Les maladies cardiovasculaires représentent une des principales causes de décès dans le monde et différentes actions sont en place depuis des décennies pour comprendre les mécanismes d’action de ces maladies et leur impact sur le corps humain. Dans l’optique de venir en aide aux personnes souffrant de ces maladies, le génie tissulaire vasculaire émerge comme une technologie prometteuse afin de favoriser la régénération des tissus et des organes endommagés. Cependant, les modèles issus du génie tissulaire, en plus d’être biologiquement et chimiquement comparables au tissu natif, doivent également présenter des propriétés mécaniques permettant aux modèles de répondre aux différentes fonctions physiologiques. Dans cette optique, il est nécessaire de concevoir, optimiser et développer une série d’essais permettant de vérifier les performances mécaniques des constructions regénérées. De nombreuses approches ont été déployées dans ce domaine contenant chacune ses avantages et ses inconvénients, mais il n’existe pas, à l’heure actuelle, aucun standard sur le protocole des essais mécaniques à préconiser avec un échantillon spécifique. Dans ce contexte, le projet de ce mémoire a été de concevoir et de valider des protocoles de caractérisation mécanique non-conventionnels appliqués spécifiquement à des tissus vasculaires. Tout d’abord, un protocole pour la caractérisation mécanique de gels de collagène en configuration plane à été développé. Ensuite, ce protocole à été étendu pour la modélisation numérique afin d’étudier l’applicabilité d’un modèle poro-viscoélastique. Par la suite, des protocoles expérimentaux ont été développés afin de permettre la densification de gel de collagène ainsi que leur caractérisation mécanique. Enfin, une caractérisation expérimentale d’aortes de souris calcifiées à été réalisée. Dans son ensemble, l’étude exécutée dans le cadre de cette maîtrise à permis l’approfondissement des connaissances dans le domaine de la caractérisation mécanique des tissus mous viscoélastiques. Ce mémoire présente également d’autres techniques de caractérisation mécanique pour différents types de tissus vasculaires. D’autres protocoles de tests développés dans le cadre de collaboration avec d’autres groupes de recherche sont décrits dans ce mémoire. / Cardiovascular diseases represent one of the principal causes of death worldwide. It is therefore of high importance to improve our understanding of their mechanisms of action and their impact on health. To help people suffering from these diseases, tissue engineering is emerging as a promising technique for developing regenerated constructs to replace diseased tissues and organs. However, apart from being biologically compatible, the developed construct also needs to have mechanical properties like the one of native tissues. It is therefore necessary to perform mechanical characterization on the tissue engineered construct to validate its suitability. When it comes to mechanical characterization, a lot of approaches are used by different research groups as there is absolutely no standard in this field. In this context, the objective of this thesis is to develop and validate non-conventional mechanical characterization protocols specific to soft tissues for vascular application. First, a testing protocol was developed to characterize disk-shaped collagen gel samples. Secondly, the same collagen gel, but in tubular geometry, were densified and also characterized. Finally, a mechanical testing protocol and device was developed in order to characterize very small caliber blood vessels, such as mouse aortas. This thesis also presents other techniques for mechanical characterization used for vascular tissue, as along with protocols developed in the process of external collaboration with different research groups.

