Nous avons cherché à améliorer les caractéristiques des résines aminoplastiques et phénoliques utilisées dans la fabrication des panneaux de particules et de contreplaqués. Pour cela nous avons incorporé différents additifs ou charges dans les résines. Il s’agit du polymère de diphénylméthane diisocyanate pMDI, du polyuréthane sous forme de poudre micronisée PUR, de l’albumine, de divers polyéthers fluorés PolyFox et de polycondensats UF à base de propionaldéhyde UFP. L’ensemble des formulations et des méthodes de préparation des résines est présenté dans ce mémoire. Au laboratoire, nous avons synthétisé quatre types de résines : UF (Urée-Formaldéhyde), PF (Phénol-Formaldéhyde), UFP (Urée-Formaldéhyde-Propionaldéhyde) et UP (Urée-Propionaldéhyde). Nous avons également appliqué deux résines commerciales UF. Les résines ont été analysées par RMN 13C, GPC, TMA et IR. Les panneaux de particules et de contreplaqués ont été fabriqués avec les différents mélanges collants, analysés pour certains d’entre eux par microdensitométrie et MEB et tous testés selon les normes européennes. / The work in this thesis has tried to improve the characteristics of aminoplastic and phenolic resins used to make wood particleboard and plywood. To achieve this a number of different additives, active extenders and fillers have been added to the resins. These were polymeric diphenylmethane diisocyanate (pMDI), micronized waste polyurethane (PUR) powders, a protein namely albumin, a number of fluorinated polyethers (PolyFox) and urea-formaldehyde (UF) polycondensates in which part of the formaldehyde was substituted with propionaldehyde to form urea (formaldehyde-propionaldehyde (UFP) resins. The totality of the formulations and methodologies used for the preparation of the resins is presented in this thesis. Four types of laboratory resins have been synthetised: UF (Urea-Formaldehyde), PF (Phenol-Formaldehyde), UFP (Urea-Formaldehyde-Propionaldehyde) and UP (Urea-Propionaldehyde). Two commercial UF resins have also been used. All the resins were analysed by 13C NMR, gel permeation chromatography (GPC), thermomechanical analysis (TMA) and infrared spectrometry (FT-IR). The plywood and wood particleboard were prepared with the different glue-mixes, and tested according to the specifications of the relevant European Norms. Some of the panels were also analysed by X-ray microdensitometry and MEB.

Cette thèse vise à l'application d'un procédé électrochimique pour réaliser la destruction de composés organiques présents dans des effluents industriels avec pour objectif de réduire au maximum la pollution de ces effluents. La recherche s'est basée sur une étude approfondie d'un système d'électro-oxydation couplée où les composés organiques sont détruits, d'une part, par oxydation anodique sur une mousse de titane recouverte de SnO2-Sb2O3 et d'autre part, par oxydation indirecte à la cathode selon le mécanisme Electro-Fenton, avec un RVC (carbone vitreux réticulé) pour électrode, en présence de fer en solution et sous injection d'O2. Au cours de l'étude, basée essentiellement sur l'électrodestruction couplée et cathodique du phénol, on a analysé de manière systématique l'influence, sur l'efficacité de l'électro-oxydation, de paramètres électrochimiques (conductivité, densité de courant, pH, concentration en fer, débit d'injection de l'O2) et de paramètres physiques liés à la conception d'une cellule de type filtre-presse et à la nature tridimensionnelle des électrodes utilisées (épaisseur des électrodes, vitesse de circulation de l'électrolyte). Il en est ressorti un choix des conditions opératoires permettant de réduire, par électrodestruction cathodique, la DCO associée au phénol de 1.2 à 0.2 g/l pour une consommation énergétique de 7.7 kWh/m³. La technique électrochimique a également été utilisée pour détruire des composés organiques réfractaires présents dans divers effluents industriels. Les résultats obtenus ont montré l'efficacité de cette technique quelle que soit la concentration en DCO de l'effluent. Néanmoins, d'un point de vue économique, le système d'électro-oxydation couplé, optimisé dans cette thèse, ne peut être envisagé que pour traiter des effluents à débit limité si leur concentration en DCO est relativement élevée ou, au contraire, pour traiter des effluents à débit élevé (500 m³/j) ayant une DCO relativement faible (100 à 500 mg/l). Dans ce dernier cas, une diminution de la DCO de 75 à 92 % peut être obtenue pour une consommation énergétique moyenne de 1 kWh/m³.

