À hautes températures, les propriétés de l'acier sont affectées et sa résistance est donc moindre que sa résistance à température ambiante. Des méthodes de calculs différentes doivent donc être utilisées pour prédire la résistance dans la situation exceptionnelle d'incendie. Les normes actuelles proposent des méthodes simplifiées pour prédire la résistance de l'acier à haute température. Toutefois, ces méthodes sont inspirées des méthodes de dimensionnement à froid et ne sont donc généralement pas adéquates pour prédire de façon précise la résistance des éléments en situations d'incendie. Ce mémoire présente les recherches effectuées pour la proposition d'une nouvelle méthode de calcul pour les sections d'acier ouvertes soumises à de hautes températures en utilisant l'Overall Interaction Concept (O.I.C). Cette méthode est basée sur l'interaction entre la résistance et la stabilité et permet de considérer les imperfections géométriques et matérielles. Entre autres choses, l'avantage de cette nouvelle méthode est qu'elle permet d'obtenir des résultats précis et de conserver une continuité entre les prédictions. Un modèle numérique a été utilisé pour prédire la résistance de l'acier à hautes températures. Ce modèle a été validé en comparant les résultats avec des résultats expérimentaux. À la suite de la validation, le modèle a été utilisé pour conduire des simulations dans lesquelles plusieurs géométries, températures, limites élastiques et cas de chargement ont été considérés. Les résultats ont ensuite été utilisés pour proposer de nouvelles équations dans le format O.I.C. La performance de la nouvelle proposition a été évaluée et comparée avec la performance de normes existantes. Cette évaluation a permis de conclure que la proposition donne des résultats beaucoup plus précis. Finalement, l'évolution du comportement de l'acier entre la température ambiante et les hautes températures a brièvement été analysé. Puisque ce point est abordé de façon sommaire, il ouvre la porte vers de futures études sur le sujet. / At high temperatures, steel suffers from great losses in strength and stiffness. Different design methods must therefore be considered to predict the resistance of steel in the exceptional situation of fire. Current standards propose simplified methods to predict the resistance of steel at high temperatures. However, these methods are inspired by steel design equations used at room temperature and are therefore generally not suitable to predict accurately the resistance of steel elements in fire situation. This thesis presents research investigations pursued to propose a new design method for open steel cross-sections subjected to high temperatures by means of the Overall Interaction Concept (O.I.C.). This calculation method is based on the interaction between resistance and stability and allows to consider geometrical and material imperfections. The advantage of this new calculation method is that it allows to obtain precise results and to keep continuity between predictions contrarily to standards that use the cross-section classification. A numerical model, initially developed for open steel cross-sections at ambient temperature, was improved to predict the resistance of steel at high temperatures. It was then verified against experimental test results to ensure its accuracy. After validation, the numerical model was used to conduct simulations using different geometries, temperatures, yield limits and load cases. Results were then used to formulate new design proposals for cross-sections at high temperatures in the O.I.C. format. The performance of the new proposal was then evaluated et compared with the performance of existing standards. This evaluation allowed to conclude that the proposition is much more accurate than existing standards. Finally, the evolution of the behaviour of steel between cold and high temperature was briefly analysed. As this point was only briefly discussed, it opens the door for future studies on the subject.

Les cotransporteurs K+-C1" (KCCs) sont exprimés en abondance dans le système nerveux où leur rôle est de maintenir les neurones hypoexcitables. Ds sont représentés par quatre isoformes dont les mécanismes de régulation et propriétés cinétiques diffèrent de façon appréciable. Nous avons récemment démontré que chacun des KCCs peut s'organiser en homooligomères ou hétérooligomères avec d'autres KCCs sans toutefois vérifier si certaines des associations observées menaient à des entités fonctionnelles et si oui, quel comportement elles engendraient. Dans ce travail, nous avons utilisé les ovocytes de xénopes pour caractériser les propriétés du cotransport K+-C1" quand un seul isoforme (KCC2 ou 4) est exprimé ou quand deux isoformes (KCC2 et 4) le sont et ce, après avoir prouvé que ces transporteurs pouvaient exister dans la même cellule neuronale de façon endogène. Nos résultats ont montré que les constantes cinétiques du transport différaient substantiellement entre les ovocytes exprimant KCC2/KCC4 et KCC2 seul, alors qu'elles différaient aussi entre les ovocytes exprimant KCC2/KCC4 et KCC4 seul mais de façon beaucoup moindre. Fait à noter, ces constantes étaient différentes de celles prédites sur la base d'une activité additive provenant de deux transporteurs indépendants et certaines de ces constantes, le coefficient de Hill entre autres, se sont révélées sensibles au Cl" intracellulaire (Cl'i). Ces résultats suggèrent que l'association KCC2-KCC4 dans les neurones mène à la formation d'une entité fonctionnelle avec des caractéristiques uniques et pourraient jouer un rôle intrinsèque dans le contrôle de l'excitabilité. Ils suggèrent aussi que les KCCs réagissent au Cl"; en changeant leur cinétique et que contrairement à la pensée populaire, ils fonctionnent avec deux sites de liaison pour le Cf.