Pour évaluer le potentiel de la magnétite en tant que minéral indicateur des dépôts de Sulfures Massifs Volcanogènes (SMV), la composition des éléments traces et les caractéristiques (morphologie, taille des grains et textures de surface) de la magnétite provenant de différents contextes ont été investiguées. Les caractéristiques physiques et les associations minérales de la magnétite du dépôt d’Izok Lake (Nunavut, Canada), de la roche encaissante et du till recouvrant la zone à proximité ont été étudiés en utilisant la microscopie optique, le Microscope Électronique à Balayage (MEB) et l’Analyseur de Libération Minérale (MLA). Les résultats permettent de distinguer la magnétite magmatique, métamorphique et supergène dans un environnement de SMV, et indiquent que 1) la taille des grains de magnétite et leur relation texturale avec les associations minérales caractérisent la roche encaissante, 2) l’angularité de la magnétite du till est indicatrice de la forme originel du minérale, et 3) les textures de surface de la magnétite détritique sont diagnostiques des processus affectant les grains durant l’érosion, le transport, et après la déposition dans les sédiments glaciaire. La composition de la magnétite provenant d’Izok Lake (Nunavut, Canada) et d’Halfmile Lake (Nouveau-Brunswick, Canada) et de leurs roches encaissantes a été étudiée en utilisant le MEB, la microsonde électronique, et l’ablation laser- spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (LA-ICP-MS). Les données censurées ont été transformées en utilisant la routine R robCompositions, puis converties en utilisant les log-ratios centrés pour éviter tout effet de fermeture. L’analyse en Composantes Principales (ACP) permet de discriminer différents types de roche encaissantes et des dépôts basés sur la teneur de la magnétite en Si, Ca, Zr, Al, Ga, Mn, Mg, Ti, Zn, Co, Ni et Cr. Les données de composition de la magnétite de seize dépôts SMV (mafique, bimodal mafique, bimodal felsique, felsique-silicoclastique), et de trois Formations de Fer Rubanées (FFR) associés à des SMV ont été investiguées par analyse discriminante par les moindres carrés partiels (PLS-DA) pour distinguer les différentes compositions de magnétite basées sur les teneurs en Si, Ca, Al, Mn, Mg, Ti, Zn, Co et Ni. Le résultat indique quatre types de magnétite en association avec les dépôts de SMV: magmatique, hydrothermale, métamorphique, et la magnétite zonée. L’analyse des données par PLS-DA sépare la magnétite des SMV et BIF des autres types de gites minéraux. Les analyses en PCA et PLS-DA des échantillons de la roche encaissante/dépôt SMV et FFR produisent un modèle de discrimination de la composition de la magnétite dans le till qui peut être utilisé pour identifier, en exploration minérale, la magnétite dérivée de l'érosion d'un SMV par un glacier. / To evaluate the potential of magnetite as an indicator mineral for Volcanogenic Massive Sulfide (VMS) deposits, trace element compositions and physical characteristics (morphology, grain size, and surface textures) of magnetite from various VMS settings were investigated. Physical characteristics and mineral associations of magnetite from the Izok Lake deposit (Nunavut, Canada), its host bedrocks, and till covering the nearby area were studied using optical microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), and Mineral Liberation Analysis (MLA). The results distinguish magmatic, metamorphic and supergene magnetite in the VMS setting, and indicate that 1) the grain-size distribution of magnetite and its textural relationships with mineral associations fingerprint the host bedrocks, 2) the angularity of magnetite in till is indicative of the original shape of the mineral, and 3) the surface textures of detrital magnetite are diagnostic of processes affecting grains during erosion, transport, and after deposition in glacial sediments. Variation in magnetite composition from the Izok Lake (Nunavut, Canada) and Halfmile Lake (New Brunswick, Canada) deposits and their host rocks were studied using SEM, Electron Probe Micro-Analyzer (EPMA), and Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS). The data were transformed for censored values using the R-package robCompositions. Transformed data were converted using centered log-ratio to overcome the closure effect, and then were investigated by Principal Component Analysis (PCA) to discriminate different rock/deposit samples based on Si, Ca, Zr, Al, Ga, Mn, Mg, Ti, Zn, Co, Ni and Cr contents of magnetite. The data from sixteen VMS deposits from four subtypes (mafic, bimodal-mafic, bimodal-felsic, and felsic-siliciclastic), and three VMS-associated Banded Iron Formations (BIF) were also investigated by Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA). PLS-DA to distinguish different compositions of magnetite based on Si, Ca, Al, Mn, Mg, Ti, Zn, Co and Ni contents. The results indicate four types of magnetite in association with VMS deposits: 1) magmatic, 2) hydrothermal, 3) metamorphic, and 4) zoned magnetite. PLS-DA separates VMS and VMS-associated BIF magnetite from that of other mineral deposit types including Ni-Cu, porphyry, IOCG and IOA deposits. PCA and PLS-DA of magnetite data from VMS bedrock/deposit and BIF samples yield discrimination models that can be used to classify magnetite compositions in till samples for mineral exploration.

