Afin de déterminer la conduction thermique de sols en climat continental humide, l'étude des paramètres minéralogiques, physiques, physico-chimiques et géophysiques est essentielle. Le diffractomètre à rayons X, le microscope électronique à balayage et le terramètre sont utilisés pour la caractérisation et le calcul de la conduction thermique, soit la capacité volumétrique, la conductivité et la diffusivité thermique. La teneur en eau gravimétrique est la caractéristique qui interfère le plus fortement sur le bilan thermique. La minéralogie, quant à elle, joue deux rôles importants: (1) le quartz, minéral dominant dans la plupart des échantillons, possède une forte conductivité thermique et (2) la minéralogie des particules fines inférieures à 63 microns influencent la perméabilité des sols. L'interaction qui existe entre la température du sol, le contenu en eau et la minéralogie est clairement définie. Un lien direct unit les quantités de vermiculite et d'interstratifiés chlorite-smectite, potentiellement absorbantes, et les quantités d'eau retrouvées dans certains échantillons. Ainsi, la définition du bilan thermohydrodynamique représentatif des sols doit inclure une étude minéralogique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Conduction thermique, Sols agricoles, Vermiculite, Diffraction aux rayons X, Microscopie électronique à balayage, Résistivité électrique.

La silice cristalline quartz est l'une des substances causant le plus de décès reliés aux substances chimiques en milieu de travail au Québec. Les différents intervenants québécois en hygiène du travail aimeraient dans de nombreux cas connaître son pourcentage dans les matériaux dans le but d'optimiser leur plan d'interventions en milieu de travail. La provenance des échantillons étant aussi variée que les mines, les industries des produits en pierre, les sablières et gravières, ces matrices ajoutent une complexité à la quantification de la silice cristalline dans une large gamme de concentrations allant de 0 à 100 % (p/p). Puisqu'il existe différents polymorphes de la silice cristalline et qu'elle est aussi fréquente sous forme amorphe, une technique permettant la distinction entre ces différentes formes doit être utilisée. Le but premier de cette étude était donc de développer une méthode de quantification du quartz, le polymorphe le plus abondant de la silice cristalline. Cette méthode doit convenir à plusieurs types de matrice et permettre une bonne exactitude sur la quantification du quartz sur une large gamme de concentrations. Afin de pouvoir être éventuellement utilisée dans le cadre d'analyses routinières, la méthode devait s'avérer simple d'exécution et relativement rapide. Une procédure standard a donc été mise sur pied utilisant la diffraction des rayons X sur poudre combinée à la méthode Rietveld automatisée. Des échantillons simulés de matrices diverses et de concentrations variables en quartz ont permis d'optimiser chaque étape de la méthode, du montage de l'échantillon à l'affinement Rietveld en passant par les conditions d'analyse. À la suite de tests sur dix-neuf échantillons, une erreur absolue moyenne de 1,07 % (p/p) a été trouvée pour la concentration de quartz ainsi qu'une limite de détection de 0,24 % (p/p). La qualité des résultats obtenus confirme que cette méthode s'avère efficace pour la quantification du quartz à plusieurs concentrations et dans différentes matrices. L'erreur doit toutefois être diminuée pour pouvoir aspirer à la quantification fiable de très faibles quantités de quartz. La méthode est simple et permet l'analyse complète d'un échantillon en moins d'une heure, une certaine expérience est toutefois nécessaire pour valider les résultats obtenus. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Diffraction des rayons X, Méthode Rietveld, Quartz, Analyse quantitative.

La synthèse d'images de paysages est l'axe directeur de cette thèse. Ce thème permet d'aborder différents problèmes ouverts en synthèse d'image tri-dimensionnelle. Plusieurs techniques d'optimisation de la méthode du tracé de rayon sont exposés à travers deux applications: la visualisation de surfaces topographiques définies sur une grille rectangulaire et la représentation de scènes composées d'objets variés. Pour accroitre le réalisme des images générées, un algorithme de synthèse de textures adapté à la représentation de textures naturelles et particulièrement de ciels nuageux est représenté. Enfin une discussion des problèmes liés à l'utilisation d'une table de couleur est fournie accompagnée d'un exposé de la solution adoptée pour produire les images présentées dans ce rapport.

