L'objectif de l'étude était d'optimiser, dans le cas de polyamides renforcés de fibres de verres longues, le couple matériau-procédé afin de répondre aux besoins industriels de performances mécaniques et thermo-mécaniques. Dans un premier temps, ont été en particulier étudiés sur une pièce-type reproduisant des géométries caractéristiques de pièces industrielles les mécanismes permettant de comprendre la ségrégation des fibres générée lors du remplissage à l'origine des hétérogénéités locales, Une deuxième partie s'est focalisée sur le comportement mécanique en flexion. Le module et la contrainte maximale ont été prédits à partir de modèles structuraux basés sur la description morphologique multicouche des composites (taux de fibres local, longueur résiduelle des fibres, orientation des fibres,. ,). Les résultats ont été validés sur une pièce industrielle. Enfin, le comportement au fluage en température élevée a été évalué expérimentalement et modélisé (modèle de Findley). La nécessité de prendre en considération le vieillissement thermique de la matrice afin de corriger au cours du temps les niveaux réels de chargement a également été mis en évidence. / The aim of this project was to optimise the material-process couple in the case of long glass fibre reinforced polyamides, so as to comply with industrial requirements of mechanicai and thermo-mechanical performance, The fibre segregation mechanisms occurring during the filling stage of the mould, which govern the local heterogeneities, have been first studied on a prototype part having a shape typical of industrial parts. A second part has focused on the flexural behavioul The modulus and maximal flexural stress have been estimated from structural models based on the multilayer morphological description (local fibre content, residual fibre lengths, fibre orientations...) of the composites. The results have been validated on an industrial part. Finally, the creep behaviour at high lemperature has been experimentally determined and then modelled (Findley's model). The need to take into account the thermal aging of the matrix in order to correct the load level during the loading time has also been pointed out.

