Le byssus est un réseau de filaments protéiques synthétisés par la moule pour se lier à un substrat solide, comme un rocher, pour ne pas être emportée par les vagues ou la marée. Un filament de byssus est formé de PréCols qui sont des protéines principalement composées de blocs de collagène se terminant par un bloc d'histidine et de DOPA et reliés entre eux principalement par des métaux de transition qui assurent la réticulation des fibres. Lors de leur culture, les moules sont suspendues à des boudins à l'aide de leur byssus. Par contre, leurs propriétés mécaniques varient tout au long de l'année, ce qui entraîne une perte de moules par décrochage à certains moments. Les objectifs de ce travail de recherche étaient d'étudier la variation des propriétés mécaniques des brins de byssus et de composition en métaux selon la saison et le site de culture. De plus, afin de mieux comprendre la relation structure-propriétés mécaniques des brins de byssus, nous avons étudié par résonance magnétique nucléaire (RMN) des filaments de byssus de Xenostrobus securis et Mytilus edulis, ainsi que l'effet de l'hydratation sur les fibres. Dans un premier temps, les propriétés mécaniques des brins de byssus individuels ont été déterminées à l'été et à l'automne et dans deux environnements aux Îles-de-la-Madeleine, soit dans une lagune et en mer. Il a été conclu que la force variait significativement selon la saison en raison de la variation des diamètres et selon le site en raison d'une variation de la structure des fibres. Les métaux étant utilisés comme agent de réticulation, leur concentration a été déterminée dans la partie proximale et distale des brins byssaux ainsi que dans les branchies, le manteau et la glande digestive. Il y a une variation statistiquement significative de la concentration en métaux selon les tissus et la saison, mais pas entre les parties proximale et distale des brins de byssus. Les métaux des brins de byssus semblent provenir du métabolisme de la moule et pas directement de l'eau lors de la formation de la fibre. Aussi, la moule semble utiliser son byssus pour se détoxifier car on y retrouve des métaux toxiques qui ne sont pas présents dans les chairs. Des expériences RMN en une et deux dimensions ont permis de déterminer que les brins de byssus de M. edulis et X. securis ont une structure moléculaire semblable mais une stratégie de réticulation différente. On a également trouvé que l'hydratation augmente la mobilité moléculaire. Par contre, cette hydratation n'est pas uniforme dans les protéines des deux fibres. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Byssus, Propriétés mécaniques, Métaux, Résonance Magnétique Nucléaire, Hydratation, Structure, Dynamique, Mytilus edulis, Xenostrobus securis

Cette thèse s'inscrit dans une démarche d'investigation des mécanismes d'endommagement de réfractaires électrofondus à très haute teneur en zircone. L'accent est en particulier mis sur la compréhension du phénomène de microfissuration, mécanisme de dégradation le plus dommageable pour ces matériaux. S'opérant au refroidissement, il conduit à la fracture des blocs électrofondus. Réalisés dans le cadre du programme NOREV (NOouveau REfractaires Verriers) soutenu par l'ANR, les travaux présentés sont le fruit d'une collaboration avec Saint Gobain CREE, le Centre des Matériaux P.M. FOURT de l'Ecole des Mines de Paris, le laboratoire GEMH de l'ENSCI de Limoges, ICAR et Euro Physical Acoustics. Ils font suite aux travaux réalisés lors du programme PROMETHEREF (2002-2005). Des expériences préliminaires ont permis de définir et d'affiner les orientations de l'étude. Prenant en considération l'anisotropie de dilatation de la zircone monoclinique et quadratique décrite dans la littérature, l'imagerie des électrons rétrodiffusés a notamment permis de révéler un lien entre l'arrangement de domaines cristallographiques et la fissuration observée. D'autres expérimentations conduites dans le domaine de l'émission acoustique ont mis en lumière son applicabilité et ses apports pour notre problématique ainsi que la nécessité de développer un algorithme de traitement adapté. Ainsi, trois axes de recherche ont été développés. Ils visent, par leur complémentarité, à permettre une analyse à plusieurs échelles de l'endommagement des matériaux de l'étude tout en s'appuyant sur leur comparaison. Ils permettent respectivement d'évaluer l'endommagement de manière indirecte, d'en examiner les origines à l'échelle microscopique et d'en déterminer l'occurrence en température à l'échelle globale de l'échantillon. Le premier volet consiste en une évaluation des propriétés mécaniques en températures soulignant les incidences de la fissuration. La mise en évidence de la fissuration sous-critique, l'évolution des propriétés élastiques ainsi que la détermination des propriétés à la rupture apportent autant d'éléments qui permettent ensuite d'enrichir l'étude fractographique. Le deuxième volet s'attache, après une interrogation quant à la présence simultanée de zircone monoclinique et quadratique, à déterminer les paramètres de maille et les coefficients de dilatation de ces deux structures pour les différents matériaux. La modélisation des mailles correspondantes se révèle alors d'un grand intérêt pour l'analyse de cartographies EBSD. Enfin, la validation et l'application d'un process de traitement novateur des données d'émission acoustique, intégrant un algorithme génétique, permet de quantifier l'endommagement et d'apporter des précisions quant à son action en température. Ces constatations sont confortées par des suivis par acousto-ultrasons.