Ce projet s’insère dans la tendance qui veut souligner la pertinence des microalgues parmi les solutions prometteuses au niveau environnemental et économique pour la fabrication de biocarburants. Cette recherche souhaite répondre à la demande de l’industrie qui est toujours à la recherche de méthodes de traitement des eaux usées peu coûteuses. La faisabilité d’utiliser des eaux usées industrielles très contaminées en composés aromatiques divers comme substrat de culture a été évaluée avec des espèces de microalgues vertes d’eau douce. Afin de jauger la faisabilité, le projet a été divisé en plusieurs sous-objectifs qui ont permis de sélectionner une souche de microalgues prometteuse et d’estimer la toxicité du phénol présent dans l’eau sur les microorganismes. Après avoir sélectionné la souche la plus résistante à l’eau usée, soit Chlorella vulgaris (souche CPCC90), des essais de croissance dans différentes conditions ont été réalisés afin de pouvoir caractériser cette souche. Les conditions idéales de croissance pour CPCC90 sont à 20 °C et elle peut survivre jusqu’à des concentrations de 50 % d’eau usée dans le milieu. L’eau usée a toutefois un effet toxique important limitant l’utilisation dans le milieu à 30 % pour l’obtention de croissances comparables à ce qui est rapporté dans la littérature dans des conditions similaires. Dans ces conditions et avec un éclairage important, une concentration de biomasse de 0,84 g/L a pu être obtenu. Les souches de Chlorella testées ont présenté un potentiel de croissance prometteur dans ces eaux, mais la toxicité de ces dernières sur les microorganismes a grandement limité leur potentiel d’utilisation. Afin que l’eau usée puisse être utilisée comme substrat de culture, il faudrait veiller à réduire sa toxicité par un traitement préalable ou de travailler avec des microorganismes adaptés à ces types de contaminants. De plus, il serait essentiel de complémenter le milieu avec des sources de phosphore et d’azote à faibles coûts. Cette recherche vient complémenter la littérature sur l’utilisation de l’espèce Chlorella en eaux usées pour la production de biocarburants de 3e génération.

La biosynthèse de phénol-glycolipides (PGL) par Mycobacterium tuberculosis et M. leprae favorise l’invasion des macrophages via l'interaction de la partie saccharidique des PGL avec le domaine lectine du récepteur cellulaire au complément CR3. Les PGL inhibent également la production de cytokines inflammatoires par la cellule hôte, par un mécanisme inconnu. J’ai observé que des bactéries BCG transgéniques exprimant les PGL de M. tuberculosis ou M. leprae avaient une capacité de survie accrue dans les macrophages. Cette persistance intracellulaire était dépendante de CR3 et associée à une diminution de la production d'oxyde nitrique dans les cellules infectées. L’addition de PGL purifié suffisait à inhiber la production d’oxyde nitrique par des macrophages stimulés avec LPS/IFN-γ. J’ai montré que la liaison de PGL-1 à CR3 provoquait la dégradation post-transcriptionnelle de TIR-domain-containing adapter-inducing interféron-β (TRIF) dans les macrophages, ce qui entraînait une réduction de la signalisation TRIF-dépendante. Dans les macrophages stimulés avec LPS/IFN-γ, la dégradation de TRIF réduisait la production d’oxyde nitrique synthase, et la production TRIF dépendante de cytokines inflammatoires et des chimiokines. Mes résultats ont donc permis d’identifier un nouveau mécanisme de virulence développé par les mycobactéries pathogènes pour réprimer conjointement les réponses inflammatoires et antimicrobiennes de l’hôte / Biosynthesis of phenolic glycolipids (PGL) by Mycobacterium tuberculosis and M. leprae promotes macrophage invasion, which proceeds through the interaction of the PGL sugar moieties with the lectin domain of cell-displayed complement receptor (CR3). PGL also limit host cell production of inflammatory cytokines by an unknown mechanism. I observed that transgenic BCG that express PGL specific to M. tuberculosis or M. leprae displayed enhanced survival within macrophages. Increased intracellular persistence of PGL-expressing BCG was CR3-dependent and correlated with the decreased production of nitric oxide in infected cells. Notably, the addition of soluble PGL to macrophages was sufficient to induce a reduction in nitric oxide production upon stimulation with LPS/IFN-γ. I showed that PGL-1 binding to CR3 causes the post-transcriptional degradation of TIR-domain-containing adapter-inducing interferon-β (TRIF) in macrophages, resulting in impaired TRIF-dependent signaling. Functionally, PGL-1-mediated degradation of TRIF resulted in the decreased induction of nitric oxide synthase, and TRIF-dependent inflammatory cytokines and chemokines in LPS/IFN-γ-stimulated macrophages. My results thus identified a virulence mechanism evolved by pathogenic mycobacteria to suppress both the inflammatory and antimicrobial responses of infected host cells

