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

Mémoire (M.E.S.R.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1999. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Résumé non communiqué par le doctorant. / Résumé non communiqué par le doctorant.

La RFID, pour Identification par Radio Fréquence, s'est considérablement développée depuis quelques années devenant un mode d'identification et de traçabilité incontournable. Les acteurs du marché sont nombreux et parmi eux, Tageos, société Montpelliéraine, a mis en place dès 2008 un procédé innovant de fabrication de l'étiquette RFID sur papier, économique et écologique. Cependant, même si les performances obtenues lors d'un précédent travail (Thèse C. Ramade 2008-2011) ont été suffisantes pour permettre la production de masse, elles ne sont pas optimales notamment vis-à-vis des résultats établis en laboratoire. C'est dans ce cadre-là que se positionne ce travail de thèse qui s'est réalisé toujours en étroite collaboration entre l'Institut d'Electronique du Sud et la société TAGEOS S.A.S. Nos efforts se sont focalisés : sur l'optimisation du processus de réalisation d'antenne RFID en travaillant sur l'analyse, les méthodes ou protocoles et les moyens techniques sur la préparation du substrat papier, sur des solutions alternatives et complémentaires de réalisation d'antenne RFID et de collage de la puce RFID et sur la fiabilisation et la qualité des produits finis. Par ailleurs, dans ce travail nous avons également démontré la valorisation de notre tag RFID bas coût par l'intégration d'un capteur et de sa fonctionnalité. Le processus de réalisation industriel d'un tel tag est abordé en tenant compte de celui de TAGEOS. / The RFID, for Radio Frequency Identification, has grown considerably in recent years become an essential mode of traceability and identification. Market players are numerous and among them, Tageos (Montpellier, France) established since 2008 an innovative process for manufacturing the RFID tag on paper, economic and ecologic. However, even if the performances obtained during a previous work (Thesis C. Ramade 2008-2011) were sufficient to allow mass production, they are not optimal in particular with respect to the established results in laboratory. It is in this context that ranks this work which is always carried out in close collaboration between the Institute of Electronics of South and TAGEOS company S.A.S. Our efforts were focused : on process optimization of realization of RFID antenna working on the analysis, methods or protocols and technical resources on the preparation of the paper substrate, on alternative and complementary solutions to realize RFID antenna and RFID chip bonding and on the reliability and quality of finished products. Moreover, in this work we have also demonstrated the valorization of our low cost RFID tag by integrating a sensor functionality. The industrial process of producing of this tag taking accounts of TAGEOS process.

L’originalité de ce travail est d’étudier la contribution des nanocelluloses pour limiter deux défauts courant dans les papiers sécurités: le froissage et les “cornes”, où plis qui se manifestent dans les angles des papiers. Ces défauts sont principalement causés par une manipulation quotidienne de ces papiers à haute valeur ajoutée, et sont responsables d’une perte en qualité visuelle et mécanique ainsi que de troubles économiques. Les nanocellulose peuvent être divisées en deux différentes familles de matériaux : les nanofibrilles de celluloses (NFCs) et les nanocristaux de cellulose (NCCs). Les NFCs sont longues et flexibles et peuvent facilement s’enchevêtrer pour former un réseau cohésif maintenu par de nombreuses liaisons hydrogènes. Les NCCs sont des matériaux petits et rigides, et leurs impressionantes propriétés mécaniques font d’eux des candidats intéressants pour être utilisés en renfort de polymère. Dans cette étude, deux stratégies sont proposées pour incorporer ces deux types de nanocellulose dans la fabrication du papier sécurité. Premièrement, il est question d’introduire une couche de NFCs à l’intérieur du papier afin d’augmenter la résistance de ce papier au froissage. Ensuite, il est question d’imprégner ce papier avec de l’alcool polyvinylique renforcé par des NCCs afin d’augmenter la résistance aux cornes. Enfin, ces approches sont testées à l’échelle pilote et industrielle. / The original feature of this work is the use of nanocellulose for limiting two security paper defects: corner folds, also called “dog-ears”, and crumpling. These defects, caused principally by daily handling of these high added value documents, are responsible for a decrease of paper visual and mechanical quality and constitute an economic loss. Nanocellulose can be divided into two different families: cellulose nanofibrils (CNFs) and cellulose nanocrystals (CNCs). CNFs are long and flexible materials with the ability to entangle and form a network strongly maintained by hydrogen bonds. CNCs are short and rigid materials whose outstanding mechanical properties make them good candidates for reinforcement in a polymer matrix. In this study, two strategies are proposed to incorporate these two kinds of nanocellulose in the security paper process. First, it is question to introduce a CNF layer within the paper substrate in order to increase the paper crumpling resistance. Then, it is question to impregnate the paper with CNCs-reinforced polyvinyl alcohol (PVOH) in order to increase the dog-ears resistance. Finally, these approaches are tested at pilot and industrial scales.