La caractérisation non-destructive de la variabilité spatiale et temporelle de la teneur en eau pour des milieux hétérogènes superficiels est un enjeu de taille pour la compréhension du fonctionnement hydrogéologique de certaines zones critiques.Pour répondre à ces besoins, une candidate potentielle est la méthode de Résonance Magnétique des Protons (RMP), technique géophysique récente qui permet d'imager la teneur en eau de la subsurface de façon directe. Ses déclinaisons opérationnelles en 2-D et en 3-D sont émergentes et nécessitent une étude exhaustive afin d'en comprendre les possibilités et les limitations.Le caractère intégrateur de la mesure RMP, en conjonction avec l'erreur expérimentale qui la contamine, limite la résolution de la méthode. Conséquence : la traduction d'un jeu de mesures sous la forme d'une distribution spatiale de teneur en eau n'est pas unique. Certaines sont plus désirables que d'autres, aussi des aprioris géométriques sont-ils utilisés pour limiter l'espace des solutions possibles. De ce fait, l'estimation qui est faite de la teneur en eau est biaisée (aprioris) et entachée d'incertitudes (bruit), jamais quantifiées à ce jour à plus d'une dimension.Afin de mettre à jour les processus qui vont influencer la résolution spatiale et l'estimation du volume d'eau, les propriétés du problème direct de l'imagerie RMP sont analysées au moyen d'outils non-biaisés telles que les corrélations.Le problème d'imagerie RMP inverse étant non-linéaire, ce travail de thèse propose une méthodologie de reconstruction d'images de la teneur en eau qui offre l'accès aux analyses des incertitudes, axée sur un algorithme d'échantillonnage inverse de Monte-Carlo (Metropolis-Hastings). Une étude intensive des biais introduits par l'apriori sur la reconstruction de différents volumes 3D est effectuée.Enfin, les possibilités d'imageries RMP sont illustrées sur deux cas d'applications réels en milieux hétérogènes karstiques ou thermo-karstiques, validés par comparaison avec d'autres sources d'informations. Le premier cas est une imagerie 2-D du conduit karstique de Poumeyssens, dont la cartographie est connue.Le deuxième cas est l'imagerie 3-D d'une poche d'eau sous-glaciaire dans le glacier de Têre-Rousse laquelle est explorée par de nombreux forages et d'autres méthodes géophysiques. / The non-destructive observation of the ground water content's variaiblity in time and space is a major issue to understand the hydrodynamical functioning of heterogeneous media.Although many geophysical methods derive the water content of the subsurface from intermediate physical parameters, the method of surface nuclear magnetic resonance (SNMR) provide a direct estimate of ground water content. For this method, 2-D or 3-D SNMR tomography applications are only emerging and an in-depth analysis is required to assess their possibilities and limitations.The general resolution of the method is limited because the measurement characterize an important volume and is contaminated by electromagnetic noise. Consequently, the translation of measurement into an image of water content admit many solutions. Among them, several are more desirable than others from a structural/geometrical stand point. Geometrical prior knowledge are used to limit the infinite solution space. The resulting water content estimate is necessarily biased (prior knowledge) and affected by uncertainties (noise). To date, those aspects have never been quantified for 2-D and 3-D SNMR data sets.The processes that are controlling the geometrical rendering and the estimated water volume, properties of the SNMR imaging problem are analyzed using correlations and linear regressions as they are unbiased tools for the data space analysis.As the MRS inverse problem is non-linear, this thesis proposes a monte carlo based methodology (Metropolis- Hastings) to provide water content and uncertainty estimates. As the geometrical prior expectations control the estimates, the resulting bias is explored and discussed for different water content configuration.Finally, the possibilities of MRS imaging are illustrated by means of two highly heterogeneous environments: thermo-karstic and karstic. The results of the MRS imagery are compared and validated with other types of knowledge. The first case is a 2-D imaging of the conduit Poumeyssens karst. The latter geometry is precisely known. The second case is the 3-D imaging of a internal cavity inside the french alp glacier Tete-Rousse, explored by multiple other destructive and non-destructive methods.

