Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

Les travaux de cette thèse portent sur le design et l’étude de nouveaux dérivés de s-tétrazine, présentant un haut potentiel de réduction, pour la détection de polluants par inhibition de fluorescence. Le premier chapitre de ce manuscrit détaille les différents phénomènes physico-chimiques et électrochimiques qui ont été observés sur les nouveaux composés, dérivés du noyau s-tétrazine, dont les propriétés sont présentées dans le chapitre 2 de la première partie. La deuxième partie présente l’influence des substituants portés par le noyau tétrazine sur ses propriétés intrinsèques au travers d’une part de la synthèse de nouveaux dérivés de tétrazine, dont les substituants présentent un lien C-S, C-O et C-N avec le noyau, et d’autre part des études spectroscopiques et électrochimiques. La troisième partie du manuscrit s’intéresse aux applications des dérivés de tétrazine notamment la détection de polluants riches en électron, comme les dérivés du benzène et le bisphénol A, par inhibition de fluorescence. De plus, des dérivés de tétrazine ont été greffés à la surface de nanoparticules de silice de taille monodisperse, préalablement synthétisées par la méthode de Stöber. Des études physico-chimiques ont permis d’optimiser la capacité que possède le noyau tétrazine de conserver ses propriétés une fois immobilisé à la surface de la nanoparticule. Cela pourrait permettre de concevoir un dispositif solide capable de détecter des polluants riches en électron. / This Ph-D work focuses on the design and study of novel s- tetrazine derivatives, with a high reduction potential for pollutant detection by fluorescence quenching. The first part of this thesis describes the different physico -chemical and electrochemical phenomena that have been studied during these three years, reported on new compounds derived from s- tetrazine core, whose properties are presented in Chapter 2 of the first part. The second part presents the influence of substituents on the intrinsic properties of s-tetrazine through the synthesis of new tetrazine derivatives functionalized by sulfur, oxygen and nitrogen substituants and electrochemical and spectroscopic studies. Applications of tetrazine derivatives are developed in the last part especially the detection of electron rich pollutants, such as benzene derivatives and bisphenol A, by fluorescence quenching. Furthermore, s-tetrazine derivatives have been grafted on the surface of silica nanoparticles of monodisperse size, previously synthesized by the Stöber method. The ability of the tetrazine ring to keep its properties once immobilized on the surface of the nanoparticle have been studied and optimized. This may allow the design of a solid sensing device capable of detecting electron rich pollutants.

L’objet de cette thèse sera de réaliser et d’évaluer un démonstrateur électrochrome dont l’architecture repose sur l’empilement des trois pixels primaires (C) (M) et (J). Chaque pixel est contrôlé indépendamment en imposant une faible tension entre l’électrode frontale (sur laquelle repose le polymère électrochrome) et une contre-électrode. Lors des commutations, le polymère passe d’un état coloré à un état transparent et ce de manière réversible lorsque la tension est inversée aux bornes du dispositif. Plusieurs architectures de la brique pourront être envisagées. Enfin parmi les architectures retenues, les caractéristiques du dispositif seront évaluées essentiellement en terme de coordonnées colorimétriques (CIE L*a*b*), et de contrastes entre deux états optiques. D’autres aspect techniques tels que la tenue au cyclage, le vieillissement, la tenue d’un état optique en circuit ouvert… seront également évalués au cours de projet. / The purpose of this thesis is to implement and evaluate an electrochromic demonstrator whose architecture is based on the stacking of three primary pixels (C) (M) and (J). Each pixel is controlled independently by imposing a low voltage between the front electrode (where the electrochromic polymer is) and the counter-electrode. During switching, the polymer changes from a colored state to a transparent state and reversibly when the voltage is reversed. Several architectures of the brick could be considered. Finally, among the chosen architectures, device characteristics will be primarily evaluated in terms of color coordinates (CIE L * a * b *), and contrasts between the two optical states. Other technical aspects such as cycling, aging and holding an constant optical state in open circuit, will also be evaluated during the project.

