Single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are new forms of carbon nanostructure that have exhibited important physical and chemical properties with a wide range of future applications including microelectronic devices, nanoscale transistors, catalyst supports, biosensors, reinforcement materials, medical chemistry, etc. Up to now, many versatile methods have been used for SWNCT synthesis. These methods can produce SWCNT besides many by-products such as amorphous carbon, fullerenes, nanocrystalline graphite and multi-walled carbon nanotubes. For the exploration of the physical properties of SWNCT and to investigate the possibilities of chemical functionalization it is advantageous to work with a material that is as pure as possible. The work presented here is focused on in situ purification of SWCNT soot synthesized by a large-scale (i.e., production rate of ~100 g h[superscript -1]) induction thermal plasma process. The main objectives of this research are: 1) to get rid of amorphous carbon impurities from SWCNT soot produced in the induction thermal plasma system, 2) to study the effect of oxidizing gas flow rate (i.e. oxygen) and temperature on the purification process. The methodology used in this experimental design is based on gas-phase thermal oxidation of synthesized SWCNT soot. The experimental apparatus can be divided in to two parts as follows: 1) synthesis system which consists of a flow type reactor equipped with a high frequency plasma torch operated at 3 MHz along with quenching and filtration systems 2) purification system which consists of an oven and a gas heater used to control the temperature of oxidizing gases, and a filtration system where thermal oxidation of the synthesized soot takes place. SWCNT soot was synthesized by an induction thermal plasma process using a mixture of carbon black (Raven 860 ultra) as a carbon source and nickel (Ni), cobalt (Co) and yttrium oxide (Y[subscript 2]O[subscript 3]) as catalysts. A series of preliminary experimental tests was conducted to evaluate the process ability to purify SWCNT soot in situ using a gas-phase thermal oxidation process. In these tests, temperature measurements along the filtration system were carried out during synthesis and purification processes. Two types of oxidizing gases (i.e., air and oxygen) were injected into the filtration system and the purified samples were characterized by different powerful techniques such as high resolution scanning electron microscopy (HRSEM), transmission electron microscopy (TEM), thermo-gravimetric analysis (TGA) and Raman spectroscopy. The results indicated that in situ removal of amorphous carbon from SWCNT soot synthesized by induction thermal plasma can be successfully achieved (a purity of more than 60 wt% of SWCNTs was achieved). Moreover thermal oxidation of the soot causes a narrower distribution of tube diameters in the purified sample. Overall, the findings of this study are relevant to the purification process technology of SWCNTs and future research is proposed to fully understand the reaction mechanism of SWCNT soot by oxygen. Based in the results of this work, additional work using a modification of the filtration system (i.e., collection chamber and filter tubes) should be performed in order to get rid of other carbonaceous impurities. Different gases can be also introduced in to the filtration system to improved the purification process and extend it for removal of catalysts particles. Our findings reveal that the present synthesis system has a capability for functionalization of tubes in situ. Therefore according to the type of functional groups which are desired to be attached to the tubes, proper gases can be injected into the filtration system.