La qualité des produits commercialisés représente un enjeu essentiel dans le domaine pharmaceutique. De plus en plus, les industriels cherchent à contrôler les différentes étapes de leurs procédés, les produits générés à toutes les étapes de fabrication ainsi que leurs produits finis, le but de tout cela étant une meilleure compréhension des procédés, ainsi qu’un gain de temps et une réduction des pertes financières. La chaire de recherche sur les Technologies d’Analyse de Procédés (PAT) en partenariat avec Pfizer travaille sur le développement de connaissances sur les phénomènes physico-chimiques régissant le comportement des procédés, et sur les critères de transferts technologiques basés sur des modèles phénoménologiques ou mathématiques. C’est dans le cadre de cette chaire que s’est déroulée cette maîtrise. Les travaux présentés mettent en lumière le développement d’une méthode permettant d’analyser de manière non destructive 100% des comprimés fabriqués, à vitesse réelle de production. À l’aide de la spectroscopie Proche-Infrarouge, l’objectif est de quantifier la teneur en principe actif dans chaque produit et dans le but d’identifier tous ceux étant sur ou sous-dosés. Également, l’adaptation de cette méthode à d’autres types d’analyses qui ont un intérêt dans l’industrie, comme la quantification d’humidité des comprimés, et l’enrobage, a été étudiée. Dans chaque cas, des spectres proche-infrarouge de produits fabriqués ont été acquis à l’aide d’une sonde installée sur un système de tri fonctionnant à une vitesse supérieure à celle d’une presse (c’est à dire généralement de 60,000 à 160,000 comprimés par heure). Les données ont été utilisées pour bâtir des modèles multivariés et prédire les valeurs souhaitées. Les résultats obtenus ont montré qu’il était possible d’analyser l’intégralité des échantillons d’un lot, à une vitesse garantissant de ne pas ralentir la production. L’utilisation d’une telle méthode dans l’industrie permettra de contrôler la globalité des produits finis, et donc permettre une qualité de 100% des produits commercialisés et éviter les rappels. Elle permettra également d’être utilisée en développement, lorsque la génération de beaucoup de données est nécessaire, comme pour le développement d’un algorithme par exemple.

La tribu d'Oleeae (Oleaceae) est un modèle biologique très intéressant pour étudier la diversification et les patterns d'évolution moléculaire chez les plantes. Les reconstitutions de l'histoire évolutive et phylogénétique des relations entre ses espèces ont été au cœur de cette thèse. Ce travail a conduit à des progrès significatifs dans la résolution des relations phylogénétiques au sein de la tribu à différents niveaux taxonomiques. Nous avons démontré que l'utilisation d'une approche de "Genome Skimming" est très appropriée pour générer plastomes complets (ptDNA) et de l'ADN ribosomal nucléaire (nrDNA), même sur un échantillon d'herbier. Nous avons montré l'utilité du ptDNA pour reconstruire la première ossature phylogénétique robuste pour la tribu, et fourni de nouvelles connaissances sur l'histoire biogéographique et sur l'évolution de certains traits. Nous avons aussi montré que l'évolution de la composition en bases du nrDNA peut être influencée par des facteurs climatiques. / The Oleeae tribe (Oleaceae) is a very interesting biological model to investigate plant diversification and molecular evolution patterns. However, a comprehensive phylogeny is missing to accurately describe the evolutionary and biogeographic history of this tribe. Reconstructions the Oleeae evolutionary history and the phylogenetic relationships between its species were the core of this thesis. This work has led to significant progress in resolving the phylogenetic relationships within the tribe at different taxonomic levels. We demonstrated that the use of a shotgun approach is a highly suitable method to generate complete plastomes (ptDNA) and nuclear ribosomal DNA (nrDNA), even on herbarium sample. We showed the usefulness of ptDNA to reconstruct highly resolved phylogeny of Oleeae and provided new insights into the biogeographic history and the evolution of some traits. We also showed that the evolution of nrDNA base-composition seems to be influenced by environmental factors.