Thèse en cotutelle, doctorat en chimie : Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Université de Limoges, Limoges, France / Les verres se distinguent par leur transparence, leur facilité de mise en forme et leur coût de production peu élevé. En particulier, les verres tellurites présentent des propriétés intéressantes notamment leur faible point de fusion (700-900°C), leur indice de réfraction élevé (≈2) pour des matériaux oxydes, leur large transparence optique (jusqu'à 6 µm) et une grande solubilité des ions de terres rares. Les céramiques transparentes présentent des avantages par rapport aux verres, tels que des propriétés mécaniques, thermiques et optiques actives améliorées. Cependant, le processus d'élaboration de ces céramiques nécessite des conditions de frittage coûteuses de poudres sous haute pression et température afin d'éliminer la porosité. La cristallisation complète du verre en céramique transparente est une alternative pour contourner les défis techniques liés aux céramiques obtenues par frittage de poudres. Cette technique consiste à traiter thermiquement un verre afin de le faire cristalliser complètement, méthode à la fois peu coûteuse et facile à mettre en œuvre. Les travaux de cette thèse portent sur l'élaboration et la caractérisation de nouvelles céramiques transparentes, non dopées et dopées par des ions erbium, obtenues à partir de la cristallisation complète de verre dans le système ternaire TeO₂-Ta₂O₅-Bi₂O₃ (TTB). Des échantillons de verre TTB ont été préparés par la méthode conventionnelle de fusion/trempe, et le domaine vitreux correspondant a été identifié. Une étude de cristallisation de la composition vitreuse 80 TeO₂ - 10 Ta₂O₅ - 10 Bi₂O₃ (80 TTB) a révélé des transitions structurales du verre à la stabilisation d'une phase cristalline anti-verre translucide, puis à une céramique cristalline transparente dans le visible et l'infrarouge. Les phases anti-verre et céramique ont été caractérisées par diffraction des rayons X sur poudre, spectroscopie Raman, diffraction des électrons rétrodiffusés et microscopie électronique en transmission. Les propriétés optiques des échantillons transparents non dopés et dopés aux ions Er³⁺ ont également été analysées. Les propriétés optiques de ces céramiques transparentes sont prometteuses, avec une transmission de 74 % dans le visible et l'infrarouge, proche de la transmission théorique. La solubilité maximale de Er₂O₃ dans le verre 80 TTB a été identifiée à 1,25 % mol. L'étude révèle une relation directe entre la concentration d'ions Er³⁺ et la largeur à mi-hauteur (FWHM) des spectres d'émission de luminescence. L'anti-verre dopé à 1 % mol Er₂O₃ présente une large FWHM (131 nm) à 980 nm sous un pompage de 578 mW, suggérant que cette phase possède des caractéristiques spectroscopiques avantageuses et une bonne stabilité thermique. Les sections efficaces d'émission diminuent avec l'augmentation de la teneur en Er₂O₃ et de la puissance, influencées par des effets thermiques et de saturation. Cette étude approfondie met en évidence les transitions structurales du verre à l'anti-verre à la céramique du système TTB ainsi le comportement optique des ions Er³⁺ dans ces matériaux, essentielles pour des applications dans la conception de lasers et d'amplificateurs optiques. Des tests d'inscription par irradiation laser femtoseconde ont également été réalisés sur les verres, anti-verres et céramiques transparentes TTB afin de comparer leurs réactions respectives. / Glasses are characterized by their transparency, ease of shaping, and low production costs. In particular, tellurite glasses exhibit interesting properties such as their low melting point (700-900°C), high refractive index (≈2) for oxide materials, broad optical transparency (up to 6 µm), and high solubility of rare earth ions. Transparent ceramics offer advantages over glasses, such as improved mechanical, thermal, and active optical properties. However, the fabrication process of these ceramics requires expensive powder sintering conditions under high pressure and temperature in order to eliminate porosity. The full crystallization of glass into transparent ceramics is an alternative to overcome the technical challenges associated with ceramics obtained by powder sintering. This technique consists of thermally treating a glass in order to induce full crystallization, which is both cost-effective and easy to implement. This thesis focuses on the development and characterization of new transparent ceramics, both undoped and erbium-doped, obtained from the full crystallization of glass in the ternary system TeO₂-Ta₂O₅-Bi₂O₃ (TTB). TTB glass samples were prepared by the conventional melt/quenching method, and the corresponding vitreous domain was identified. A crystallization analysis of the glass composition 80 TeO₂ - 10 Ta₂O₅ - 10 Bi₂O₃ (80 TTB) revealed structural transitions from glass to the stabilization of an unreported translucent anti-glass crystalline phase, and then to a transparent crystalline ceramic in