Congrès - Recherche d'activité

Ce projet de recherche aborde un défi crucial dans le domaine des aciers à haute résistance : l'optimisation simultanée de la résistance  et de la ténacité. Traditionnellement, l'amélioration de l'une de ces propriétés se faisait au détriment de l'autre, limitant ainsi les performances globales des matériaux. La contribution majeure de cette étude réside dans la découverte de cycles de traitement thermique non conventionnels capables d'améliorer à la fois la résistance et la ténacité. Cette avancée ouvre de nouvelles perspectives pour la conception de matériaux aux propriétés mécaniques supérieures. La méthodologie employée s'appuie sur une analyse approfondie de la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques des aciers. En utilisant des techniques avancées telles que la dilatométrie à haute résolution et la microscopie électronique , il a été possible d'observer et de quantifier les transformations de phase se produisant lors des traitements thermiques. Les résultats de cette étude sont prometteurs, démontrant qu'il est possible de dépasser les limites des traitements thermiques conventionnels. Ces découvertes pourraient révolutionner la conception et la fabrication d'aciers à haute performance pour des applications exigeantes dans divers secteurs industriels et ouvrent la voie à une nouvelle génération d'aciers innovants

L’impression 3D permet la conception de structures complexes par ajouts de matière, disposés couche par couche. Cependant, cette technologie émet des contaminants néfastes pour la santé humaine et principalement des particules ultrafines (PUF). De récents travaux ont mis en évidence que les paramètres de fabrication, comme la température et la vitesse d’extrusion, pouvaient jouer un rôle majeur dans les émissions de PUF. Ces émissions, ne pouvant être éliminées du processus d’impression, des solutions doivent être explorées pour les réduire à la source et ainsi limiter l’exposition des utilisateurs, en particulier en milieu de travail.

Ce projet de recherche vise à optimiser les paramètres de fabrication d’une imprimante 3D afin de réduire les émissions de PUF tout en assurant un produit imprimé de qualité (rendu de surface convenable, propriétés mécaniques satisfaisantes, etc.). Pendant le processus d’impression, nous avons mesuré en temps réel, les concentrations de PUF et les distributions granulométriques numériques. À chaque mesure, les paramètres de fabrication ont été ajustés selon un plan d’expériences multifactoriel établi préalablement.

Les retombées de cette recherche seront considérables. Les travailleurs seront moins exposés aux PUF tout en continuant à produire des pièces de haute qualité, et les fabricants d'imprimantes 3D auront des recommandations concrètes sur les paramètres d'impression optimaux pour minimiser les risques sanitaires. 

 Dans cette étude, nous examinons l’effet de champs magnétiques excitant des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer (NPM) dans une optique d’augmentation du phénomène de diffusion. Les suspensions magnétiques colloïdales, aqueuses et diluées, étaient composées de NPM de 14-nm dispersées dans une matrice aqueuse. Des expériences ont été menées à l’aide d’un tube capillaire à dispersion de Taylor (laminaire) soumis à différents champs magnétiques.

Les résultats expérimentaux démontrent que le transfert de masse augmente de manière significative en présences de NPM excitées. Des études systématiques des paramètres d’opération révèlent que l’ampleur de l’intensification dépend de la fraction volumique des NPM ainsi que de la force, de la fréquence et du type du champ magnétique.

Bien que la concentration des NPM soit sous le niveau nécessaire pour causer des effets ferromagnétiques macroscopiques, les NPM excitées peuvent être responsables d’une intensification de la diffusion à l’échelle moléculaire. Ce phénomène est dû au fait que la majorité des NPM, en raison de leur mono-domaine et de leur moment magnétique permanent doivent tourner dans le liquide afin de rattraper la rotation du champ magnétique. Ce phénomène pourrait être bénéfique lorsqu’une augmentation du transfert de masse est nécessaire dans des régions submicronique comme par exemple dans le cas des couches limites visqueuses ou des suspensions statiques.

Le composite étudié est un mélange d’argile et de sciure de bois. La sciure de bois possède une porosité intrinsèque importante, du fait de la présence de capillaires. L’argile est une fine minérale, utilisée comme liant. Le mélange de ces constituants de nature et de caractéristiques très différentes conduit à un matériau dont les propriétés seront variables en fonction des concentrations volumiques de chaque constituant.

