Modification de surface des alliages à base de Ti et de Ni par faisceau d'électrons de haute courant pulsé a été effectuée avec des intentions de la compréhension de la modification de la couche fondue et les mécanismes de pénétration de trempe que les deux devraient dépendre de la nature du matériau et son orientation. Il a été constaté que α 'ou α''martensite a été formée sur la surface Ti alliage traité. Le taux de refroidissement a été estimée en utilisant la taille des grains avant-β dans les alliages Ti TA15. Le niveau de stress induit par le traitement HCPEB a été estimée en utilisant le déclenchement des contraintes de stress induite transformation de phase martensitique α''. La croissance épitaxiale a été observée dans la surface fondue couches de la HCPEB traités à base de nickel alliages monocristallins AM1 (100) et (111). Une zone de substrat durcis en raison de la présence de dislocations à haute densité et un substrat adoucir la zone en raison de la brutalité des précipités ont été trouvés. Il a été constaté densité de cratères des superalliages à base de nickel monocristallin est un ou deux ordres de grandeur plus faible que celle des matériaux métalliques étudiés précédemment. En examinant la morphologie du cratère, trois étapes de la formation de cratères ont également été proposés. / Surface modification of Ti and Ni base alloys by high current pulsed electron beam has been carried out with intentions of understanding of the modification in the melted layer and the mechanisms of deep hardening that both should depend on the nature of the material and its orientation. It was found that α’ or α’’ martensite has been formed on the treated titanium alloy surface. The cooling rate was estimated by using an empirical equation with the size of the prior-β grains in TA15 titanium alloys. The stress level induced by HCPEB treatment was experimentally estimated by using the triggering stress for stress-induced α’’ martensitic phase transformation. Epitaxial growth was observed in the surface melted layers of the HCPEB treated Ni-base single crystal superalloys AM1 (100) and AM1 (111). Significant difference in deep hardening between the AM1 (100) and AM1 (111) samples are also observed. A substrate hardened zone due to the presence of high density dislocations induced by the stress generated by the HCPEB treatment and a substrate soften zone due to the coarsening of the precipitates have been found. It was found crater density of the Ni-base single crystal superalloys is one or two orders of magnitude lower that of the previously studied metallic materials. Through examining the crater morphologies in details, three stages of the formation of craters have also been proposed.

Ce projet de doctorat s’inscrit dans le cadre de la valorisation des lignines industrielles pour la production des biocomposites. Il contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en remplaçant des polymères synthétiques par des matériaux d’origine renouvelable. On développe plusieurs méthodes afin d’améliorer la compatibilité entre les lignines industrielles et le polyéthylène. Dans la première partie, une revue de littérature est présentée pour mettre en évidence l’effet de l’ajout des lignines sur les propriétés mécaniques, morphologiques et thermiques des thermoplastiques. Les méthodes existantes pour renforcer la compatibilité des composites sont également présentées. Puis, quatre approches pour améliorer la compatibilité entre la lignine Kraft et le polyéthylène de haute densité (HDPE) sont présentées : l’estérification partielle de la lignine, l’estérification superficielle de la lignine, le greffage catalytique du polyéthylène sur la lignine et l’ajout d’un copolymère modifié à base de poly(styrène-éthylène-butylène-styrène) (SEBS). Il apparaît que les SEBS modifiés se comportent comme des agents couplants pour les composites, alors que les trois autres méthodes sont inefficaces pour augmenter les propriétés mécaniques des composites. La deuxième partie est consacrée au développement de nouveaux agents couplants non-réactifs à base de SEBS pour les composites lignine-polyéthylène. Le SEBS est assujetti à la nitration suivie d’une amination pour obtenir des copolymères fonctionnalisés (SEBS-NO2 et SEBS-NH2). On montre que le SEBS-NO2 est moins efficace que le SEBS-NH2, ce dernier présentant une efficacité compatibilisante comparable à celle d’un agent couplant réactif (MAPE). Les propriétés morphologiques et mécaniques des composites lignine-polyéthylène sont améliorées à la suite de l’ajout de SEBS-NH2. Finalement, le greffage radicalaire est proposé comme une méthode facile et à faible coût pour améliorer la compatibilité des composites