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Quels sont les meilleurs indicateurs d'adiposité associés au profil métabolique des patients participants à un programme de prévention primaire et secondaire/réadaptation cardiaque?

Vadebonc¶ur, Nathalie 17 April 2018 (has links)
L'obésité est associée aux facteurs de risque de maladies cardiovasculaires. L'indice de masse corporelle (IMC) est fréquemment utilisé pour évaluer la présence d'obésité. Le tour de taille (TT) et le pourcentage de masse grasse (% MG) sont aussi utilisés en clinique. L'objectif de cette étude était de comparer l'IMC, le TT et le % MG comme indicateurs de profil lipidique, de tension artérielle et de glycémie à jeun altérés dans un programme de prévention primaire et de prévention secondaire/réadaptation cardiaque. Cette étude a permis de constater que le TT et le % MG pourraient être les meilleurs indicateurs d'un profil lipidique anormal ou d'un apoB 100 élevé. En contrepartie, l'IMC et le TT semblent être de meilleurs indicateurs de l'évaluation globale du risque cardiovasculaire. Donc, le TT et le % MG pourraient être ajoutés à l'IMC dans l'évaluation globale du risque cardiovasculaire chez les participants obèses enrôlés dans ces programmes.
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Mesure de la teneur en air du béton frais dans un camion malaxeur : exploration et étude des techniques

Jean, Robin 01 February 2021 (has links)
Le dernier rapport du GIEC (groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) indique que les conséquences d’un changement climatique à 2°C sont extrêmement préoccupantes pour l’être humain et la bio-diversité (Masson-Delmotte et al., 2018). Pourtant, rester en dessous de cette limite implique une réduction des émissions de gaz à effet de serre mondiale d’environ 4% par an, chaque année, jusqu’en 2050. L’industrie du béton, responsable d’environ 6% des émissions de gaz à effet de serre dans le monde doit prendre part à cet immense défi. L’objet de cette étude est de contribuer à cette réduction en développant des technologies de contrôle qualité du béton frais afin de réduire le gaspillage du béton, d’améliorer sa qualité et d’optimiser son temps de malaxage. La propriété du béton frais étudiée ici est la teneur en air. Son rôle se révèle primordial dans la résistance du béton face aux cycles de gel/dégel et son contrôle est important dans l’atteinte des propriétés mécaniques du béton requise à l’état durci. Développer une méthode ayant le potentiel d’automatiser la mesure de la teneur en air du béton frais dans les camions malaxeurs de béton est l’objectif à atteindre. Dans le cadre de ce projet, des recherches sur les méthodes utilisant des ultrasons ont d’abord été réalisées. Elles se sont montrées infructueuses. Puis, les performances de la technologie CiDRA AirTRAC (développée par l’entreprise Cidra) ont été analysées et des imprécisions importantes ont été soulignées. Enfin, les calculs de vitesse de propagation d’ondes sonores dans le béton frais de fréquence allant de 150 à 230 Hz en utilisant un récepteur piézo-électrique ont conduit à des résultats très prometteurs, mais encore insuffisamment nombreux pour confirmer la robustesse de cette méthode. Les recherches se poursuivent dans un projet subséquent à l’Université Laval / The last IPCC report (Intergovernmental Panel on Climate Change) shows that consequences of a 2°C global warming are extremly worrying for mankind and biodiversity (Masson-Delmotte et al., 2018). Staying under this limit involves a 4% reduction of worldwide greenhouse emission every year until 2050. The concrete industry is responsible for approximately 6% of CO₂ emission worlwide and must be part of the reduction required. The purpose of this study is to develop technology for controling fresh concrete quality in a ready-mix truck in order to reduce waste, optimize quality and reduce mixing time. The property which has been the main focus in this study is the air content. The total air content in concrete is important since it will influence the freeze/thaw durability and the mechanical properties of hardened concrete. Finding a suitable to automatically evaluate air content inside a ready-mix truck is the main target of this study. Approaches using ultrasound methods have not led to the desined results.The technology behind CiDRA AirTRAC (developed by company Cidra) has also been analysed base on literature and many inaccuracies has been highlighted. Finally, calculation of sound waves velocities with frequencies between 150 and 230 Hz with a piezoelectric receptor has led to very promising results; however, trials are needed in order to confirm the potential and robustness of this method. Future projects at Université Laval will concentrate on this topic.