Les bétons autoplaçants (BAP) constituent une nouvelle génération de béton avec un fort potentiel d’utilisation compte-tenu de la facilité de leur mise en œuvre dans les chantiers de construction. Leur production révèle cependant plus de difficultés par rapport à celle des bétons ordinaires, principalement liée à leur caractère très sensible à la variation de composition. En particulier, la variation du dosage en eau influe fortement sur la régularité de la fabrication des BAP. Cette variation est à l'origine de la connaissance insuffisante de l'eau apportée par les granulats. D'autre part, la formulation des BAP prévoit l'utilisation d'un volume élevé d'éléments fins ainsi que d'une forte proportion en adjuvants dans la composition de ces bétons. Cela conduit à des temps de malaxage plus longs que ceux des bétons ordinaires, diminue la productivité et augmente le coût de production. Le travail présenté dans ce mémoire vise à proposer des méthodes de contrôle pour améliorer la régularité et la productivité des BAP dans les centrales à béton prêt à l'emploi.Dans un premier temps, l'outil traditionnel du contrôle en ligne de l'humidité du béton - le wattmètre a été calibré suivant une procédure de simplifiée et réalisable en centrale à béton. En utilisant cette méthode de calibration, la stabilisation de la puissance consommée par le malaxeur, en milieu industriel, est validée comme un indicateur fiable de la teneur en eau des BAP. En parallèle, un critère objectif de stabilisation de la puissance a été proposé afin de définir quantitativement le temps de stabilisation de la puissance. Ce dernier est considéré comme un temps de malaxage suffisant pour décider la fin du malaxage en vue d’une augmentation de la productivité.Dans un second temps, nous avons étudié, à l'échelle de laboratoire, l'influence du temps de malaxage sur l'ouvrabilité d'une formule de BAP dont les gâchées sont différenciées seulement par leur dosage en eau. Cette étape a permis de montrer que le temps de stabilisation de la puissance de malaxage est comparable et proportionnel au temps nécessaire pour obtenir l'ouvrabilité optimale du BAP.Enfin, nous avons traité un cas particulier des BAP fluides dans une plage de dosage en eau élevé sur laquelle la méthode traditionnelle de mesure d'humidité par le wattmètre devient insuffisamment sensible. Une nouvelle exploitation du signal wattmétrique a été proposée en construisant un modèle de lissage des courbes de puissance. La validation expérimentale sur un malaxeur de laboratoire permet de montrer qu'il est possible d'améliorer la sensibilité du wattmètre à l'aide du paramètre "temps caractéristique" tiré du modèle. / Self-compacting concrete (SCC) is a new generation of concrete with a great potential thank to their ease of placement in construction sites. However, as compared to ordinary concrete, it is more difficult to produce SCC; sensitivity to the variation of the composition dosage often gets cited. In particular, changes in concrete water content strongly influence the SCC production regularity. The primary source of uncertainty in concrete water content stems from poor knowledge of aggregate moisture. On the other hand, the use of a high amount of fines together with a high dosage of superplasticizer results in a long mixing time of SCC, which decreases productivity and increases the cost of production. The aim of this work is then to propose methods to improve the SCC production regularity and productivity.At first, the traditional online mixer measurement - wattmeter was calibrated through use of a simple calibration procedure in a concrete plant. By using this calibration method, the stabilization of mixing power is confirmed as a reliable online indication of SCC water content in an industrial environment. In parallel, a stabilisation criterion of power curves was proposed to quantitatively define the stabilization time. This time is considered as a sufficient mixing time to stop mixing for an increase in productivity.Secondly, we studied at the laboratory scale, the influence