L’argile est utilisée sous forme de fine, avec une taille granulométrique inférieure à 1 mm. C’est une argile de type kaolinique, plastique, contenant de l’illite et du quartz. La sciure de bois, servant de renfort, est utilisée sans traitement. Elle se présente majoritairement sous formes granulaire et poudreuse, mais elle contient également des fibres courtes.

Les résultats de l’étude montrent que le coefficient d’absorption d’eau des briques baisse entre 5 à 15 % de sciure de bois. Au-delà de 15 %, il augmente. Ces résultats montrent aussi que les briques composites ont des taux d’évaporation et de retrait inférieurs à ceux de la brique sans sciure de bois. De plus, après 4 jours d’immersion totale des briques, les résultats montrent que les composites argile-sciure de bois résistent mieux à l’eau par rapport aux briques sans sciure de bois qui se dissolvent totalement. Tous ces résultats permettent de conclure que la sciure de bois influence l’absorption, le séchage et la tenue dans l’eau des briques de terre comprimée renforcée avec la sciure de bois.

Des films nanostructurés d`oxyde de tungstène macroporeux contenant des nanoparticules d`or ont été préparés en vue d`une étude de leurs propriétés électrochromes. Afin d`obtenir un matériau macroporeux, un gabarit de microsphères de polystyrène a été infiltré d`une solution d`acide peroxitungstique et ensuite, enlevé par un traitement thermique adéquat. Les nanoparticules d`Au ont été introduites dans le gabarit soit par le processus d`auto-assemblage avec les microsphères, soit par étalement sur la surface du film. Les voltammogrammes indiquent la présence d’un nombre depics cathodiques, mais aussi anodiques, en raison des sites additionnels d`intercalation des ions. Dans un premier volet, la modulation optique de films dopés d’or sur la surface, s`est avérée supérieure aux propriétés de films d'oxyde de tungstène sol-gel sans or, ainsi qu’à celles des films dopés avec les nanoparticules d'or dans le gabarit. Les coefficients de diffusion chimiques déterminés par la méthode de la voltammétrie cyclique et la spectroscopie d'impédance électrique ont montré une diffusion rapide du proton à travers le film poreux par rapport à un film compact. Le modèle construit à partir des mesures d'impédance électrique implique un taux de transfert de charge élevé à l'interface du film d'oxyde tungstène poreux et de l`électrolyte. La contribution possible de la résonance de plasmon des particules d’or à l`intensification de la modulation optique est envisagée.

Le choix des matériaux utilisés
dans la construction repose sur des critères techniques identifiables et
quantifiables tels la résistance mécanique, le comportement chimique ou le
transfert de chaleur, paramètres qui permettent non seulement de satisfaire les
exigences opérationnelles de l'ouvrage, mais aussi d'en garantir la durabilité
et la durée de vie utile attendues. Quoi qu'il en soit, ces critères ne sont
aujourd’hui plus suffisants: énergie grise, analyse de cycle de vie, incidence
sur l’environnement, qualité environnementale des constructions, etc. sont de
nouveaux facteurs qui interviennent dans le caractère « durable » des
constructions. L’ingénieur se doit désormais d'intégrer ces considérations dans
le dimensionnement et la réalisation des ouvrages, ce qui constitue un réel
challenge pour l’avenir.

Le polycétone aliphatique (PK) est un thermoplastique écologique qui tire parti du monoxyde de carbone, une source majeure de pollution atmosphérique, dans son processus de polymérisation. Il est considéré comme une alternative durable au polyamide, un polymère d'ingénierie couramment utilisé dans l'industrie automobile et d'autres secteurs. Le PK se distingue par sa résistance aux chocs, sa résistance chimique, ainsi que ses propriétés tribologiques et de barrière, surpassant celles du polyamide. Toutefois, sa faible stabilité thermique limite ses performances à haute température et sa recyclabilité. Dans ce travail, nous mettons en évidence le potentiel du graphène en tant qu'additif multifonctionnel pour améliorer les propriétés thermiques et la recyclabilité du polycétone aliphatique (PK), tout en optimisant d'autres propriétés fonctionnelles, telles que les propriétés de barrière. Nous explorons également l'intégration du graphène dans des composites PK/fibres de verre afin de créer une structure hiérarchique renforçant l'interface entre le PK et les fibres, améliorant ainsi les propriétés mécaniques.