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Étude de faisabilité : élaboration d'un dispositif de microthermographie par contact pour des applications en neurobiologie

Therriault-Proulx, François 13 April 2018 (has links)
Un dispositif de thermographie par contact permettant une utilisation de liquides a été développé et caractérisé. Une chambre de perfusion a été conçue à même le dispositif et permet le développement d'applications in vitro en neurobiologie. Une résolution thermique de 2,7 mK est obtenue lors d'études sur une tranche d'hippocampe sous perfusion à température ambiante. Sa résolution spatiale (52 um) et sa fréquence d'acquisition (30 Hz) devrait permettre d'enregistrer la composante métabolique de réchauffement entraîné par l'activité cellulaire dans un tissu. Étant donné la dynamique du métabolisme cellulaire, on peut prévoir d'utiliser certaines techniques d'amplification du rapport signal sur bruit. La complémentarité du système d'imagerie thermique développé avec d'autres techniques de mesure est avantageux et les applications variées. Nous avons démontré de façon préliminaire que le capteur pouvait être utilisé afin d'étudier la diffusivité thermique et visualiser les différences structurelles à l'intérieur d'un tissu biologique.
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Conception/validation d'un appareil de mesure électronique de la pression artérielle et évaluation des performances d'algorithmes d'estimation des valeurs de la pression systolique et diastolique

Juteau, Nicolas 02 February 2021 (has links)
L’hypertension occupe une place de plus en plus prépondérante dans notre société. En effet, selon Statistiques Canada, près de 1 Canadien sur 4 soufrerait d’hypertension en 2019. Si l’hypertension demeure non contrôlée, celle-ci constitue le principal facteur de risque causant les maladies cardiovasculaires. En 2008, l’Organisation Mondiale de la Santé rapportait que 33% des décès dans le monde étaient causés par les maladies cardiovasculaires et que 55% d’entre eux étaient directement attribuables aux complications causées par l’hypertension. Selon l’OMS, une prévention efficace des maladies cardiovasculaires passe par la promotion de saines habitudes de vie ainsi qu’une stratégie efficace de dépistage de l’hypertension. Cette stratégie passe nécessairement par la mesure de la tension artérielle, laquelle s’effectuant majoritairement en utilisant la méthode oscillométrique. Récemment, des études ont démontrées que les mesures ambulatoires échelonnées sur une période de 24 heures permettaient de mieux diagnostiquer l’hypertension. Ces mesures ambulatoires sont effectuées par des appareils spécialisés connus sous l’appellation de moniteurs ambulatoires de la pression artérielle (MAPA). Or, ces appareils emploient des algorithmes propriétaires afin d’estimer la tension systolique et diastolique et ne permettent pas d’obtenir le signal oscillométrique brut. Cela rend, par conséquent, impossible la constitution d’une base de données de signaux ou encore évaluer les algorithmes d’estimation de la tension systolique et diastolique qui sont pourtant nombreux dans la littérature. Nous proposons alors le concept d’un appareil de mesure de la tension artérielle dont les caractéristiques rendent son utilisation propice dans un contexte ambulatoire. Léger, ergonomique et compact, l’appareil peut être installé à même le brassard et le signal oscillométrique est envoyé directement à une station de base par un lien sans-fil Bluetooth Low Energy. Qu’il s’agisse d’un téléphone intelligent, une tablette, un ordinateur portatif ou encore un appareil spécialisé, la station de base peut alors sauvegarder les données et constituer une base de données de signaux oscillométriques afin d’évaluer qualitativement les algorithmes d’estimation de la tension systolique et de la tension diastolique proposés par la littérature. / Hypertension is taking an increasingly prominent place in our society. In fact, almost 1 in 4 Canadians are suffering from hypertension in 2019 according to Statistics Canada and constitutes the main risk factor that leads