Le vieillissement est associé à des changements de la composition corporelle, tels que l’augmentation de la masse grasse et la diminution de la masse musculaire. La sarcopénie, qui fait référence à la perte de masse musculaire avec le vieillissement, peut augmenter les risques de chute, d'incapacité physique et a été associé à un risque accru de mortalité. L’entrainement en résistance est considéré comme la stratégie la plus efficace pour lutter contre la sarcopénie, mais les résultats semblent dépendre de l’apport en acides aminés essentiels, qui proviennent principalement de sources animales. Dans notre laboratoire, une étude d’intervention de 16 semaines a permis de démontrer que l’entrainement musculaire permettait un gain de masse et force musculaire chez des hommes âgés sarcopéniques et cela avec ou sans supplémentation riche en protéines d’origine animale (lait de vache). Néanmoins, cette même étude a aussi révélé que la combinaison de l’entrainement musculaire et de la supplémentation riche en protéines est nécessaire pour induire une perte de masse grasse. Afin de comprendre ces résultats, nous avons alors décidé d’étudier l’impact aigu de ce type de stratégie sur l’oxydation des substrats et la mobilisation des graisses afin de tenter d’identifier les mécanismes à l’origine de la perte de masse grasse. Pour ce faire, 9 hommes âgés entre 60 et 75 ans et actifs ont été recrutés et ont terminé l’étude. Chaque participant a été invité à réaliser 3 conditions expérimentales de manière aléatoire: 1) Entrainement en résistance + Lait de vache (ER+LV), 2) Entrainement en résistance + Lait de riz (condition sans protéines; ER+LR), 3) Entrainement en résistance + Eau (condition témoin; ER+EAU). Pendant les 3 heures qui suivaient la fin de chaque intervention, nous mesurions la dépense énergétique, l’oxydation des substrats (calorimétrie indirecte), la mobilisation des graisses (concentrations plasmatiques de glycérol et d’acides gras libres) et le métabolisme glucidique (concentration plasmatique de glucose et insuline). Nos principaux résultats montrent que l’oxydation des lipides (%) est similaire entre les conditions ER+LR et ER+LV bien que plus faible que celle observée dans la condition ER+EAU durant les 2 premières heures. Concernant la mobilisation des graisses, les concentrations de glycérol ne montrent aucune différence au cours des 3 heures. Néanmoins, les niveaux sanguins d’acides gras libres ont augmenté de manière plus importante dans la condition ER+EAU suite à la fin de la séance d’entrainement. Enfin, suite à la condition ER+LV, nous avons observé une réponse du métabolisme glucidique similaire à ER+EAU. Bien qu’il soit possible que l’effet chronique diffère de l’effet aigu, la similitude des résultats entre les conditions ER+LR et ER+LV nous pousse à croire que la perte de masse grasse plus élevée qui a été observée suite à 16 semaines d’entrainement musculaire combiné à une supplémentation en protéines d’origine animale n’est pas expliquée par une plus grande mobilisation des graisses, ni une plus grande oxydation des substrats. Cependant, l’utilisation de méthodes indirectes (acides gras libres et glycérol) pour estimer la mobilisation des graisses pourrait aussi expliquer l’absence de différence entre ces conditions expérimentales.