L’un des problèmes majeurs du procédé de moulage par microinjection est en particulier de comprendre les conséquences des conditions du procédé (thermomécaniques) sur les propriétés mécaniques de la pièce, via les modifications de microstructures et les éventuels défauts qui peuvent être engendrés. Cependant la maitrise de la relation microstructure et propriétés mécaniques via les conditions du procédé est une étape cruciale due à la complexité des phénomènes multiphysiques qui surgissent durant et après le cycle de microinjection. Dans cette étude nous avons décrit la morphologie d’une pièce en Polyoxymethylene de géométrie rectangulaire de type échelle dont les épaisseurs sont les suivantes (0.8, 0.45, 0.2 mm), fabriquée par une machine de micromoulage bi-injection de type Battenfeld Microsystem 50. Une analyse de la microstructure à l’échelle locale via des mesures par microscopie optique en mode transmission est donc réalisée. Les observations révèlent un fort gradient de microstructures à travers l’épaisseur de la pièce dans la direction d’écoulement. La réduction graduelle de l’épaisseur de la pièce, a pour conséquence une hausse de champs de cisaillement et du gradient thermique dans le sens d’injection. Ces changements donneront lieu à des structures morphologiques diversifiées : nous observons une structure ``shish kebab``, les couches cœur-peau, ainsi que la présence de morphologies sans cœur (core-free) ou sans la couche peau vers l’extrémité de la pièce.

Les surfaces superhydrophobes, inspirées par un grand nombre de phénomènes naturels, tels que les caractéristiques autonettoyantes de la feuille de lotus, ont gagné beaucoup d’intérêt dans les dernières décennies. La rugosité de surface joue un rôle dominant dans la superhydrophobicité et il existe de nombreuses techniques pour créer une rugosité sur la surface. Les traitements de surface par les plasmas sont particulièrement intéressants pour le traitement de surface en conservant les propriétés intrinsèques du matériau traité.

Le plasma non thermique à la pression atmosphérique permet de traiter des surfaces tridimensionnelles et les autres avantages comparés aux techniques basse pression sont : absence de système de vide en général très couteux, possibilité d’intégrer le système dans les lignes automatisées et robotisées de fabrication ainsi que la possibilité de réaliser des traitements sur des surfaces d'équipement en service.

L’objective de travail est le développement des surfaces superhydrophobes par le traitement de plasma. Nous avons étudié l'effet des paramètres opératoires du plasma sur l'hydrophobicité du caoutchouc de silicone. Les paramètres tels que la distance entre le substrat et la buse, la puissance, la fréquence du plasma et le débit gazeux ont été considérés. Dans des conditions spécifiques, un angle de contact de l'eau de 153˚ et une hystérésis 5˚ a été atteint. La formation de rugosité sur la surface a été confirmée par des micrographies MEB.

Les nano étoiles ont été préparées par une nouvelle méthode, en utilisant l’acide ascorbique comme réducteur et les ions d’argent pour contrôler la taille des étoiles. Cette méthode ne comporte aucun agent actif de surface. En variant les conditions de la réaction, la taille des étoiles, ainsi que la longueur de leurs pointes et, en conséquence, leurs propriétés optiques, peuvent être contrôlées avec précision. Le nanocomposite Au nano étoile-PDMS a été obtenu en introduisant les étoiles dans le réseau d’un polymère siloxanique (PDMS) par une méthode physique. Les images obtenues par la microscopie électronique ont montré que, tandis qu’en solution les nano étoiles ne sont pas assemblées, à l’intérieur du polymère, elles forment des agrégats complexes, contenant de multiples étoiles. Les propriétés optiques des différentes étoiles en solution, ainsi qu’assemblées en PDMS ont été déterminées. Leurs spectres montrent la présence des plusieurs bandes d’absorption en visible, ainsi qu’en proche infrarouge. Les positions des pics dépendent fortement des conditions de synthèse des nano étoiles. Celles-ci sont très sensibles à l’environnement, ce qui permet d’envisager l’utilisation du nanocomposite en tant que capteur et biocapteur.     