lignine-polyéthylène. Il s’avère que les radicaux libres engendrent des effets néfastes sur les propriétés mécaniques des matériaux à base de HDPE seul. Par contre, le greffage radicalaire améliore efficacement la compatibilité des composites contenant jusqu’au 60% de la lignine Kraft ou de la lignine Kraft estérifiée. Une étude détaillée de l’effet de l’estérification de la lignine et de l’ajout du générateur de radicaux libres sur les propriétés des composites est rapportée. Mots-clé : Lignine; polyéthylène; composites; compatibilisation; gaz à effet de serre. / This PhD project was carried out to promote the use of industrial lignins in polyethylene biocomposites production, which contributes to decease the generation of greenhouse gases by replacement of synthetic by renewable source polymers. Several methods were developed to improve the compatibility between industrial lignins and polyethylene. In the first part of this work, a literature review is presented in order to clarify the effect of lignin addition on the mechanical, morphological and thermal properties of thermoplastic materials. The existing methods of enhancing lignin-based composites' compatibility are also summarized. Afterwards, four compatibilization approaches for Kraft lignin-HDPE composites are investigated: partial esterification of lignin, surface esterification of lignin, catalytic grafting of polyethylene onto lignin surface, and adding a modified copolymer based on poly(styrene-ethylene-butylene-styrene) (SEBS). It was found that modified SEBS behaved as compatibilizers for Kraft lignin-HDPE composites, whereas the other three methods failed to increase the mechanical properties of the composites. The second part was devoted to the development of new unreactive compatibilizers based on SEBS for lignin-polyethylene composites. SEBS was subjected to nitration followed by amination in order to obtain functionalized copolymers (SEBS-NO2 and SEBS-NH2). SEBS-NO2 is shown to be less efficient than SEBS-NH2, the latter displaying compatibilizing efficiency comparable to that of a reactive compatibilizer (MAPE). The morphological and mechanical properties of lignin-polyethylene composites are improved by adding SEBS-NH2. Finally, a facile and low-cost method to improve the compatibility of lignin-polyethylene is suggested and investigated, which is radical-mediated melt grafting. It is confirmed that free-radical treatment exerted negative effects on the mechanical properties of neat HDPE. However, melt grafting efficiently improves the compatibility of the composites containing up to 60 wt% of Kraft lignin or esterified lignin. A detailed study of the effect of lignin esterification and adding free-radical generator on the properties of the composites is reported. Keywords: Lignins; polyethylene; composites; compatibilization; greenhouse gases.

Les acides a-linoléniques conjugués (CLnA) sont présents dans la nature et plus particulièrement dans la matière grasse laitière. L'influence d'un mélange d'acide alinolénique conjugué composé des isomères 18 :3 9-cis,\\-trans,\5-cis et 9-cis,)3-trans,\5- cis a été étudié afin de déterminer leurs effets physiologiques in vivo. Nous avons tout d'abord démontré que ces isomères étaient absorbés, incorporés et métabolisés chez le rat dans des conditions physiologiques. De plus, les métabolites formés ont été accumulés dans les phospholipides du foie et du plasma. Cependant, un seul isomère, soit le 18 :3 9-c/s,lltrans,\5-cis a été allongé et désaturé afin de produire des isomères conjugués de l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et docosahexanénoïque (DHA). Nous avons ensuite démontré que ce mélange de CLnA altérait négativement le profil lipidique sanguin de hamsters ayant ingéré un régime hypercholestérolémiant en augmentant la quantité de lipoprotéines petites et denses dans le plasma des animaux. Cependant, cette augmentation ne semble pas s'être répercutée sur la formation précoce et accentuée de stries lipidiques dans les aortes de ces animaux. En contrepartie, dans une autre expérience utilisant des souris mâles et femelles, une forte tendance à diminuer la masse grasse chez les souris femelles a été observée. Cette diminution ne s'est pas accompagnée d'une accumulation de lipides dans le foie constituant un effet favorable des CLnA dans la diminution de la masse grasse. Finalement, l'effet des CLnA sur le cancer mammaire induit chimiquement à des rates a conduit à la diminution de l'incidence du cancer. Cette diminution ne s'est cependant pas accompagnée d'une diminution de la promotion des tumeurs. Les études complémentaires visant à partiellement élaborer un mécanisme d'action n'ont pas