Le méthane (CH4 ) peut être oxydé en dioxyde de carbone (CO2 ) par les bactéries méthanotrophes présentes dans les recouvrements des sites d'enfouissement, en présence de l'oxygène. Il est possible de développer un recouvrement qui favorise la croissance des bactéries qui oxydent le méthane. On parle alors de biorecouvrement d'oxydation passive du méthane (BOPM). La mise en place d'un BOPM permet de réduire les émissions de CH 4 pendant et après la période de récupération active, où il n'est plus économiquement viable d'extraire le biogaz. Plus spécifiquement, le présent mémoire traite des essais d'oxydation en colonnes simulant un biorecouvrement d'un site d'enfouissement. Les taux d'oxydation ont été obtenus en faisant varier les substrats, les épaisseurs et les degrés de saturation de ceux-ci. Les sols utilisés provenaient des 2 BOPM construits sur le site d'enfouissement de Saint-Nicéphore (Québec, Canada). De plus, un sol contaminé a été testé. Les taux d'oxydation maximaux des essais de colonne ont varié entre 49 et 141 g CH 4 /m2 /j, représentant des efficacités variant entre 81 et 90 %. Les facteurs les plus susceptibles de faire varier le taux d'oxydation sont : le pas d'augmentation de l'alimentation en CH4 , l'épaisseur du substrat et le degré de saturation en eau. Des essais de respiration ont été réalisés et une méthode a été développée pour calculer les efficacités d'oxydation du CH4 en profil en prenant en compte la respiration. Des essais de caractérisation initiaux et finaux sur les substrats ont été faits pour évaluer les changements du pH, de la teneur en matière organique et du degré de saturation. La saturation est le seul paramètre qui a présenté une différence significative entre le début et la fin des essais d'oxydation. Une comparaison a été réalisée entre les taux d'oxydation du laboratoire et le taux au terrain. Pour le substrat du BOPM 3B, les taux au laboratoire ont été plus élevés, par contre, pour le substrat du BOPM 2 les taux au terrain ont été supérieurs grâce à la présence de végétation indigène.

Abstract : Natural materials have received a full attention in many applications because they are degradable and derived directly from earth. In addition to these benefits, natural materials can be obtained from renewable resources such as plants (i.e. cellulosic fibers like flax, hemp, jute, and etc). Being cheap and light in weight, the cellulosic natural fiber is a good candidate for reinforcing bio-based polymer composites. However, the hydrophilic nature -resulted from the presence of hydroxyl groups in the structure of these fibers- restricts the application of these fibers in the polymeric matrices. This is because of weak interfacial adhesion, and difficulties in mixing due to poor wettability of the fibers within the matrices. Many attempts have been done to modify surface properties of natural fibers including physical, chemical, and physico-chemical treatments but on the one hand, these treatments are unable to cure the intrinsic defects of the surface of the fibers and on the other hand they cannot improve moisture, and alkali resistance of the fibers. However, the creation of a thin film on the fibers would achieve the mentioned objectives. This study aims firstly to functionalize the flax fibers by using selective oxidation of hydroxyl groups existed in cellulose structure to pave the way for better adhesion of subsequent amphiphilic TiO[subscript 2] thin films created by Sol-Gel technique. This method is capable of creating a very thin layer of metallic oxide on a substrate. In the next step, the effect of oxidation on the interfacial adhesion between the TiO[subscript 2] film and the fiber and thus on the physical and mechanical properties of the fiber was characterized. Eventually, the TiO[subscript 2] grafted fibers with and without oxidation were used to reinforce poly lactic acid (PLA). Tensile, impact, and short beam shear tests were performed to characterize the mechanical properties while Thermogravimetric analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dynamic mechanical analysis (DMA), and moisture absorption were used to show the physical properties of the composites. Results showed a significant increase in physical and mechanical properties of flax fibers when the fibers were oxidized prior to TiO[subscript 2] grafting. Moreover, the TiO[subscript 2] grafted oxidized fiber caused significant changes when they were used as reinforcements in PLA. A higher interfacial strength and less amount