Ce document expose une partie de l'activité de recherche que j'ai effectuée depuis mon arrivée dans le groupe AMS du LPSC en 1999 que j'ai rejoint juste après ma thèse. <br />A cette époque, le vol précurseur d'AMS (AMS01) venait d'avoir lieu et les premiers résultats étaient en cours de publication~: l'expérience AMS01 avait pris un volume important de données lors de ce vol dans la soute de la navette spatiale et une des principales surprises dans ces premiers résultats était la mise en évidence dans le flux des particules détectées d'une composante très importante de particules sous la coupure géomagnétique. <br />Cette coupure correspond à l'énergie minimale que doit avoir un rayon cosmique pour atteindre le voisinage de la Terre et toute particule du rayonnement cosmique sous cette coupure est repoussée par le bouclier magnétique terrestre. <br /><br />La motivation première du travail de phénoménologie présenté ici a été de comprendre l'origine de ces particules détectées sous la coupure géomagnétique et d'étudier leurs caractéristiques. Ce travail s'articule autour d'un outil de simulation Monte-Carlo qui comprend la génération des particules du rayonnement cosmique primaire, sa propagation dans le champ magnétique terrestre, l'interaction dans l'atmosphère et la production de particules secondaires et donc la formation de cascades de particules. Cet outil a tout d'abord été utilisé pour comprendre l'origine des particules sous la coupure géomagnétique et il a permis de montrer que ce sont des particules secondaires produites dans la haute atmosphère et s'en échappant pour ensuite être piégées dans le champ géomagnétique. <br /><br />On a de plus pu étudier de manière spécifique les différentes espèces détectées sous la coupure~: proton, électron et positron et noyaux légers.<br />On s'est notamment attaché à comprendre leurs principales caractéristiques qui ont mesurées par AMS01 comme les rapports positron/électron et $^3$He/$^4$He.<br /><br />Nous avons ensuite développé cet outil de simulation pour aborder les thématiques de la physique d'AMS02. Ainsi on a pu simuler le flux d'antiprotons et d'antideutons atmosphériques détectables au-dessus de l'atmosphère. On s'est de plus intéressé à ces flux dans l'atmosphère~: c'est un résultat important car les expériences embarquées sur ballon mesurant le flux d'antiprotons doivent prendre en compte la production atmosphérique pour déduire des flux mesurés la contribution d'origine cosmique. <br /><br />Le rayonnement cosmique constitue un outil unique d'étude des oscillations des neutrinos. La puissance de cet outil a été particulièrement mise en évidence par l'expérience Super-Kamiokande au Japon. Les paramètres d'oscillations sont déterminés grâce à la comparaison du flux de neutrinos estimé et du flux mesuré, notamment en comparant l'évolution du rapport $\nu_e/\nu_\mu$ avec l'angle zénithal, c'est à dire la distance de vol. La détermination des paramètres d'oscillation nécessite une connaissance précise des flux théoriques de neutrinos atmosphériques. La principale difficulté est d'avoir une simulation la plus correcte possible de l'interaction des particules et de la production de particules secondaires. On a pu de manière naturelle exploiter notre outil de simulation pour estimer les flux de neutrinos dans une approche complètement tridimensionnelle.<br /><br />Dans le chapitre 1, on présentera, après une très courte introduction au rayonnement cosmique, l'activité de phénoménologie de l'interaction du rayonnement cosmique avec l'atmosphère et le champ magnétique terrestre. Les principales caractéristiques de la simulation seront détaillées puis on présentera les différents résultats obtenus ces dernières années~: protons sous la coupure géomagnétique, électrons et positrons sous la coupure géomagnétique, noyaux légers sous la coupure géomagnétique, production d'antimatière dans l'atmosphère et l'étude de la production des neutrinos atmosphériques. <br /><br />Dans le chapitre 2, on présentera les perspectives de ces travaux mais aussi les activités concernant la physique du rayonnement cosmique auxquelles on va participer dans les prochaines années en termes d'instrumentation, d'analyse des données et de phénoménologie.