to cardiovascular diseases if left uncontrolled. In 2008, the World Health Organization (WHO) reported that 33% of deaths worldwide were due to cardiovascular disease and 55% of them were directly attributable to complications caused by hypertension. Still according to the WHO, effective cardiovascular diseases prevention involves promoting healthy lifestyles and an effective hypertension screening strategy. This strategy necessarily implies the measurement of blood pressure, which is mainly carried out using the oscillometric method. Recently, studies have shown that ambulatory measurements over a 24-hour period can better diagnose hypertension. These ambulatory measurements are done by specialized devices known as ambulatory blood pressure monitors (ABPM). However, these devices use proprietary algorithms that estimate the systolic and diastolic pressure and does not allow to obtain the raw oscillometric signal. Thus, those devices can’t be used to build a signal database in a way that blood pressure estimation algorithms found in literature can be assessed. We therefore propose the design of a light, ergonomic and compact ambulatory blood pressure measurement device whose characteristics makes it ideal for use in ambulatory contexts. The device can be installed directly on the cuff and the oscillometric signal is sent to a base station through a Bluetooth Low Energy link. Whether it is a smartphone, a tablet, a laptop or a specialized device, the base station can save the data and build a database of oscillometric signals in order to qualitatively assess systolic and diastolic blood pressure estimation algorithms proposed by the literature.
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Environnement psychosocial au travail et pression artérielle ambulatoire : une étude prospective

Trudel, Xavier 20 April 2018 (has links)
Objectifs: 1. Mesurer l’effet de la durée d’exposition aux contraintes psychosociales au travail sur la pression artérielle (PA) ambulatoire et l’incidence cumulative de l’hypertension sur une période de 5 ans. 2. Examiner l’effet indépendant et complémentaire des modèles demande-latitude (DL) et déséquilibre efforts-reconnaissance (DER) comme déterminant de la PA ambulatoire. 3. Examiner l'effet intermédiaire de l’indice de masse corporelle (IMC) dans la relation entre l’exposition aux contraintes psychosociales du modèle DER et l’évolution de la PA. 4. Examiner l'association entre les contraintes psychosociales du modèle DL et la prévalence de l'hypertension masquée (HM). Méthodes : La cohorte est constituée de 2 300 femmes et hommes occupant des emplois de cols blancs. Les données ont été récoltées à trois reprises, sur une période de 5 ans. À chaque temps, les contraintes psychosociales au travail ont été mesurées en utilisant des instruments validés. La PA a été mesurée à chaque 15 minutes, durant une journée de travail. Résultats : Les hommes ayant été chroniquement exposés à un emploi actif avaient une élévation de la PA systolique (+2.7 mmHg) et diastolique (+2.5 mmHg) ainsi qu’une incidence cumulative d’hypertension (RR = 2,20, 95% IC 1,50-3,23) plus élevée que les hommes non exposés. Chez les femmes, la survenue de l’exposition au DER était associée à l’augmentation de la PA systolique (+2.8 mmHg) et diastolique (+1.6 mmHg). Les contraintes psychosociales du modèle DL étaient associées à la PA, mesurée au même moment, chez les hommes. Cet effet était toutefois atténué après ajustement pour le modèle DER. Les hommes et les femmes exposés au DER avaient respectivement une PA plus élevée de +1,4/+1,4 mmHg et de +1,6/+1,3 mmHg, indépendamment de l’exposition au modèle DL. L’exposition chronique au DER étaient associées à l’augmentation de la PA indirectement, via l’IMC, chez les femmes ayant un IMC élevé au départ (≥25 kg/m2). Les hommes ayant un emploi actif avaient une prévalence plus élevée d’hypertension masquée (RC = 2,07, 95% CI 1,30-3,31). Conclusion : Cette thèse supporte l’effet délétère de l’exposition aux contraintes psychosociales au travail sur la PA. La réduction des contraintes psychosociales au travail comporte un potentiel important de prévention primaire des problèmes de santé cardiovasculaire. / Objectives: 1. To measure the effect of repeated exposure to psychosocial work factors from the demand-control (DC) and ERI effort-reward imbalance (ERI) models on ABP over 5 years 2. To examine the independent and combined effect of DC and ERI on ABP 3. To examine the mediating effect of body mass index (BMI) in the association between ERI and ambulatory blood pressure (ABP) over 5 years. 