Cette étude décrit un élément clef du projet COSTA-Canada (Continental Slope Stability), visant à étudier la dynamique d'écoulement de mouvements de masse sous-marins. C'est maintenant bien connu que les glissements sous-marins sont beaucoup plus mobiles et impliquent de plus grands volumes de sédiments que leurs homologues subaériens. Lorsqu'on est confronté aux risques naturels de nature géologique, il est important de bien comprendre l'influence des caractéristiques rhéologiques sur les glissements subaériens et sous-marins. En effet, les glissements sous-marins représentent un danger pour les vies humaines et les biens, et aussi un risque potentiel de tsunamis. Dans la phase post-rupture, le sol peut faire l'expérience de grandes déformations sous certaines plages de contraintes de cisaillement. Ce phénomène peut réduire la résistance au cisaillement du sol lors du cisaillement avec ajout d'eau. Les caractéristiques des sédiments sont contrôlées par leurs propriétés rhéologiques. Il est clair que le comportement visqueux du sol est ainsi dominant sur le frottement dans le cas des mouvements de masse sous-marins. Il reste encore plusieurs points importants à éclaircir, comme la caractérisation des matériaux composant la coulée et les limites critiques des matériaux visqueux et granulaires. Le comportement rhéologique peut également être influencé par la granulométrie, la minéralogie, et la salinité. De plus, les liens structuraux peuvent avoir un impact significatif sur les propriétés rhéologiques. Ce comportement est aussi relié à l'effet de la viscosité pseudo-Newtonienne. Afin d'examiner des paramètres géotechniques et rhéologiques, trois groupes de sols ont été choisis : (1) matériau non-gonflant; (2) matériau gonflant; (3) matériau silteux. En plus, la compatibilité entre des modèles rhéologiques bien connus et les donnés expérimentales a été étudiée. Les principales contributions que cette thèse amène sont: (1) une estimation simple de plages possibles des propriétés rhéologiques pour différentes granulométries; (2) une meilleure compréhension des comportements rhéologiques des matériaux gonflants et silteux dans un mouvement de masse sous-marin comparé aux matériaux non-gonflants; (3) une meilleure compréhension des transformations de la coulée lors d'infiltration d'eau causant l'augmentation de la mobilité du mouvement de masse sous-marin; (4) une évaluation du seuil d'écoulement et de la viscosité critiques déterminant le passage de l'état remanié à l'état fluide. / This study describes one of the key objectives of the COSTA-Canada (Continental Slope Stability) project, which aims at studying the flow dynamics of submarine mass movements. It is now well known that submarine landslides are much more mobile and tend to involve larger volumes than subaerial landslides. When dealing with natural geo-hazards it is important to understand the influence of flow characteristics on the subaerial and subaqueous mass movement. Indeed, submarine landslides represent a significant hazard to the property and life as well as the potential tsunamis hazard. In the post-failure stage, the soil could experience a large deformation within a certain range of shear rates. This process can reduce the inherent shear strength during mixing with ambient water. As a result, the characteristics of sediments are most likely governed by the rheological properties. Therefore it seems clear that the viscous effects are dominant rather than frictional behavior in subaqueous debris flows. There are still many important questions that need answering: for example, the characterization of the material from which the flow is composed and the critical limit from viscous to granular behavior. Also, the rheological behavior can be influenced by the grain size, mineralogy, and salinity. In addition, the structural bondings at low shear rate can have a significant impact on the rheological properties. It is also related to the effect of pseudo-Newtonian viscosity. To investigate the geotechnical and rheological properties, three groups of soils were selected for convenience : (1) non-swelling material ; (2) montmorillonite-rich material ; (3) silt-rich material. Furthermore, the compatibility of well-known rheological models on the experimental data was examined. The main contributions of this thesis are : (1) a simple estimate of possible range of rheological properties with respect to the grain sizes and/or liqudity indices; (2) a better understanding of rheological behaviors of swelling and silt-rich materials in submarine mass movements compared to the non-swelling materials; (3) a better understanding of flow transformation due to water infiltration causing the high mobility in submarine mass movements; (4) an evaluation of the critical yield stress and plastic viscosity to transform from remoulded into fluidized state.