L'enfouissement des déchets dans des lieux d'enfouissement techniques (LET), qui est encore - malheureusement - le mode de gestion des matières résiduelles le plus répandu, engendre la dégradation anaérobie de la fraction organique des déchets, générant ainsi du biogaz. Ce gaz est principalement composé de deux gaz à effet de serre, soit le méthane (CH[indice inférieur 4], environ 60% v/v) et le dioxyde de carbone (CO[indice inférieur 2], environ 40% v/v). Au Québec, la législation impose aux exploitants de LET de recouvrir leurs cellules d'enfouissement et de récupérer le biogaz généré par la dégradation des déchets. Par contre, ces mesures ne sont pas efficaces à 100% et du biogaz peut s'échapper à l'atmosphère sous forme d'émission fugitive. Pour tenter de remédier à la situation, l'implantation de biorecouvrements d'oxydation passive du méthane (BOPM) constitue une solution techniquement faisable et économiquement rentable. L'avantage des BOPM par rapport aux recouvrements traditionnels réside dans l'oxydation biotique du CH[indice inférieur 4] en CO[indice inférieur 2] par des bactéries méthanotrophes qui se développent naturellement dans le sol, en présence d'oxygène (O[indice inférieur 2]), de CH[indice inférieur 4] et de nutriments. Depuis 2006, 5 BOPM expérimentaux ont été mis en place, instrumentés et suivi sur le site d'enfouissement de Saint-Nicéphore, Québec, Canada. Le présent projet de maîtrise s'est concentré surtout sur les deux derniers BOPM construits, soit les BOPM 4 et 5. Par contre, j'ai participé à plusieurs activités de suivi des autres parcelles (BOPM1B, 2 et 3B), activités qui ne sont pas présentées dans le cadre de ce mémoire. Les BOPM 4 et 5 ont été mis en place en 2009. On y a employé uniquement des matériaux disponibles directement sur la propriété de l'exploitant et partenaire dans le présent projet de recherche, Waste Management (WM Québec inc.). Dans le cadre de ce projet, une évaluation du potentiel d'oxydation des BOPM 4 et 5 a été réalisée, incluant la caractérisation géotechnique des matériaux candidats. L'évaluation du potentiel d'oxydation a été réalisée en laboratoire par des essais d'oxydation et de respiration en colonne. Les taux d'oxydation maximums obtenus en laboratoire ont varié entre 24 et 192 g CH[indice inférieur 4]/mCH[indice supérieur 2*]j. Lors de la réalisation des essais d'oxydation en colonne, une plusieurs configurations potentielles de BOPM ont été étudiées. Deux conclusions partielles ont pu en être tirées concernant l'influence du niveau de compaction et de la hauteur du substrat. Au cours des essais d'oxydation en colonne, on a observé que l'accélération de la charge de biogaz causait une perte rapide de l'efficacité d'oxydation. Deux «méthodes» de récupération de l'efficacité d'oxydation ont alors été testées et ont fait leur preuve, soit le maintien du taux d'alimentation en CH[indice inférieur 4] jusqu'à ce que l'efficacité d'oxydation redevienne égale à 100% (méthode 1) et la diminution du taux d'alimentation en CH[indice inférieur 4] jusqu'à ce que l'efficacité d'oxydation remonte à 100% (méthode 2, à appliquer lorsque la méthode 1 ne semble pas fonctionner). De plus, une nouvelle méthodologie a été développée pour la réalisation des essais de respiration en colonne. Suite à l'évaluation citée précédemment et à des études de modélisation numérique sur le comportement hydraulique (écoulements non saturés) faits par d'autres membres de l'équipe de recherche, les deux parcelles (BOPM 4 et 5) ont été construites (2009) et instrumentées (2010).