both the visible and infrared ranges. The anti-glass and ceramic phases were characterized by powder X-ray diffraction, raman spectroscopy, electron back-scatter diffraction and transmission electron microscopy. The optical properties of transparent samples, both undoped and doped with Er³⁺ ions, were also analyzed. The optical properties of these transparent ceramics are promising, with a transmission of 74% in the visible and infrared ranges, close to the theoretical transmission. The maximum solubility of Er₂O₃ in 80 TTB glass was identified at 1.25 % mol. The study reveals a direct relationship between the concentration of Er³⁺ ions and the full width at half maximum (FWHM) of the luminescence spectra. The anti-glass doped with 1 % mol Er₂O₃ exhibits a broad FWHM (131 nm) at 980 nm under 578 mW pumping, suggesting that this phase has advantageous spectroscopic characteristics and good thermal stability. The emission cross-sections decrease with increasing power and Er₂O₃ content, influenced by thermal and saturation effects. This comprehensive study highlights the structural transitions from glass to anti-glass to ceramic in the TTB system and the optical behavior of Er³⁺ ions in these materials, essential for applications in the design of lasers and optical amplifiers. Femtosecond direct laser writing tests were also conducted on the TTB glasses, anti-glasses, and transparent ceramics in order to compare their respective responses.

Les fenêtres intelligentes présentent un potentiel important quant à la réduction de la consommation d’énergie dans les bâtiments et permettent d’assurer le confort visuel des occupants. Depuis le début des années 90, la recherche sur les technologies de fenêtres intelligentes s’est accentuée tant au niveau des technologies elles-mêmes qu’au niveau des types de contrôle qu’on peut leur appliquer pour gérer le plus efficacement possible le rayonnement solaire qui les traverse. Plusieurs laboratoires de recherche tels que le Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) se sont penché sur la question. L’évolution de la recherche dans ce domaine démontre toute la complexité associée à l’évaluation rigoureuse des performances des fenêtres intelligentes. De par sa capacité à gérer le rayonnement solaire, il va de soi que ce genre de technologies nécessite la connaissance du rayonnement solaire incident pour faciliter la prise de décision quant au contrôle à apporter. Étant donnés les coûts des technologies de capteurs de rayonnement solaire existantes et la limitation de certains quant à leur précision (lors de fluctuations du spectre électromagnétique et/ou des températures ambiantes), l’utilisation de capteurs de rayonnement solaire dédiés au contrôle de fenêtre intelligente est donc limitée. Par ailleurs, les connaissances sont encore limitées concernant les conditions permettant d’optimiser le contrôle de ce genre de technologies en termes d’énergie et de confort. L’objectif général de cette thèse est d’élargir les connaissances scientifiques sur le potentiel des technologies de fenêtres électrochromes quant à leur capacité à augmenter la performance énergétique et le confort des occupants dans les bâtiments. Dans un premier temps, un nouveau type de capteur de rayonnement solaire à faible coût est présenté. Ce capteur utilise la différence de température entre une surface blanche et une surface noire pour estimer le flux solaire radiatif traversant les ouvertures d’un bâtiment. Les mesures de rayonnement solaire sont corrélées aux températures de surfaces à l’aide un modèle thermique du capteur en 1D. Deux différents modèles de capteur sont présentés et les résultats obtenus sont comparés aux mesures solaires de référence obtenues par un pyranomètre. Il a été démontré que les modèles de capteurs présentent des précisions suffisantes pour un contrôle efficace. Finalement, il est observé que la période de calibration des capteurs requiert minimalement une demi-journée de mesures sous des conditions de ciel clair incluant le midi solaire. Dans un deuxième temps, l’impact des stratégies de contrôle de fenêtre intelligente sur la consommation énergétique globale est évalué. L’état des fenêtres intelligentes nécessaire à toute heure de la journée pour permettre une minimisation de la consommation d’énergie globale tout en respectant les contraintes reliées au confort thermique et visuel est déterminé à l’aide d’une stratégie d’optimisation basée sur des algorithmes génétiques. Ce contrôle quasi-optimal est alors comparé à d’autres approches qui peuvent être adaptées à des applications en temps réel, soit des contrôles fondés sur des règles et un modèle de contrôle prédictif. Les impacts de la masse thermique et de la puissance du système d’éclairage installé sont également analysés. Les résultats montrent que les quatre stratégies de contrôle à l’étude présentent une consommation énergétique similaire avec des écarts de consommation globale variant de 4% à 10%. Cette étude illustre que des stratégies de contrôle