La constante de Rydberg $\ R_\infty = \alpha^2 m_{ e} c^2/2hc \$ est déduite d'une comparaison théorie - expérience très précise sur l'atome d'hydrogène. Les derniers calculs d'électrodynamique quantique menés de différentes façons donnent des résultats similaires validant ainsi l'exactitude des termes calculés. Les écarts entre niveaux de l'atome d'hydrogène sont maintenant très bien connus grâce aux mesures faites en unité de fréquence. Ainsi la constante de Rydberg fait partie des constantes fondamentales les mieux déterminées $\Delta R_\infty / R_\infty = 6.6 10^{-12}$. Cependant pour que la comparaison soit complète, il faut connaître indépendamment la valeur de la distribution de charge du proton. Ceci peut être réalisé via une expérience sur l'hydrogène muonique (dans cet atome exotique, l'électron est remplacé par un muon). Après une introduction sur la comparaison théorie - expérience pour l'atome d'hydrogène, les derniers développements de l'expérience sur l'hydrogène muonique sont présentés.<br /><br />La mesure du recul induit par un photon sur un atome de masse M conduit à une détermination pertinente de la constante de structure fine $\alpha$ en utilisant la constante de Rydberg, et les rapports des masses de l'électron, du proton, de l'atome considéré. Dans cet optique, nous avons développé une nouvelle expérience d'oscillations de Bloch avec des atomes de rubidium ultra-froids. Le principe de l'expérience est exposé brièvement tout en insistant sur l'originalité de notre approche. Les premiers résultats métrologiques obtenus très récemment sont présentés.

Les chercheurs savent depuis longtemps que la supraconductivit?? est engendr??e par le couplage de paires d?????lectrons, appel??es paires de Cooper. Par contre, l???origine de l???inter-action conduisant ?? l???attraction effective entre les ??lectrons formant les paires demeure mal comprise pour certains mat??riaux d??couverts durant les trente derni??res ann??es. Dans ce m??moire, la supraconductivit?? a ??t?? induite dans des cuprates dop??s aux ??lectrons faisant partie de la famille des infinite-layers (IL), ayant la forme Sr[indice inf??rieur 1???x]Nd[indice inf??rieur x]CuO[indice inf??rieur 2]. Les IL ne peuvent ??tre d??pos??s en couches minces par la technique d???ablation laser que depuis tr??s r??cemment. L?????tude syst??matique de ces compos??s reste donc enti??rement ?? accomplir. Les IL ont ??galement une structure cristalline extr??mement simplifi??e qui facilite l???interpr??tation des ph??nom??nes physiques mesur??s en laboratoire. L?????tude des IL est un v??ritable tour de force. Plusieurs groupes de recherche dans le monde tentent de les synth??tiser en couches minces avec beaucoup de difficult??. Ces mat??riaux sont m??tastables et d???une sensibilit?? d??concertante. Obtenir des couches minces exemptes de phases parasites est un travail de longue haleine. Ce d??fi a non-seulement ??t?? relev??, mais il a ??t?? possible de r??aliser de la microfabrication sur les couches minces crues, rendant toute caract??risation des propri??t??s de transport beaucoup plus pr??cise. L???ablation laser puls??e est la technique qui a ??t?? utilis??e pour faire la croissance des couches minces ??tudi??es. La diffraction des rayons-X a permis l???identification des phases de la structure cristalline, mais surtout l?????tude des propri??t??s structurales des couches minces d??pos??es. Une analyse des param??tres en plan (a) et hors plan (c) de la cellule unit?? de ces couches minces en fonction des conditions de croissance s???est av??r??e essentielle. Il a ??t?? remarqu?? que le param??tre hors plan joue un r??le limitant dans l?????mergence de la supraconductivit??. Des mesures de r??sistivit?? ?? tr??s basses temp??ratures et sous champs magn??tiques intenses ont permis d?????tablir un lien entre l???apparition de la supraconductivit?? et la grandeur du param??tre hors plan de la structure cristalline. Une transition compl??te ne semble ??tre possible que lorsque le param??tre hors plan se trouve sous une grandeur critique, c = 3,41[A rond majuscule]. Des mesures d???effet Hall en fonction de la temp??rature sur des ??chantillons ayant diff??rentes valeurs du param??tre hors plan ont permis de d??terminer l?????volution des porteurs de charges pr??sents en fonction de c. Les ??chantillons supraconducteurs sugg??rent que la pr??sence de trous comme porteurs de charge est essentielle ?? l?????mergence de la supraconductivit??. Leur pr??sence semble diminuer rapidement ?? partir d???un param??tre hors plan plus grand que 3,41[A rond majuscule]. Il est possible d?????tablir un lien fondamental entre le comportement de la densit?? observ?? et celui d???une autre famille de supraconducteurs, les dop??s aux ??lectrons ayant une structure T???.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'information décrit et met en forme. Un projet assemble de multiples éléments, ce qui pose la question de sa cohésion. Comment des parties tiennent-elles ensemble ? Des liens en suspens, introduits par Husserl, peuvent être modélisés par des spires. Un anneau de spires, qui est une unité composée, rend compte de l'assemblage de parties. Le mouvement et la négation conduisent à quatre mondes logiques et la genèse des nombres s'accompagne d'une genèse du trait. Ainsi la cohésion en construction se modélise par un triple anneau de spires, correspondant à trois interfaces entre les mondes : 1) une interface avec des composants en interaction, ce qui construit la forme, 2) une interface limite de l'amortissement des spires, qui forme l'horizon, 3) une interface avec la pulsation au centre. Ce triple anneau, provenant d'une tension triple, s'applique à une forme en three degrés : spatial, temporel et réflexif. Dans l'espace, la forme se trouve à des stades divers d'intégration de composants. Dans le temps, des cycles s'intègrent en un plus grand cycle, une démarche générique est modélisée avec des blocs élémentaires ; cette modélisation a été testée. Au niveau réflexif, le lecteur s'intègre dans la tension et celle-ci, dans un projet, interroge sa raison d'être ; la tension triple provient d'une arborescence de notions fondamentales, qui culminent dans l'être, l'unité et le devenir, base de la cohésion informationnelle.