Les anodes en carbone sont consommées dans l’électrolyse de l’alumine pour la production de l’aluminium primaire. Les alumineries modernes utilisent des anodes précuites. La fabrication des anodes précuites en carbone est l’une des étapes les plus coûteuses lors de la production de l’aluminium.  La fissuration des anodes est un problème major parce qu’elle augmente la consommation d’énergie qui a un impact direct sur les émissions environnementales et le coût de production. Donc, il est nécessaire d’évaluer ce problème.

Plusieurs méthodes expérimentales sont disponibles pour étudier la fissuration. Dans nos laboratoires, nous utilisons trois méthodes. La mesure de la distribution de la résistivité électrique sur la totalité d’un  échantillon est une méthode quantitative pour déterminer la perte énergétique liée à la fissuration. Aussi, la morphologie et la structure des surfaces peuvent être caractérisées par la microscopie optique, une analyse basée sur la technique d’analyse par image. Cette méthode reste limitée à cause de la difficulté de localiser le problème de fissuration sur une large surface. Une technique non destructive est la tomographie de rayon X qui donne une image des fissures en détail. La combinaison des résultats de ces trois méthodes d’analyses donne une idée globale sur le phénomène de la fissuration. Dans cet article, nous présenterons ces méthodes et les résultats de notre étude sur la fissuration.



Les peptides cycliques sont des outils d’intérêt et d’une grande utilité en chimie biologique et médicinale pour étudier et moduler les interactions protéine-protéine. En comparaison avec les peptides linéaires, ces macrocycles sont résistants aux protéases et leur rigidité conformationelle réduit le coût entropique de liaison face aux macromolécules biologiques. L’énorme diversité moléculaire qui est accessible avec les peptides cycliques a propulsé leur utilisation en chimie combinatoire. L’approche «one-bead-one-compound» (OBOC) est une méthode de criblage à haut débit très performante dans laquelle des microbilles de polymère exposent individuellement plusieurs copies d’un composé unique, c’est-à-dire un seul composé par bille. Cette méthode a été largement utilisée pour identifier des ligands pour une grande variété de protéines. Par contre, l’utilisation des peptides cycliques dans l’approche OBOC est limitée par les difficultés à séquencer les composés retenus après le criblage. En effet, l’absence d’amine libre en N-terminal rend la dégradation d’Edman impossible et le patron de fragmentation en spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) trop complexe pour élucider la structure. Notre approche est d’incorporer un résidu photosensible au sein du macrocycle et comme ancrage afin de linéariser suite à la réouverture du cycle et de cliver les peptides du support simultanément. Les candidats linéarisés ainsi retenus peuvent être séquencés par MS/MS.



Évaluation de l’impact de la présence de fentanyl dans la cocaïne lors de l’utilisation des tests présomptifs de Marquis et Scott (Pr. Simon Ricard)

Le fentanyl est une drogue synthétique dont le potentiel analgésique vaut environ 100 fois celui de la morphine et 50 fois celui de l'héroïne. Depuis quelques années, il est de plus en plus répandu dans les saisies de drogues au Canada. Le fentanyl peut être ajouté en petites quantités dans des drogues (p.ex. la cocaïne) pour en augmenter les effets, ce qui cause beaucoup de problèmes de santé, et parfois la mort, chez les consommateurs.

Le projet consiste à déterminer si les tests présomptifs classiques utilisés pour détecter la présence de cocaïne (i.e. Marquis et Scott, successivement) sont affectés par l’introduction de différentes proportions de fentanyl et à déterminer si l’effet est mesurable par spectroscopie UV-visible.

L’existence de particules virtuelles qui surgissent spontanément du vide pour disparaître très peu de temps après leur apparition (les fluctuations du vide) trouve son origine dans le principe d’incertitude de Heisenberg. Par ailleurs, on sait que le phénomène de résonance par confinement explique l’amplification de l’intensité lumineuse à l’intérieur d’une cavité ouverte aux fréquences de résonances de celle-ci. C’est pourquoi le taux d’apparition des photons virtuels au sein des modes propres d’une cavité est lui aussi amplifié par le résonateur. Mathématiquement, cet effet quantique est décrit par l’existence d’un commutateur « anomal » entre les opérateurs d’annihilation et de création des photons. Nous décrivons les conséquences de ce commutateur sur la génération du second harmonique optique (GSH), un processus photonique où, dans un matériau optiquement non linéaire, deux photons de même énergie fusionnent pour n’en former qu’un seul. On montre que les fluctuations du vide stimulent le signal de la GSH à l’intérieur du milieu confiné. Cependant, on constate aussi que les fluctuations du vide jouent le rôle d’un inhibiteur au déclenchement du processus, c’est-à-dire que le seuil de la GSH augmente (il est supérieur au seuil minimal de deux photons seulement). En conclusion, les mécanismes intimes de certains processus optiques non linéaires doivent être reconsidérés lorsqu’ils surviennent en présence d’un confinement électromagnétique.