plus simple permettent d’obtenir des résultats satisfaisants. Finalement, une analyse de sensibilité basée sur une grande variété de combinaison de paramètres de design est réalisée. Des résultats énergétiques et de confort pour un total de 7680 scénarios sont obtenus et utilisés dans cette analyse considérant l’effet principal des paramètres de design du bâtiment. L’influence relative des paramètres est présentée et les différents designs améliorant les résultats sont déterminés. Les résultats montrent que la meilleure économie d’énergie avec fenêtres intelligentes se trouve dans des climats chauds avec une exposition élevée aux rayons solaires. La présence de fenêtres intelligentes influence principalement la charge de refroidissement maximale et agit comme une solution alternative à la masse thermique en termes de réduction potentielle de cette charge maximale. Bien que le choix de la stratégie de contrôle ait un impact limité sur l’économie d’énergie réalisée et la réduction de la charge maximale, l’analyse permet de constater que ce paramètre a un impact encore plus important sur le confort visuel. L’utilisation de fenêtres intelligentes ne semble pas influencer grandement le confort thermique à l’intérieur de la zone. / Smart windows present a huge potential in terms of energy consumption reduction in buildings while also offering the possibility to assure occupants’ visual comfort. Since the early nineties, research in the field of smart windows gains a lot of interest on both the technologies and the controls that could be applied on such technologies to manage more efficiently solar gains passing through these windows. Many different well-known entities such as the Lawrence Berkeley National Laboratory invested efforts in this field and demonstrated the great complexity related to the thorough evaluation of smart window performances. Given its capacity to manage solar radiation, it makes sense to benefit from solar radiation measurements to control efficiently such technology. However, the costs and other technical related limitations reduce the potential to use readily available solar sensors for smart window control. Moreover, general knowledge is still limited regarding the conditions leading to optimal control decisions of smart windows. The main objective of this thesis was to gain a better understanding of how electrochromic windows could lead to improved performances in terms of energy consumption and thermal comfort. First, a new design of low cost solar sensor is proposed. The sensor uses the difference in temperature of white and black surfaces to estimate the solar heat flux through building openings. Results of solar radiation measurements are obtained through a correlation based on a 1D thermal model of the sensor. Two designs of the sensor are presented and obtained results compared with solar measurements of a high precision pyranometer. It was shown that the new sensors present sufficient accuracy for smart window control applications. Finally, it was observed that ideal sensors calibration period should consider at least half a day of measurements, including solar peak time, and should be done during clear sky conditions. Then, the impact of the applied control strategy on the overall energy consumption is investigated. The hour-by-hour state of the smart windows required to minimize overall energy consumption while respecting constraints related to comfort is determined through an optimization strategy based on genetic algorithms. This quasi-optimal control is compared to other approaches that could be applied in real-time applications, i.e. rule-based controls and a model predictive control. The impacts of thermal mass and installed light power density are also analyzed. Results show that the four control strategies under study presented similar energy consumption with differences in total energy consumption ranging from 4% to 10%. This study illustrates that simpler control strategies can also lead to satisfying results. Finally, a sensitivity analysis based on a large number of different combinations of design parameters is performed. Results related to energy and for a total of 7680 scenarios were obtained and used in this analysis considering the Main effect of the building parameters. The relative influence of the parameters is presented and the different designs improving the outputs are determined. Results have shown that the greatest total energy savings considering EC windows are for warmer climates with higher solar radiation exposures. The presence of an EC window mostly influences the cooling peak load and acts as an alternative solution to thermal mass from the perspective of peak reductions. While the choice of the specific window control strategy is having a limited impact on the energy savings and peak load reductions, the analysis revealed that this parameter has a larger impact on the visual comfort. The use of smart window does not appear to greatly influence the thermal comfort within the zone.