L’aménagement intérieur des avions d’affaires se distingue par une cabine luxueuse et personnalisée. Son mobilier comporte des panneaux de contreplaqués avec placages de surface décoratifs vernis sur des structures sandwichs. Le grand éclat initial de ce mobilier se dégrade dans le temps avec la formation d’ondulations encore appelées pelure d’orange à la surface des placages vernis. Ainsi pour comprendre la formation de ce défaut d’apparence, les effets d’un traitement ignifuge industriel et de l’humidité ont été étudiés sur des panneaux avec placages décoratifs de 3 essences de feuillus : bubinga (Guibourtia spp), sapélé (Entandrophragma cylindricum) et érable à sucre (Acer saccharum). Dans un premier volet l’effet du traitement ignifuge sur la composition chimique, la stabilité thermique et la qualité de surface des placages décoratifs non vernis a été évalué. Cette dernière a porté sur leur brillance, couleur, mouillabilité et rugosité. L’analyse chimique des placages ignifugés non vernis a révélé une importante teneur en phosphore et en azote, comparativement aux placages de contrôle. Les placages ignifugés ont montré une meilleure stabilité thermique avec une perte de masse et une vitesse de décomposition moindres que celles des placages de contrôle. Les placages ignifugés ont également présenté une brillance, une rugosité et une mouillabilité supérieures à celles des placages de contrôle. En général les placages ignifugés ont présenté des surfaces plus sombres et plus saturées en couleurs. Dans le second volet, l’effet de la variation d’humidité relative sur l’apparence des panneaux vernis a été évalué par des mesures de brillance, couleur et ondulations de surface durant deux cycles de vieillissement hygrothermique. Les panneaux vernis avec placages décoratifs ignifugés ont présenté des variations d’ondulations plus importantes que celles des panneaux vernis avec placages de contrôle. Les changements de couleur et de brillance furent plus importants sur les panneaux vernis avec placages décoratifs ignifugés à haute humidité relative. Ces changements d’apparence furent amplifiés par le traitement ignifuge et globalement irréversible. Cette étude a donc permis d’identifier les variations d’humidité relative et l’hygroscopicité du bois comme les principaux facteurs responsables de la formation de pelure d’orange sur le mobilier d’avion. L’amélioration de la stabilité dimensionnelle des placages pourrait annuler ou diminuer ce défaut d’apparence à travers le choix du traitement ignifuge et du revêtement de finition. / Orange peel defect appears as wavy pattern on high gloss clear coating applied to decorative veneer on the business aircraft cabinetry. It is a troublesome defect regarding luxurious standard and customer’s satisfaction in aerospace industry. Thus in order to understand this defect’s underlying mechanisms, the effect of relative humidity and industrial fire retardant treatment effect were studied on the appearance of sandwich panels. These latter consisted of three-layered plywood glued on nomex panels. The top layers of the plywood were decorative veneers from three different wood species: bubinga (Guibourtia spp), sugar maple (Acer saccharum) and sapele (entandrophragma cylindricum). The sandwich panels were separated in two sets on samples respectively unvarnished ad varnished. The effect of fire retardant treatment on chemical composition, thermal stability and surface quality of unvarnished sandwich panels was studied. The results showed that fire retardant treated veneer had higher phosphorus and nitrogen content along with a better thermal stability. Their surface quality was also better with higher gloss, roughness and wettability. Fire retardant treated veneers appeared darker than control ones. As for varnished sandwich panels, they were submitted to two different hygrothermal weathering cycle in order to study the effects of fire retardant treatment and relative humidity on their appearance. Throughout both cycles of adsorption and desorption their appearances were evaluated with colour, gloss and waviness measurements. Panels made with fire retardant treated veneer showed higher waviness change compared to the one on panel with control veneers. Fire retardant treatment also increased colour and gloss change mostly at high humidity level. Those changes in appearance were globally permanent. Based on this results orange peel defect is mainly due to changes in relative humidity during aircraft travelling and wood hygroscopicity. Preventing or reducing this defect would likely imply an improvement in wood dimensional stability towards selection of specific fire retardant treatment and clear coat finish.