Explorer les caractéristiques à l'échelle nanométrique de la matière et la combiner avec d’autres matériaux, permettent la fabrication de nouveaux objets avec des fonctionnalités améliorées, pour une utilisation potentielle dans le domaine biomédical, la catalyse, l'ingénierie, l'électronique, la biotechnologie, etc… Les argiles anioniques, également appelées des Hydroxydes Doubles Lamellaires (HDL), constituent une catégorie de matériaux hydrotalcite qui possèdent une grande variété de compositions et une capacité d'auto-assemblage. Lorsque ces HDL sont utilisés en présence de systèmes biologiques, ils agissent comme des matériaux soft, sans effet significatif sur les biomolécules constitutives. Dans ce contexte, le sujet de thèse porte sur la conception de matériaux HDL nanostructurés, leur caractérisation physico-chimique et leur utilisation en photocatalyse, biomédecine et biochimie. La première partie de ce travail aborde la fabrication de nanoparticules auto-assemblées (NP) sous forme de matériaux Au, In, Ag et Ga sur ZnHDLs en utilisant la co-précipitation suivie par une étape de reconstruction/imprégnation. Les techniques de caractérisation utilisées ont montré que les nouveaux matériaux avaient une structure hydrotalcite, qu'ils étaient cristallins et que, après reconstruction, la structure initiale était récupérée. Les nanomatériaux NP/HDL ont montré une activité de photodéposition élevée lorsqu'ils étaient irradiés sous une lumière solaire simulée et étaient capables de photodégrader des polluants organiques tels que le phénol, le p-nitrophénol, l'acétophénone et le diclofénac. L'amélioration des performances des matériaux hybrides néoformés, par rapport à leurs matériaux d'origine, est une conséquence de la formation d'une séparation superficielle entre les NP dispersés et la surface d'argile, ce qui conduit à une diminution du taux de recombinaison. La seconde partie de cette thèse étudie les interactions entre les matériaux ayant pour base HDL ou Au/HDL et l'enzyme Peroxydase de raifort (HRP). Les résultats ont montré que les produits HDL résultant de la calcination de l’argile à 550° C sont capables d’immobiliser l’enzyme par adsorption, avec reformage de la structure en couches. Les données cinétiques ont montré que seuls les matériaux sans AuNPs conservent l'activité de l'enzyme, alors que ceux contenant les AuNPs dans leur structure sont « enzymatiquement » inactifs. Le concept de dégradation photo-enzymatique du phénol sous irradiation solaire et en présence de biohybride HRP/HDL a également été confirmé. Le résultat a montré un effet synergique de la dégradation enzymatique et photocatalytique. De plus, il a été démontré que HRP peut influencer la libération de particules d’Au de la surface des Au/HDL lors de la formation de complexes HRP-AuNPs. Dans une seconde étude, le cofacteur nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) a été régénéré à partir de NAD+ en présence de Au/HDL, de lumière solaire et en utilisant de la flavine mononucléotide (FMN) comme médiateur électronique. À une valeur de pH égale à 8, la régénération du NADH était totale dans un intervalle de temps de deux heures. Dans la dernière partie de ce travail de thèse, les interactions entre les matériaux Au/HDL et le virus de l'hépatite B (VHB) ont été étudiées. Les données de cytotoxicité ont montré que les matériaux HDL n’avaient pas d’influence significative sur la viabilité des cellules. De manière remarquable, les formulations Au/HDL ont montré qu’elles peuvent inhiber la prolifération du VHB. Les HDL bruts manifestent une activité antivirale modeste. / Exploring the nano scale features of the matter and combining together different materials, novel composites with enhanced features can be fabricated, for their further utilization in biomedicine, catalysis, engineering, electronics, biotechnology and others. The anionic clays, also called layered double hydroxides (LDHs) are a category of hydrotalcite composites which possess high compositional variety, able to self-assembly. When used in presence of biological systems, they act as soft materials, with no significant effect over the constituent biomolecules. In this context, the thesis subject deals with the design of nanostructured composites LDHs type, for their further physicochemical characterization and utilization in photocatalysis, biomedicine and biochemistry. The first part of this work approaches the fabrication of self-assembled nanoparticles (NPs) as Au, In, Ag, and Ga on ZnLDHs materials by using co-precipitation, followed by reconstruction or impregnation synthesis methods. The applied characterization techniques proved that the novel materials have a hydrotalcite structure, they are crystalline and after reconstruction, the initial structure is recovered. The nanomaterials NPs/LDHs showed high photo-response activity when irradiated under simulated solar light and they were able to photodegrade organic pollutants as phenol, p-nitorphenol, acetophenone and diclofenac. The enhancement of hybrids performance, compared with their parent materials, is a consequence of the formation of surface separation between dispersed NPs and clay surface, which leads to recombination rate decrease. The second part of this thesis investigates the interactions between the LDHs or Au/LDHs based materials and Horseradish Peroxidase (HRP) enzyme. The results proved that the LDHs products resulted after clay calcination at 550 °C are capable to immobilize the enzyme via adsorption, with layered structure reformation. The kinetic data showed that only the materials without AuNPs retain the enzyme activity, while those with AuNPs in their structure are enzymatically inactive. The concept of photo-enzymatic degradation of phenol under solar irradiation and in presence of HRP/LDH biohybrid was also confirmed. The result was expressed as the synergetic effect between the enzymatic and the photocatalytic degradation. Furthermore, it was demonstrated that HRP can mediate the gold release from Au/LDH surface through HRP-AuNPs complex formation. In a separate study the nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) cofactor was regenerated from NAD+ in presence of Au/LDH, solar light and using flavin mononucleotide (FMN) as an electron mediator. At a pH value of 8, the NADH regeneration was total in a time interval of two hours. In the last section of this work, the interactions between Au/LDHs materials and hepatitis B virus (HBV) were investigated. The cytotoxicity data have been demonstrated that the LDHs materials had no significant influence over cells viability. Remarkably, the Au/LDHs formulations have shown that they can inhibit the HBV proliferation. The parent LDHs materials manifest a modest antiviral activity.

Les stratégies de maintenance et leurs évaluations demeurent une préoccupationparticulièrement forte au sein des entreprises aujourd’hui. Les enjeux socio-économiquesdépendant de la compétitivité de chacune d’entre elles sont de plus en plus étroitement liés àl’activité et à la qualité des interventions de maintenance. Une suite d’évènements particulierspeut, éventuellement, informer l’expert d’une panne prochaine. Notre étude tente d’appréhender« cette signature » à l’aide d’un modèle de Markov caché. Nous proposons à l’expert deuxstratégies sur l’estimation du niveau de dégradation du système maintenu. La première stratégieconsiste à utiliser des lois de dégradation non paramétrique et semi-paramétrique. La deuxièmestratégie consiste à utiliser une approche markovienne. Toutes les propositions sont illustrées surdeux études de cas correspondant à deux situations réelles de travail (système continu dans lafabrication de pain et produits moulés en alliages d'aluminium dans le cadre d’un processusdiscontinu). / Today, maintenance strategies and their analyses remain a worrying problem forcompanies. Socio economic stakes depending on competitiveness of each strategy are even morelinked to activity and quality of maintenance interventions. A series of specific events caneventually warn the expert of an imminent breakdown. Our study aims at understanding this“signature” thanks to an hidden Markov model. On that purpose, two strategies on damage levelestimation of maintained system are proposed to expert. The first one consists in using of nonparametric and semi parametric degradation laws. The second one consists in using of anmarkovian approach. All proposals are illustrated on two case studies corresponding to two realindustrial situations (continuous system for food processing and moulded products in aluminumalloys in an discontinuous process).