Dans le cadre du projet Mary River, situé à l'île de Baffin, une ligne de chemin de fer sur du pergélisol doit être construite. Afin d'évaluer le comportement à long terme de la ligne de chemin de fer, le développement d'un modèle prévisionnel de l'endommagement des remblais est nécessaire. L'élaboration du modèle prévisionnel est possible par la réalisation de simulations numériques et d'essais en laboratoire. Les simulations numériques, effectuées avec le logiciel GéoStudio, permettent de prédire le comportement thermique à long terme des remblais et l'état des contraintes additionnelles dans le sol d'infrastructure induites par le remblai. En laboratoire, des essais de fluage et de consolidation au dégel sont réalisés pour caractériser le comportement mécanique des sols. Ces essais permettent de développer une loi de comportement caractérisant le fluage secondaire des sols gelés. Ainsi, la combinaison des simulations numériques et des essais en laboratoire permet de prédire le taux de déformation du sol d'infrastructure à un endroit précis et ce, pour une température et une contrainte définie.

Les anodes en carbone font partie de la réaction chimique de réduction de l'alumine, qui est consommée lors du procédé d'électrolyse Hall-Héroult. Le comportement des agrégats secs de coke en tant que composant principal des anodes de carbone (environ 85 %) a un rôle clé et exceptionnel dans leurs propriétés finales. L'analyse de défaillance des agrégats de coke sec permet non seulement de mieux comprendre les mécanismes de déformation des matériaux granulaires sous charge compressive, mais peut également identifier les causes potentielles de défauts structurels des anodes en carbone, telles que les fissures horizontales. Dans ce travail, il sera montré qu'un mode de défaillance particulier peut être responsable de la génération de fissures dans les anodes en carbone. Le comportement de rupture des agrégats de coke n 'est pas seulement affecté par les paramètres du processus de compactage, tels que la pression de confinement et la vitesse de déformation axiale, mais il dépend également fortement de la distribution granulométrique et de la forme des particules de coke. La méthode des éléments discrets (DEM) est utilisée pour modéliser le comportement micromécanique des agrégats de coke sec pendant le processus de compactage. De plus, le critère de travail de second ordre est utilisé pour analyser la rupture des éprouvettes de granulats de coke. Les résultats révèlent que l'augmentation de la pression de confinement augmente la probabilité du mode de diffusion de la rupture dans l'éprouvette. D'autre part, l'augmentation de la vitesse de déformation augmente les chances du mode de localisation de la déformation de la rupture dans l'éprouvette. De plus, les résultats indiquent que l'utilisation de fines particules ainsi que la diminution de la sphéricité des particules de coke augmenteront la plage de stabilité des agrégats de coke. De plus, en utilisant l'analyse des évaluations de contour de micro-déformation pendant le processus de compactage, il est montré que, à la fois en ajoutant des particules fines aux agrégats de coke et en diminuant la sphéricité des particules de coke, la possibilité de créer une bande de compression dans le coke agrégats est réduit. Étant donné que la présence des bandes de compactage dans la pâte d'anode crée une zone sujette à la génération de fissures horizontales, les résultats de cette étude pourraient conduire à la production d'anodes en carbone avec moins de défauts structurels. / Carbon anodes are part of the chemical reaction of alumina reduction, that is consumed during the Hall-Héroult electrolysis process. The behavior of dry coke aggregates as the main component of carbon anodes (about 85 %) has an exceptional key role in their final properties. The failure analysis of dry coke aggregates not only leads to a better understanding of the deformation mechanisms of granular materials under compressive loading but also can also identify the potential causes of structural defects in carbon anodes, such as horizontal cracks. In this work, it will be shown that a particular failure mode can be responsible for the crack generation in the carbon anodes. The failure behavior of the coke aggregates is not only affected by the compaction process parameters, such as the confining pressure and axial strain rate, but it is also strongly dependent on the size distribution and shape of coke particles. The discrete element method (DEM) is employed to model the micro-mechanical behavior of the dry coke aggregates during the compaction process. In addition, the second-order work criterion is used to analyze the failure of the coke aggregate specimens. The results reveal that increasing the confining pressure enhances the probability of the diffusing mode of the failure in the specimen. On the other hand, the increase of the strain rate augments the chance of the strain localization mode of the failure in the specimen. In addition, the results indicate the fact that the use of fine particles as well as decreasing the sphericity of coke particles will increase the stability range of the coke aggregates. Moreover, by using the analysis of micro-strain contour evaluations during the compaction process, it is shown that, both by adding fine particles to the coke aggregates and by decreasing the sphericity of coke particles, the possibility of creating a compression band in the coke aggregates is reduced. Since the presence of the compaction bands in the anode paste creates an area that is prone to horizontal crack generation, the results of this study could lead to the production of carbon anode with fewer structural defects.