L’eau est le principal vecteur responsable de la dégradation du patrimoine bâti. L’un des moyens utilisé, pour réduire la pénétration de l’eau dans la pierre est la bioremédiation. Il se base sur la capacité des bactéries à former des biocristaux. Ce concept a été utilisé par la société Calcite Bioconcept avec la souche Bacillus cereus. Par le passé, l’action bactérienne et, en particulier, la possibilité de créer des cristaux a été étudiée et mise en évidence en milieu aqueux, très favorable à la croissance bactérienne. L’originalité de cette thèse est de reprendre ces études en suivant le même protocole qui celui utilisé in situ et d’étudier le résultat de la bioremédiation sous différents aspects physique, chimique et biologique. Différents supports ont été adoptés, des tuffeaux (pierre calcaire pour lequel le biotraitement a été mis au point) et du plâtre. Les images MEB, sur des échantillons fracturés, montrent la formation d’un biofilm à la seule surface du matériau. Aussi des méthodes d’investigation de surface ont été menées (cathodoluminescence, DRX en incidence rasante). Cette dernière technique confirme la formation de calcite à la surface des échantillons de plâtre. Les cycles d’imbibition et des mesures de perméabilité montrent la réduction des coefficients de transport (ce qui est un effet attendu et souhaité du traitement). Cependant, l’augmentation de la vitesse d’imbibition au fur et à mesure des cyclages laisse penser que le biofilm se dégrade rapidement. Enfin, une alternative au protocole industriel, utilisé précédemment, est proposée, non plus basée sur les capacités de la membrane des bactéries à synthétiser des cristaux de calcite, mais par leurs EPS. / Degradation of historical buildings is mainly due to water intrusion that is the main vector ofpollutants. Differents types of surface treatment were proposed to avoid or limit this effect. As analternative of chemical treatment, the use of the carbonatogenesis property of some bacteria wasproposed. In the past, The bacterial production was pointed out on concrete and on limestonesamples in an aqueous environment. Moreover, the carbonate production was indirectly measuredand the experimental protocol was far from real use conditions.In this thesis, we follow the same protocol as an industrial one used in situ and study with chemical,physical as well as biological approaches the bioremediation effects on different porous samples:limestone (for which the treatment has been optimized) and plastrum.We confirm that, indeed, the bioremediation results in a thin biocoating (around 10 micrometer depth)formed on the surface of the treated samples. So, different surface analyses have been performed,on micro scale (GIXD, electronic microprobe), on macro scale (cathodoluminescence).The formershows the structural and morphological evolution of the produced carbonate coating and that indeedcalcite is produced by the treatment on model plaster samples. This substrate was chosen in order tounambiguously point out the bacterial carbonate production.The latter confirms the presence ofcalcite and the homogeneity of the coating at this scale. The reduction and durability of the biofilmhas been evaluated by imbibition cycles as well as permeability measurements.The biotreatment presents some drawbacks that could be avoided using the EPS only. Differentscrystals have been synthetized using organic mater. The influence of this organic matter on thecrystals shape and size has been studied.

Nous étudions le problème de la synthèse automatique de programmes dans des architectures multi-composants tels qu'elles respectent les spécifications par construction. Le principal objectif de cette thèse est de développer des procédures pour résoudre le problème de synthèse qui peut conduire à des implémentations efficaces. Chaque composant a une observation partielle sur l'état global du système multi-composants. Le problème est alors de fournir des protocoles basés sur les observations tel que les composants synthétisés assurent les spécifications pour tout le comportement de leur environnement. L'environnement peut être antagoniste, ou peut avoir ses propres objectifs et se comporter de façon rationnelle. Nous étudions d'abord le problème de synthèse lorsque l'environnement est présumé antagoniste. Pour ce contexte, nous proposons une procédure "Safraless" pour la synthèse d'un composant partiellement informé et un environnement omniscient à partir de spécications KLTL+. Elle est implémentée dans l'outil Acacia-K. Ensuite, nous étudions le problème de synthèse lorsque les composants de l'environnement ont leurs propres objectifs et sont rationnels. Pour le cadre plus simple de l'information parfaite, nous fournissons des complexités serrées pour des objectifs omega-réguliers particuliers. Pour le cas de l'information imparfaite, nous prouvons que le problème de la synthèse rationnelle est indécidable en général, mais nous regagnons la décidabilité si on demande à synthétiser un composant avec observation partielle contre un environnement multi-composante, omniscient et rationnel / We study the problem of automatic synthesis of programs in multi-component architectures such that they satisfy the specifications by construction. The main goal of the thesis is to develop procedures to solve the synthesis problem that may lead to efficient implementations.Each component may have partial observation on the global state of the multi-component system.Therefore, the synthesis problem asks to provide observation-based protocols for the components that have to be synthesized that ensure that specifications hold on all interactions with their environment.The environment may be antagonist, or may have its own objectives and behave rationally.We first study the synthesis problem when the environment is presumed to be completely antagonist. For this setting, we propose a "Safraless" procedure for the synthesis of one partially informed component and an omniscient environment from KLTL+ specifications. It is implemented in the tool Acacia-K. Secondly, we study the synthesis problem when the components in the environment have their own objectives and are rational. For the more relaxed setting of perfect information, we provide tight complexities for particular omega-regular objectives. Then, for the case of imperfect information, we prove that the rational synthesis problem is undecidable in general, but we gain decidability if is asked to synthesize only one component against a rational omniscient environment