Les couplages catalysés au cuivre entre des composés azotés et des diiodures vinyliques ont été très peu étudiés et seuls quelques exemples sont rapportés.^1,2 L’intérêt d’utiliser des diiodures vinyliques comme partenaires de couplage est d’avoir accès à des iodures vinyliques β-azotés qui peuvent ensuite procéder à un second couplage. Le groupe du Pr. Benoit Daoust a développé une méthode efficace pour la préparation d’acides aminés non naturels à partir d’amides par fonctionnalisations C–N et C–O successives du trans-diiodoéthène suivies d’un réarrangement de Claisen.^2,3 Dans ce projet, nous voulons optimiser la méthode pour pouvoir coupler des carbamates (1) à des diiodures vinyliques non symétriques (2), puis à différents alcools allyliques (3) pour former des allyl-vinyl-éthers très fonctionnalisés (4). Ces derniers, sous l’action de la chaleur, pourraient procéder à un réarrangement de Claisen et former des cétones α-aminés-γ,δ-insaturées (5). La méthode permettrait aussi, de la même façon, d’obtenir des 1,3-amino-alcools (8) qui proviendraient de l’hydrolyse de carbamates cycliques (7) obtenus par réarrangement d’allyl-vinyl-éthers macrocycliques (6). La méthodologie consiste à étudier la faisabilité du projet sur des composés modèles, puis à l’application aux substrats d’intérêt. L’avancement du projet sera présenté.

1. Jiang, B. et al., Org. Lett. 2008, 10, 2737.

2. Daoust, B. et al., Tetrahedron Lett. 2008, 49, 4196.

3. Ricard, S. et al., Manuscrit en préparation2015.

Nous présentons une étude sur les processus d’excitation et d’ionisation de molécules simples à l’aide d’impulsions laser intenses et brèves.  Notre étude numérique est basée sur la résolution exacte de l’équation de Schrödinger dépendante du temps décrivant le mouvement de l’électron en présence du champ laser. Nous utilisons des impulsions lasers qui sont de fréquence centrale identique à la 7^éme harmonique du laser Titane-Saphir. Nous montrons comment nous avons modélisé la forme des impulsions lasers et optimisé leurs paramètres afin de mieux contrôler le processus de transfert de la population entre les états excités et ensuite vers les canaux ouverts de l’ionisation. Les impulsions lasers utilisées dans notre étude présentent la particularité d’être sélectives, ce qui est un avantage majeur sur les impulsions communément utilisées pour mieux contrôler l’interaction laser avec un système atomique ou moléculaire. 

 [1] S. Barmaki, S. Hennani and S. Laulan, J. Mod. Phys 4, 27 (2013)

 [2] S. Laulan, H. S. Ba and S. Barmaki, Can. J. Phys. 91 (2013, in press)

Les microARNs sont de courts ARN non codants qui modulent négativement l'expression des gènes et sont connus pour être impliqués dans l’interaction hôte-pathogène. Cette étude porte sur l’impact d’une infection par Canid herpesvirus 1 (CHV-1) sur les microARNs de cellules épithéliales de chien. L’infection par CHV-1 peut se manifester en une  hémorragie disséminée menant à la mort chez les chiots. Notre but était d’identifier les différents microARNs affectés par l’infection. Pour ce faire, les ARNs totaux isolés à partir des cellules MDCK non infectées ou infectées par le CHV-1 à 3 et 6 heures post-infection ont été analysés par micropuce. Cette dernière a été conçue à partir de la plus récente version de miRbase, base de données des microARNs, Release 22 où 453 microARNs matures chez le chien ont été identifiés. L’expérience a été faite pour trois séries d’infection indépendantes. Les résultats d’hybridation des micropuces ont permis d’identifier plusieurs microARNs cellulaires dont les niveaux  ont changé d’une manière significative dans les cellules infectées par rapport aux cellules non infectées. En effet certains microARNs ont subi une modulation à la hausse et d’autres à la baisse. L’étude des microARN en contexte d’infection virale pourra contribuer au développement de traitements antiviraux pour CHV-1.