Les produits de l'érable sont fabriqués généralement par ébullition, refroidissement, puis agitation du sirop d'érable « Canada catégorie A ». Les cristaux de sucrose formés donnent la texture au produit. En confiserie, la courbe d'élévation du point d'ébullition de l'eau (EPE) en fonction des solides solubles permet d'arrêter l'ébullition au niveau approprié de concentration pour le produit visé, alors que la courbe de la température de transition vitreuse selon la teneur en solides solubles permet de recommander des paramètres de refroidissement. Les outils actuels se basent principalement sur des solutions aqueuses de sucrose, mais la présence d'autres composés les influencent. Le sirop d'érable est une solution aqueuse, surtout de sucrose, mais aussi de sucre inverti, de polyphénols et de composés azotés. Leur teneur varie selon la couleur du sirop d'érable, représentée par sa classe : « Doré », « Ambré », « Foncé » ou « Très foncé ». Les caractéristiques physicochimiques pourraient changer au cours de leur entreposage. Au cours de ce projet, les effets de la durée d'entreposage sur une année et de la classe de sirop sur leurs caractéristiques physicochimiques ont été étudiés. Les teneurs en polyphénols, sucre inverti et composés azotés tendaient à être plus élevées dans les sirops plus foncés, contrairement à la concentration en sucrose qui diminuait légèrement. Au cours de l'entreposage, la teneur en sucrose augmentait, alors que les concentrations en polyphénols et le pH diminuaient. Pour mieux comprendre l'effet des classes de sirop pendant leur transformation, leur comportement a été étudié pendant l'ébullition et le refroidissement. La courbe de la température de transition vitreuse était commune à tous les sirops, tandis que celles de l'EPE variaient selon leur classe. Ces connaissances appuieront une meilleure compréhension de la cristallisation du sucrose dans un contexte de transformation du sirop d'érable. / Maple products are generally made from "Canada grade A" maple syrup by boiling, cooling, and then stirring. Crystallization gives the characteristic texture to maple products. In confectionery, the Boiling point elevation (BPE) depending on total soluble solids curve is used to stop boiling at the appropriate concentration level for the intended product, while the curve of glass transition temperature depending on total soluble solids is used to recommend cooling parameters. Current tools are mainly based on aqueous solutions of sucrose, but the addition of other compounds influences them. Maple syrup is an aqueous solution, mainly composed of sucrose, but also of invert sugar, total phenolic content and nitrogenous compounds. Their content changes according to the color of the maple syrup, represented by its class: " Golden ", " Amber ", " Dark " or " Very dark ". Their physicochemical characteristics could change during storage. During this project, the effects of storage time over a year and syrup class on their physicochemical characteristics were studied. Polyphenols, invert sugar and nitrogen compounds tended to be higher in darker syrups, while the sucrose concentration decreased slightly. During storage, sucrose content increased, while polyphenol concentrations and pH decreased. To better understand the effect of the syrup classes during processing, their behavior during boiling and cooling was studied. The glass transition temperature curve was common to all syrups, while the BPE curves varied according to their class. This knowledge will be used to better understand sucrose crystallization in a maple syrup processing context.