L'oxydation du phenol et des cresols en milieu aqueux par le procédé électro-Fenton en utilisant une cathode en feutre de carbone a été étudiée. 10?4 M de sulfate de fer (II) a été la concentration optimale de catalyseur, permettant d'éliminer 100% du carbone organique total (Cot) de solutions aqueuses de phenol. Les principaux intermédiaires formés (70%) au cours de la destruction du phenol ont été identifiés comme l'hydroquinone, p-benzoquinone et le catechol. Au cours de l'électrolyse de l'o-cresol, les intermédiaires identifiés (58%) ont été le 3-méthyl-catechol et le méthyl-hydroquinone. Pendant l'oxydation de phenols, les acides prédominants ont été identifiés. Ces expériences ont permis de proposer un mécanisme complet de minéralisation pour le phenol et l'o-cresol. Au cours du traitement des rejets de décapage d'avions, le remplacement des anodes de PT par diamant dope bore a augmenté l'efficacité, en supprimant environ 98% de TOC en 20 heures / The present work verified the efficiency of electro-Fenton to destroy phenolic compounds present in Stripping Aircraft Wastewater. This research aimed to elucidate the influence of the catalyst nature, its concentration and of electric current density in efficiency of electro-Fenton process using an indivisible cell with a carbon felt cathode and platinum or borod doped diamond anodes. The experiments compared the effect of these variables to destroy phenol, cresols and their intermediates. The compounds and many intermediates formed were identified in High Perfomance Liquid Chromatograph and allowed obtaining apparent and/or absolute constants and simplified degradation mechanisms. In optimum conditions, measures of Total Organic Carbon showed high mineralization rates. At the end, the application of electro-Fenton process to high organics loads of real Stripping Aircraft wastewater allowed obtaining almost complete mineralization replacing Pt anode by Boron Doped Diamond.

Le polyuréthane (PU) est le polymère synthétique le plus utilisé dans des applications comme les revêtements, les adhésifs, les élastomères, les mousses et les fibres. De nos jours, la lignine est utilisée dans la synthèse de PU. Une conversion hautement efficace mais peu coûteuse de la lignine est un élément clé de l'utilisation commerciale de la conversion de la biomasse lignocellulosique. L'utilisation de la lignine pour remplacer une partie de polyols en synthèse de polyuréthane suit deux approches principales: (1) utiliser directement de la lignine sans modification chimique préliminaire; (2) utiliser la lignine avec une modification chimique. La lignine modifiée par oxypropylation a été reconnue comme un procédé efficace pour produire des polyols de lignine. En plus de la lignine, d'autres composés qui ont les mêmes groupes fonctionnels que la lignine peuvent être utilisés dans l'industrie de la PU, comme le guaiacol, le phénol et le catéchol. Au cours des dernières décennies la diminution des ressources en combustibles fossiles a suscité des inquiétudes croissantes. La biomasse est considérée comme une matière première potentielle à utiliser largement et à grande échelle grâce à son énorme abondance dans la nature. Parmi les technologies thermochimiques pour l'utilisation des ressources en biomasse, la pyrolyse semble être la plus prometteuse en raison de sa capacité potentielle à permettre aux fabricants commerciaux d'utiliser la biomasse lignocellulosique abondante, économique et locale. Un certain nombre de composés phénoliques préparés par pyrolyse sous vide peuvent être classés en trois groupes présentant les mêmes groupes fonctionnels que le guaiacol, le phénol et le catéchol. Dans ce projet, nous avons d’abord étudié la réaction d'oxypropylation du guaiacol en produisant un produit avec une performance appropriée. Étant donné que le rendement était même inférieur à 3%, la synthèse d'éther de Williamson a été utilisée comme la deuxième méthode pour modifier le guaiacol, le phénol et le catéchol. Le rendement était d'environ 55% à 65%, et les caractérisations étaient également les mêmes que celles habituellement mentionnées dans la littérature pour les polyols compondants. / Polyurethane (PU) is the most wildly used synthetic polymer in many applications like coatings, adhesives, elastomers, foams, and fibers. Nowadays, lignin is used in the synthesis of PU. A highly efficient yet low-cost conversion of lignin is a key element in the commercial utilization of lignocellulosic biomass conversion. Using lignin to replace part of polyols in polyurethane synthesis follows two main approaches: (1) directly using lignin without any preliminary chemical modification; (2) using lignin with chemical modification. Oxypropylation-modified lignin has been recognized as an effective method to produce lignin polyols. In addition to lignin, some other compounds which have the same functional groups as lignin can be used in the PU industry, such as guaiacol, phenol and catechol. The increasingly reduced availability of fossil fuels has caused increasing concerns over the last few decades. Biomass is considered a potential raw material to be used widely and extensively because of its huge abundance in nature. Among the thermochemical technologies for using biomass resources, pyrolysis seems to be the most promising due to its potential capacity to enable commercial-scale plants to use abundant, cheap, and local lignocellulosic biomass. A number of phenolic compounds prepared by vacuum pyrolysis can be classified into three groups bearing the same functionalities as guaiacol, phenol, and catechol. In this project, we have first studied the oxypropylation reaction of guaiacol in producing a product with suitable performance. Since the yield was even less than 3%, Williamson ether synthesis was used as a second method for modifying guaiacol, phenol and catechol. The yield was approximately 55% to 65%, and the characterizations were also the same as usually mentioned in the literature for the corresponding polyols for the compounding polyols.

