Fx-Composer (vidéo : http: //www.youtube.com/watch?v=PScfTOKbSpU). En plus d'être extrêmement rapide sur le GPU, cette méthode rend l'animation de fluide beaucoup plus accessible et peut être utilisée à différentes fins : l'initiation à l'animation de fluide à l'aide d'une méthode simple à implémenter ou l'ajout rapide d'effets visuels dans un jeu vidéo ou autre application interactive. La deuxième contribution aborde le problème au niveau de la visualisation du fluide. On y retrouve l'élaboration d'une méthode explicite et inconditionnellement stable pour la résolution numérique de l'équation de convection-diffusion utilisée pour simuler la densité d'un gaz qui à la fois est diffusé et transporté dans le domaine par un champ de vecteurs-vitesse, qui dans notre cas représente le mouvement d'un fluide.Le troisième article aborde le problème au niveau de la complexité calculatoire et réduit l'animation 3D de feu à une utilisation 2D strictement en espace-écran. La complexité d'une animation en espace-écran est constante pour une résolution d'image donnée puisque les calculs se font uniquement sur les pixels de l'écran (ou une sur une sous-résolution de ceux-ci).

Les matériaux pouzzolaniques sont utilisés depuis longtemps comme charge minérale dans le béton pour atteindre des avantages économiques ou techniques. Parmi ces matériaux, on rencontre la fumée de silice (FS) qui améliore les propriétés mécaniques et la durabilité des bétons. Néanmoins ce matériau présente des inconvénients tels que coûts élevés et approvisionnements irréguliers de la FS. En raison de l’évolution de la science et de la technologie des nanos, diverses formes de silice amorphe nanométrique sont devenues disponibles. Et c’est dans cette perspective que le choix de notre étude s’est porté sur les nanopoudres de verre (SGP) obtenues par sphéroïdisation du verre recyclé qui leur confère une surface spécifique plus élevée par rapport aux matériaux à l’échelle micrométrique et leur procure une plus grande réactivité pouzzolanique et un effet nano filler. Il est connu que les charges minérales sous forme de fines poudres créent des agglomérats. Pour contrer ce phénomène d’agglomération, objet de notre étude, des modifications de la surface des SGP ont été réalisées par attaque à l’acide sulfurique et greffage au polyéthylène glycol (PEG). Nos travaux ont porté dans un premier temps sur la caractérisation des SGP, SGP-acidifiées (SGP-A) et SGP-Pégylinisées (SGP-P) et dans un deuxième temps, sur l’exploitation des effets des SGP, SGP-A et SGP-P sur l’hydratation du ciment et leurs comparaisons aux résultats obtenus par l’incorporation de FS. Les études sur coulis nous ont permis de déterminer l’évolution de leur étalement en fonction du mode d’incorporation (addition ou remplacement), du type d’ajouts et aussi d’évaluer leurs demandes en eau et en superplastifiants. Les essais sur pâtes ont permis d’examiner leurs vitesses d’hydratation, déterminer la chaleur dégagée lors de cette hydratation et suivre l’activité pouzzolanique des ajouts cimentaires en mesurant la portlandite résiduelle. Les essais sur mortiers et bétons ont permis de déterminer l’effet des différents ajouts sur les propriétés aux états frais et durci. Les résultats expérimentaux de notre étude révèlent que : L’effet dispersant du superplastifiant PNS sur les nanopoudres de verre est meilleur que celui du PC. Les traitements chimiques des surfaces des nanopoudres de verre, contribuent à leurs défloculations. Les nanopoudres de verre améliorent la fluidité des systèmes cimentaires étudiés comparativement à celle de la fumée de silice même en absence de superplastifiant. L’addition des nanopoudres de verre est bénéfique pour l’accélération de l’hydratation du ciment par rapport à celle de la fumée de silice. À jeune âge, le remplacement du ciment par 10% en nanopoudres de verre accélère la réactivité pouzzolanique comparée à celle de la fumée de silice et du contrôle, mais à âge plus avancé les nanopoudres de verre ont une activité pouzzolanique lente. Les nanopoudres de verre en présence de superplastifiant PNS développent des résistances en compression supérieures à celle de la fumée de silice à jeune âge.