of the mixing time on the workability of a SCC mix design with batches in which only the water content was varied. The result has shown that the stabilization time is comparable and proportional to the time required to obtain the optimum workability of SCC.Finally, we treated a case of SCC mixtures over a range of high water content in which the traditional processing of mixing power is not able to distinguish the water proportioning difference from water over dosage in SCC. A new wattmeter signal processing was proposed through using a mathematical model to fit the power consumption curve of the mixer. The experimental validation in a laboratory mixer can show that it is possible to improve the precision of wattmeter thanks to the use of the parameter "characteristic time" from the model

Les Inuit du Nunavik entretiennent des liens très étroits avec la mer, qui comble une part importante de leurs besoins nutritifs par la consommation de viande, de gras et d'organes de mammifère marins, dont le phoque, le béluga et dans une moindre mesure, de morse. Cette relation étroite avec les écosystèmes marins nourriciers implique que l'alimentation des Inuit est susceptible d'être affectée par les changements climatiques et la pollution anthropique qui affectent l'abondance, l'accessibilité et la qualité des aliments de la mer. C'est dans cette optique que le présent projet mesure les concentrations de plusieurs nutriments (sélénium/sélénonéine, acides gras, vitamine A et caroténoïdes), ainsi que le mercure total (HgT) et le méthylmercure (MeHg) présent dans les tissus de différents mammifères marins, puis étudie les associations entre ces concentrations et des indicateurs de l'écologie alimentaires des animaux. Les résultats montrent que chez le béluga, les concentrations de HgT et de MeHg sont très élevées dans le foie et le muscle, mais moindres dans la peau, qui s'avère très riche en sélénium et sélénonéine. Les concentrations de HgT et MeHg sont aussi supérieures dans tous les tissus des individus appartenant au stock de l'est de la baie d'Hudson (EHB) comparativement aux individus de l'ouest de la baie d'Hudson (WHB), alors que les concentrations de sélénonéine ne varie que très peu. Chez les phoques annelés cependant, les concentrations de méthylmercure retrouvées sont beaucoup plus faibles dans tous les tissus, possiblement à cause du jeune âge des animaux chassés. Chez les bélugas et les phoques annelés, les concentrations de sélénonéine sont maximales dans la peau, tandis que chez le morse, cette valeur est maximale dans le muscle. Le gras des mammifères marins, en particulier de phoque annelé, présente des concentrations exceptionnellement élevées d'acides gras polyinsaturés de type oméga-3. Des mesures parallèles des teneurs en isotopes stables (carbone et azote) et en isoprénoïdes hautement ramifiés indiquent qu'environ 50% de l'alimentation des bélugas est composée d'organismes benthiques ou d'organismes utilisant les algues de glace comme source de nourriture primaire, tandis que 90% de l'alimentation des phoques annelés et des morses suit ce profil alimentaire. Ce profil alimentaire distinct pourrait expliquer certaines différences observées en ce qui concerne les concentrations de contaminant et de nutriment chez les phoques et les bélugas, telles que des niveaux supérieurs d'EPA et de DHA chez les jeunes phoques ou encore les niveaux de mercure et de méthylmercure supérieurs chez les bélugas. Toutefois, malgré une alimentation à première vue similaire, les morses et les phoques annelés ne possèdent pas les mêmes concentrations de nutriments et de contaminants, ce qui laisse croire que d'autres facteurs écologiques permettent d'expliquer les variations observées entre les espèces. Ce projet permet donc de mieux comprendre les liens qui unissent la qualité nutritive de ces espèces à leur alimentation et à comment la transformation des environnements marins arctiques causée par le changement global pourrait moduler les effets bénéfiques et néfastes de leur consommation sur la santé des Inuit.