La sensibilité des explosifs plastiques est un problème majeur des matériaux énergétiques. Dans ce travail, des modèles d’explosifs plastics ont été créés dans le but de corréler leurs paramètres énergétiques à leur sensibilité. Trois formulations basées sur le RDX ont été simulé contenant le HTPB-DOA, l’Estane et l’EVA comme matrice polymérique. Un nouveau modèle moléculaire a été développé basé sur une seule chaine polymérique avec une procédure de minimisation/compression. Des simulations ont été lancées en utilisant des conditions similaires à celles trouvé expérimentalement dans les points chauds. Les modèles résultants ont été analysés au niveau de l’énergie potentielle et conformationnelle et comparé avec les valeurs de sensibilité (Test d’impact et test Gap) rapporté dans la littérature. L’effet des groupements des chaines HTPB a été analysé pour la corréler avec la sensibilité. Les résultats préliminaires montrent une bonne corrélation entre la sensibilité et les valeurs des modélisations moléculaires. / Sensitivity of plastics explosives is one of the most important problems with energetic materials. In this work, models of plastic-bonded explosives were created with the aim of correlating their energetics to their sensitivity. Three representative RDX-based formulations were simulated where HTPB-DOA, Estane and EVA were used as the polymeric phase for the simulations. A new molecular model was develop using single chain system with a compression–minimization iterative procedure. Molecular mechanics simulations were carried using conditions similar to those found experimentally in hot-spots. Resulting models were analysed in terms of potential energy and conformational and compared to sensitivity values (Drop Weight Impact Test and GAP test) reported in the literature. Then the effect of the chain groups in HTPB was analysis to correlate with sensitivity. Preliminary models show a good correlation between sensitivity of explosives and molecular modelling data.

À hautes températures, les propriétés de l'acier sont affectées et sa résistance est donc moindre que sa résistance à température ambiante. Des méthodes de calculs différentes doivent donc être utilisées pour prédire la résistance dans la situation exceptionnelle d'incendie. Les normes actuelles proposent des méthodes simplifiées pour prédire la résistance de l'acier à haute température. Toutefois, ces méthodes sont inspirées des méthodes de dimensionnement à froid et ne sont donc généralement pas adéquates pour prédire de façon précise la résistance des éléments en situations d'incendie. Ce mémoire présente les recherches effectuées pour la proposition d'une nouvelle méthode de calcul pour les sections d'acier ouvertes soumises à de hautes températures en utilisant l'Overall Interaction Concept (O.I.C). Cette méthode est basée sur l'interaction entre la résistance et la stabilité et permet de considérer les imperfections géométriques et matérielles. Entre autres choses, l'avantage de cette nouvelle méthode est qu'elle permet d'obtenir des résultats précis et de conserver une continuité entre les prédictions. Un modèle numérique a été utilisé pour prédire la résistance de l'acier à hautes températures. Ce modèle a été validé en comparant les résultats avec des résultats expérimentaux. À la suite de la validation, le modèle a été utilisé pour conduire des simulations dans lesquelles plusieurs géométries, températures, limites élastiques et cas de chargement ont été considérés. Les résultats ont ensuite été utilisés pour proposer de nouvelles équations dans le format O.I.C. La performance de la nouvelle proposition a été évaluée et comparée avec la performance de normes existantes. Cette évaluation a permis de conclure que la proposition donne des résultats beaucoup plus précis. Finalement, l'évolution du comportement de l'acier entre la température ambiante et les hautes températures a brièvement été analysé. Puisque ce point est abordé de façon sommaire, il ouvre la porte vers de futures études sur le sujet. / At high temperatures, steel suffers from great losses in strength and stiffness. Different design methods must therefore be considered to predict the resistance of steel in the exceptional situation of fire. Current standards propose simplified methods to predict the resistance of steel at high temperatures. However, these methods are inspired by steel design equations used at room temperature and are therefore generally not suitable to predict accurately the resistance of steel elements in fire situation. This thesis presents research investigations pursued to propose a new design method for open steel cross-sections subjected to high temperatures by means of the Overall Interaction Concept (O.I.C.). This calculation method is based on the interaction between resistance and stability and allows to consider geometrical and material imperfections. The advantage of this new calculation method is that it allows to obtain precise results and to keep continuity between predictions contrarily to standards that use the cross-section classification. A numerical model, initially developed for open steel cross-sections at ambient temperature, was improved to predict the resistance of steel at high temperatures. It was then verified against experimental test results to ensure its accuracy. After validation, the numerical model was used to conduct simulations using different geometries, temperatures, yield limits and load cases. Results were then used to formulate new design proposals for cross-sections at high temperatures in the O.I.C. format. The performance of the new proposal was then evaluated et compared with the performance of existing standards. This evaluation allowed to conclude that the proposition is much more accurate than existing standards. Finally, the evolution of the behaviour of steel between cold and high temperature was briefly analysed. As this point was only briefly discussed, it opens the door for future studies on the subject.

