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

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

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

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

A partir de l'étude des effets de la chimie de surface des Nanodiamants (NDs) sur leurs propriétés électroniques, cette thèse a permis la mise en évidence d'un effet thérapeutique des NDs sur des cellules humaines. En particulier, il a été montré que les NDs de détonation peuvent générer des radicaux libres oxygénés sous radiation ionisante, ce qui pourrait améliorer l'efficacité de certains traitements de radiothérapie actuels. Les échanges électroniques entre le coeur des NDs et leur environnement sont en effet favorisés après des traitements de surface, notamment d'hydrogénation et de graphitisation de surface. Les conditions expérimentales permettant d'obtenir des NDs hydrogénées (NDs-H) sous plasma d'hydrogène ont été optimisées sous ultravide, puis ont été utilisées pour préparer de grandes quantités de NDs-H sous forme pulvérulente. La même procédure a été appliquée pour la graphitisation de surface des NDs, en utilisant des recuits sous vide à haute température. L'effet de ces traitements de surface sur les propriétés d'interactions électroniques des NDs a été étudié après exposition à l'air ambiant, puis en dispersion dans l'eau. Ces traitements de surface assurent notamment un potentiel Zeta positif aux NDs, dont l'origine a été discutée. Enfin, les interactions des NDs avec plusieurs lignées de cellules tumorales humaines ont été étudiées et l'efficacité des NDs pour radiosensibiliser des cellules radiorésistantes sous irradiation gamma a été montrée, ouvrant de nouvelles perspectives d'applications des NDs en nanomédecine. . / In this thesis, a therapeutic effect of nanodiamonds (NDs) has been evidenced by investigating the role of NDs surface chemistry on their electronic properties. More precisely, the generation of reactive oxygen species from detonation NDs under ionizing radiation, which could improve current radiotherapy treatments, has been demonstrated. To this end, surface treatments facilitating electron transfer from NDs to their environment, namely hydrogenation and surface graphitization, were developed. Experimental conditions ensuring an efficient hydrogenation by hydrogen plasma were determined under ultrahigh vacuum, before being used to prepare large quantities of NDs in powder phase. A similar procedure was applied to the surface graphitization of NDs, performed by annealing under vacuum at high temperature. The impact of such surface treatments on the electronic interaction properties of NDs has been investigated under ambient air and after dispersion in water. These surface treatments induce a positive Zeta potential to NDs in water, which origin has been discussed. Finally, their interactions with human tumor cells were observed. Radiosensitization of tumor cells using NDs under gamma irradiation was demonstrated, opening new perspectives for NDs in nanomedicine.

L’objectif de la thèse est d’étudier les difficultés d’acquisition du langage écrit chez les enfants à haut potentiel intellectuel (HPI). Il s’agit principalement d’une part de répertorier les types de problèmes rencontrés en termes de composantes du langage écrit - exécution graphomotrice, orthographe, formulation textuelle et production de texte - et d’autre part de comprendre les processus qui sous-tendent ces problèmes. La thèse est destinée également à contribuer à la compréhension des processus d’écriture chez les enfants tout-venants. La revue de littérature qui sera la première étape de la thèse permettra de pointer les points les plus caractéristiques des problèmes d’acquisition de l’écrit rapportés dans les études (e.g., Yates et al. 1995) et les principales questions en débat aujourd’hui. Les études empiriques associeront observation, comparaison quasi-expérimentale et étude expérimentale. Les performances seront recueillies auprès d’une population d’enfants à haut potentiel et d’enfants tout-venants. Nous envisageons la réalisation d’un suivi longitudinal concernant d’un échantillon sélectionné selon les critères d’inclusion et d’exclusion mentionnés dans le corps du projet. Les participants seront sélectionnés selon les critères suivants : niveau intellectuel (Weschler IV) / The aim of the thesis is to study the difficulties of acquisition of written language in children with high intellectual potential (HPI). The main aim is to list the types of problems encountered in terms of the components of written language - graphomotive execution, spelling, textual formulation and text production - and to understand the processes that underlie these problems. problems. The thesis is also intended to contribute to the understanding of the writing process in children in the near future.The literature review, which will be the first step of the thesis, will point out the most characteristic points of the problems of acquisition of writing reported in the studies (eg, Yates et al., 1995) and the main issues under discussion today. hui.Empirical studies will combine observation, quasi-experimental comparison and experimental study. The performances will be collected from a population of high-potential children and children. We plan to perform a longitudinal follow-up of a selected sample according to the inclusion and exclusion criteria mentioned in the project body. Participants will be selected according to the following criteria: intellectual level (Weschler IV)