La protéine multi-adaptatrice GAB1 (GRB2-associated binder-1) est essentielle pour transmettre la signalisation et les réponses biologiques du récepteur tyrosine kinase MET activé par son ligand, l’HGF/SF (Hepatocyte Growth Factor/Scatter Factor), et joue un rôle positif dans de nombreuses autres voies de signalisation cellulaires. Son implication majeure dans la signalisation HGF/SF-MET s’explique par le fait que GAB1 est un partenaire direct de MET, notamment via un domaine d’interaction spécifique avec la partie C-terminale de MET, tandis que GAB1 est un acteur moléculaire indirect pour d’autres récepteurs, y compris certains portant également une activité tyrosine kinase. Au cours de ma thèse, nous avons documenté par des approches d’extinction de l’expression de GAB1 (siRNA) dans divers types cellulaires, son rôle indispensable dans la signalisation HGF/SF-MET, à la fois pour l’induction des voies Ras/ERK et PI3K/Akt. Ces résultats sont en accord avec les travaux permettant de conclure que GAB1 amplifie la signalisation HGF/SF-MET. De manière originale, nous avons montré que GAB1 joue également un rôle important dans des conditions conduisant à l’inactivation de la signalisation HGF/SF-MET. D’une part, nous avons établi que suite à l’activation de MET par l’HGF/SF, le récepteur induit la dégradation de GAB1 par le système ubiquitine-protéasome et que ce processus participe activement à la régulation négative de l’activation de la voie Ras/ERK. D’autre part, nous avons démontré que GAB1, comme MET, est une cible fonctionnelle des caspases activées lors de stress apoptogènes. Lors d’un stress modéré, des clivages caspases-dépendants de GAB1 conduisent à la génération d’un fragment stable, p35-GAB1, contenant le domaine d’interaction avec MET et présentant une activité anti-apoptotique liée notamment à sa capacité à maintenir l’activation de la voie de survie PI3K/Akt. Lors de stress extrêmes ou prolongés, il est possible que p35-GAB1 présente une activité pro-apoptotique. Nous avons donc mis en évidence que GAB1 occupe une place primordiale dans la signalisation HGF/SF-MET à la fois pour transmettre et pour réguler en retour ces signaux de transduction en fonction du contexte cellulaire.Pour conclure, il est clair que la signalisation HGF/SF-MET joue un rôle physiologique essentiel et sa dérégulation est associée à la progression tumorale et métastatique de nombreux cancers. En accord avec notre démonstration de la contribution majeure de GAB1 dans tous les aspects de la signalisation HGF/SF-MET, il est envisageable que GAB1 puisse contribuer à la tumorigenèse dépendante de l’activation du récepteur MET et représenter, de ce fait, une cible d’intérêt pour de nouvelles approches thérapeutiques anti-cancéreuses. / The docking protein GAB1 (GRB2-associated binder-1) is essential for transmitting signals and biological responses of the MET receptor tyrosine kinase activated by its ligand, HGF/SF (Hepatocyte Growth Factor/Scatter Factor), and plays a positive role in many other cell signaling pathways. Its major involvement in HGF/SF-MET signaling can be explained by the fact that GAB1 is a direct partner of MET, in particular through a specific interaction domain with the C-terminus of MET, while GAB1 is an indirect molecular player for other receptors, including some of them with intrinsic tyrosine kinase activity.During my thesis work, we have documented through RNA interference-mediated extinction of GAB1 expression in various cell types, its crucial role in HGF/SF-MET signaling, both for the induction of Ras/ERK and PI3K/Akt pathways. These results are consistent with other data supporting the conclusion that GAB1 amplifies HGF/SF-MET signaling. In an original way, we have shown that GAB1 also plays an important role in conditions leading to the inactivation of HGF/SF-MET signaling. First, we demonstrated that, following its activation by HGF/SF, MET receptor induces GAB1 ubiquitin-proteasome-mediated degradation and that this process is actively involved in the down-regulation of Ras/ERK pathway downstream of MET. Furthermore, in line with our previous demonstrations that the MET receptor is a functional target of caspases, we established that GAB1 is also degraded and cleaved by caspases in response to stress. Under mild stress conditions, caspase-dependent cleavages of GAB1 lead to the generation of a stable fragment, p35-GAB1, containing the MET binding domain and exhibiting anti-apoptotic functions due to its ability to maintain activation of the PI3K/Akt survival pathway. In case of extreme or prolonged stress, it is possible that p35-GAB1 shows a pro-apoptotic activity. We have therefore highlighted that GAB1 plays a key role in HGF/SF-MET signaling for both transmit and feedback regulate signal transduction, depending on cellular context.Finally, it is clear that HGF/SF-MET signaling plays an essential physiological role and its deregulation is associated with tumor progression and metastasis of many cancers. According to our demonstration of the major contribution of GAB1 in all aspects of HGF/SF-MET signaling, it is possible that GAB1 may contribute to MET receptor activation-dependent tumorigenesis and thus, represent a target of interest for new anti-cancer therapeutic approaches.