Les couplages catalysés au cuivre entre des composés azotés et des diiodures vinyliques ont été très peu étudiés et seuls quelques exemples sont rapportés.^1,2 L’intérêt d’utiliser des diiodures vinyliques comme partenaires de couplage est d’avoir accès à des iodures vinyliques β-azotés qui peuvent ensuite procéder à un second couplage. Le groupe du Pr. Daoust a développé une méthode efficace pour la préparation d’acides aminés non naturels à partir d’amides par fonctionnalisations C–N et C–O successives du trans-diiodoéthène suivies d’un réarrangement de Claisen.^2,3 Dans ce projet, nous voulons optimiser la méthode pour pouvoir coupler des carbamates (1) à des diiodures vinyliques non symétriques (2), puis à différents alcools allyliques (3) pour former des allyl-vinyl-éthers très fonctionnalisés (4). Ces derniers, sous l’action de la chaleur, pourraient procéder à un réarrangement de Claisen et former des cétones α-aminés-γ,δ-insaturées (5). La méthode permettrait aussi, de la même façon, d’obtenir des 1,3-amino-alcools (8) qui proviendraient de l’hydrolyse de carbamates cycliques (7) obtenus par réarrangement d’allyl-vinyl-éthers macrocycliques (6). La méthodologie consiste à étudier la faisabilité du projet sur des composés modèles, puis à l’application aux substrats d’intérêt. L’avancement du projet sera présenté.

1. Jiang, B. et al., Org. Lett. 2008, 10, 2737.

2. Sanapo, G. F. et al., Tetrahedron Lett. 2008, 49, 4196.

3. Ricard, S. et al., J. Org. Chem. 2016, 81, 5066.

L'augmentation alarmante de la résistance aux antibiotiques chez plusieurs souches de bactéries représentent une menace sérieuse pour la santé publique. Pour contrôler leur environnement, la majorité des bactéries produisent des peptides antimicrobiens connus sous le nom de bactériocines.  En effet, plus de 90% des bactéries produisent au moins une bactériocine. Parmi les nombreuses bactériocines, la Microcin J25 (MccJ25) se démarque des autres bactériocines par sa structure et son mode d'action. Ce petit peptide de 21 acides aminés forme une structure en "lasso". Son activité contre plusieurs souches bactériennes Gram négatives vient de sa capacité à inhiber l'ARN polymérase en plus d'interférer avec la chaîne respiratoire. De plus, sa structure lui confère une résistance enzymatique supérieure, ce qui augmente davantage son potentiel pharmaceutique.

Cette structure en lasso est difficilement réalisable par synthèse chimique, mais il a été récemment démontré que des dérivés dont la queue est attachée sur l’anneau par un pont disulfure conservent une certaine activité. En se basant sur ces résultats, le design d’analogues sans lasso de la MccJ25 a été réalisé par approche computationnelle. L’objectif étant de mimer le plus fidèlement possible la structure de la MccJ25 sans toutefois perdre de l’activité. Les analogues peptidiques ont été synthétisés et leur activité antibactérienne évaluée sur différentes souches. Les résultats obtenus lors de cette étude seront présentés.

Le domaine de la catalyse asymétrique a révolutionné la synthèse organique au cours des cinquante dernières années, non seulement en rendant de nouvelles réactions possibles ou plus rapides, mais aussi en favorisant la synthèse d’un seul stéréoisomère comme produit principal. Cependant, le développement de nouveaux catalyseurs chiraux reste un véritable défi qui se traduit souvent par un processus long et laborieux, nécessitant la synthèse et l'évaluation de plusieurs ligands et catalyseurs de manière itérative.

Au cours des dernières décennies, le criblage virtuel a été largement adopté comme outil de conception moléculaire en chimie médicinale pour accélérer la découverte de médicaments. En revanche, la chimie computationnelle reste sous-utilisée en tant que méthode de prédiction et de conception de catalyseurs.