of water absorption were obtained in comparison with the reference samples. / Résumé : Les matériaux naturels retiennent actuellement toute l’attention dans de nombreuses applications et ceci, car ils sont biodégradables et proviennent de ressources renouvelables telles que les plantes (le lin, le chanvre, le jute, etc.). De plus, du fait de leur faible coût et de leur faible densité, les fibres naturelles cellulosiques sont d’excellents candidats pour le renforcement des composites polymères bio-sourcés. Cependant, malgré leurs nombreux avantages, leur caractère hydrophile - résultant de la présence de fonctions hydroxyle dans leur structure - limite leur application dans les matrices polymères. Ceci est dû à la faible mouillabilité existant entre les fibres cellulosiques et les matrices polymériques (généralement hydrophobes) causant une faible adhésion et une mauvaise dispersion des fibres dans la matrice. De nombreuses tentatives de modification des propriétés de surface des fibres naturelles par des traitements physiques, chimiques, ainsi que physico-chimiques ont été effectuées. Cependant, ces traitements se sont révélés incapables de guérir les défauts intrinsèques présents à la surface des fibres et d’améliorer leur résistance à l'humidité et aux alcalis. Une solution permettant d’atteindre les objectifs mentionnés serait la création d’un film mince à la surface des fibres. Cette étude vise tout d'abord à fonctionnaliser les fibres de lin par une oxydation sélective des fonctions hydroxyle présentes sur la cellulose. Cette oxydation permet la création d’une meilleure adhésion entre la surface des fibres et les couches minces amphiphiles de TiO[indice inférieur 2] créées par la technique sol-gel. En effet, le procédé sol-gel est une méthode dite douce capable de créer une fine couche d'oxydes métalliques à la surface d’un substrat. Dans l'étape suivante, l'effet de l'oxydation sur l'adhésion interfaciale entre la couche de TiO[indice inférieur 2] et la fibre, et donc sur les propriétés physiques et mécaniques de la fibre, a été caractérisé. Enfin, les fibres recouvertes de TiO[indice inférieur 2] avec et sans oxydation préalable ont été utilisées pour renforcer l’acide polylactique (PLA). Des tests de traction, d’impact et de cisaillement ont été réalisés afin de caractériser les propriétés mécaniques des composites. De plus, de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), des mesures d'absorption d'humidité ainsi que des analyses thermogravimétrique (ATG) et mécanique dynamique (DMA) ont été effectuées dans le but de déterminer les propriétés physiques des composites. Les résultats ont montré une augmentation significative des propriétés physiques et mécaniques des fibres de lin recouvertes de TiO[indice inférieur 2], en particulier lorsque les fibres ont été préalablement oxydées. De plus, ces fibres à la fois oxydées et greffées de TiO[indice inférieur 2] ont causé de grands changements lorsque utilisées dans le renforcement du PLA. En effet, une meilleure résistance au cisaillement interlaminaire et une diminution de la quantité d’eau absorbée est obtenue en comparaison avec les échantillons de référence.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les conditions thermodynamiques et cinétiques dans les moteurs cryogéniques sont sévères, en particulier pour la mince paroi interne de la chambre de combustion. Bien que peu résistant mécaniquement, un alliage de cuivre est utilisé pour maximiser les transferts thermiques à travers cette paroi et ainsi améliorer l’efficacité du moteur. Cependant, les fluctuations de concentration et de pression des propergols (tels que l’oxygène ou l’hydrogène liquide) à la surface de la paroi favorisent l’endommagement de l’alliage, en particulier si la paroi n’est pas en permanence couverte d’une pellicule d’hydrogène (barrière contre l’oxydation). Ce phénomène est connu sous le nom de « blanching », qui est la succession de courts cycles d’oxydation et de réduction dues à l’exposition de la paroi de la chambre de combustion aux atmosphères oxydants et réducteurs. Le blanching mène à la diminution de l’épaisseur de la paroi de la chambre, pouvant même conduire à la rupture de la paroi.Les alliages de cuivre peuvent, en fonction de leur composition, apporter une protection à l’oxydation et à la réduction. Comme le cuivre est indispensable grâce à sa conductivité thermique élevée, des éléments d’addition sont souvent ajoutés à l’alliage pour augmenter ses résistances mécaniques et chimiques. Cette