4. To examine the association between psychosocial work factors from the DC model and masked hypertension prevalence. Methods: The study population was composed of 2,300 white-collar workers. They were assessed three times during a 5-year period (Year 1, 3 and 5). At each time, psychosocial work factors were measured using validated scales. ABP was measured every 15 minutes during a working day. Results: Men who were always exposed to an active job had higher systolic and diastolic ABP increases (+2.7/+2.5 mmHg) and a higher cumulative incidence of hypertension (RR = 2.20, 95% C.I. 1.50–3.23), compared to never exposed men. In women, ERI exposure onset was associated with higher increases in systolic (+2.8 mmHg) and diastolic (+1.6 mmHg) ABP, compared to never exposed women. Men exposed to psychosocial work factors from the DC model had higher ABP compared to unexposed men, using contemporaneous exposure. However, the high strain/ABP association was not significant after adjustment for ERI. Men (+1.4/+1.4 mmHg) and women (+1.6/+1.3 mmHg) exposed to ERI had higher ABP, after adjustment for DC exposure. In the prospective analyses using ERI exposure over 3 years, BMI mediated the effect of ERI exposure onset, ERI chronic exposure and ABP, in women with baseline BMI ≥25 kg/m2. For men, being active exposure was associated with masked hypertension (Adjusted OR: 2.07, 95% CI 1.30-3.31). Conclusion: In the present study, repeated exposure to psychosocial work factors from the DC and ERI models was associated with significant increases in ABP and hypertension. DC and ERI models had independent effect on ABP. In women, repeated exposure to psychosocial work factors from the ERI model was indirectly associated with BP increases, via BMI increases while exposure to psychosocial work factors from the DC model was associated with masked hypertension, in men.
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Conception d'un montage expérimental pour l'étude dynamique du potentiel électrocinétique

Tardif, Éric 17 April 2018 (has links)
Dans le cadre d'un projet sur la mesure du potentiel électrocinétique en régime dynamique, un montage a été conçu afin d'étudier ce phénomène. L'objectif global de ce projet consistait à concevoir un système qui permettrait la pulsation du fluide à travers un échantillon à très haute fréquence et la mesure de la différence de potentiel et de la différence de pression générée. Ce mémoire présente donc la conception, la fabrication et la caractérisation des différents systèmes servant à l'étude de ce phénomène. Dans un premier temps, une explication plus exhaustive du phénomène électrocinétique est présentée afin de bien comprendre les paramètres qui sont en jeu. Dans un second temps, une revue de littérature portant sur les différents systèmes conçus antérieurement est décrite, et ce, dans le but de les étudier afin d'en retirer un maximum d'informations pouvant être intéressantes pour la réalisation des nouveaux montages. Ensuite, une étude sur différents concepts de solution a été réalisée dans le but de déterminer la topologie à adopter pour la conception d'un premier montage. Des essais expérimentaux ont permis de mesurer la réponse en fréquence pour des échantillons non consolidés et de valider les choix technologiques pour l'étude en régime dynamique dont : le système de pulsation, les composantes électroniques et l'instrumentation. Finalement, un second concept à échantillon consolidé est présenté ainsi que des essais expérimentaux. Les essais ont permis de démontrer l'étendue de fréquence pouvant être atteinte ainsi que les limites d'une solution à pot vibrant.