L'évolution du génie tissulaire a permis la création de tissus accessible pour le traitement de différentes maladies et traumas. La disponibilité d'un substitut vasculaire tridimensionnel reconstruit par génie tissulaire (TEBV, Tissue-engineered blood vessel) offre un bon outil de recherche en physiologie cellulaire. Notre groupe fut le premier à créer un TEBV ne contenant aucun matériel exogène. Cette avancée se fit à l'aide de la technique d'auto-assemblage qui se base sur la production endogène de matrice extracellulaire (MEC) par les cellules et les conditions de culture cellulaires dynamiques mimant la physiologie vasculaire. La caractérisation de ce substitut est importante pour d'éventuels essais cliniques, mais aussi en recherche fondamentale. Dans cette étude, nous avons utilisé ce modèle pour caractériser les réponses endothéliales face aux forces hémodynamiques ainsi que le comportement biomécanique du TEBV en présence de ces contraintes. Les modèles ont été maintenus dans un bioréacteur relié à une pompe péristaltique qui créée un flux pulsatile dans la lumière du TEBV générant ainsi des contraintes de cisaillements. Les résultats histologiques montrent une bonne fusion entre les 3 tuniques du TEBV. De plus, les tests biomécaniques donnent des résultats s'approchant des valeurs physiologiques ce qui nous indique une maturation appropriée des différentes couches et reflète bien son potentiel clinique. Les observations en immunofluorescence révèlent que les cellules endothéliales (CE), connue pour être des senseurs des forces présentes, expriment des marqueurs fonctionnels comme PECAM, Ve-Cadhérine, ZO-1 et le facteur von Willebrand. Ces observations nous ont aussi permis de constater que les CE s'alignaient en direction du flux conformément à ce qui est observé in vivo. Les analyses des MAPK ERK 1/2 et p38 et de la petite GTPases Rapl en western blot et précipitation sélective indiquent que les CE du TEBV peuvent déclencher certaines voies de signalisation impliquées en mécanotransduction. Du même fait, les PCR quantitatifs montrent l'expression de Tintégrine ctvp3, molécule d'adhésion cellule-matrice communément retrouvée dans Tendothélium. En conclusion, notre TEBV exhibe des propriétés adéquates, autant au niveau biomécanique qu'endothélial, pour un modèle in vitro ou encore pour de futures études précliniques.

L’aménagement intérieur des avions d’affaires se distingue par une cabine luxueuse et personnalisée. Son mobilier comporte des panneaux de contreplaqués avec placages de surface décoratifs vernis sur des structures sandwichs. Le grand éclat initial de ce mobilier se dégrade dans le temps avec la formation d’ondulations encore appelées pelure d’orange à la surface des placages vernis. Ainsi pour comprendre la formation de ce défaut d’apparence, les effets d’un traitement ignifuge industriel et de l’humidité ont été étudiés sur des panneaux avec placages décoratifs de 3 essences de feuillus : bubinga (Guibourtia spp), sapélé (Entandrophragma cylindricum) et érable à sucre (Acer saccharum). Dans un premier volet l’effet du traitement ignifuge sur la composition chimique, la stabilité thermique et la qualité de surface des placages décoratifs non vernis a été évalué. Cette dernière a porté sur leur brillance, couleur, mouillabilité et rugosité. L’analyse chimique des placages ignifugés non vernis a révélé une importante teneur en phosphore et en azote, comparativement aux placages de contrôle. Les placages ignifugés ont montré une meilleure stabilité thermique avec une perte de masse et une vitesse de décomposition moindres que celles des placages de contrôle. Les placages ignifugés ont également présenté une brillance, une rugosité et une mouillabilité supérieures à celles des placages de contrôle. En général les placages ignifugés ont présenté des surfaces plus sombres et plus saturées en couleurs. Dans le second volet, l’effet de la variation d’humidité relative sur l’apparence des panneaux vernis a été évalué par des mesures de brillance, couleur et ondulations de surface durant deux cycles de vieillissement hygrothermique. Les panneaux vernis avec placages décoratifs ignifugés ont présenté des variations d’ondulations plus importantes que celles des panneaux vernis avec placages de contrôle. Les changements de couleur et de brillance furent plus importants sur les panneaux vernis avec placages décoratifs ignifugés à haute humidité relative. Ces changements d’apparence furent amplifiés par le traitement ignifuge et globalement irréversible. Cette étude a donc permis d’identifier les variations d’humidité relative et l’hygroscopicité du bois comme les principaux facteurs responsables de la formation de pelure d’orange sur le mobilier d’avion. L’amélioration de la stabilité dimensionnelle des placages pourrait annuler ou diminuer ce défaut d’apparence à travers le choix du traitement ignifuge et du revêtement de finition. / Orange peel defect appears as wavy pattern on high gloss clear coating applied to decorative veneer on the business aircraft cabinetry. It is a troublesome defect regarding luxurious standard and customer’s satisfaction in aerospace industry. Thus in order to understand this defect’s underlying mechanisms, the effect of relative humidity and industrial fire retardant treatment effect were studied on the appearance of sandwich panels. These latter consisted of three-layered plywood glued on nomex panels. The top layers of the plywood were decorative veneers from three different wood species: bubinga (Guibourtia spp), sugar maple (Acer saccharum) and sapele (entandrophragma cylindricum). The sandwich panels were separated in two sets on samples respectively unvarnished ad varnished. The effect of fire retardant treatment on chemical composition, thermal stability and surface quality of unvarnished sandwich panels was studied. The results showed that fire retardant treated veneer had higher phosphorus and nitrogen content along with a better thermal stability. Their surface quality was also better with higher gloss, roughness and wettability. Fire retardant treated veneers appeared darker than control ones. As for varnished sandwich panels, they were submitted to two different hygrothermal weathering cycle in order to study the effects of fire retardant treatment and relative humidity on their appearance. Throughout both cycles of adsorption and desorption their appearances were evaluated with colour, gloss and waviness measurements. Panels made with fire retardant treated veneer showed higher waviness change compared to the one on panel with control veneers. Fire retardant treatment also increased colour and gloss change mostly at high humidity level. Those changes in appearance were globally permanent. Based on this results orange peel defect is mainly due to changes in relative humidity during aircraft travelling and wood hygroscopicity. Preventing or reducing this defect would likely imply an improvement in wood dimensional stability towards selection of specific fire retardant treatment and clear coat finish.

