Le but principal de cette thèse était d'étudier les caractéristiques de la matière organique dissoute (MOD) dans le bassin versant de la Seine. Ce travail a été réalisé dans le cadre du programme de recherche PIREN-Seine. Les travaux présentés ici visaient plus particulièrement à identifier les sources de MOD et à suivre son évolution dans les zones d’étude. L’analyse des propriétés optiques (UV-Visible, fluorescence) de la MOD, couplée aux traitements PARAFAC et ACP, a permis de discriminer différentes sources de MOD et de mettre en évidence des variations spatio-temporelles de ses propriétés. L’axe Seine, en aval de Paris, a notamment été caractérisé par l'activité biologique la plus forte. La MOD du bassin de l’Oise a montré des caractéristiques plus "humiques", tandis que le bassin de la Marne a été caractérisé par un troisième type spécifique de MOD. Il a d’autre part été mis en évidence la présence de MODs spécifiques dans chaque zone pour les échantillons prélevés en périodes d’étiage, alors qu’une distribution homogène des composants a été obtenue pour l’ensemble des échantillons prélevés en période de crue.Le rôle environnemental des colloïdes naturels étant étroitement lié à leur taille, il a d’autre part été développé une technique analytique/séparative originale pour l’étude de ce matériel complexe, un fractionnement par couplage flux/force avec flux asymétrique (AF4). Le fractionnement par AF4 des échantillons a confirmé la variabilité spatio-temporelle en composition et en taille de la MOD d'un site de prélèvement à un autre et a permis de distinguer différentes sources de MOD colloïdale confirmant les résultats de l’étude de ses propriétés optiques. / The main goal of this thesis was to investigate the characteristics of dissolvedorganic matter (DOM) within the Seine River catchment in the Northern part of France. ThisPhD thesis was performed within the framework of the PIREN-Seine research program. Theapplication of UV/visible absorbance and EEM fluorescence spectroscopy combined toPARAFAC and PCA analyses allowed us to identify different sources of DOM andhighlighted spatial and temporal variations of DOM properties. The Seine River wascharacterized by the strongest biological activity. DOM from the Oise basin seemed to havemore "humic" characteristics, while the Marne basin was characterized by a third specifictype of DOM. For samples collected during low-water periods, the distributions of the 7components determined by PARAFAC treatment varied between the studied sub-basins,highlighting different organic materials in each zone. A homogeneous distribution of thecomponents was obtained for the samples collected in period of flood.Then, a semi-quantitative asymmetrical flow field-flow fractionation (AF4) methodology wasdeveloped to fractionate DOM. The following optimized parameters were determined: across-flow rate of 2 ml min-1 during the focus step with a focusing time of 2 min and anexponential gradient of cross-flow from 3.5 to 0.2 ml min-1 during the elution step. Thefluorescence properties of various size-based fractions of DOM were evaluated by applyingthe optimized AF4 methodology to fractionate 13 samples, selected from the three sub-basins.The fluorescence properties of these fractions were analysed, allowing us to discriminatebetween the terrestrial or autochthonous origin of DOM.

La matière organique dissoute (MOD) est constituée d’un mélange hétérogène et complexe de molécules. Elle intervient dans de nombreux processus physiques, biologiques et chimiques dans les milieux aquatiques, et notamment dans les grands cycles biogéochimiques ou le transport et la biodisponibilité des contaminants.Ainsi un des enjeux actuels de nombreux domaines de recherche (chimie, écologie, océanographie) est de mieux comprendre et caractériser la MOD dans l’environnement. Dans ce contexte-là, l’objectif de ces travaux a été le développement d’une méthodologie analytique pour l’analyse et la séparation, en fonction de la taille, par fractionnement par couplage flux-force avec flux asymétrique (AF4) de la MOD. Le développement a principalement porté sur la phase mobile, le flux croisé, le temps de focus et l’utilisation d’étalons organiques proches de la MOD, permettant de calculer sa masse moléculaire moyenne.Cette méthode optimisée, couplée à un détecteur UV/Vis, équipée d’une membrane de 1kDa, d’un espaceur de 490μm et d’une phase mobile de 5mM en tampon phosphate a permis l’étude de la dynamique de la MOD.L’application de cette méthode couplée aux techniques de spectroscopie optique (absorbance et fluorescence) a permis l’étude de la MOD dans les estuaires de Seine et de Gironde mettant en avant les effets de la marée et des saisons sur la taille et le type de MOD.De plus, différentes approches statistiques ont été développées afin de mieux appréhender les multiples variables (analytiques ou environnementales) et notamment les modèles de régression linéaire ou les cartes auto-organisatrices de Kohonen. / Dissolved organic matter (DOM) is a heterogeneous and complex mixture of molecules. It is involved in many physical, biological and chemical processes in aquatic ecosystems, especially in the major biogeochemical cycles or transport and bioavailability of contaminants.Thus one of the current issues in many areas of research (chemistry, ecology, oceanography) is to better understand and characterize DOM in the environment. In this context, the aim of this work was the development of an analytical methodology for DOM analysis and separation, depending on its size, by asymmetrical flow field-flow fractionation (AF4). The development focused on the mobile phase, the cross-flow, the focus time and the use of organic macromolecules standards close to DOM, in order to calculate its molecular weight.This optimized method, coupled with a UV/Vis detector, equipped with a 1kDa membrane, a 490μm spacer and a mobile phase of 5 mM phosphate buffer allowed us to study the MOD dynamics in estuarine environments.The application of this method coupled to optical spectroscopy techniques (absorbance and fluorescence) permitted the study of MOD in the Seine and Gironde estuaries and to highlight the tidal and the seasonal effects on the size and type of DOM.Furthermore, different statistical approaches have been developed to better understand the multiple variables (analytical or environmental), especially linear regression models or self-organizing maps (Kohonen).