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Estimation de la conductivité hydraulique des sables granitiques saturés

Sirois, Philippe 20 April 2018 (has links)
Dans la littérature, plusieurs auteurs ont défini des modèles permettant d’estimer la conductivité hydraulique des sols saturés. Un bon nombre de ces modèles sont basés sur le diamètre passé par 10% des particules (d₁₀) qui avec des paramètres caractérisant les pores du milieu poreux définit de manière indirecte le diamètre des pores effectifs du sol. D’autres modèles comme celui du modèle statistique de Marshall, de Kunze, de Millington et Quirk sont basés plus directement sur le diamètre des pores du milieu poreux. Tous les diamètres des pores présents dans le sol sont considérés dans le calcul. Ces modèles sont donc très proches de la réalité du comportement de l’écoulement de l’eau dans un sol. La présente étude portera donc sur l’estimation de la conductivité hydraulique à partir de la porométrie d’un sable granitique saturé de différentes granulométries provenant de la carrière PEB situé au Lac-Saint-Charles à Québec. La porométrie des sols à l’étude sera établie avec la courbe de rétention d’eau obtenue expérimentalement. Un montage sous translation d’axe constitué d’une cellule de type "Tempe-Cell" et d’un réservoir servant de collecteur sera utilisé. La conductivité hydraulique de sols saturés sera déterminée à partir des modèles statistiques de Marshall, de Kunze, de Millington et Quirk ainsi qu’avec le modèle suggéré par Garcia-Bengochea. Le modèle empirique de Hazen, le modèle semi-empirique de Kozeny-Carman et le modèle semi-empirique de Kozeny-Carman modifiée seront utilisés afin de comparer les résultats obtenus avec les résultats des modèles statistiques. Les résultats de cette étude montrent que la conductivité hydraulique estimée à partir du modèle statistique de Marshall et du modèle suggéré par Garcia-Bengochea représente bien la conductivité hydraulique obtenue expérimentalement des sables granitiques. Une équation pour corriger la conductivité hydraulique estimée pour les sables granitiques à partir du modèle Garcia-Bengochea est aussi suggérée. Basé sur les modèles d’estimation, le modèle Kozeny-Carman modifié basé sur le diamètre passé par 10% des particules estime le mieux la conductivité hydraulique des sols saturés à l’étude.
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Design and implementation of microelectronic sensor to measure microorganism's growth in diverse environments

Hosseini, Seyedeh Nazila 24 May 2023 (has links)
Titre de l'écran-titre (visionné le 15 mai 2023) / Cette recherche est financée par le programme CREATE du SMAART-CRSNG et la stratégie Sentinelle Nord de l'Université Laval. Ce projet vise à mettre au point un prototype de biocapteur multi détection utilisé pour surveiller la croissance des bactéries ainsi que les paramètres de croissance de leur environnement, notamment le pH et la température, dans divers environnements et dans des endroits éloignés comme le Grand-Nord canadien. La mesure de l'activité des micro-organismes, comme les bactéries, à très basse température peut être extrêmement difficile en raison de leur faible métabolisme et de leur taux de croissance beaucoup plus lent. En effet, la surveillance de leurs fonctions nécessite des outils de haute précision. En outre, lorsque la température ou le pH du milieu de croissance dépasse la plage optimale, la croissance du micro-organisme est entravée. Par conséquent, il est essentiel de surveiller les paramètres environnementaux et les facteurs écologiques, tels que le pH et la température, car ils ont un impact direct sur la croissance bactérienne. Un autre élément essentiel pour améliorer la sensibilité des mesures est la conception et le dimensionnement optimaux des électrodes de détection. La réduction de la taille des électrodes de détection peut permettre une détection à haut débit dans les applications microbiologiques, et permettre des mesures avec un échantillonnage de volume minuscule. Enfin, un système à micro-échelle léger et peu coûteux permet un transport facile dans les régions éloignées. Nous avons donc conçu et fabriqué un nouveau biocapteur multimodal de haute précision, de faible puissance et de poids léger, afin de mesurer la croissance les colonies de bactéries sur le terrain, tout en relevant tous les défis critiques