été concluantes supposant que l'action des CLnA pourrait reposer sur la modification de la composition lipidique des phospholipides membranaires. / Conjugated a-linolenic acid (CLnA) are found in milk fat. The physiological effects of feeding a mixture of CLnA composed 18:3 of cis-9,trans-ll,cis-l5 and cis-9,trans-\3,cis15 at equimolar concentration was evaluated in vivo. We have first demonstrated that the CLnA mixture was absorbed, incorporated and metabolized when given to rats in physiological conditions. The metabolites formed were incorporated into plasma and liver phospholipids. However, only one CLnA isomer, the 18:3 of cis-9,trans-ll,cis-\5, have been elongated and desaturated into conjugated isomers of eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA). We hypothesized that this isomer could have a greater physiological effect due to its elongation/desaturation pathway metabolism. In another study, we investigated the effect of CLnA mixture on cardiovascular disease and found that it increased small dense LDL in hamsters fed a hypercholesterolemic diet with CLnA mixture. However, this increase had no repercussions on the formation of fatty streaks in the aortas. Another experiment has been done on the influence of feeding CLnA mixture on body fat mass and feed efficiency on male and female mice. A tendency to decrease the body fat mass was observed in female and no liver fat accumulation was observed in the animals. Finally, in rats induced chemically mammary tumors and fed the CLnA mixture, a significant decrease of tumors incidence was observed compared to control group. However, no impact of the diet was observed for the growth of tumors with this diet and compared to control group. Other studies have also been done to identify some mechanisms of CLnA but the results were not enough conclusive to propose mechanistic path. We nevertheless suppose that CLnA may act by the modification of the lipid membrane phospholipids by the incorporation of CLnA metabolites changing membrane fluidity and permeability.

Ce projet se concentre sur la production et la caractérisation de composites à base de polymère thermoplastique (polyéthylène de haute densité) et de particule naturelle (coquilles de sarrasin) comme valorisation de ces dernières. Des échantillons ont été préparés avec trois composés différents. La première partie porte sur les coquilles non traitées et utilisées directement dans la matrice polymère. La seconde partie porte sur les coquilles traitées (mercerisation) avant leur introduction dans la matrice polymère, tandis que la partie finale porte sur les coquilles traitées avec l'ajout d'un agent de couplage (polyéthylène greffé d'anhydride maléique). Tous les échantillons ont été préparés à des concentrations de 10, 20, 30 et 40% en poids de coquilles de sarrasin pour comparer avec la matrice seule (0%). Des plaques ont ensuite été fabriquées par moulage en compression pour préparer les éprouvettes d'essai. Les caractéristiques morphologiques (microscopie électronique à balayage), physiques (densité et dureté) et mécaniques (tension et impact) ont été mesurées sur les échantillons produits. Sur la base des résultats obtenus, on remarque que certaines propriétés mécaniques et physiques sont améliorées, mais seulement en utilisant le traitement alcalin en combinaison avec l'agent de couplage. En général, les meilleurs résultats sont obtenus pour une concentration de 30% en poids. / This project focuses on the production and characterization of composites based on a thermoplastic polymer (high density polyethylene) and a natural fiber (buckwheat shells) as a valorization of the latter. The samples were prepared with three different compounds. The first part deals with untreated shells used directly in the polymer matrix. The second part deals with the shells treated (mercerization) before their introduction into the polymer matrix, while the final part deals with the shells treated with the addition of a coupling agent(polyethylene grafted with maleic anhydride). All the samples were prepared at concentrations of 10, 20, 30 and 40% by weight of buckwheat shells to compare with the matrix alone (0%). Plates were then made by compression molding to prepare the test specimens. The morphological (scanning electron microscopy), physical (density and hardness) and mechanical (tension, bending and impact) characteristics were measured on the samples produced. Based on the results obtained, it was observed that some mechanical and physical properties were improved, but only by using the alkali treatment in combination with the coupling agent. In general, the best results were obtained for a concentration of 30% by weight.