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

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

Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, les impacts de ces changements climatiques se font déjà ressentir dans les régions subarctiques telles qu’à Umiujaq au Nunavik (Québec) dont notamment la dégradation du pergélisol. Les processus physiques à l’origine de cette dégradation demeurent peu documentés. L’objectif principal du projet de recherche est d’étudier l’impact de la variabilité spatiale des conditions de surface sur la dégradation du pergélisol. Pour atteindre cet objectif, des photographies infrarouges de buttes de pergélisol à Umiujaq ont été prises pour identifier les conditions de surface caractéristiques du site d’étude. Selon ces différentes conditions, trente-cinq sondes autonomes de température ont été enfouies sous la surface du sol pour assurer un suivi horaire des variations de température de surface. Les relations entre les températures de surface et la température de l’air montrent que les conditions de surface contrôlent de manière significative la transmission de la chaleur à l’interface air-sol et le régime thermique du pergélisol permettant l’identification d’une séquence de dégradation du pergélisol (en ordre décroissant : ostioles, lichens et mousses, développement de mares de themokarst et arbustation). Les suivis des températures de surface et de l’air ont été utilisés pour contraindre un modèle numérique qui simule la transmission de chaleur par conduction et advection dans le pergélisol. Ce modèle a été soumis à une période d’entraînement et à la variabilité climatique récente. Différents scénarios de réchauffement climatique, de développement d’une mare de thermokarst ainsi que d’invasion de la végétation ont été ensuite considérés. Les résultats des simulations démontrent que la modification des conditions de surface peut entraîner une augmentation des températures de la butte de pergélisol jusqu'à 1,5 °C, la migration de la base du pergélisol jusqu’à 4 m vers la surface et la diminution de l’extension de la butte de pergélisol jusqu’à 7 m. / In the current context of global warming, the impacts of climate change including permafrost degradation are already being felt in subarctic regions such as Umiujaq in Nunavik (Quebec). The physical processes causing this degradation are poorly documented. The main objective of the research project is to study the impact of the spatial and temporal variability of surface conditions on heat transfer at the airsurface interface as well as on permafrost degradation. To achieve this objective, infrared photographs of several permafrost mounds at Umiujaq were taken to identify the characteristic surface conditions of the study site. Based on these different conditions, thirty-five autonomous temperature probes were buried below the ground surface to monitor surface temperature variations on an hourly basis. The relationships between the surface temperatures and air temperature show that the surface conditions significantly control heat transfer at the air-surface interface as well as the thermal regime of the permafrost allowing the identification of a permafrost degradation sequence (in decreasing order : mudboils, lichens and mosses, development of thermokarst lakes and shrubbification). This monitoring of air and surface temperatures was used to constrain a numerical model of advectiveconductive heat transfer in permafrost terrain. A training period was first considered and then the observed climate variability was reproduced in the model. Different scenarios of global warming, formation of a thermokarst pond and vegetation invasion were considered. Simulated results show that changes in surface condition can result in an increase of temperatures in the permafrost mound up to 1.5 °C, the migration of the permafrost base up to 4 m towards the surface and a decrease in the extent of the permafrost mound up to 7 m.