Les cotransporteurs K+-C1" (KCCs) sont exprimés en abondance dans le système nerveux où leur rôle est de maintenir les neurones hypoexcitables. Ds sont représentés par quatre isoformes dont les mécanismes de régulation et propriétés cinétiques diffèrent de façon appréciable. Nous avons récemment démontré que chacun des KCCs peut s'organiser en homooligomères ou hétérooligomères avec d'autres KCCs sans toutefois vérifier si certaines des associations observées menaient à des entités fonctionnelles et si oui, quel comportement elles engendraient. Dans ce travail, nous avons utilisé les ovocytes de xénopes pour caractériser les propriétés du cotransport K+-C1" quand un seul isoforme (KCC2 ou 4) est exprimé ou quand deux isoformes (KCC2 et 4) le sont et ce, après avoir prouvé que ces transporteurs pouvaient exister dans la même cellule neuronale de façon endogène. Nos résultats ont montré que les constantes cinétiques du transport différaient substantiellement entre les ovocytes exprimant KCC2/KCC4 et KCC2 seul, alors qu'elles différaient aussi entre les ovocytes exprimant KCC2/KCC4 et KCC4 seul mais de façon beaucoup moindre. Fait à noter, ces constantes étaient différentes de celles prédites sur la base d'une activité additive provenant de deux transporteurs indépendants et certaines de ces constantes, le coefficient de Hill entre autres, se sont révélées sensibles au Cl" intracellulaire (Cl'i). Ces résultats suggèrent que l'association KCC2-KCC4 dans les neurones mène à la formation d'une entité fonctionnelle avec des caractéristiques uniques et pourraient jouer un rôle intrinsèque dans le contrôle de l'excitabilité. Ils suggèrent aussi que les KCCs réagissent au Cl"; en changeant leur cinétique et que contrairement à la pensée populaire, ils fonctionnent avec deux sites de liaison pour le Cf.

Des simulations numériques thermomécaniques sont nécessaires afin de prédire l'apparition des déchirures à chaud, survenant en fin de solidification, dans les procédés de coulée directes des alumineries. Toutefois, ces simulations nécessitent plusieurs intrants notamment des propriétés mécaniques et des lois de comportement à différentes températures. Pour ce projet, un analyseur mécanique dynamique est utilisé afin de caractériser ces intrants pour un alliage d'aluminium 5182 (4.5pds% Mg). L'analyse dynamique en flexion est utilisée pour la première fois afin d'étudier l'évolution du module élastique avec la fraction liquide dans la microstructure. Également, des séries d'essais de fluage sont effectuées en mode traction afin de proposer des lois de comportement. L'utilisation d'un modèle de calcul de parcours de solidification considérant la rétrodiffusion permet d'estimer la fraction liquide en cours d'essais selon la température. Les éprouvettes utilisées pour les différents essais mécaniques ont été usinées à partir d'un lingot d'aluminium 5182 coulé par le procédé de coulée directe. Afin d'étudier l'effet de la microstructure, des éprouvettes ont été usinées à partir de trois positions selon la largeur du lingot. Plus l'éprouvette provient d'une position près de la surface et plus la microstructure est affinée. Les microstructures fines semblent être moins rigides lorsque du liquide est présent dans la microstructure. Également, trois taux de chauffe ont été étudiés pour les analyses dynamiques (10⁰C/min, 20⁰C/min et 30⁰C/min). La température du solidus diminue avec l'augmentation du taux de chauffe puisque l'homogénéisation partielle lors de la chauffe est moins importante. Un plan d'expérience a été effectué pour les essais de fluage avec des éprouvettes provenant de deux positions dans le lingot (surface, centre), testées à trois niveaux de températures(555⁰C, 560⁰C, 565⁰C) et à deux niveaux de contraintes (0.25MPa et 0.50 MPa). Cinq comportements en fluage ont été observés : un fluage uniforme, une fissuration partielle, une localisation suivie d'une rupture, une rupture fragile et un retour de la déformation. Des températures élevées et des contraintes élevées augmentent la prévalence des localisations et des ruptures tandis que les retours de la déformation ne sont observés qu'à plus basse température avec une faible contrainte. Les courbes de fluage uniforme et de fissuration partielle ont été modélisées par des lois de comportements mécaniques. / Numerical thermomechanical simulations are necessary to predict the occurrence of hot tears, occurring at the end of solidification, in direct casting processes of aluminum smelters. However, these simulations require several inputs including mechanical properties and behavior laws at different temperatures. For this project, a dynamic mechanical analyzer is used to characterize these inputs for an aluminum alloy 5182 (4.5wt% Mg). Dynamic bending analysis is used for the first time to study the evolution of the elastic modulus with the liquid fraction in the microstructure. Also, series of