étude met en avant les différences de comportement aux cycles d’oxydoréduction de trois matériaux (Cuivre OFHC, et deux alliages Cuivre-Chrome) à des hautes températures. Elle permet de cibler l’endommagement thermochimique qui se produit dans les « vraies » chambres de combustion.Les essais réalisés consistent en l’oxydation et la réduction d’échantillons pendant 40 cycles successifs dans des atmosphères contrôlées à 600, 750 ou 900°C. L’oxydation est obtenue par l’air artificiel (O2+N2) et la réduction est obtenue par l’introduction de monoxyde de carbone. Les différences obtenues entre les échantillons des différents essais peuvent être due à la croissance d’oxydes secondaires, qui ne sont pas réduits pendant la phase de réduction, alors que le cuivre et ses oxydes simples le sont. Les couches d’oxydes doivent être identifies, car leur exploitation pourrait renseigner sur le comportement à l’oxydoréduction des matériaux pendant le blanching. Les analyses RAMAN et MEB confirment bien la présence d’oxydes secondaires sous la couche principale d’oxyde de cuivre, montrant que ce type d’endommagement est probablement lié à la composition des matériaux et de leur comportement à haute température. / Conditions in combustion chambers of liquid rocket engines are severe, especially for the inner liner of the chamber wall. The copper alloys used in the thin inner liner of the chamber wall ensure an efficient cooling. However, concentration fluctuations of the propellants such as H2 and O2 on the surface of the inner liner of the chamber wall can lead to a damage of the alloys, especially if the wall is not permanently protected by H2. This phenomenon is known as Blanching, which is a quick redox cyclic, leading to a physical-chemical reduction of the width of the wall, even up to fracture. Copper alloys can - depending on their composition - provide a protection to oxidation and reduction. As copper is mandatory because of its high thermal conductivity, some addition elements are usually used in order to optimize the mechanical and chemical resistance of the alloy. This study shows the differences of the behavior between three copper alloys (OFHC copper and two Copper-Chromium alloys) under oxidation-reduction cycles at 750°C. The experimental investigations aim at assessing blanching in the range of real liquid rocket engines combustion chambers conditions.The performed tests consisted in oxidizing and reducing of samples 40 cycles under controlled atmospheres at 600°C, 750°C or 900°C. Oxidation is obtained by industrial quality air (O2+N2), and reduction by CO as low safety risk replacements for the O2+H2 atmosphere in the engine. The differences between the different conditions may be caused by the growth of secondary copper oxides, which are not reduced during the reduction phases.Oxide layers have to be identified, as their exploitation may lead to a principal understanding of the behavior of the chamber wall material during blanching, and may help to determine oxidation and reduction law parameters. RAMAN and SEM analyses confirm the presence of secondary copper oxide layers below the reduced copper on the surface of the sample.

L’objectif de notre étude est de comprendre les mécanismes impliqués dans la variation des qualités sensorielles et technologiques de la viande de porc. Les différentes expérimentations nous ont permis de mettre en évidence le rôle de l’oxydation des protéines dans la variation de qualités des viandes. Les modifications structurales qui ont en découlé participent également à l’élucidation des mécanismes à l’origine de la diminution du pouvoir en rétention d’eau. L’application des traitements thermiques sur la viande accentue les phénomènes oxydatifs dans lesquels la myosine et de l’actine sont des cibles privilégiées, impliquées dans la formation d’agrégats protéiques. Enfin, le rôle du glycogène comme potentialisateur de l’oxydation protéique a été démontré. / We aimed to better understand the mechanisms underlying sensorial and technological meat qualities. The experimental design put into relief the important role of protein oxidation in meat quality. As a consequence of oxidation, structural changes of proteins demonstrated also their implication in water holding capacity. Heating enhanced the oxidative process in which myosin and actin can be considered as favoured protein target. Moreover these proteins are implicated in aggregation /polymerization. Finally, glycogen as a catalyst of protein oxidation was demonstrated.

