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

Le développement de nouveaux matériaux luminescent pour les LEDs du futur, qui ont pour objectifs de préserver l’environnement et de réduire les dépenses énergétiques, est un thème de recherche d’actualité et un défi extrêmement intéressant pour de nombreux chercheurs. Actuellement, la plupart des LEDs commerciales sont des matériaux dopés aux lanthanides. Cependant, la situation économique et politique actuel est telle que pour l’approvisionnement en lanthanides, les pays européens sont dépendant des pays asiatiques qui ont le monopole sur la production et l’exportation des ceux-ci. Dans ce contexte, mes travaux de thèses effectués en collaboration avec l’UCCS de Lille (France) et l’Université de Siegen en Allemagne ont pour objectifs d’étudier les propriétés photoluminescentes de nouveaux oxydes ou oxohalogénures de Bismuth (sans lanthanides) étudiés préalablement par l’UCCS pour leurs caractéristiques structurales. Dans les phases sélectionnées, la connectivité des tétraèdres oxo-centrés O(BiM)4 est un paramètre clé permettant de jouer sur les propriétés optiques en changeant de polytype ou de composition chimique. De ce fait, un des objectifs de cette thèse est de déterminer les paramètres importants permettant de façonner les propriétés optiques de Bi3+ sur des bases de simples concepts tels que la connectivité du Bi, la stéréo-activité de sa paire d’électrons libres ou les structures électroniques…etc. L’étude des familles BiM2XO6 (M=Mg, Cd, Zn et X= P, As, V) et ABiO2X (A=Ca, Cd, Sr, Ba et X=Cl, Br) qui possèdent une émission intense à température ambiante valident la pertinence de ces travaux. / The development of luminescent materials for future LEDs is currently a hot-topic with respect to energy saving materials and it is an interesting challenge for many researchers to find the luminescent materials of tomorrow. Most of the current commercial LEDs are based on lanthanide activators. The economic and political context leads the European countries to be dependent on the Asian monopole, in terms of the production and exportation of lanthanides. In this context, my PhD work developed in collaboration with the UCCS at Lille, France and the University of Siegen, Germany, deals with the photoluminescence properties of some novel Bi3+ oxo-salts phosphors (lanthanide free) studied so far by the french partner for their structural aspects. In the selected phases, one key-parameter is the degree of connectivity between oxo-centered O(Bi,M)4 tetrahedra, which allows a fine tuning of optical properties from one polytype to another one and tuning the chemical composition. Therefore, one goal of this work concerns the deduction of the important parameters tailoring the Bi3+ optical properties, on the basis of simple concepts, e.g. Bi bonding scheme, Bi3+ lone pair (LP) stereo-activity, electronic structures … etc. The investigation of the BiM2XO6 (M/M´=Mg, Cd, Zn and X=P, As, V) and ABiO2X (A=Ca, Cd, Sr, Ba and X=Cl, Br) families validated the pertinence of this study, leading to bright luminescence at room temperature.

La biréfringence magnétique linéaire correspond à une différence d'indice induite dans un milieu par un champ magnétique transverse. Dans les gaz, cet effet est aussi connu sous le nom d'effet Cotton-Mouton. En 1935, la théorie de l'électrodynamique quantique prévoit une telle biréfringence magnétique linéaire dans un milieu particulier, le vide. La biréfringence attendue est de l'ordre de 10-24 pour un champ magnétique appliqué de 1 T. Malgré plusieurs tentatives, l'observation de cette prédiction de l'électrodynamique quantique n'a encore jamais été réalisée et reste un défi expérimental. Les travaux réalisés durant cette thèse sont dédiés à l'observation et à la mesure de l'effet Cotton-Mouton dont le but ultime est la mesure de l'effet Cotton-Mouton du vide. Les mesures de biréfringence magnétique sont difficiles car il s'agit de détecter de très petites variations de la polarisation de la lumière combinant optique de précision et champ magnétique. L'expérience est réalisée au Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses de Toulouse afin d'associer l'utilisation de champs magnétiques intenses en régime pulsé et d'une cavité optique de type Fabry-Perot de très haute finesse sur laquelle est asservi un laser Nd :YAG. Ce manuscrit présente les résultats des mesures de biréfringences magnétiques dans le xénon gazeux et une limite dans le vide obtenus avec la première version de l'expérience au commencement de cette thèse. La nouvelle version de l'expérience BMV.II est au cœur de cette thèse, de sa construction aux résultats expérimentaux. Les principaux éléments y sont décrits, à savoir les enceintes à vide, la bobine produisant un champ magnétique plus intense, le système d'asservissement. Les améliorations vis à vis de la première version de l'expérience concernant la sensibilité de l'expérience, y seront également présentées. / Linear magnetic birefringence corresponds to an anisotropy of the index of refraction induced in a medium by an applied external magnetic field. In gas, this effect is often referred to as the Cotton-Mouton effect. The development of the quantum electrodynamic (QED) theoretical framework led to the prediction of vacuum magnetic-birefringence (VMB) (or Cotton-Mouton effect in vacuum (CMV)), with an expected magnitude of 10-24 per Tesla of magnetic field. While several experiments seek to measure this fundamental QED prediction, the direct measurement of VMB remains elusive. This thesis work focuses the enhancement of Birefringence Magnetique du Vide (BMV), an apparatus designed for the measurement of VMB. The main challenge in the measurement of VMB lies in the extremely small magnitude of the effect, resulting in the marriage of techniques in high magnetic fields and precision interferometry. BMV is housed in the Laboratoire National des Champs Magnétique Intense (LNCMI) in Toulouse, making use of the facility's high pulsed magnetic fields. The experiment uses a Fabry-Perot optical resonator to store the probing laser field, enhancing the measurable effect. Presented in this thesis are the results of magnetic birefringence measurements in xenon gas as well as limits of the vacuum effect obtained in the first iteration of the experiment, BMV I. Additionally, we focus on the development of the second generation experiment, BMV II, from setup through early experimental results showing great improvements in sensitivity since the first version of the experiment. The key parameters of this experimental setup demonstrated here are the vacuum system, the pulsed magnetic field coils, and the optical setup.