creep tests are performed in tensile mode to propose behavioral laws. The use of a calculation model of solidification path considering the back diffusion allows to estimate the liquid fraction during the tests according to the temperature. The specimens used for the various mechanical tests were machined from a AA5182 ingot cast by the direct casting process. In order to study the effect of the microstructure, test specimens were machined from three positions according to the width of the ingot. The closer the specimen is to the surface, the more refined the microstructure. The fine microstructures appear to be less rigid when liquid is present in the microstructure. Also, three heating rates were studied for dynamic analyses (10⁰C/min, 20⁰C/min and 30⁰C/min). The solidus temperature decreases with increasing heating rate since the partial homogenization during heating is smaller. A design of experiment was performed for creep tests with test specimens from two positions in the ingot (surface, center), tested at three temperature levels (555⁰C, 560⁰C, 565⁰C) and at two stress levels (0.25MPa and 0.50 MPa). Five creep behaviors were observed: uniform creep, partial cracking, localization followed by failure, brittle failure, and deformation recovery. High temperatures and high stresses increase the occurrence of localization and failure while deformation recovery is observed only at low temperatures and stresses. The uniform creep and partial cracking curves were modeled by mechanical behavior laws.

Les glucides représentent une classe de molécules importante non seulement dans l'industrie alimentaire pour leur apport énergétique, mais aussi en médecine puisqu'ils sont impliqués dans de multiples procédés biologiques. Toutefois, les monosaccharides sont des molécules hautement hydrophiles, ce qui explique leurs piètres propriétés pharmacocinétiques. Il est donc nécessaire de pallier ce problème par la conception de glycomimétiques, soit des dérivés de glucides. Sachant que la fluoration des molécules organiques peut engendrer des composés aux propriétés uniques, l'une des méthodes qui connait un intérêt croissant est la désoxyfluoration des glucides. Néanmoins, l'évaluation biologique de glucides fluorés est souvent difficile, surtout si ces derniers contiennent plusieurs atomes de fluor, car l'installation stéréosélective d'atomes de fluor demeure un défi synthétique de taille. Afin d'apporter notre contribution pour l'avancement des connaissances dans la préparation de fluoroglucides, nous avons proposé de nouveaux chemins synthétiques. Plus précisément, la préparation des analogues 3-désoxy-3-fluoro et 4-désoxy-4-fluoro du D-galactopyranose à partir du lévoglucosan en suivant une approche chiron est décrite dans cette thèse. Ultérieurement, ces composés ont été employés dans des études biologiques afin de vérifier leur potentiel en tant qu'inhibiteurs de protéines galactophiles. À la suite de l'expertise acquise avec le lévoglucosan et voulant déterminer l'influence que peut avoir la présence d'atomes de fluor sur les propriétés physico-chimiques des molécules, nous nous sommes penchés sur la préparation de saccharides polyfluorés. Notamment, les synthèses des dérivés trifluorés du mannose et du talose ainsi que celles de divers hexitols polyfluorés sont décrites dans cette thèse. Néanmoins, des obstacles ont été rencontrés lors de l'installation de l'atome de fluor en C-4 sur les deux trifluorohexopyranoses. Pour remédier à cette situation, une méthode de désoxyfluoration alternative au trifluorure de diéthylaminosulfure (DAST) qui emploie le trihydrofluorure de triéthylamine (Et₃N.3HF) a été développée. La lipophilie de tous les composés a été mesurée et comparée. Également, la conformation dominante en solution de certains composés a été déterminée par RMN et par cristallographie. Les résultats mettent en lumière l'influence de l'atome de fluor sur les propriétés des glucides tout en ouvrant le chemin à de nouvelles molécules d'intérêt en chimie médicinale. / Carbohydrates are an essential class of molecules for living organisms. Besides serving as both a major energy source and structural component, they are also involved in numerous biochemical processes of interest for the pharmaceutical industry, such as molecular recognition. However, native carbohydrates are highly polar molecules having poor pharmacokinetic properties. Therefore, glycomimetic compounds are being developed to tackle this problem. Deoxyfluorination of carbohydrates has emerged as a popular approach to generate glycomimetic tools since the presence of fluorine on organic compounds can lead to molecules with unique properties. Nevertheless, stereo selective syntheses of fluorinated carbohydrates can be quite challenging, especially if there is more than one fluorine incorporated into the carbohydrate scaffold. To bring our own contribution to the field of