mentionnés ci-dessus. Comme première contribution, pour augmenter la sensibilité des mesures, non seulement le matériau des électrodes mais aussi leur mise à l'échelle et leur miniaturisation sont abordés et évalués. Le prototype utilise plusieurs électrodes à l'échelle microscopique intégrées dans une seule zone de détection pour mesurer avec précision les changements d'impédance, de pH et de température ambiante causés par les activités microbiennes. Cette conception unique comprend des électrodes interdigitées plaquées or (AuIDE), des électrodes de pH à base d'oxyde d'iridium (IrO₂) et des électrodes de détecteur de résistance-température (RTD) en or en forme de serpent sur une seule zone de détection. Plusieurs géométries d'électrodes sont conçues et mises en œuvre de manière optimale sur un circuit imprimé flexible standard, et sont comparées pour évaluer l'effet d'une zone de détection donnée sur la sensibilité du biocapteur à l'aide de diverses techniques de mesure et de circuits personnalisés. Le circuit imprimé de l'électrode est connecté à un circuit imprimé personnalisé contenant les circuits de détection pour la mesure de l'impédance, du pH et de la température. Dans la deuxième contribution, pour une détection d'impédance entièrement intégrée, un amplificateur à verrouillage CMOS (LIA) personnalisé est conçu et fabriqué dans une technologie CMOS de 0,18 µm pour surveiller la croissance bactérienne dans divers environnements à l'aide d'une technique de mesure d'impédance multifréquence. En termes de conception de circuit, un nouvel amplificateur de transimpédance capacitif (CTIA) entièrement différentiel, à faible bruit, avec Chopper stabilisation et S/H dans l'étage de sortie pour maximiser le SNR, est inclus dans la conception LIA proposée. Les autres composants principaux du LIA sont un filtre passe-bande avec des fréquences centrales sélectionnables de 1, 2, 4 et 10 kHz, un amplificateur de gain programmable (PGA) qui offre six gains variables allant de 6 dB à 67 dB pour ajuster le gain dans une plage raisonnable pour détecter le signal d'entrée sans saturer le système, un mélangeur, et un filtre passe-bas avec une largeur de bande de 40 Hz. La sensibilité globale du LIA est de 240 mV/nA avec un courant détectable minimal de 1 pA, un bruit référencé à l'entrée de 58 pA/Hz et une consommation d'énergie totale de 817,56 µW. Comparé à d'autres solutions de la littérature, ce nouveau système donne un dispositif très précis, à faible bruit et à faible consommation d'énergie pour surveiller l'activité microbienne à de faibles concentrations en mesurant l'impédance résultant des métabolites ioniques libérés. Pour relever le troisième défi critique, les circuits de lecture des capteurs de pH et de température sont fabriqués à l'aide de composants disponibles dans le commerce. Un circuit de mesure du pH est conçu en utilisant un amplificateur opérationnel avec un courant de polarisation d'entrée très faible. De plus, un circuit en pont de Wheatstone avec un réseau de résistances est conçu pour mesurer la température en se reliant à l'électrode de température RTD comme une valeur de résistance inconnue. Le microcontrôleur 8 bits reçoit le signal filtré, amplifié et numérise et traite les données du capteur. Le prototype a été utilisé avec succès pour effectuer des mesures de croissance bactérienne in vitro. Dans l'ensemble, il s'agit du premier système qui fournit un biocapteur multimodal de haute précision, à faible consommation d'énergie, à faible coût, à faible bruit, léger et non invasif pour la surveillance de la culture bactérienne. Ce système peut faire des mesures dans un très petit volume grâce à un microsystème de mesure d'impédance intégré. Ainsi, il peut être utilisé pour la surveillance des paramètres environnementaux, y compris le pH et la température, en utilisant des électrodes et des capteurs de haute précision conçus et fabriqués de manière optimale. / This research is funded by the SMAART-NSERC CREATE Program and the Sentinel North Strategy at Université Laval. This project aimed to develop a multi-sensing biosensor prototype used for monitoring bacterial growth as well as their environmental growth parameters, including pH and temperature, in diverse environments and remote locations such as Canada's north. Measuring the activity of microorganisms, such as bacteria, at very low temperatures can be extremely