Les travaux présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans la thématique de la récupération d'énergie hyperfréquence, appliquée à la réalisation d'un circuit électronique imprimé sur papier permettant l'alimentation d'afficheurs électrochrome, ceci dans le cadre de la lutte contre la fraude. Cette étude porte plus particulièrement sur la conception, l'optimisation et la réalisation de rectennas (rectifying antennas) imprimées sur support cellulosique et réalisées avec des méthodes d'impression industrielles.La caractérisation des matériaux diélectriques (support papier) et conducteurs a été développée. L'association de la technique des lignes de transmission et de la cavité résonante a permis la caractérisation d'un substrat souple et non cuivré sur une bande de 500 MHz à 3 GHz. Le papier présente des pertes diélectriques contraignantes pour la conception de circuits en hautes fréquences. Un choix judicieux du substrat et une conception optimisée du circuit ont permis de réaliser des circuits de conversion d'énergie sur papier à l'état de l'art international.Deux rectennas compactes ont été développée, en technologie micro-ruban, optimisées et imprimées avec la méthode flexographie utilisant une unique couche d'encre conductrice. Elle fonctionne à 2.45 GHz et elles ne contiennent pas de vias de retour à la masse ni de filtre côté HF, ni de filtre côté DC. La première a été imprimée sur papier carton ondulé. Les tensions de sortie aux bornes de l'afficheur atteignent les 0.5 V pour des niveaux de puissance à l'entrée de la rectenna de l'ordre de -10 dBm. La deuxième rectenna a été imprimée sur support plastique flexible ayant 100 µm d'épaisseur afin de réaliser des rectennas 3D. Une tension DC de 1 V a été mesurée aux bornes de l'afficheur lorsqu'on approche un Smartphone fonctionnant en mode Wi-Fi. Les rectennas réalisées sont adaptées à la fois pour le champ proche et lointain. / The work presented in this thesis is part of microwave energy harvesting theme, applied to supply electrochromic displays for anti-counterfeiting applications. This study focuses on the design, optimization and implementation of rectennas (rectifying antennas) printed on cellulosic substrates with industrial printing techniques.Characterization of dielectric materials (paper) and conductors has been developed. The combination between the transmission line technique and the resonant cavity allowed the characterization of a flexible and copper free substrate over a wideband (500 MHz to 3 GHz). Dielectric losses of paper are too high to perform HF circuits. A wise choice of the substrate and of the optimization technique for circuit design enables performant rectennas.Two compact rectennas were developed in microstrip technology at 2.45 GHz, optimized and printed with flexography method using a single layer of conductive ink. The rectennas do not contain vias or HF side filter or DC side filter. The first rectenna was printed on corrugated paper. The output DC voltage across the display reaches 0.5 V for a power level at the input of the rectenna of -10 dBm. The second rectenna is a 3D rectenna, printed on flexible 100 µm thick plastic substrate. A DC voltage of 1 V was measured across the display when getting near a Smartphone on Wi-Fi mode. The rectennas are suitable for both near field and far field.

Au cours de ces travaux de thèse, la synthèse et le comportement électrophorétiquede particules hybrides dispersées en présence d'un nouveau contrôleur de charge, latridodécylamine, en milieu électrophorétique (non-polaire), ont été étudiés pour des applicationsde type papier électronique. Dans le but de contrôler et comprendre les interactions présentesdans ce système, la tridodécylamine a tout d'abord été examinée seule dans le milieu souhaité.Il a été observé que ce tensioactif, solubilisé dans un milieu type huile paraffine, a uneconcentration micellaire critique approximative de 250 mM et apporte des charges dans lemilieu. Ensuite, la synthèse par polymérisation en dispersion ou par voie sol gel a permisd'obtenir des particules inorganiques, polymères ou hybrides type framboise, stables en milieunon-polaire. Leur comportement électrophorétique en présence du nouveau contrôleur decharge a été élucidé. En outre, il a été montré que des interactions acido-basiques avec lesgroupements hydroxyles des pigments inorganiques et le tensioactif donnent des particuleshybrides chargées négativement. Celles-ci ont par la suite été intégrées dans une encreélectrophorétique et testées dans un dispositif prototype innovant, le contrôle del'électrophorèse étant géré via un polymère ferroélectrique. / In this work, the synthesis and the electrophoretic behavior of hybrid particlesdispersed in apolar media, in the presence of a new charge control agent, the tridodecylamine,have been investigated for electronic paper applications. In order to control and to understandinteractions present in the system, the tridodecyamine was studied in the apolar medium. It hasbeen observed that this surfactant, solubilized in a non-polar medium, has a critical micelleconcentration of approximately 250mM and creates charges in the medium. Then, the synthesisby polymerisation in dispersion or by using a sol-gel process gave rise to the creation ofinorganic, polymeric or raspberry type hybrid particles, stable in non-polar media. Theirelectrophoretic behavior in the presence of tridodecylamine was elucidated. Acid-baseinteractions between hydroxyl groups from inorganic material surfaces and surfactant led to thecreation of negatively charged hybrid particles. These particles were integrated into anelectrophoretic ink and tested into an innovative electrophoretic device where theelectrophoresis is monitored via a ferroelectric polymer.