Les résidus d'antibiotiques et de psychotropes sont déversés dans l'environnement, en conséquence d'une utilisation massive et souvent inadaptée de ces substances dans les domaines médicaux et vétérinaires et d’une métabolisation incomplète dans l’organisme. Les eaux de surface et les eaux souterraines sont les réceptacles majeurs de ces polluants et représentent également les sources d'eau utilisées pour la consommation humaine. Notre recherche s’est focalisée sur la phototransformation et l’oxydation par le chlore et le peroxyde d’hydrogène de quatre composés : deux antibiotiques et deux psychotropes : sulfaméthazine, sulfaméthoxypyridazine, amitriptyline et clomipramine). Ces deux derniers processus sont utilisés fréquemment dans les filières de traitement de l’eau.D’abord, une étude cinétique nous a permis à déterminer des constantes cinétiques. Pour chaque composé, une dégradation plus ou moins rapide a été observée suivant le procédé de photolyse ou d’oxydation employé. L’étude cinétique a été appliquée également sur des eaux naturelles pour prévoir le devenir des composés pharmaceutiques et estimer leur dégradation après photoréaction et chloration. Puis, de nombreux sous produits de chloration et de photolyse ont été identifiés par LC/MS/MS et des mécanismes réactionnels ont été proposés. / Antibiotics and psychiatrics residues are dumped into the environment due to their massive and inappropriate use in human and veterinary medicine either to an incomplete metabolism into organism. Surface waters and ground waters are the major receptacles of these pollutants and also represent sources of water used for human consumption. This study was specifically focused on photolysis of four pharmaceuticals compounds: two antibiotics and two psychiatrics (sulfamethazine, sulfamethoxypyridazine, amitriptyline and clomipramine) also on their oxidation by chlorine and hydroxyl radicals, two processes mainly used in water treatment.First, kinetic studies were conducted and rate constants were determined. For each pharmaceutical, different rates of degradation were observed depending on photolysis or oxidation process. To better assess pharmaceutical removal under water treatment conditions, an estimation of pharmaceutical removal in natural water was undertaken. Secondly, several degradation products formed during chlorination and photolysis were identified by LC/MS/MS and degradation pathways were proposed

Résumé confidentiel / Résumé confidentiel

Dans la première partie, est présentée la synthèse d'une nouvelle famille de catalyseurs d'oxydation phosphorés performants et sélectifs. Ainsi nous avons mis au point la synthèse des imines N-phosphonio qui permettent de réaliser l'époxydation catalytique des oléfines. Une étude détaillée montre comment on peut facilement moduler la réactivité de la fonction imine en jouant sur la nature des substituants, et ainsi pouvoir adapter le catalyseur au type de substrat à oxyder. Dans la deuxième partie, est décrite une nouvelle voie de synthèse, simple et courte, pour les précurseurs des carbènes vinylidènephosphoranes. Cette voie de synthèse autorise une grande variation dans le choix des substituants ce qui devrait permettre de moduler facilement les propriétés de cette nouvelle famille de carbènes. Les premiers résultats montrent que ces carbènes présentent un caractère ambiphile prononcé avec une nucléophilie exacerbée, comme prévu par des calculs théoriques. Les premiers résultats en chimie de coordination sont également présentés et le premier complexe de Au(I) a été isolé et caractérisé par diffraction des rayons X.

Nous avons étudié le vieillissement thermooxydant de films de polypropylène isotactique (iPP) dans l'intervalle de température 70-150°C par des méthodes classiques (spectrométrie IR, essai de traction) et moins courantes (mesure de masse molaire), voire relativement nouvelles (travail essentiel de rupture EWF). Il apparaît que le polymère, initialement fortement ductile, adopte un comportement fragile (en traction) alors que le phénomène d'oxydation est encore indétectable par IR. Cette fragilisation, correspondant à une localisation de la déformation plastique, apparaît comme une conséquence d'un processus de coupure de chaîne de type aléatoire : la transition ductile-fragile se manifeste lorsque la masse molaire en poids atteint une valeur critique M'C=200 kg/mol, ce qui est compatible avec les données disponibles sur des échantillons vierges de masse molaire variable. Ce résultat est donc difficile à concilier avec les théories, courantes dans la littérature, selon lesquelles la fragilisation serait attribuable à la formation de défauts induits par oxydation hétérogène à petite échelle. L'analyse approfondie des résultats suggère au contraire que l'oxydation est homogène (dans la phase amorphe) et affecte la connectivité interlamellaire dont on connaît le rôle crucial dans le processus de déformation plastique. Partant de ce constat, nous avons élaboré un modèle cinétique rendant compte de l'évolution de la structure, en particulier de la masse molaire, dans lequel un couplage réaction-diffusion permet de prédire la distribution des produits d'oxydation à tout instant. Nous avons utilisé ce modèle pour prédire la durée de vie, le critère de fin de vie étant la fragilisation, soit M=M'C. La confrontation avec l'expérience (allure des courbes cinétiques, valeur des durées de vie, profil de distribution des produits d'oxydation dans l'épaisseur) démontre les capacités prédictives du modèle dont la caractéristique principale est qu'il ne comporte pas de paramètre empirique.