Ce travail de thèse a pour but d'explorer de nouveaux matériaux de type structural Tavorite et de revisiter certains déjà bien connus. Dans un premier temps, les synthèses de compositions ciblées ont été réalisées selon des procédures variées (voies tout solide, hydrothermale, céramique assistée par sol-gel, broyage mécanique) afin de stabiliser d'éventuelles phases métastables et d'ajuster la microstructure impactant fortement les performances électrochimiques de tels matériaux polyanioniques. Ces matériaux ont ensuite été décrits en profondeur, dans leurs états originaux, depuis leurs structures moyennes, grâce aux techniques de diffraction (diffraction des rayons X sur poudres ou sur monocristaux et diffraction des neutrons) jusqu'aux environnements locaux, en utilisant des techniques de spectroscopie (résonance magnétique nucléaire à l'état solide, absorption des rayons X, infra-rouge et Raman). Par la suite, les diagrammes de phases et les processus d'oxydoréduction impliqués pendant l'activité électrochimique des matériaux ont été étudiés grâce à des techniques operando (diffraction et absorption des rayons X). La compréhension des mécanismes impliqués pendant le cyclage permet de mettre en évidence les raisons de leurs limitations électrochimiques : La synthèse de nouveaux matériaux (composition, structure, microstructure) peut maintenant être développée afin de contrepasser ces limitations et de tendre vers de meilleures performances / This PhD work aims at exploring new Tavorite-type materials and at revisiting some of the well-known ones. The syntheses of targeted compositions were firstly performed using various ways (all solid state, hydrothermal, sol-gel assisted ceramic, ball milling) in order to stabilize eventual metastable phases and tune the microstructure impacting strongly the electrochemical performances of such polyanionic compounds. The materials were then described in-depth, at the pristine state, from their average long range structures, thanks to diffraction techniques (powder X-rays, single crystal X-rays and neutrons diffraction), to their local environments, using spectroscopy techniques (solid state Nuclear Magnetic Resonance, X-rays Absorption Spectroscopy, Infra-Red and/or Raman). Thereafter, the phase diagrams and the redox processes involved during electrochemical operation of the materials were investigated thanks to operando techniques (SXRPD and XAS). The in-depth understanding of the mechanisms involved during cycling allows to highlight the reasons of their electrochemical limitations: the synthesis of new materials (composition, structure and microstructure) can now be developed to overcome these limitations and tend toward better performance.

Ce travail de thèse a pour but de proposer des potentiels d'interaction et des méthodologies pour prédire, au travers de simulations Monte Carlo, les équilibres et propriétés de phases de systèmes oxygénés rencontrés dans les procédés de conversion de la biomasse. Le potentiel AUA4 a ainsi été étendu aux alcools, éthers, cétones, aldéhydes et esters carboxyliques. Une attention particulière a été portée à la transférabilité de ce champ de forces, afin de pouvoir simuler de manière prédictive un grand nombre de molécules oxygénées. Différentes propriétés d'équilibre de corps purs sont correctement prédites (masses volumiques, pressions de saturation, enthalpies de vaporisation, propriétés critiques, tensions de surface, structure de la phase liquide). De nombreux mélanges ont également été simulés dans le pseudo-ensemble point de bulle, qui a été étendu aux molécules polaires dans le cadre de ce travail. Les résultats de simulation de mélanges complexes comme des bioessences ont été validés par l'acquisition de nouvelles mesures expérimentales. Enfin, une nouvelle méthodologie pour le calcul des interactions électrostatiques intramoléculaires a été mise au point dans ce travail pour la simulation de molécules oxygénées multifonctionnelles (polyols, éthers de glycol, composés aromatiques oxygénés). L'utilisation de cette méthode, qui permet d'éviter l'emploi de paramètres empiriques additionnels, conduit à des résultats très encourageants, ce qui laisse entrevoir de nombreuses perspectives pour la prédiction de propriétés de mélanges industriels complexes. / The goal of this thesis work is to propose interaction potentials and numerical methods to predict through Monte Carlo simulations the phase equilibrium and properties of oxygenated systems involved in biomass conversion processes. The AUA4 potential was therefore extended to alcohols, ethers, ketones, aldehydes and carboxylic esters. A special care was paid to the transferability of this force field to allow the predictive simulation of a large number of oxygenated compounds. Various equilibrium properties of pure compounds are correctly predicted (densities, saturation pressures, vaporization enthalpies, critical properties, surface tensions, liquid phase structure). Many mixtures have also been simulated in the bubble point pseudo-ensemble which was extended in this work to polar molecules. The simulation results of complex mixtures such as biofuels have been validated through new experimental data acquisition. Finally, a new methodology for the intramolecular electrostatic energy interaction has been developed in this work to simulate multifunctional oxygenated molecules (polyols, glycol ethers, oxygenated aromatic compounds). The use of this method, which allows to avoid the use of additional empirical parameters, leads to promising results, giving thus future opportunities to predict properties of complex mixtures of industrial interest