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

L'oxydation du phénol et des crésols en milieu aqueux par le procédé électro-Fenton en utilisant une cathode en feutre de carbone a été étudiée. Les constantes absolues de dégradation du phénol et de l'o-crésol par les radicaux hydroxyles ont été obtenues en milieu acide (2,5 < pH < 3,0), étant respectivement égales à (2.62  0.23) x 109 M-1 s-1 et (3.70  0.19) x 109 M-1 s-1. Les sels de fer, cobalt, manganèse et cuivre ont été utilisés pour fournir les cations métalliques comme catalyseurs de la réaction de Fenton pour produire des radicaux hydroxyles. 10-4 M de sulfate de fer (II) a été la concentration optimale de catalyseur, permettant d'éliminer 100% du Carbone Organique Total (COT) de solutions aqueuses de phénol. Les principaux intermédiaires formés au cours de la destruction du phénol par le traitement électro-Fenton ont été identifiés comme l'hydroquinone, p-benzoquinone et le catéchol. Des acides carboxyliques tels que les acides maléique, fumarique, succinique, glyoxilique, oxalique et formique sont identifiés comme produits finis, avant la minéralisation complète. Au cours de l'électrolyse de l'o-crésol, les principales réactions initiales (environ 58%) ont été des additions électrophiles de radicaux hydroxyles sur le cycle aromatique, conduisant à la formation de 3-méthyl-catechol et méthyl-hydroquinone. Les acides fumarique et succinique étaient présents en phase initiale, mais il y avait également des traces d'acides pyruvique et maléique. Les acides oxalique, acétique et glyoxylique étaient prédominants en phase finale. Les expériences complémentaires avec l'électrolyse de la plupart des intermédiaires identifiés ont permis de proposer un mécanisme complet de minéralisation pour le phénol et l'o-crésol. Les principaux acides formés au début de la dégradation de m-crésol par le procédé électro-Fenton ont été les acides glycolique, succinique, malonique et pyruvique. Ces acides ont été rapidement convertis en acides glyoxilique, acétique, formique et oxalique. Après 450 minutes, de fortes concentrations d'acides acétique et oxalique ont persisté. Pendant l'électrolyse du p-crésol, les principaux acides identifiés en première phase ont été les acides glycolique, malonique, pyruvique et formique. Après 125 minutes, l'acide acétique a été prédominant, étant complètement dégradé après 550 minutes. Au cours du traitement d'effluent réel, le remplacement des anodes de Pt par BDD, dans les mêmes conditions expérimentales, a augmenté de manière significative l'efficacité du procédé électro-Fenton, en supprimant environ 98% de TOC en 20 heures de réaction. La présence de chrome n'a pas nui à l'efficacité du procédé. Des taux élevés de minéralisation ont prouvé l'efficacité de l'électro-Fenton comme un procédé d'oxydation avancée pour le traitement des rejets de décapage d'avions.

L'activation par voie oxydative de dérivés phénoliques contenant une chaine latérale insaturée avec un réactif d'iode hypervalent permet la formation de produits bicycliques et tricycliques via l'intermédiaire d'un processus de cyclisation cationique en cascade. Il s'agit d'un procédé efficace permettant, en une seule étape de synthèse, de construire le squelette principal de plusieurs produits naturels avec un stéréocontrôle total, régi par les interactions de contrainte 1,3 allyliques et par la configuration des doubles liaisons des chaînes latérales. Une application de cette nouvelle méthodologie pour la synthèse du squelette de la famille des kauranes a été réalisée énantiosélectivement, en une seule étape, via la déaromatisation d'un phénol élaboré. De plus, une version oxydative de la réaction de Polonovski classique permet avec l'aide d'un iode hypervalent, de transformer une amine benzylique en aldéhyde chimiosélectivement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Déaromatisation, Iode hypervalent, Phénol, Prins, Polonovski, Produit naturel, Polycyclisation, Umpolung

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