Protocole d'entente entre l'Université Laval et l'Université du Québec à Chicoutimi / La prévalence de l’obésité chez les enfants et les adolescents a augmenté de façon importante depuis les dernières décennies. Celle-ci peut apporter des conséquences néfastes sur la santé cardiovasculaire et ainsi, entrainer un développement précoce de l’athérosclérose. L’obésité est, entre autres, associée à une diminution des niveaux de cholestérol HDL et à une diminution de la fonctionnalité des particules HDL. Récemment, il a été démontré que la fonctionnalité des particules HDL était inversement associée au risque de maladies coronariennes. Cependant, peu d’études se sont intéressées à ce sujet chez les jeunes. L’objectif principal de ce projet de maîtrise était d’évaluer l’impact d’un programme d’intervention multidisciplinaire sur la fonctionnalité des particules HDL chez l’adolescent obèse. Vingt-neuf adolescents (16 garçons et 13 filles) âgés de 11 à 16 ans ont participé à cette étude. Le but de l’intervention était d’améliorer les habitudes alimentaires et d’augmenter le niveau d’activité physique. Les jeunes ont été suivis par une équipe multidisciplinaire et ont participé à trois séances d’entrainement par semaine, et ce, pendant 16 semaines. Les résultats suggèrent qu’un programme d’intervention multidisciplinaire peut contribuer à améliorer le profil de risque et la capacité d’efflux des particules de cholestérol HDL chez des adolescents obèses. De plus, ils indiquent que les changements dans la capacité d’efflux des particules de cholestérol HDL sont liés aux changements dans les concentrations de cholestérol HDL. / The prevalence of childhood obesity has significantly increased over the past decades. This increased have adverse effects on cardiovascular health, leading to early development of atherosclerosis. Obesity is associated with a reduced HDL cholesterol level and with a decreased efflux capacity of HDL particles. Recently, it has been shown that efflux capacity of HDL particles is inversely associated with the risk of coronary heart disease. However, only few studies have addressed this issue in obese adolescents. The main objective of this study was to assess the impact of a multidisciplinary intervention program on HDL cholesterol efflux capacity (CEC) in obese adolescents. Twenty-nine adolescents (16 boys and 13 girls) aged 11 to 16 years were involved in this study. The goal of the intervention was to improve eating habits and increase the level of physical activity. Each youth was followed by a multidisciplinary team and trained three sessions per week for 16 weeks. Results suggest that a multidisciplinary intervention program can help to improve risk profile and HDL CEC in obese adolescents. In addition, results indicate that changes in HDL CEC are related to changes in HDL cholesterol concentrations

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les pointes épileptiques intercritiques (IES) représentent une signature neuronale de l'activation transitoire hypersynchrone et excessive d'un grand ensemble de neurones corticaux hétérogènes. Elles sont considérées comme la signature de l’épileptogénicité du réseau neuronal sous-jacent. Dans cette étude, des changements sur la configuration neurale ont été observés chez des modèles animaux et humains au cours de l'IES. Pour la première fois, ces changements ont été détectés à l'aide de la spectroscopie optique rapide (FOS), qui correspond aux variations de la lumière diffusée par le tissu neural pendant l'activation. Ces chages [i.e. changements] sont associés à des mécanismes cellulaires plutôt qu'à des réponses hémodynamiques à haute résolution spatiale et temporelle. Pour étudier le mécanisme IES, une analyse simultanée multimodale des changements optiques rapides (FOS) et électriques (EEG/ECoG: temps et fréquence) a été développée chez des modèles animaux (15 rats) et humains (IES frontales,3 enfants). Pour évaluer de manière indépendante nos méthodes, un potentiel évoquant somatosensoriel et une réponse optique ont été conçus dans des modèles animaux et humains (5 volontaires sains).Les résultats suggèrent une relation entre la (dé)synchronisation et les changements optiques quel que soit le modèle épileptique. Nous avons démontré que cette approche multimodale non invasive multi-échelles (FOS, ECoG / EEG) permet d'étudier la physiopathologie