L'information décrit et met en forme. Un projet assemble de multiples éléments, ce qui pose la question de sa cohésion. Comment des parties tiennent-elles ensemble ? Des liens en suspens, introduits par Husserl, peuvent être modélisés par des spires. Un anneau de spires, qui est une unité composée, rend compte de l'assemblage de parties. Le mouvement et la négation conduisent à quatre mondes logiques et la genèse des nombres s'accompagne d'une genèse du trait. Ainsi la cohésion en construction se modélise par un triple anneau de spires, correspondant à trois interfaces entre les mondes : 1) une interface avec des composants en interaction, ce qui construit la forme, 2) une interface limite de l'amortissement des spires, qui forme l'horizon, 3) une interface avec la pulsation au centre. Ce triple anneau, provenant d'une tension triple, s'applique à une forme en three degrés : spatial, temporel et réflexif. Dans l'espace, la forme se trouve à des stades divers d'intégration de composants. Dans le temps, des cycles s'intègrent en un plus grand cycle, une démarche générique est modélisée avec des blocs élémentaires ; cette modélisation a été testée. Au niveau réflexif, le lecteur s'intègre dans la tension et celle-ci, dans un projet, interroge sa raison d'être ; la tension triple provient d'une arborescence de notions fondamentales, qui culminent dans l'être, l'unité et le devenir, base de la cohésion informationnelle.

Il est généralement admis que la qualité des données de diffraction de rayons X peut être améliorée par la fusion des ensembles de données à partir de plusieurs cristaux. Toutefois, cet effet n'est valable que si les ensembles de données utilisés sont des cristaux qui sont structurellement identiques. Donc les cristaux macromoléculaire congeles on tres raremente une identité strcuturele comune. Donc, pour obtenir un gain réel a partir da une paquete de multi-cristoux. Il est necessaire de faire une selection approprieé des cristaux. Les études statistiques ont été effectuées pour trouver une méthode appropriée pour la description sur le non-isomorphisme. L'application d'analyse par grappes hiérarchiques, sur la base de la matrice du coefficient de corrélation entre les intensités d'échelle est proposée pour l'identification d'ensembles de données isomorphes. Multi-monocristallines de données de longueur d'onde de dispersion anomale ensembles de quatre molécules de protéines différentes ont été sondés pour tester l'applicabilité de cette méthode. L'utilisation de l'"hierarchical cluster analysis" a permi d'ameliorer de facon significative les indicatours crystallohraphique des donnée et de resoudre la structure. / It is generally assumed that the quality of X-ray diffraction data can be improved by merging data sets from several crystals. However this effect is only valid if the data sets used are from crystals that are structurally identical. It is found that frozen macromolecular crystals very often have relatively low structure identity (and are therefore not isomorphous) thus to obtain a real gain from multi-crystal data sets one needs to make a appropriate selection of structurally similar crystals. Statistical studies has been performed to find a suitable method for the description on non-isomorphism. The application of hierarchical cluster analysis, based on the matrix of the correlation coefficient between scaled intensities is proposed for the identification of isomorphic data sets. Multi-crystal single wavelength anomalous dispersion data sets from four different protein molecules have been probed to test for the applicability of this method. The use of hierarchical cluster analysis has permitted the selection of batches of data sets, which when merged together significantly improved the crystallographic indicators of the merged data and allowed the solution of the structure.