L'étude des symétries de l'interaction électrofaible dans les noyaux : tel est le cadre général dans lequel s'inscrit l'expérience que nous rapportons dans ce travail. Notre étude concerne plus spécifiquement le couplage pseudoscalaire induit du nucléon et l'influence sur ce même couplage du milieu nucléaire dans lequel ce nucléon est plongé.

L'étude des symétries de l'interaction électrofaible dans les noyaux : tel est le cadre général dans lequel s'inscrit l'expérience que nous rapportons dans ce travail. Notre étude concerne plus spécifiquement le couplage pseudoscalaire induit du nucléon et l'influence sur ce même couplage du milieu nucléaire dans lequel ce nucléon est plongé.

Le but de ce travail était de développer une méthodologie de quantification de la microviscosité membranaire en se basant sur la technique de résonance paramagnétique électronique (RPE) associée au marquage de spin. La méthode a consisté à étalonner les spectres RPE dacides doxylstéariques présentant un groupement nitroxyle à différentes positions de leur chaîne hydrocarbonée dans des mélanges de glycérol/éthanol de viscosité connue. Des courbes étalons, reliant la viscosité au temps de corrélation (τc) et au paramètre dordre (S), ont ainsi été établies. Elles ont, ensuite, été utilisées pour létude de plusieurs systèmes membranaires (micelle, liposome, cellule). En premier lieu, la valeur de la viscosité locale au sein des micelles de détergents synthétiques (SDS, DTAB et CTAB) a été mesurée. Lévolution de cette microviscosité en fonction de la concentration en détergent a permis de donner une approche du phénomène dagrégation de ces micelles. De la même manière, les micelles de deux sels biliaires, le taurocholate et le taurodeoxycholate de sodium, ont été étudiées. Ces dernières présentent un corps micellaire beaucoup plus visqueux que leur région interfaciale hydrophile. En second lieu, la microviscosité à différentes profondeurs dans la bicouche lipidique des liposomes de DMPC a pu être quantifiée. Elle diminue en allant de la surface hydrophile vers le centre hydrophobe de la bicouche. Les effets de la température, du cholestérol et du propofol (PPF), agent hypnotique utilisé en anesthésie générale, sur la fluidité de la bicouche ont aussi été étudiés. Lincorporation du cholestérol dans la bicouche lipidique la stabilise et atténue, voire fait disparaître, la transition de phase. En revanche, le propofol fluidifie la bicouche lipidique. La technique de mesure de la microviscosité par RPE ne permet de mettre en évidence la fluidification quaux fortes concentrations en PPF (≥10-4 mol dm-3). La spectroscopie dabsorption de la mérocyanine 540 (MC540) a permis de montrer qualitativement que leffet existe également aux plus faibles concentrations en PPF (10-7 - 10-6 mol dm-3) qui correspondent aux concentrations atteintes en clinique. Leffet du PPF dans une de ces formulations commerciales Diprivan® sur la fluidité du DMPC na pas pu être étudié en raison de la présence de vésicules dintralipide dans sa composition. Ces vésicules perturbent à la fois les mesures RPE et celles dabsorption. Enfin, la microviscosité des membranes dérythrocytes et de cellules neuronales (Neuro-2a) a pu être quantifiée. A la température physiologique (37°C), la valeur de la microviscosité au centre de la membrane avoisine les 100 cP. Le PPF fluidifie les membranes cellulaires surtout au niveau de la surface de la bicouche lipidique. Cet effet est observable à partir dune concentration en PPF de 10-4 mol dm-3 dans les membranes des érythrocytes, et dès une concentration de 10-5 mol dm-3 dans les membranes des cellules Neuro-2a.