de l'IES chez les patients et de mieux comprendre les mécanismes qui propulsent les neurones vers l'hypersynchronisation chez les modèles épileptiques humains et animaux / Interictal epileptic spikes (IES) represent a signature of the transient synchronous and excessive discharge of a large ensemble of cortical heterogeneous neurons and are widely accepted diagnostically as a signature of an epileptic underlying network. In this study, changes on neural configuration were observed in an animal and human models during the IES. For the first time, these changes were detected using Fast Optical Spectroscopy (FOS), which correspond to variations of scattered light from neural tissue during activation. These chages [i.e. changes] are associated with cellular mechanisms rather than hemodynamic responses with high spatial and temporal resolution. To investigate IES mechanism, a multimodal simultaneous analysis of the fast optical (FOS) and electrical (EEG/ECoG: time and frequency domain) changes was developed in both animal (15 rats) and human models (frontal IES, 3 children). To independently evaluate our methods, a control somatosensory evoked potential and optical response was designed in both animal and human models (5 healthy volunteers). The results suggest a relationship between (de)synchronization and optical changes whatever the epileptic model. This also proposed that changes in the fast optical signal which reflect changes in membrane configuration, are associated with the complex perturbations of the neuronal activation of the epileptic networks. We demonstrated that this non-invasive multiscale multimodal approach (FOS, ECoG/EEG) is suitable to study the pathophysiology of the IES in patients and shed new light on the mechanisms that propel neurons to the hypersynchronization in both animal and human epileptic models

Les macrophages jouent un rôle clé dans l'athérosclérose. Après la captation massive des LDL oxydées (oxLDL), les macrophages sous-endothéliaux sont chargés en cholestérol et se transforment ainsi en cellules spumeuses qui contribuent à la formation de la plaque d'athérome. Les oxystérols, produits d'oxydation du cholestérol, sont retrouvés en quantité importante dans les oxLDL. Au niveau cellulaire, ils sont impliqués dans la régulation de l'homéostasie du cholestérol, l'induction du stress oxydatif cellulaire et de la cytotoxicité. Notre travail montre que le cholestérol, associé aux LDL et d'origine cellulaire, est fortement oxydé par les macrophages lors d'une exposition aux oxLDL. Les principaux produits d'oxydation sont le 7-cétocholesterol et 7α/β-hydroxycholestérol. De plus, nous démontrons que ces oxystérols sont exportés hors des macrophages via les HDL, mais pas l'apoA1. Nous avons aussi caractérisé les oxystérols formés dans les HDL suite à des modifications oxydatives et les HDL issues de patients diabétiques. Nous avons en outre montré que ces modifications sont associées à une diminution de la capacité des HDL à exporter les oxystérols. / Macrophages play a key role in atherosclerosis. After massive uptake of oxidized LDL (oxLDL), subendothelial macrophages are overloaded with cholesterol thereby leading to the formation of foam cells, which is one characteristic of atherogenesis. Oxysterols, the oxidation products of cholesterol, are one of major components of oxLDL; they are involved in the regulation of cholesterol homeostasis, induction of cellular oxidative stress and cytotoxicity. Our works show that both LDL derived-cholesterol and cellular cholesterol can be strongly oxidized in human THP1 and murine RAW macrophages, especially during exposure of oxLDL. The major oxidative products are 7-ketocholesterol and 7α/β-hydroxycholesterol. Moreover, we demonstrate that both oxysterols derived from LDL cholesterol and cellular cholesterol can be exported to HDL, whereas not to apoA1. Then, we studied the functionality of modified HDL and diabetic HDL on oxysterols efflux. A decrease of oxysterols efflux was observed with oxidized and glycoxidized HDL. Compared to the HDL of healthy controls, the HDL of diabetic subjects are less efficient to efflux oxysterols. Taken together, the increased production of oxysterols in presence of oxLDL and their lower efflux by modified HDL support the detrimental role of these oxidative compounds in pathophysiological conditions like diabetes.