Résumé : Les biosystèmes d’oxydation passive du CH[indice inférieur 4] constituent une alternative techniquement et économiquement viable pour la réduction des émissions fugitives de CH[indice inférieur 4] dans l’atmosphère par les sites d’enfouissement. Directement intégrés au recouvrement final, ils sont constitués d’une succession de couche de matériaux au sein desquelles se développent les bactéries méthanotrophes capable d’oxyder le CH[indice inférieur 4] en CO[indice inférieur 2] de façon passive, en présence de l’oxygène moléculaire. La capacité des BOPMs à réduire les émissions de CH[indice inférieur 4] a été associée à plusieurs paramètres météorologiques et environnementaux, entre autres la végétation. L’objectif de ce projet est de déterminer l’effet de la végétation dans l’oxydation du CH[indice inférieur 4] par les biosystèmes. Pour atteindre cet objectif, des études de l’efficacité d’oxydation du CH[indice inférieur 4] dans des bacs pourvus de végétation, dans des conditions contrôlées de laboratoire et partiellement contrôlées de terrain, suivie d’une étude de la cinétique d’oxydation des sols de rhizosphère pré-conditionnés au CH[indice inférieur 4], ont été effectuées. Quatre bacs ont été testés, comprenant : le trèfle blanc (Trifolium repens L.), la fléole des prés (Phleum pratense L.), un mélange des deux espèces végétales (mélange) et le sol nu (dépourvu de végétation). Les résultats des bacs d’oxydation ont montré que, jusqu’à un débit de 100 g CH[indice inférieur 4]/m[indice supérieur 2]/jr, les espèces végétales n’avaient pas d’influence sur les résultats, et les efficacités d’oxydation étaient de l’ordre de ~100%. Au-delà de cette valeur, les efficacités étaient toujours élevées, et une différence statistiquement significative a été observée entre les espèces végétales. Le sol nu était le plus efficace, tandis que le mélange et le trèfle étaient les moins efficaces au laboratoire et sur le terrain respectivement. Néanmoins, les différences d’efficacités entre les bacs n’étaient pas très grandes et les taux d’oxydation dans les bacs n’ont pas cessé de croitre tout au long des essais, suggérant que la capacité d’oxydation maximale des bacs n’a pas été atteinte. L’étude de la cinétique d’oxydation a également montré que la végétation n’avait pas d’effet significatif sur les taux d’oxydation. Ces observations ne corroborent pas ce qui est rapporté dans la littérature concernant l’effet positif de la végétation. Néanmoins, les conclusions de cette étude ont été en adéquation par l’analyse des profils d’efficacité, de la biomasse racinaire et des caractéristiques physico-chimiques des sols du BOPM. Par ailleurs, un effet significatif de la végétation sur le degré de saturation en eau dans les BOPMs a également été observé. Cette dernière observation a été associée au mécanisme de régulation de la teneur en eau par les racines des plantes. Les principales limitations de cette étude concernaient la durée des essais et le nombre d’espèces végétales. En résumé, pour les espèces végétales testées, il a été démontré que la végétation ne constitue pas un facteur clé stimulant l’oxydation du CH[indice inférieur 4] dans les BOPMs. De plus, l’étude de la cinétique d’oxydation a montré que de meilleur taux d’oxydation étaient obtenus dans un sol de rhizosphère modérément pré-exposé au CH[indice inférieur 4] comparativement à un sol sans végétation, ou à une rhizosphère non pré-exposée ou très pré-exposée au CH[indice inférieur 4]. / Abstract : The passive CH[subscript 4] oxidation Biosystems are a cost-effective technology for the reduction of landfills fugitive CH[subscript 4] emissions in the atmosphere. As part of the final cover, they are made up of a sequence of soil layers capable to develop methanotrophic bacteria for passive CH[subscript 4] oxidation into CO[subscript 2], in the presence of molecular oxygen. The ability of biosystems to reduce CH[subscript 4] emissions was related to several meteorological and environmental parameters, including vegetation. The main objective of this project is to determine the effect of vegetation on CH[subscript 4] oxidation by biosystems. Studies of the CH[subscript 4] oxidation efficiencies of vegetated column under controlled conditions prevailing in the laboratory and under the partially controlled conditions in the field, followed by the study of the CH[subscript 4] oxidation kinetics of the preconditioned rhizospheric soil, were carried out. Four columns were tested, including: white clover (Trifolium repens L.), timothy grass (Phleum pratense L.), a mixture of both (mixture) and bare soil (control biosystem). The results of the column study showed that up to a loading of 100 g CH[subscript 4]/m[superscript 2]/d, plant species did not influence the results, and the CH[subscript 4] oxidation efficiencies were in the vicinity of ~ 100%. Beyond this value, the efficiencies were still high, and a statistically significant difference was observed between plant species. Bare soil was the most efficient while the mixture and white clover were the least in the laboratory and the field respectively. However, differences in efficiencies between the columns were not high and the oxidation rates continued to increase throughout the test, suggesting that the maximum oxidation capacity of the biosystems tested may have never been fully attained. The kinetics study also showed that vegetation did not have significant effect on CH[subscript 4] oxidation rate. These observations do not corroborate what is reported in technical literature on the positive effect of vegetation. Nevertheless, the findings of this study were adequacy with the analysis of the profiles of efficiencies, root biomass and physico-chemical characteristics of soils. Moreover, a significant effect of vegetation on the degree of water saturation in Biosystems was also observed. The latter was associated with the mechanism of water content regulation through plant roots. The main limitations of this study concerned the duration of the tests and the number of plant species. In summary, for the plant species studied herein, it was shown that the vegetation is not a key factor for enhancing CH[subscript 4] oxidation in biosystems. Moreover, the study of the kinetics of CH[subscript 4] oxidation showed that better oxidation rate were obtained in a moderately pre-exposed rhizospheric soil compared to bare soils, to never before pre-exposed or very pre-exposed rhizospheric soils to CH[subscript 4].