GE Healthcare Bio-Sciences AB in Umeå produce a variety of chromatography systems. One of the main components in chromatography is the UV module, which measure the light absorption of different wavelengths in the liquid being pumped through a cell. Currently at the Umeå site two types of UV-cells are produced; lab cells and industrial cells. The current test station for the industrial UV-cells is outdated, in disrepair and no longer supported.  GE has developed a test station for the lab cells that evaluates UV and flow properties, the data is stored in GE’s own production database, Prodas. The aim of this work is to design a test station for industrial UV-cells to improve the quality of the cells. The primary goal is a test station that can measure pressure, flow and absorption. The secondary goal is to discover and if possible, implement solutions that will streamline and automate the test station. A prototype of a test station for industrial UV-cells based on that for lab cells has been developed. The solution consists of an adapter that links the light path from the monitor through the UV-cell to the detector. The test station can measure pressure, flow and absorption but can only perform absorption and leakage tests.  Automation and efficiency have been accomplished in the form of scripts used to conduct absorption and leakage tests. The test station requires further development before it can be used in the production line. / GE Healthcare Bio-Sciences AB i Umeå tillverkar ett flertal system, ett av systemen är vätskekromatografen. Vätskekromatografen är en kemisk separationsmetod som använder sig av en UV-monitor, UV-detektor och en UV-cell för att mäta absorptionen av en lösning och framta koncentrationen av det eftersökta ämnet. På anläggningen i Umeå tillverkas två typer av UV-celler; laborationceller och industriceller. För labbcellerna har GE utvecklat en teststation som testar och utvärderar UV och flödesegenskaper samt lagrar data i GE:s egen produktionsdatabas, Prodas. Den befintliga stationen för industriceller är äldre och omodern, en utveckling behövs för att upprätthålla högre kvalité. Syftet med detta projekt är att uppdatera teststationen för industriella UV-celler till samma nivå som stationen för laborationsceller. Det primära målet är att konstruera och designa en teststation för industriella UV-celler som kan mäta tryck, flöde och absorption. Det sekundära målet är att upptäcka och om möjligt verkställa lösningar som kommer effektivisera och automatisera mätningarna. En prototyp av en teststation för industriella UV-celler baserat på den för laborationceller har framtagits, och består av en adapterlösning som används för att sammanlänka ljusbanan från monitorn genom flödescellen till detektorn. Prototypen kan enbart utföra absorption och läckagemätningar. Automatisering och effektivisering har utförts i form av scripts som används för att genomföra absorptions och läckagemätning. Teststationen kräver fortsatt vidareutveckling innan den kan används i produktionslinjen.

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

Source water protection is important to maintain public health by keeping harmful pathogens out of drinking water. Non-point source pollution is often times a major contributor of pollution to surface waters, and this form of pollution can be difficult to quantify. This study examined physical, chemical, and microbiological water quality parameters that may indicate pollution and may help to identify sources of pollution. These included measures of organic matter, particles, and indicator organisms (fecal coliforms and E. coli). The parameters were quantified in the West Boylston Brook, which serves as a tributary to the Wachusett Reservoir and is part of the drinking water supply for the Metropolitan Boston area. Water quality was determined over four seasons at seven locations in the brook that were selected to isolate specific land uses. The water quality parameters were first analyzed for trends by site and by season. Then, a correlation analysis was performed to determine relationships among the water quality parameters. Lastly, ANOVA analyses were used to determine statistically significant variations in water quality along the tributary.