Quinze ans après la mise en place et l’accès élargi au traitement antirétroviral (TAR) dans les pays du Sud, la suppression virale, objectif clé de son efficacité, n’est pas atteinte chez de nombreux patients infectés par le VIH. Contrairement aux pays du Nord, où un TAR souvent plus puissant et plus robuste couplé à un suivi virologique de routine limite l’émergence de la résistance, la situation des patients vivant actuellement dans les pays du Sud est beaucoup plus préoccupante. La recherche opérationnelle menée ici vise à améliorer leur prise en charge basée sur l’approche globale de santé publique de l’OMS, et aussi leur suivi. Alors qu’elle est recommandée en routine depuis 2013, la charge virale (CV) du VIH est peu accessible et le suivi des patients reste principalement clinique voire immunologique.Dans plusieurs pays d’Afrique Centrale et de l’Ouest, nous avons documenté une multi-résistance chez presque la totalité des patients en échec virologique après une longue durée de TAR de 1ère ligne, composé de 2 inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse (INTI, 3TC+AZT/d4T) associés à 1 inhibiteur non nucléosidique de la transcriptase inverse (INNTI, EFV/NVP). Cette résistance compromet aussi l’efficacité des INNTIs de 2ème génération, de façon importante, et aussi celle du TDF qui est actuellement recommandé en 2ème ligne. De façon plus inhabituelle, nous avons aussi rapporté que les CV élevées(>5 log10 copies/mL) étaient associées à une multi-résistance plutôt qu’à un défaut d’observance chez ces patients largement asymptomatiques. Sans véritable amélioration du suivi, au travers d’un accès élargi au test de CV permettant un diagnostic précoce de l’échec virologique, une nouvelle épidémie potentielle causée par des souches résistantes pourrait émerger en Afrique subsaharienne. Elle pourrait compromettre les efforts à réaliser pour atteindre l’objectif « 90-90-90 » (90% des infections diagnostiquées, 90% des patients diagnostiqués sous TAR, 90% des patients traités en succès virologique durable) de l’ONUSIDA et de l’OMS en 2020. En outre, notre deuxième étude menée au sein d’un hôpital de district camerounais illustre le fait que ces objectifs ambitieux seront probablement encore plus difficiles à atteindre en zones décentralisées, disposant souvent d’infrastructures de laboratoires inadaptées pour accueillir des plateformes de CV complexes.Nous avons ensuite transféré avec succès un test de CV ouvert et polyvalent universel au sein d’un laboratoire national de référence au Cameroun, capable de détecter les VIH-1 M, N, O et P, ainsi que leurs ancêtres simiens. Avec ce test RT-qPCR VIH-1/SIVcpz/SIVgor, nous avons mesuré une meilleure quantification des variants du VIH-1 M (+0.47 log10 copies/mL), comparé au test Abbott RealTime HIV-1 approuvé par la FDA. Au seuil d’échec virologique de l’OMS (1 000 copies/mL), la concordance des résultats entre les deux tests était de 95%, avec une meilleure sensibilité pour le nouveau test.Nous avons finalement cherché à savoir comment adapter ce test ouvert à une application optimale à grande échelle sur du sang séché sur papier buvard (DBS, dried blood spot en anglais), pour rendre la CV accessible en zones décentralisées, en l’absence actuelle de tests de CV simples (POC, point of care en anglais). Nous avons comparé différentes méthodes d’extraction des acides nucléiques pour réduire l’impact de l’ADN pro-viral afin d’améliorer en vain la spécificité du test sur DBS. Nous avons plutôt montré qu’avec la plupart des tests de CV par RT-qPCR, de nombreux patients pourraient être candidats pour refaire une CV de façon inappropriée (voire changer de TAR pour une 2ème ligne), ce qui induirait un surcoût programmatique.En conclusion, ces travaux de thèse ont contribué à améliorer les