challenging due to their low metabolism and much slower growth rate. Indeed, monitoring their functions requires high-precision tools. Furthermore, when the temperature or pH of the growth medium goes beyond the optimal range, the microorganism's growth is hindered. As a result, monitoring the environmental parameters and ecological factors, such as pH and temperature, is critical because they directly impact bacterial growth. Another critical component for improving measurement sensitivity is the optimal design and scaling of sensing electrodes. Sensing electrode downsizing can enable high-throughput sensing in microbiology applications, and enable measurements with tiny volume sampling. Finally, a light-weight and inexpensive microscale system would allow easy transportation in remote areas. We, therefore, designed and fabricated a novel multimodal high-precision, low-power, and light-weight biosensor to interface with bacteria colonies while addressing all the critical challenges mentioned above. As the first contribution, to increase the sensitivity of measurements, not only the material of the electrodes but also their scaling and miniaturization are addressed and evaluated. The prototype uses multiple microscale electrodes integrated into a single sensing area to precisely measure impedance, pH, and ambient temperature changes caused by microbial activities. This unique design includes the optimally designed gold-plated interdigitated electrodes (AuIDEs), Iridium oxide (IrO₂)-based pH electrodes, and the snaked-shape gold resistance-temperature detector (RTD) electrodes on a single sensing area. Multiple electrode geometries are optimally designed and implemented on a standard flexible PCB and are compared to evaluate the effect of a given sensing area on the sensitivity of the biosensor employing various measurement techniques and customized circuits. The electrode's PCB is connected to a custom-designed PCB containing the sensing circuits for impedance, pH, and temperature measurement. As the second contribution, for fully integrated impedance sensing, a custom CMOS lock-in amplifier (LIA) is designed and fabricated in a 0.18 µm CMOS technology to perform bacterial growth monitoring in diverse environments using a multi-frequency impedance measurement technique. In terms of circuit design, a novel fully differential, low-noise capacitive transimpedance amplifier (CTIA) with chopper stabilization and S/H in the output stage to maximize SNR is included in the proposed LIA design. The other major components of the LIA are a band-pass filter with selectable center frequencies of 1, 2, 4, and 10 kHz, a programmable gain amplifier (PGA) that offers six variable gains ranging from 6 dB to 67 dB to adjust the gain within a reasonable range to detect the input signal without saturating the system, a mixer, and a low-pass filter with a bandwidth of 40 Hz. The overall sensitivity of the LIA is 240 mV/nA with a minimum detectable current of 1 pA, input-referred noise of 58 pA/Hz, and a total power consumption of 817.56 µW. Compared to other solutions in the literature, this novel system results in a highly precise, low-noise, and low-power consumption device for monitoring microbial activity at low concentrations by measuring the impedance as a result of released ionic metabolites. To address the third critical challenge, the reading circuits of the pH and temperature sensors are fabricated using off-the-shelf components. A pH measuring circuit is designed using an operational amplifier with a very low input-bias-current. Furthermore, a Wheatstone bridge circuit with a network of resistors is designed to measure temperature by linking to the RTD temperature electrode as an unknown resistor value. The 12-bit microcontroller receives the filtered and boosted signal and digitizes and processes the sensor's data. The prototype was successfully used to perform bacterial growth measurements in vitro. Overall, this is the novel system that provides a high-precision, low-power consumption, low-cost, low-noise, lightweight, and non-invasive multimodal biosensor for bacterial culture monitoring at very small volume through a custom integrated impedance measurement microsystem, as well as environmental parameter monitoring, including pH and temperature, employing optimally designed and fabricated electrodes and high-precision sensors.