Cette these presente une contribution a la compilation de silicium. Elle traite de l'integration d'un outil de synthese architecturale dans<br />les environnements de CAO existants. Il s'agit de la personnalisation de l'architecture abstraite, resultat de la synthese de haut niveau, pour la<br />generation d'une description compatible avec les outils de simulation et de synthese au niveau transfert de registres. Le but etant d'offrir<br />plusieurs modeles architecturaux utilisant differents modeles de synchronisation afin de couvrir les besoins de differentes applications. Apres<br />une introduction de l'outil de synthese architecturale AMICAL et de plusieurs modeles architecturaux au niveau transfert de registres, cette these<br />presente une methode et un outil pour la personnalisation de l'architecture abstraite generee par AMICAL et la traduction des fichiers de sortie<br />donnes en SOLAR en leurs equivalents VHDL. Finalement, une etude comparative des differents modeles architecturaux sur plusieurs<br />exemples est detaillee. Cette etude montre qu'il faut plusieurs modeles architecturaux pour differentes applications. Ces modeles architecturaux<br />se differencient entre eux par leur structure, leur bibliotheque de macro-composants et leur modele de synchronisation utilise.

Cette étude a pour objectif principal de développer un réacteur structuré de type monolithe pour atteindre des performances élevées en oxydation partielle du méthane en gaz de synthèse. Les catalyseurs étudiés sont à base de Pt et Ni comme métaux noble et non noble, respectivement, supportés sur un oxyde mixte CeO2-ZrO2 et déposés sur les parois d'un monolithe en corundum. Le rôle de différents dopants introduits dans le support oxyde mixte du catalyseur vis à vis du stockage-déstockage d'oxygène a été élucidé et l'influence des conditions opératoires et des paramètres du procédé sur les performances d'un élément mono canal du monolithe a été précisée. Une étude mécanistique a révélé d'importants facteurs comme la nature et la dynamique des espèces de surface et de coeur et montré que l'interaction entre le Pt et l'oxyde mixte CeO2-ZrO2 déterminait l'activité du catalyseur. Des expériences cinétiques ont démontré que le Pt est requis pour les réactions de reformage mais que le support CeO2-ZrO2 dopé pouvait présenter une activité non négligeable pour l'activation oxydante du méthane. Une modélisation mathématique des données expérimentales a été réalisée avec un modèle prenant en compte essentiellement l'activité du Pt. Cette dernière a été trouvée très supérieure à celle du support. Cependant des expériences en réacteur TAP ont montré qu'une oxydation du catalyseur permettait une vitesse d'oxydation du méthane supérieure

Étude de la représentation, la structuration et l'utilisation de connaissances dans le cadre d'un projet de recherche en synthèse déductive de programmes. Les connaissances sont considérées comme des sous ensembles finis d'une théorie du premier ordre. Une attention particulière est prêtée au problème du guidage de l'utilisation des connaissances en synthèse de programmes

Présentation d'une approche déductive basée sur l'instantiation progressive de schémas de programmes fonctionnels. Un système formel de preuve est décrit dans lequel le lien entre schémas de programmes et schémas de propriétés est exhibe. La complétude relative et la correction de ce système sont prouvées notamment pour les fonctions partiellement définies. Des stratégies, guidées par l'utilisateur, sont ensuite proposées qui permettent de caractériser les propriétés nécessaires, propres à chaque schema, en termes de recherche de préconditions