connaissances sur l’efficacité réelle des programmes et services de TAR, ainsi que sur l’utilisation d’outils de suivi virologique adaptés aux patients vivant avec le VIH dans les pays du Sud. / Fifteen years after the introduction and expanded access to antiretroviral therapy (ART) in resource limited countries (RLC), viral suppression, a key objective of its effectiveness is not achieved in many patients infected with HIV. Unlike developed countries, where often more powerful and robust ART coupled with a routine virological monitoring limit the emergence of resistance, the current situation of RLC is more worrying. Operational research conducted here aims to improve care and monitoring of patients living in these countries, and receiving ART according to the WHO public health approach. While recommended routinely since 2013, HIV viral load (VL) is rarely available and monitoring remains primarily clinical or immunological.In several countries in Central Africa and West, we documented high rates of HIV drug resistance (HIVDR) (99%) and multi-drug resistance (97%) in patients with virologic failure after long-term first-line ART, consisting of 2 nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTI, 3TC+AZT/d4T) associated with 1 non-NRTI (NNRTI, EFV/NVP). This multi-drug resistance also reduces significantly the effectiveness of second-generation NNRTIs and of the NRTI, TDF, which is now currently recommended in 2nd line by the WHO. More unusually, we also reported that high VLs (> 5 log 10 copies / ml) are associated with multi-resistance rather than an insufficient adherence in these patients who were largely asymptomatic. Without improvement of patient monitoring, through expanded access to VL testing to enable early diagnosis of virological failure, a potential new epidemic caused by HIVDR strains could emerge in sub-Saharan Africa. This could jeopardize efforts to achieve the "90-90-90" objective (90% of diagnosed infections, 90% of diagnosed patients on ART, 90% of patients treated durable virologic success) of UNAIDS and WHO in 2020. Moreover, our second study in a district hospital in Cameroon illustrates that these ambitious targets will probably be even more difficult to achieve in decentralized areas, often having inadequate laboratory infrastructure to acquire complex VL platforms.We then successfully transferred an open and polyvalent universal VL assay in a national reference laboratory in Cameroon. This assay can detect HIV-1 group M, N, O and P and their simian ancestors. With this RT-qPCR HIV-1/SIVcpz/SIVgor assay, HIV-1 M variants were better quantified (+0.47 log10 copies / mL) compared to Abbott RealTime HIV-1 assay which is approved by the FDA. At the VL threshold of virological failure defined by the WHO (1000 copies/mL), the correlation of the results between the two tests was 95%, with a higher sensitivity for the new test.We finally explored how to adapt this open test at optimal large-scale application for dried blood spot (DBS), to make VL testing available in decentralized areas, given the current lack of point of care test for VL. We compared different extraction methods of nucleic acids that could potentially reduce the contribution of the pro-viral DNA present in DBS, with the aim to improve their specificity without success. Instead, we have shown that with most of the RT-qPCR VL assays, many patients would be inappropriately eligible to perform a repeated VL testing (or switched to a costly 2nd line ART), which increase significantly costs of national programs.In conclusion, the studies from this thesis have contributed to improve current knowledge about the effectiveness of ART programs and services and also on the use of virological monitoring tools adapted to patients living with HIV in RLCs.