La contamination des eaux de surface par les polluants agricoles soulève des inquiétudes concernant les effets potentiels sur les organismes aquatiques. L'objectif général de ce projet de maîtrise était d'évaluer le statut physiologique du poisson d'eau douce exposé de façon chronique aux pesticides et autres polluants agricoles. Dans un premier volet, des truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) ont été exposées durant 30 jours à un herbicide communément détecté dans les cours d'eau agricoles, le métolachlore, à des concentrations de 200, 500 et 800 µg/l. Une exposition au métolachlore en microplaque avec des cellules interrénales de truites arc-en-ciel (cellules qui sécrètent le cortisol) a aussi été réalisée. Dans un second volet, des perchaudes ont été capturées à trois reprises entre 2002 et 2003 dans la rivière Yamaska (Québec, Canada), qui est contaminée par les pesticides et autres polluants agricoles. À chacune des campagnes, un site non contaminé (lac Brome) ou très faiblement contaminé par les pesticides (rivière Yamaska Nord) était utilisé comme site de référence. Pour les deux volets, des fonctions biologiques ont été évaluées à l'aide de biomarqueurs: la fonction endocrinienne par le cortisol plasmatique; l'osmorégulation par l'activité de l'enzyme branchiale Na+/K+-ATPase et le métabolisme énergétique par le glucose plasmatique et le glycogène hépatique. L'activité de l'acétylcholinestérase plasmatique a été évaluée comme biomarqueur d'exposition aux inhibiteurs de cholinestérases. Enfin, des indices de condition tels que le facteur de condition, l'indice hépatosomatique et l'hématocrite ont permis de caractériser la condition générale des poissons. Les résultats obtenus pour le volet réalisé en laboratoire révèlent que les truites arc-en-ciel sont peu affectées par une exposition au métolachlore allant jusqu'à 800 µg/l. Une augmentation de l'hématocrite est toutefois notée à l'exposition de 200 µg/l de métolachlore. À 800 µg/l, les truites sont beaucoup plus sensibles au stress de capture. De plus, une perturbation du système d'osmorégulation est révélée par une hausse de l'activité Na+/K+ATPase des branchies, une diminution de l'hématocrite et des réserves énergétiques. L'exposition en microplaque montre que les cellules interrénales sont très résistantes au métolachlore en terme de viabilité cellulaire (concentration létale pour 50% des cellules CL50 = 1092 mg/l). Cependant, la concentration effective qui diminue de 50% la libération de cortisol est beaucoup plus faible (CE50 = 79 mg/l), ce qui suggère un potentiel de perturbateur endocrinien in vitro. Les résultats du volet réalisé en milieu naturel indiquent, pour la seconde campagne d'échantillonnage, que le milieu contaminé par les pesticides et autres polluants agricoles n'affecte pas significativement l'activité des cholinestérases plasmatiques, bien que celle-ci tende à baisser. Ce milieu affecte toutefois négativement la croissance des perchaudes et perturbe la réponse cortisolique. Les perchaudes ont une accumulation de glycogène hépatique et un indice hépatosomatique plus élevé. L'activité des enzymes Na+/K+-ATPase des branchies est plus élevée. Les résultats de ces études ont permis de dresser un portrait des effets des pesticides et autres polluants agricoles sur le statut physiologique du poisson. Ainsi, en approfondissant les différents biomarqueurs affectés, des études ultérieures pourront permettre d'évaluer l'état de santé des poissons. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Perchaude,Truite arc-en-ciel, Métolachlore, Pesticide, Cortisol, Perturbation endocrinienne, Osmorégulation, Hématocrite, Glycogène, Acétylcholinestérase, Rivière Yamaska.

Texte remanié de: Mémoire--Science politique--Strasbourg--IEP. / Bibliogr. p. 159-164.

Thèse de doctorat--Électronique et communications--Paris--ENST, 2006. / Notes bibliogr. Résumé.

Thèse de doctorat : PHYSIQUE : Metz : 1999. / 1999METZ022S. 80 ref.