EGFR est un récepteur tyrosine kinase important dans la survie cellulaire et souvent impliqué dans différents cancers. Il a été montré que le calcium pouvait jouer un rôle dans la régulation de l'endocytose d'EGFR via la protéine à mains EF calmoduline. Calnuc est une protéine ubiquitaire possédant des mains EF et qui pourrait agir comme senseur de calcium. De plus, Calnuc pourrait être impliquée dans le cancer. Le but de l'étude était donc de déterminer si Calnuc joue un rôle dans l'endocytose d'EGFR. Le niveau d'expression de Calnuc a donc été modulé par surexpression ou par ARN interférence afin d'observer ses effets sur la dégradation et le triage intracellulaire d'EGFR. Des études d'immunobuvardage et d'immunofluorescence ont démontré que Calnuc module la dégradation d'EGFR suite à son endocytose. La diminution d'expression de Calnuc accélère le trafic intracellulaire d'EGFR vers les lysosomes, alors que la surexpression de Calnuc retarde EGFR au niveau des endosomes précoces. Des études de co-immunoprécipitation ont démontré que Calnuc interagit avec GGA2 et GGA3 et que l'interaction avec GGA3, une protéine clé dans la régulation d'EGFR, est inhibée par le calcium. Une étude d'immunofluorescence démontre que Calnuc régule le recrutement de GGA3 à EGFR aux endosomes précoces. Ces résultats démontrent que Calnuc est impliquée dans l'endocytose d'EGFR via une modulation de GGA3.

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

IDE (Insulin-Degrading Enzyme) est une métalloenzyme impliquée dans la dégradation de plusieurs peptides physiologiques. Des études lient la maladie d’Alzheimer et le diabète de type II à IDE. En effet, parmi ses substrats, l’enzyme compte le peptide Béta-amyloïde (A-Béta) responsable des plaques séniles de la maladie d'Alzheimer et l’insuline régulant la glycémie. En 2006, l’équipe du Pr. Tang a élucidé la structure cristallographique d'IDE qui a révélée que les substrats se lient à deux sites de l'enzyme : le site catalytique et un exosite. Grâce au criblage d'une chimiothèque, un composé a été découvert modulant de façon substrat-dépendante l'activité d'IDE. Ce composé a été cristallisé dans l’enzyme: il peut se lier aux deux sites importants pour l’hydrolyse des substrats: le site catalytique et l'exosite. Ce mode de liaison est cohérent avec la modulation substrat-dépendante observée. 80 analogues ont été synthétisés pour améliorer l’activité et la perméation cellulaire. La modulation substrat-dépendante de la protéase permet d’envisager l’obtention d’outils chimiques pour l’étude de la fonction de cette enzyme et ouvre de nouvelles perspectives dans des pathologies où des substrats d’IDE seraient impliqués. En parallèle, une réaction de Click Chemistry in situ a été effectuée et a permis l'identification de 32 ligands parmi 180 composés potentiels. 12 ont été resynthétisés et ont montré une activité inhibitrice de l'enzyme. Ces composés possèdent une fonction hydroxamate et se lient donc au site catalytique inhibant l'enzyme quelque soit son substrat. La co-cristallisation d'un des composés avec l'enzyme a confirmé ce mode de liaison. / Insulin-Degrading Enzyme (IDE) is a zinc metalloprotease implicated in the clearance of numerous physiological peptides, in particular beta-amyloid (A[Béta]) peptide and insulin, respectively implicated in Alzheimer’s disease and Diabetes.Tang et al. elucidated the X-ray structure of the human IDE and found that substrates have two anchoring sites : the catalytic site at the zinc and an exosite which are both key features for the binding and hydrolysis.In our laboratory, we have screened a 2080-compound library on the enzyme and found a 5 µM hit inhibitor of A[Béta] hydrolysis. X-ray analysis of ligand-enzyme complexes, revealed that unexpectedly these compounds are either ligands of the catalytically site or the exosite of IDE.Consistently with their peculiar binding mode, these compounds behave as inhibitors or activators of the enzyme in a substrate-dependent manner.We made several chemical modulations on the hit structure and synthesized about 80 analogues to increase both potency and cell permeation.The mode of action of our compounds opens new avenues for the study of the function of IDE and for the design of therapeutic interventions.In the mean time, an in situ Click Chemistry experiment led to the identification of 32 ligands over 180 potential compounds. 12 compounds were resynthesised and showed inhibitory activities on the enzyme for all substrats. Co-crystallisation confirmed the binding to the catalytical site thanks to a hydroxamate function.