Nous avons étudié la dynamique de Tazote d'un sol argileux amendé avec différents biosolides issus du traitement de lisier de porc (digestion anaérobie, floculation physicochimique, filtration, digestion aérobie) et d'usines de pâtes et papiers (boues mixtes, boues de désencrage), sous culture de maïs fourrager. Nos traitements de référence étaient un témoin sans azote, un fertilisant minéral et un lisier brut Les différents biosolides ont été caractérisés pour leur teneur en N total, N-NH4, N-NO3, C total, C dissous et pH. Les formes d'azote dans le sol (azote extractible total, azote minéral (NH4 + NO3), azote organique dissous) et les émissions de N2O par le sol ont été mesurées après l'application des biosolides. Les sols traités avec les fertilisants organiques ont produit une diminution des émissions de N?0 comparativement au fertilisant minéral en 2006 et 2007. De façon générale, les biosolides de lisier de porc ont engendré des émissions de N2O plus faibles par rapport au lisier brut. Les rendements en fourrage et les émissions de N2O ont été les plus faibles avec les boues de papetière. En particulier, la boue de désencrage a produit une forte immobilisation de l'azote. Les biosolides de lisier de porc ont produit des rendements similaires par rapport au lisier brut, mais inférieurs par rapport au fertilisant minéral qui a maintenu davantage le rendement dans la culture de maïs fourrager. Les meilleurs indicateurs expliquant les émissions de N2O, le rendement et le prélèvement d'azote du maïs fourrager étaient le contenu en azote extractible total et en azote minéral (NH4 + NO3) du sol ainsi que le contenu initial en NH4 dans le biosolide.

Ce travail visait à quantifier monétairement l’incitatif qui pousserait les producteurs d’arachides du département du Nord d’Haïti à mettre en oeuvre un ensemble de pratiques post-récoltes visant à réduire le risque de contamination aux aflatoxines. Par conséquent, à l’aide d’un mécanisme BDM inversé, le consentement à recevoir des producteurs a été déterminé. De plus, l’effet de l’utilisation d’une bâche de séchage sur la teneur en aflatoxines des arachides produites a été mesuré ainsi que l’influence d’un accès à un marché conditionné sur le consentement à recevoir des producteurs et sur la qualité des arachides produites. Les résultats ont révélé que l’accès au marché a eu un effet significatif sur la prime demandée par les producteurs cependant, il n’a pas eu un impact significatif sur la qualité des arachides alors que c’était le cas pour l’accès à une bâche de séchage. Parallèlement, le consentement à payer des consommateurs de beurre d’arachides du secteur formel a été aussi évalué pour un produit attesté de qualité. La détermination du consentement à payer supplémentaire des consommateurs pour du beurre d’arachides attesté de qualité a montré que cette prime suffirait amplement pour inciter les producteurs à agir. Donc, une solution de marché est plausible pour le contrôle des aflatoxines sur ce segment précis du marché. / This work aimed at quantifying monetarily the incentive that would urge peanut producers in the Northern department of Haiti to implement a set of post-harvest practices to reduce the risk of aflatoxin contamination. Therefore, using an individual inverted BDM mechanism, the willingness to accept of producers has been determined. In addition, the effect of the use of a drying tarpaulin on the aflatoxin content of the peanuts produced was measured as well as the influence of access to a market conditioned by the willingness to accept of producers and the quality of the peanuts produced. The results revealed that market access had a significant effect on the premium demanded by producers, however, it did not have a significant impact on the quality of peanuts while this was the case for the access to a drying tarpaulin. At the same time, consumers' willingness to pay for peanut butter in the formal sector has also been assessed for a certified quality product. The determination of consumers' additional willingness to pay for quality certified peanut butter has shown that this premium would be enough to encourage producers to act. So, a market solution is plausible for aflatoxin control in this segment of the market.

Au Québec, la pomme de terre est cultivée sur des sols sableux favorisant les pertes par lixiviation de l’azote et du potassium. Selon le principe de réactions d’échanges cationiques, on a supposé que les doses et les sources d'azote puissent avoir un impact sur la lixiviation du potassium. Ainsi, une expérience a été menée, pendant trois années, dans un champ de pomme. Le dispositif expérimental est un bloc complet aléatoire de quatre répétitions constitué de 10 traitements qui sont un factoriel de trois sources d'azote (nitrate d’ammonium, sulfate d’ammonium et un engrais à libération lente) et trois doses (120, 200 et 280 kg N ha⁻¹) avec un traitement témoin. Des lysimètres ont été installés pour récupérer la solution du sol et doser sa concentration en potassium aux deux semaines. Les résultats ont révélé un effet non significatif de la source et de la dose de l'azote sur la lixiviation du potassium. Un modèle d’évolution de la lixiviation de potassium est obtenu pour aider les producteurs à mieux fractionner leurs engrais potassiques. Le bilan partiel de K montre une lixiviation nette pour les parcelles qui ont reçu une fertilisation azotée mais pas pour le témoin.