L'acide docosahexaénoïque (DHA) est un acide gras polyinsaturé oméga-3 (AGPI [oméga]3) concentré dans le poisson. Il est l'AGPI [oméga]3 présent en plus grande quantité dans le cerveau. Une étude épidémiologique a démontré que la consommation de deux portions de poisson par semaine peut ralentir le rythme du déclin cognitif qui survient avec le vieillissement. Étude SUPPLÉMENT. Objectif : Évaluer le changement plasmatique en AGPI [oméga]3 chez des sujets jeunes et âgés lors d'une supplémentation en acide eicosapentaénoïque (EPA)/DHA. Résultats : Chez les sujets jeunes et âgés, le DHA (73 « 47% et 117 « 68 %) et l'EPA (133 « 67% et 97 « 52%) plasmatiques ont augmenté significativement (p < 0,05) avec la supplémentation. Le pourcentage de DHA était supérieur chez les sujets âgés par rapport aux sujets jeunes avec la supplémentation. Conclusion : Les différences observées entre les sujets jeunes et âgés suggèrent qu'il existe un changement dans le métabolisme du DHA avec le vieillissement. Étude TRACEUR. Objectif : Évaluer l'incorporation du DHA marqué au carbone 13 (indice supérieur 13]C-DHA) dans les lipides totaux plasmatiques et sa [bêta]-oxydation chez des participants jeunes et âgés en bonne santé. Résultats : Initialement, la concentration de DHA dans les lipides totaux plasmatiques était similaire entre les groupes. Le [indice supérieur 13]C-DHA avait tendance (p = 0,055) à s'incorporer davantage chez les participants âgés (0,80 « 0,35 nmol/ml) comparativement aux jeunes (0,35 « 0,12 nmol/ml) quatre heures après la prise du traceur. Conclusions : Ces résultats suggèrent que l'incorporation du DHA dans les lipides plasmatiques et sa [bêta]-oxydation dans les heures suivant son ingestion sont influencés par l'âge. La faible [bêta]-oxydation du DHA sur un mois montre qu'il est davantage conservé pour des rôles structuraux plutôt qu'à des fins énergétiques. Conclusion générale :L'âge est associé à une augmentation de l'incorporation du DHA dans les lipides plasmatiques qui se reflète par la plus grande augmentation du DHA dans le plasma lors d'une supplémentation chez des personnes âgées. À cause de sa plus grande incorporation, davantage de DHA est disponible pour la [bêta]-oxydation, ce qui explique la plus grande quantité de DHA [bêta]-oxydé chez les personnes âgées. Cependant la [bêta]-oxydation du DHA est trop faible pour entrer en contradiction avec les résultats obtenus lors de la supplémentation.--Résumé abrégé par UMI.

L'isolation des barres conductrices des grandes machines électriques tournantes, de type alternateur de puissance, est assurée par un matériau composite époxyde/tissu de verre/papier de mica. Ces isolations sont définies en fonction de leur classe thermique qui caractérise la température maximale tolérable sans détérioration majeure à long terme (au moins 20 000 h). Au cours de cette étude, il a été mis au point un dispositif expérimental permettant de réaliser un vieillissement très accéléré de ces matériaux sous pression d'oxygène et à leur température de classe (155°C et 180°C). Ce vieillis sement a été comparé à un vieillissement sous air à pression atmosphérique à la même température. Deux nouveaux matériaux ont été évalués en comparaison avec un matériau de référence. L'évolution de ces matériaux a été suivie au travers de leurs caractéristiques électriques (spectroscopie diélectrique et mesures de décharges partielles), thermo-mécaniques (Analyse Mécanique Dynamique - DMA) et des évolutions de leurs masses. L'utilisation de plusieurs dimensions et formes d'échantillon a permis de prendre en compte l'anisotropie des matériaux et de distinguer les cinétiques de dégradation selon les orientations parallèles et perpendiculaires aux plans tissus de verre/mica. Les évolutions des masses des matériaux sont bien décrites par des cinétiques d'ordre zéro et d'ordre 1. Ces modèles ont permis de proposer des durées de vie pour les trois matériaux évalués dans le contexte d'utilisation industriel et selon les critères normatifs en vigueur, aussi bien sous pression d'oxygène qu'à pression atmosphérique.

Analyse des interactions entre les processus d'oxydation et les mécanismes de déformation conduisant à un mode de propagation des fissures soit transgranulaire ductile, soit intergranulaire fragile, le dernier mode étant associé à une propagation beaucoup plus rapide des fissures. Proposition de différents modèles phénoménologiques permettant de relier le mode d'oxydation au mode de déformation, ainsi que le mode d'oxydation au mode de propagation des fissures.