Une modélisation efficace et une connaissance précise du comportement mécanique du cœur du réacteur sont nécessaires pour estimer les effets de l'excitation sismique sur une centrale nucléaire. La présence d'un écoulement d'eau (dans les REP) engendre des phénomènes d'interaction fluide structure. La modélisation des interactions fluide structure sur les assemblages combustible revêt donc une importance fondamentale pour la sécurité des réacteurs nucléaires. L’objectif principal du projet de thèse présenté dans ce document est d’étudier les interactions fluide structure afin de mieux comprendre les phénomènes impliqués. La modélisation et l'approche expérimentale sont considérées. Un nouveau modèle linéaire simplifié pour les interactions fluide structure est développé en utilisant la théorie de l'écoulement potentiel pour la modélisation des forces fluide, tandis que le modèle de poutre d'Euler-Bernoulli est utilisé pour la partie structurelle. Le modèle est d'abord développé pour un seul cylindre et il est validé avec des ouvrages de référence dans la littérature. Les effets de la taille de confinement et du nombre d'onde sont examinés. Le modèle d'écoulement potentiel développé pour un seul cylindre est ainsi étendu à une géométrie multicylindre. La démarche expérimentale est donc nécessaire pour valider le modèle développé. Une nouvelle installation expérimentale, ICARE, a été conçue pour étudier les phénomènes d’interaction fluide structure sur des assemblages combustible à demi-échelle. Dans ce document, les résultats fournis par les mesures de déplacement et de LDV sont largement analysés. Le comportement dynamique de l'assemblage combustible et les effets de couplage sont étudiés. Les calculs sont comparés aux résultats expérimentaux afin de valider le modèle et d’en analyser ses limites. Le modèle est en accord avec les résultats expérimentaux concernant l'effet de masse ajouté. De plus, le modèle prédit qualitativement les effets des couplages dans différentes directions. Par contre, le modèle d'écoulement potentiel ne permet pas de prédire des effets d'amortissement ajouté, principalement dus aux forces visqueuses. Enfin, dans ce document, une autre application du modèle développé est décrite. Le modèle est utilisé afin de simuler des expériences réalisées sur une maquette d'assemblage combustible dans l'installation expérimentale installée à l'Université George Washington (GWU). Le modèle est capable de prédire et de fournir une interprétation valide de la perturbation du débit d'eau due au mouvement de l'ensemble excité. La thèse se termine par des perspectives d'amélioration du modèle, en intégrant des termes visqueux dans les équations. L'analyse des données de vélocimétrie par image de particules (PIV) recueillies au cours des campagnes expérimentales ICARE doit être poursuivie. / Efficient modelling and accurate knowledge of the mechanical behaviour of the reactorcore are needed to estimate the effects of seismic excitation on a nuclear power plant. Thepresence of cooling water flow (in PWRs) gives rise to fluid structure interaction phenomena.Modelling of fluid structure interactions on fuel assemblies is thus of fundamentalimportance in order to assure the safety of nuclear reactors. The main objective of thePhD project which is presented in this document is to investigate fluid structure interactionsin order to have a better understanding of the involved phenomena. Both modellingand experimental approach are considered. A new simplified linear model for fluid structureinteractions is developed by using the potential flow theory for fluid force modellingwhile the Euler-Bernoulli beam model is used for the structural part. The model, is firstdeveloped for a single cylinder and it is validated with reference works in literature. Theeffects of the confinement size and of the wavenumber are investigated. The potential flowmodel developed for a single cylinder, is thus extended to a multi cylinders geometry. Theexperimental approach is thus needed in order to validate the developed model. A newexperimental facility, ICARE, is designed in order to investigate fluid structure interactionphenomena on half scale fuel assemblies. In this document, the results provided bydisplacement and LDV measurements are widely analysed. The dynamical behaviour ofthe fuel assembly and coupling effects are investigated. Calculations are compared to theexperimental results in order to validate the model and to analyse its limits. The model isin agreement with experimental results regarding the added mass effect. In addition, themodel qualitatively predicts couplings effects on different directions. As a drawback, thepotential flow model cannot predict added damping effects, which are mainly due to viscousforces. Finally in this document another application of the developed model is described.The model is used in order to simulate experiments performed on a surrogate fuel assemblyin the experimental facility installed at George Washington University (GWU). The modelis able to predict and to provide a valid interpretation for the water flow perturbation dueto the motion of the excited assembly. The thesis concludes with perspectives for furtherimprovements of the model, by integrating viscous terms in the equations. Work needs tobe carried out on the analysis of Particle Image Velocimetry (PIV) data collected duringICARE experimental campaigns.