Dans le cadre de la problématique de la réduction des gaz à effet de serre, les producteurs de ciment et de béton utilisent de plus en plus d'ajouts minéraux. Cette approche permet de diminuer le contenu en ciment des bétons et, par conséquent, les émissions totales de CO[indice inférieur 2] associées à la fabrication du ciment et du béton. Dans ce contexte, il est important de mieux comprendre l'influence des ajouts minéraux sur le développement du retrait endogène des matrices cimentaires. Les ajouts minéraux choisis pour cette étude sont : une cendre volante de classe F, un laitier de haut fourneau et une fumée de silice. Le rôle des ajouts minéraux sur le développement du retrait endogène a été étudié en mesurant, pour différents taux de remplacement du ciment, pour différents rapports eau/liant (E/L) et pour différentes température, l'évolution des variations volumiques endogènes en fonction du temps (0 - 14 jours). Ces variations volumiques ont été ensuite analysées en prenant en compte le degré d'hydratation du liant, le retrait chimique et la structure de la porosité capillaire mesurée à la fm de l'essai de retrait endogène. L'influence de la teneur en sable et du rapport E/L sur l'évolution des variations volumiques endogènes des mortiers en fonction du temps (0 - 7 jours) a été également étudié en prenant en compte le degré d'hydratation du liant. Une technique expérimentale développée au département de génie civil de l'Université de Sherbrooke permettant de mesurer le retrait endogène volumique des pâtes de ciment et des mortiers a été employée. Elle permet de mesurer simultanément les retraits endogènes externe et interne. La mesure du retrait endogène volumique des pâtes de ciment et des mortiers est réalisée en milieu scellé et sous une température contrôlée. En milieu scellé et avant la prise du ciment, la variation de volume est causée par le retrait chimique qui n'engendre qu'un retrait endogène externe relativement inoffensif du point de vue de la fissuration. Après la prise, la variation de volume comprend un retrait endogène externe et un retrait endogène interne. Le retrait endogène externe est causé par l'effet simultané du retrait chimique et de la dépression capillaire. Le retrait endogène interne correspond au volume total des vides gazeux formés dans la phase liquide contenue dans la porosité capillaire. Cette recherche a aussi permis d'étudier l'influence de la structure de la porosité capillaire sur le développement du retrait endogène externe. Selon la loi de Laplace, la dépression capillaire augmente avec la diminution du rayon de pore. On a tenté donc de vérifier expérimentalement la relation entre le retrait endogène externe après prise et le rayon des ménisques. Le rayon des ménisques a été déterminé à partir du retrait endogène interne et de la courbe de porosité cumulative. Il correspond au rayon maximal des pores dans lesquels se trouvent les ménisques à la fin de l'essai de retrait endogène. Cette recherche a permis, pour la première fois, de quantifier précisément la composante interne du retrait endogène de matrices cimentaires. L'approche expérimentale a permis de mesurer, en cours d'hydratation, le volume des vides gazeux dans la porosité capillaire. Cette information permet ensuite de déterminer le rayon des ménisques à l'interface des phases gazeuse et liquide dans la porosité capillaire. Selon les résultats de cette recherche le rapport E/L a un effet majeur sur le développement du retrait endogène en raison de son influence sur la structure de la porosité capillaire. La fumée de silice diminue le retrait chimique de la pâte de ciment, alors qu'elle augmente le retrait endogène externe en diminuant le rayon critique des pores. Ce raffinement de la porosité capillaire diminue le rayon des ménisques, augmente la dépression capillaire et, par conséquent, le retrait endogène. Les liants avec laitier produisent un retrait chimique plus important que le ciment Portland. Ils raffinent la porosité capillaire, ce qui augmente le retrait endogène. Les liants avec cendres volantes ont un retrait chimique plus faible que celle du ciment Portland pur car la cendre volante s'hydrate très peu au jeune âge. Les liants avec cendres volantes produisent, au jeune âge, un réseau de pores capillaire plus grossier, ce qui cause un retrait endogène moins important. Une relation unique et linéaire a été établie entre le retrait endogène externe après la prise et l'inverse du rayon du ménisque. Cette relation peut être utilisée pour comprendre l'influence des paramètres de formulation (E/L, type et dosage du liant) sur l'intensité du retrait endogène externe.