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

Le cholestérol, molécule complexe, est depuis longtemps associé aux maladies cardiovasculaires. Bien qu'il ait des effets bénéfiques lorsqu'il est, par exemple, précurseur de sels biliaires, de la vitamine D et d'autres stéroïdes, s'il est en excès dans le sang, il peut être à l'origine de la formation de plaques athéromateuses. Le transport du cholestérol dans la circulation est assuré par les lipoprotéines qui sont évacuées de la circulation par des récepteurs spécifiques au niveau du foie. Le récepteur de lipoprotéines de faible densité (LDL) mène à la captation et à la dégradation complète de la particule, tandis que le récepteur « scavenger » de classe B type J (SR-BI) est capable de retirer de façon sélective les esters de cholestérol des LDL et des lipoprotéines de haute densité (HDL). Les lipoprotéines sont reconnues par ces récepteurs grâce aux apolipoprotéines (apo) présentes à la surface de la particule. Des études antérieures ont démontré que l'apoC-I peut inhiber la captation de lipoprotéines riches en triglycérides et moduler l'activité d'enzymes impliquées dans le métabolisme du cholestérol. L'objectif de la présente étude est d'examiner si les différents taux de sécrétion d'apoC-I par les cellules hépatiques induisent un changement au niveau du métabolisme des LDL et des HDL. Des essais de captation des HDL et des LDL par des cellules d'hépatome humain HepG2 ont été réalisés en présence de concentrations croissantes d'apoC-I purifiées. Ces essais ont démontré une diminution dose dépendante de la captation sélective des esters de cholestérol des LDL et des HDL (95 % et 98% d'inhibition respectivement, en présence de 5 µg/ml d'apoC-I), sans provoquer de changement dans l'association protéique et la dégradation de ces lipoprotéines. Pour caractériser l'impact des différents taux de sécrétion d'apoC-I endogène, des transformants stables de cellules HepG2 ont été obtenus exprimant 290 % et 380 % du niveau d'apoC-I secrétée par les cellules HepG2. D'autre part, l'expression de cette apolipoprotéine a été inhibée de 55 % de son niveau d'expression par les cellules HepG2 en utilisant la stratégie des siRNA (short interfering RNA). Les essais d'association et de dégradation des HDL et des LDL par ces différents types de cellules ont démontré qu'une diminution de l'expression de l'apoC-I induit une augmentation de la captation sélective des esters de cholestérol des HDL de 29 % par l'apport à celle des cellules contrôles. Les associations protéique et lipidique des LDL ont été aussi plus élevées pour les cellules sous-exprimant l'apoC-I (23 % et 15 % d'augmentation respectivement). Contrairement aux résultats obtenus avec les cellules sous-exprimant l'apoC-I, le métabolisme des lipoprotéines n'a pas été modifié dans les cellules sur-exprimant l'apoC-I. Les analyses de clairances plasmatiques des LDL et des HDL injectées à des souris, réalisées en présence d'apoC-I purifiée, visant à élucider l'impact de cette apolipoprotéine dans le métabolisme des lipoprotéines in vivo, n'ont pas donné les résultats escomptés. D'autre part, les essais de liaison de l'apoC-I marquée à l'iode-125 aux cellules HepG2 ont révélé que celle apolipoprotéine se lie de façon spécifique à la membrane plasmique de ces cellules. De plus, les résultats d'incubation des LDL et des HDL en présence de cette apoC-I marquée ont démontré que celle-ci s'associe également aux lipoprotéines. Enfin, la définition du rôle de l'apoC-I dans le métabolisme des HDL et des LDL pourrait mener à une intervention d'ordre thérapeutique visant à diminuer le taux de synthèse de cette apolipoprotéine, et ainsi diminuer le taux de cholestérol sanguin et en conséquence l'incidence de maladies cardiovasculaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : LDL, HDL, Apolipoprotéines, Cholestérol, Captation sélective.