La physiologie et les traits d'histoire de vie des organismes ectothermes dépendent largement de la température de leur microclimat. Dans certaines relations insecte – plante, le phytophage manipule physiquement et/ou chimiquement son environnement végétal. Cependant, les effets de ces transformations sur le microclimat de l'herbivore sont encore inconnus. Nous avons détaillé précisément les modifications physiques induites par un lépidoptère mineur de feuille (Phyllonorycter blancardella, Gracillariidae) sur son environnement végétal (le pommier). Les impacts sur l'écologie thermique de la larve ont été quantifiés. La larve se nourrit et se développe au sein même des tissus de la feuille, dans une structure appelée mine.<br />Des mesures de spectrométrie optique ont démontré que la larve modifie profondément les propriétés optiques de la surface de la feuille au cours de son nourrissage. La structure mine absorbe bien plus de radiations dans le proche infrarouge que les tissus foliaires intacts. De plus, une quantité importante de radiations est transmise à l'intérieur de la mine par le tégument supérieur dans les zones prélevées par la larve. Ces radiations induisent une élévation importante de son activité respiratoire (rejet de CO2). En utilisant un analyseur de gaz par infrarouge, nous avons pu montrer par ailleurs que les stomates localisés dans le tégument inférieur de la mine réagissent à la présence de la larve en se fermant. Un modèle de diffusion de CO2 a révélé que les stomates réagissent directement aux variations d'émission de CO2 par la larve. Le budget thermique de la mine a ensuite été modélisé. Le modèle permet de prédire la température à l'intérieur de la mine à partir des modifications des propriétés optiques et de la physiologie des stomates, et à partir des variables climatiques. Ce modèle biophysique a été validé en comparant ses prédictions avec des mesures expérimentales de température de mines réalisées en environnement contrôlé. Le modèle à une précision de 0,8 °C dans l'intervalle de 12 °C à 42 °C. Le modèle prédit un important excès de température dans la mine, atteignant 10 °C au dessus de la température de l'air et 5 °C au dessus de la température des tissus foliaires intacts. Les deux types de modifications – propriétés optiques et comportement stomatiques – ont un impact équivalent sur l'excès de température. Cette approche démontre clairement que la larve contrôle son environnement physique en modifiant son environnement. Nos résultats sont finalement discutés dans une perspective d'écologie évolutive. Plus particulièrement, le rôle du microclimat des insectes endophages dans l'évolution de leurs sensibilités thermiques et de celles de leurs parasitoïdes est détaillé.

There are two general ways to introduce functionalities into a polymeric structure: functionalization of the monomeric units before polymerization and postfunctionalization of the preformed polymer. Building libraries of polymers with different functionalities can be completed with significantly less effort by the second method, as each postfunctionalization of a single batch of polymeric backbone can involve as little as one synthetic step. One method of building a polymeric backbone for postfunctionalization involves the synthesis of hyperbranched conjugated polymers (HCPs) from AB2 monomeric units. A polymer formed from n AB2 monomeric units should contain n reactive B groups, which act as sites of functionalization. Utilizing this principle, two different hyperbranched poly(phenylene vinylene-phenylene ethynylene) scaffolds were synthesized and studied in both their inherent properties and functionalization. The first HCP synthesized was compared against a monomeric cruciform model and a linear polymer with a similar structure. The hyperbranched polymer has red-shifted absorption and emission in comparison to the cruciform model and linear polymer. The HCP quenches paraquat more efficiently than the linear polymer by a factor of about two, suggesting a greater rate of energy transfer. The functionalization of HCPs was studied; iodine groups decorating the HCPs were replaced with terminal alkynes by Pd-catalyzed coupling, providing a library of 24 differently functionalized HCPs. Elemental analyses of the postfunctionalized polymers show nearly complete substitution of the iodine groups. The postfunctionalized polymers show increased fluorescence compared to the original iodine decorated polymers, due to the loss of the heavy atom effect inducing iodine groups. The emissions of the postfunctionalized polymers in solution show a strong dependence on the groups attached to the conjugated structures, with emission maxima ranging from 505 nm to 602 nm; quantum yields range from 0.7% to 25%. Solid-state emission studies show stronger and more red-shifted spectra compared to emissions observed in solution.

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