résumé non disponible

La recherche de substituts aux antioxydants alimentaires synthétiques (sulfites, BHA : di-tertio-butylhydroxyanisol et BHT : di-tertio-butyl-hydroxytoluène) utilisés contre l'oxydation des phénols et des lipides est actuellement très active en raison des effets allergènes et toxiques de ces additifs. Il a été montré que les produits de la réaction de Maillard (PRM) formés lors du chauffage de la cystéine et du glucose en milieu acide, sont de très puissants inhibiteurs du brunissement enzymatique des fruits et légumes du à l'oxydation des phénols catalysée par les polyphénoloxydases (PPO) en présence d'oxygène. Afin de pouvoir caractériser les composés inhibiteurs des PRM, ces systèmes modèles ont été simplifiés en un mélange de composés néoformés à partir de la réaction entre le HMF et la cystéine chauffée ou le sulfure d'ammonium. Ce mélange s'est révélé être environ trois fois plus efficace que les PRM pour inactiver la PPO de différentes origines végétales. La réaction de formation des composés inhibiteurs a été étudiée et une comparaison des pouvoirs antioxydants (tests AAPH° et DPPH°) et chélateurs du cuivre (test TMM) a été réalisée. Aux concentrations suffisantes pour prévenir le brunissement de purées de fruits et de légumes mesuré par des tests colorimétriques (L*, a*, b*), les produits néoformés, plus efficaces que les sulfites, n'ont montré aucun effet mutagène d'après les tests d'Ames réalisés sur les souches TA 98 et TA 102. Les lipoxygénases (LOX) catalysent l'oxydation des acides gras poly-insaturés. La méthodologie des plans d'expériences a permis la détermination des PRM ayant le plus fort pouvoir inhibiteur (PI) de l'activité LOX extraites du soja et de la farine de fève : les PRM issus du chauffage de la lysine et du glucose à 120 °C pendant 15 h montrent une inhibition non-compétitive irréversible de la LOX. De plus, ces PRM sont particulièrement stables au cours du temps de stockage : congelés, le pouvoir inhibiteur de ces PRM ne montre pas d'évolution significative au cours des deux premiers mois de conservation.

Les systèmes barrière thermique sont utilisés en production depuis plus d'une quinzaine d'années pour protéger les aubes des turbines aéronautiques. Ce sont des systèmes multicouches composés d'une couche de céramique isolante déposée à la surface du superalliage constitutif de l'aube préalablement recouvert d'une couche de liaison qui assure la protection contre l'oxydation. La ruine de ces systèmes survient par écaillage de la couche de céramique. Ce phénomène complexe repose sur des mécanismes qui ne sont pas encore complètement connus ni maîtrisés.<br />Cette étude se propose de contribuer à l'amélioration de la compréhension de ces mécanismes de dégradations qui affectent l'adhérence des systèmes barrière thermique en service. A cette fin, une approche originale a été développée, avec la conception et la mise en œuvre d'un essai permettant d'évaluer quantitativement l'adhérence de systèmes barrière thermique et de suivre son évolution en oxydation cyclique à haute température. Les résultats des essais menés sur les systèmes étudiés sont discutés en fonction des évolutions microstructurales observées. Cette mise en relation permet d'identifier les dégradations critiques en terme d'adhérence.<br />Finalement, une approche énergétique de l'écaillage des systèmes barrière thermique est proposée. De cette approche découle la définition d'un critère d'écaillage qui donne une estimation de leur durée de vie. La validité et la pertinence de ce critère sont discutées dans le cas particulier des systèmes étudiés.

Les folates sont des vitamines hydrosolubles, impliqués dans la limitation d'apparition de pathologiestelles que les anomalies de fermeture du tube neural. L'homme est dépendant de son alimentation pourcouvrir ses besoins en folates. Les légumes sont une des sources importantes de folates. Dans un mêmetemps, les légumes verts sont principalement consommés à partir de produits transformés, cuits,surgelés ou appertisés. Il est donc important de maitriser les paramètres de la transformation afin depréserver au mieux les teneurs finales en folates. L'objectif de ce travail a donc été d'identifier l'impactdu procédé de transformation (industriel et domestique) sur la perte en folates. Deux procédésindustriels ont été étudiés : la surgélation des épinards et l'appertisation des haricots verts, lestraitements domestiques ont consisté en la cuisson de légume dans de l'eau à ébullition ou à la vapeur.Les traitements thermiques (blanchiment et cuisson vapeur) n'induisent pas de diminutionssignificatives de la concentration en folates. En revanche, des pertes sont observées lorsque les légumessont en contact étroit avec l'eau. Cette étude a permis de mettre à jour deux mécanismes de perte, ladiffusion et la dégradation thermique. La diffusion des folates a été étudiée à l'échelle du laboratoire, lesconstantes de diffusion des folates ont été déterminées. La diffusion est largement influencée par lamatrice elle-même, plus que par la température ou le pH. La part de la dégradation thermique, etnotamment l'oxydation, ne peut être exclue au cours de la diffusion. C'est pourquoi des cinétiques dedégradation ont été réalisées à différentes température et différentes teneurs en oxygène, à partir depurées d'épinards et de haricots verts ainsi que sur des solutions modèles. L'oxygène joue un rôleimportant dans la dégradation chimique, notamment dans les solutions modèle. Les matrices végétalesconstituraient donc une barrière à l'oxydation des folates. Les folates sont globalement assez bienconservés au cours du procédé de transformation. Une des pistes de recherche qui prendrait un sens dansla continuité de ce travail serait l'étude de l'impact des procédés de transformation sur labioaccessibilité des folates