Cette thèse se donne pour ambition la compréhension des mécanismes autoprésentationnels et plus particulièrement ceux liés à l‟expression de la désirabilité sociale en tant que stratégie de présentation de soi, mis en place en fonction du format de passation (i.e. papier/crayon vs. informatisé). Le format de passation informatisé est, en effet, susceptible d‟affecter la manière dont les individus s‟autoprésentent en participant à une perception spécifique du contexte de passation : celui-ci serait perçu comme plus anonymant que le format de passation traditionnel (Kiesler et Sproull, 1986). Alors que la plupart des études ont choisi d‟aborder la question de l‟équivalence des formats de passation traditionnels versus informatisés d‟un point de vue psychométrique, nous tenterons d‟y répondre en interrogeant tant des facteurs dispositionnels tels que l‟attitude envers l‟informatique (expérimentations 1, 2 et 5) que contextuels comme, par exemple, l‟anonymat (expérimentations 3,4 et 5). Deux études se focaliseront sur l‟usage des formats traditionnels et informatisés (expérimentations 5 et 6). Au sein de ce programme de recherche, nous distinguerons également les formats de passation les plus traditionnels (i.e. papier/crayon) des plus récents (i.e. formats offline et online). De manière générale, les résultats valident l‟intérêt d‟une approche psychosociale de l‟équivalence des formats de passation traditionnels versus informatisés. Indépendamment du format de passation auquel les individus sont confrontés (i.e. traditionnel, offline ou online), les stratégies d‟autoprésentation sont influencées par la manière dont les individus perçoivent la situation de passation. / The purpose of this thesis is to understand self-presentation processes and, in particular, the expression of social desirability depending on presentation paper-and-pencil versus computer-based test. Computer-based tests could affect the way respondents express self-presentation because this specific context may be perceived as more impersonal than a paper-and-pencil test (Kiesler et Sproull, 1986). While most studies choose to approach the question of the equivalence of traditional versus computer-based test through a psychometric view, we answer this problematic by questioning dispositional variables such as computer attitude (experimentations 1, 2 and 5) and contextual variables such as anonymity (experimentations 3, 4 and 5). Participants‟ use of these test formats is also studied (experimentations 5 and 6). Within this research program, we distinguish the most traditional (i.e. paper-and-pencil) from the most recent (i.e. offline and online) administration mode. The results validate the interest of a psychosocial approach for the field of equivalence of traditional versus computer-based tests. Regardless of the test version itself (i.e. paper-and-pencil, offline or online), self-presentation strategies depends of individuals‟ perception of the testing context.

In Offsetdruckanlagen wird neben der Druckfarbe eine im wesentlichen aus Wasser bestehende Flüssigkeit, sog. Feuchtmittel, auf das Papier übertragen. Diese Feuchtigkeit verbleibt nicht an der Oberfläche des Bedruckstoffes, sondern dringt unter der Wirkung von Kapillarkräften in den Kernbereich der porösen Struktur ein. Der zeitliche Verlauf dieses kapillaren Transportvorganges übt insofern einen entscheidenden Einfluß auf die Druckqualität aus, als eine schnelle Entfeuchtung der Oberflächenzone die Voraussetzung für eine vollständige Farbannahme beim sukzessiven mehrfarbigen Bedrucken darstellt. Darüber hinaus hängen feuchtigkeitsbedingte Änderungen des für die Gesamtstruktur maßgeblichen Deformationsverhaltens von der Geschwindigkeit ab, mit welcher sich die Flüssigkeit über den Querschnitt verteilt. In dieser Arbeit wird auf der Grundlage einer mischungstheoretischen Axiomatik ein Modell zur Beschreibung des kapillaren Flüssigkeitstransportes in Papier vorgeschlagen, dessen Homogenisierungsgrad einerseits den wesentlichen Einflüssen des Porenraumes auf das Transportverhalten Rechnung trägt, andererseits Einzelheiten nur soweit einbezieht, als sie sich einer Identifikation erschließen. Ein wesentliches Merkmal des strukturübergreifend formulierten Ansatzes besteht in der Einführung von Volumenanteilen für die Konstituierenden des als Mehrphasenkörper betrachteten teilgesättigten porösen Mediums. In Bezug auf die Formulierung eines makroskopischen Bewegungsgesetzes für den teilgesättigten Flüssigkeitstransport sowie hinsichtlich der Annahmen, welche die konstitutiven Beziehungen betreffen, wird auf den MUSKATschen Ansatz zurückgegriffen, wie er sich auf den Gebieten der Hydrologie bzw. der Bodenphysik bewährt hat. Mit der Vernachlässigbarkeit des Schwerkrafteinflusses sowie der Annahme einer kompressionsfreien Verdrängung der im Porenraum enthaltenen Luft ergeben sich gegenüber einem allgemeinen Zweiphasentransportproblem Vereinfachungen in der mathematischen Beschreibung: Die von der Luftströmung entkoppelte Betrachtung der Flüssigkeitsbewegung mündet in eine Transportgleichung vom Typ einer nichtlinearen Wärmeleitungsgleichung. Zur Lösung dieser parabolischen Differentialgleichung für das Anfangs-Randwert-Problem, wie es den obengenannten Ausbreitungsvorgang beschreibt, wurde das Heat-Transfer-Tool des kommerziellen Finite-Element-Programms MARC eingesetzt. Auf der Grundlage experimentell ermittelter Porengrößenverteilungsdichten gelang eine näherungsweise Bestimmung der Transportkoeffizienten sowie der konstitutiven Beziehungen.