fluorinated carbohydrates, we proposed new synthetic pathways to prepare 3-deoxy-3-fluoro and 4-deoxy-4-fluoro analogues of D-galactopyranose. The alternative procedures to the decade-long known methods use a chiron approach starting from affordable levoglucosan. These fluorinated galactosides were evaluated as lectin inhibitors and investigated as antiproliferative agents. Following this work, levoglucosan was further used to study the impact of fluorine on the physicochemical properties of carbohydrates. Thus, the preparations of various polyfluorinated compounds such as trifluorinated derivatives of mannose and talose as well as multiple fluorohexitols, are described in this thesis. Lipophilicity of all fluorinated carbohydrates reported in this document has been assessed. In addition, the conformation of some new compounds has been determined both by NMR spectroscopy and by X-ray crystallographic analyses. Moreover, a simple synthetic approach using triethylamine trihydrofluoride (Et₃N.3HF) was developed as an alternative to the diethylaminosulfur trifluoride (DAST) reagent. These results highlight the effect of the fluorine on physical properties of carbohydrates. Furthermore, the different studies could provide tools to help expand research in glycobiology and related fields.

La production d'aluminium par le procédé de Hall-Héroult est influencée, entre autres, par la variation des propriétés de l'anode précuite en carbone. Les propriétés de celles-ci sont plus difficiles à contrôler en raison de la dégradation de la qualité et l'augmentation de la variabilité des propriétés des particules de coke de pétrole utilisées pour fabriquer les anodes en carbone. Actuellement, les propriétés du coke sont mesurées en laboratoire, sur des petits échantillons et sur une base peu fréquente. D'où l'importance de développer une méthode rapide et non destructive qui pourra être intégrée à la chaîne de production d'anodes et qui mesurera en temps réel les propriétés des particules de coke permettant d’ajuster la formulation de la pâte d’anode, telles que la densité apparente et la porosité ouverte des particules de coke. Dans une étude précédente, un montage d'analyse acoustique a été conçu et testé pour estimer la densité et la porosité des particules de coke en utilisant la transformée de Fourier (FFT) pour la décomposition en fréquences des signaux sonores, couplée à des méthodes de régression multivariées pour l'estimation de modèles prédictifs. Cette étude vise à améliorer les résultats de prédiction par l’utilisation de la transformée en ondelettes continue (CWT) et à appliquer la méthode proposée à des mélanges de particules de coke ayant une plus grande plage de variations dans leurs propriétés. Cette méthode de décomposition temps-fréquence permet d’obtenir une signature acoustique plus spécifique des particules de coke de différentes tailles et provenant de plusieurs fournisseurs. Le potentiel de l’approche proposée semble très prometteur en raison de la bonne capacité prédictive de la densité apparente et de la porosité ouverte des particules obtenues jusqu’à présent, sur des échantillons non-mélangés et mélangés provenant de différentes fournisseurs et tamisés en plusieurs fractions de tailles granulométriques. / The production of primary aluminum using the Hall-Héroult process is influenced by the variations in pre-baked carbon anode properties. Controlling their quality is a challenge due to the raw material quality degradation and variability. Petroleum coke is one of the main raw materials used to produce the carbon anodes. Currently, coke properties are measured in laboratory by using small samples and on an infrequent basis. Therefore, it is important to develop a fast and non-destructive sensing method that can be integrated into the anode production line in order to measure in real time coke particle properties allowing to adjust the anode paste formulation, such as the apparent density and open porosity of the coke particles. In a previous study, an experimental set-up based on an acoustic analysis was developed and tested to estimate the density and the porosity of coke particles. Fourier Transform (FFT) was used for frequency decomposition of the acoustic signals, and multivariate regression methods to analyze the FFT signal features and predict coke properties. This study aims at improving the predictive performance of the model by using the Continuous Wavelet Transform (CWT) and apply the proposed technique to mixtures of coke particles having a wider range of properties. This time-frequency decomposition method allows capturing the acoustic signature of coke particles of different sizes obtained from several suppliers. So far, the approach shows promising results for predicting the apparent density and the open porosity of mixed and unmixed coke particles obtained from different suppliers and sieved into several size classes.