Cette thèse de doctorat porte sur la modélisation numérique du comportement des sables à l'aide de la loi de comportement NorSand-aUL. Cette loi, développée dans le cadre de ce projet de recherche, est une évolution du modèle NorSand spécifiquement adaptée à la modélisation du comportement des sables soumis à des sollicitations cycliques. La révision des performances de NorSand sous différents types de sollicitations (triaxial compression, cisaillement simple statique et cyclique, cisaillement à direction et ratio des contraintes principales contrôlés) a permis l'identification de certains points faibles du modèle, rendant ses modélisations du comportement des sables sous sollicitations cycliques insatisfaisantes. Afin de corriger ces lacunes, deux groupes de modifications ont été proposés. D'abord, la théorie de l'état critique anisotrope a été implémentée dans NorSand, afin d'y créer une dépendance vis-à-vis du type et de la direction des chargements. Cette modification a grandement amélioré les performances du modèle pour la modélisation du comportement encisaillement simple statique. La deuxième modification proposée s'est articulée autour de la formulation d'une nouvelle mécanique de génération de la plasticité lors du déchargement des sables. L'existence d'une deuxième surface de plasticité, nichée à l'intérieur de la surface de plasticité originale de NorSand, a été postulée. Les capacités de modélisation d'une version de NorSand incorporant cette nouvelle mécanique ont été confirmées grâce à la modélisation d'essais triaxiaux drainés et non drainés comprenant des phases de déchargement. Les deux modifications proposées au modèle NorSand au cours de ce projet de recherche ont finalement été agrégées pour mener à la formulation de NorSand-aUL. Ce nouveau modèle a été utilisé pour la modélisation d'essais de cisaillement simple cyclique effectués sur deux sables. Ces modélisations ont démontré les gains réalisés, particulièrement pour les essais effectués sur sable lâche, par rapport aux performances antérieurement obtenues à l'aide de la version originale de NorSand. Des axes de recherche future ont été proposés afin d'améliorer les performances de NorSand-aUL, notamment pour la modélisation du comportement des sables denses soumis à des sollicitations cycliques. / This PhD thesis deals with the numerical modelling of sand behaviour using the NorSandaUL constitutive law. This law, developed as part of this research project, is an evolution ofthe NorSand model specifically adapted to the modelling of sand behaviour under cyclicloading. The review of NorSand's performance under various types of loading (triaxial compression, static and cyclic simple shear, fixed principal stress direction and fixed principal stress ratio) has allowed the identification of certain weak points in the model, making its behaviour modellings under cyclic loading unsatisfactory. In order to address these short comings, two groups of modifications were proposed. First, the anisotropic criticalstate theory was implemented in NorSand, in order to create a dependency on the type and direction of loading. This modification greatly improved the performance of the model for predicting static simple shear behavior. The second proposed modification focused on the formulation of a new mechanics for the generation of plasticity during unloading. The existence of a second yield surface, nested within the original NorSand yield surface, was postulated. The modelling capabilities of a version of NorSand incorporating this new mechanics were confirmed by satisfactory modelling results of drained and undrained triaxialtests which included unloading phases. The two modifications to NorSand proposed over the course this research project were eventually aggregated to lead to the formulation of NorSand-aUL. This new model was used to model cyclic simple shear tests for two sands. These modelling results demonstrated the gains made, particularly for tests conducted on loose sands, compared to the performance previously obtained using the original version of NorSand. Areas for future research were proposed to improve the performance of NorSandaUL, particularly in modelling the behaviour of dense sands under cyclic loading.