Européenne, (Anguilla anguilla) a conduit à une diminution du nombre d’anguille jaune dans les bassins versants. En 2007, le règlement (CE) instaure que 60% des civelles pêchées (<12 cm de long) doivent être dédiés à des opérations de repeuplement. Cependant, pour migrer et coloniser un nouvel environnement, les civelles doivent avoir une bonne condition énergétique. Or, les civelles ne s’alimentent pas ou peu durant leur migration estuarienne et la vitesse d’utilisation de leurs réserves dépend de divers facteurs (température, contaminants etc.). Dans l’estuaire de l’Adour, différents travaux ont mis en évidence de fortes concentrations en methylmercure (MeHg) dans les sédiments et une bioaccumulation de ce composé chez l’anguille jaune. L’exposition au MeHg entraîne la mise en place de processus de détoxication qui pourraient être couteux en énergie ce qui, chez des organismes jeûnant comme les civelles, conduirait à une perte de poids pouvant affecter leurs capacités de migration. Pour étudier l’impact du méthylmercure sur le potentiel de migration des civelles, nous avons tout d’abord (1) effectuer un état des lieux des concentrations en MeHg des civelles de l’estuaire de l’Adour, (2) évaluer l’effet du MeHg sur deux synchroniseurs de la migration estuarienne: le signal crépusculaire et l’alternance des marées chez les civelles grâce à l’utilisation de traceurs isotopiques et (3) étudier dans le milieu naturel (Adour) le comportement de migration, les taux de contamination au mercure et les mécanismes de détoxication des civelles. Nos résultats montrent des fluctuations temporelles et saisonnières de la concentration en MeHg des civelles prélevées en entrée et en milieu de l’estuaire. Par ailleurs, l’exposition au MeHg, en milieu contrôlé, a augmenté l'activité des civelles mais pas leur comportement de migration. Cependant, suite à la contamination, la structure mitochondriale et le métabolisme ont été modifiés suggérant un plus fort stress oxydant et une activation des défenses antioxydantes notamment des civelles ayant un faible potentiel de migration (non migrantes).En complément, l’étude en milieu naturel a mis en évidence une plus forte demande énergétique pour les civelles non migrantes entrainant une augmentation du fonctionnement des mitochondries et pouvant conduire à un plus fort stress oxydant. / Over the last three decades, the arrival of Anguilla anguilla glass eels has markedly declined which has lead to a decrease in the number of yellow eels in the watersheds. In 2007, the Regulation (EC) indicated that 60% of glass eels (<12cm long) caught by fisheries should be used for restocking. To migrate and colonize a new environment, glass eels must have a good energetic condition. However, during their estuarine migration, glass eels either feed very little or more likely not at all. The speed at which they expend their energy stores depends on various factors (temperature, contaminants etc.). In the Adour estuary, many studies have reported relatively high methylmercury (MeHg) concentrations in the sediments, and bioaccumulation in yellow eels. Exposure to MeHg requires energy for detoxification which, in starving organisms such as glass eels, might lead to weight loss, decreasing their ability to migrate up the estuary. To study the impact of MeHg on migratory behaviour in glass eels, we first conducted an inventory of MeHg concentrations of glass eels in the estuary of the Adour, (2) evaluate the effect of MeHg on two synchronizers of estuarine migration: dusk and tide on glass eels through the use of isotopic tracers and (3) to study the natural environment (Adour) migratory behavior, mercury contamination levels and detoxification mechanisms of glass eels. Our results show temporal and seasonal fluctuations in the concentration of MeHg glass eels collected input and middle of the estuary. Moreover, MeHg exposure, in a controlled environment, increased the activity of glass eels but not in response to migratory behavior. However, due to contamination, mitochondrial structure and metabolism have been modified suggesting a stronger oxidative stress and activation of antioxidant defences of glass eels, particularly those with low migration potential (non-migrant). In addition, the wild study showed a higher energy demand for non-migrating glass eels causing an increase in mitochondrial function which may lead to higher oxidative stress.