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Nouvelle méthode pour la mesure du différentiel d'eau dans une colonne de flottation

Chirinos, Jenny 16 April 2018 (has links)
Le différentiel d'eau est défini comme le flux d'eau net descendant qui traverse l'interface pulpe-écume dans une colonne de flottation. Par ce fait même, il est capable de remplacer l'eau d'alimentation entourant les bulles d'air qui arrivent à l'écume et par conséquent il est relié à l'action nettoyante de l'eau de lavage dans cette zone. Les méthodes utilisées jusqu'à ce moment pour la mesure de cette variable présentent quelques limitations: une grande erreur d'estimation dans le cas du bilan massique d'eau, mesures en état stationnaire dans celle utilisant la règle d'additivité, et la nécessité d'une grande quantité des tests pour entraîner et valider le modèle utilisé par le capteur employant un réseau neuromimétique. Ce travail propose une nouvelle méthode pour mesurer le différentiel d'eau de façon directe et dynamique dans un système à deux phases (eau-air). Cette méthode est basée sur l'équation de Maxwell pour des mélanges de phases et utilise des mesures de conductivité du débit d'alimentation et d'eau de lavage et de la zone de collecte immédiatement audessous de l'interface eau-écume; des valeurs de conductivité utilisées pour la mesure du taux de rétention d'air sont aussi nécessaires. Toutes les expériences réalisées dans ce travail ont été faites dans une colonne automatisée de flottation à l'échelle de laboratoire, de 5.7cm de diamètre et 7 mètres d'hauteur. Dans ce travail un modèle linéaire reliant le différentiel d'eau (Jb) avec la fraction volumique d'eau dé lavage se retrouvant juste au-dessous de l'interface pulpe-écume de la colonne de flottation a été développé. Cette relation a été validée expérimentalement avec un coefficient de corrélation de 0.94. On montre aussi la réponse dynamique de lb face à des changements du débit d'eau de lavage, du débit d'air et ce à différents valeurs de la profondeur d'écume. L'influence de ces variables sur la valeur de Jb est aussi démontrée.
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Évaluation de l'état d'endommagement du béton atteint de réaction alcalis-silice à l'aide de l'analyse d'images

Bustamante Bedoya, Maria Alejandra 23 April 2018 (has links)
La réaction alcalis-silice (RAS), une réaction chimique entre certaines phases minérales siliceuses des granulats et les hydroxydes alcalins de la solution interstitielle du béton, fait partie des processus affectant la durabilité des infrastructures en béton. Au cours des dernières années, plusieurs méthodes ont été développées afin d’évaluer l’état actuel et le potentiel de détérioration future de bétons atteints de RAS. Parmi celles-ci, les méthodes pétrographiques du Damage Rating Index (DRI) et de l’Analyse d’Image (AI) sur plaques polies imprégnées à la résine époxyde fluorescente possèdent le potentiel de devenir des outils diagnostiques du degré d’endommagement du béton affecté par la RAS, paramètre critique lors de la sélection des méthodes de réfection des structures affectées. Ce projet consiste à développer une approche d’analyse pétrographique semi-quantitative de l’état d’endommagement de bétons affectés par la RAS par une combinaison de l’AI et du DRI. Pour ce faire, le niveau d’endommagement microstructural de bétons incorporant différents types de granulats réactifs a été évalué par ces deux méthodes et les résultats analysés de façon critique.

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