Afin d’assister la découverte de nouveaux catalyseurs, nous proposons l’intégration de la chimie organique synthétique et de la chimie computationnelle. Nous avons alors développé Ace, un programme unique de prédiction de l'énantiosélectivité des réactions asymétriques couplé à une plateforme logicielle entièrement automatisée, Virtual Chemist. Nous avons alors réussi à reproduire plus de 350 énantiosélectivités expérimentales pour sept classes de réaction avec une erreur assez faible pour distinguer les classes de stéréosélectivités et déterminer le produit principal obtenu dans une réaction. Nous présenterons les dernières avancées de projet et ses applications.

En théorie thermodynamique des gaz (imparfaits) la fonction de partition canonique est une mesure de l’énergie d’un système de N particules qui interagissent deux à deux dans un volume V selon une fonction de potentiel Q ne dépendant que de la distance entre les particules. La fonction de partition grand canonique du système est alors la série génératrice exponentielle des fonctions de partition canonique. La méthode de Mayer fait apparaître la série génératrice de l’espèce des graphes simples, valués par une fonction de poids W associé au potentiel. Cette approche permet d’interpréter et d’évaluer certains paramètres physiques. Par exemple, la pression du système, qui est essentiellement le logarithme de la fonction grand canonique, est alors la série génératrice des graphes connexes, pondérés par W. En prenant la limite thermodynamique, on obtient un nouveau poids w(c) pour chaque graphe connexe c et le nième coefficient du viriel le w-poids total des graphes 2-connexes de taille n. Il existe plusieurs variantes de cette théorie, selon la dimension du système et la fonction d’interaction Q. Ceci donne lieu dans chaque cas à un nouvel invariant  w(c). Dans ce travail, nous calculons les poids de Mayer et de Ree-Hoover de graphes particuliers ou de familles spéciales de graphes 2-connexes, à partir de leur structure combinatoire. 

Les motifs propionates et polypropionates font partis de la famille des polycétides. Ces derniers appartiennent à une classe de produits naturels offrants des propriétés biologiques très intéressantes (antibiotiques, anticancer). Ces motifs ont longtemps intéressé les chimistes qui ont proposé plusieurs méthodes de synthèse utilisant des auxiliaires chiraux, des réactifs chiraux mais aussi la catalyse asymétrique. Depuis quelques années notre groupe de recherche a développé une méthode de synthèse de ces motifs impliquant une réaction de Mukaiyama et une réduction radicalaire en tandem en présence d’acides de Lewis. La force de cette méthodologie réside dans le fait que la stéréochimie de la réaction est contrôlée par le substrat. La stratégie adoptée comporte deux étapes clés, réalisées en présence d’un acide de Lewis dont le rôle est de générer les relations syn ou anti du motif propionate à partir de β-alcoxyaldéhydes.  L’objectif de ce projet de recherche est de réaliser deux réactions tandem. La première réaction permettrait d’appliquer notre méthodologie à d’autres substrats optiquement actifs tels que les α-alcoxyaldéhydes. La seconde réaction en tandem permettrait de valider notre méthodologie lorsque le substrat de départ possède plusieurs points de chélations possibles avec l’acide de Lewis utilisé.

La chimie moderne requiert le développement de transformations chimiques douces, chimio-, régio- et stéréosélectives en plus d’être respectueuses de l’environnement. Les réactions organiques catalysées par des métaux de transition non-toxiques comme le cuivre remplissent ces conditions. Le laboratoire du professeur Benoit Daoust a développé une méthodologie de synthèse permettant la préparation de β-allyloxyénamides et d’aldéhydes α-azotés à partir de réactifs simples et de la chimie du cuivre. La méthodologie comporte notamment une réaction de couplage au cuivre entre un dihalogénure insaturé et un amide pour former un β-iodoénamide. Les premiers travaux se sont intéressés à la version intermoléculaire de cette transformation et aucune étude systématique du couplage intramoléculaire n’avait encore été entreprise. Le but du présent projet est donc d’étudier la cyclisation catalysée par le cuivre de composés possédant à la fois une fonction amide et une insaturation dihalogénée, séparées par un nombre variable de carbones (voir la figure jointe). Jusqu’à maintenant, la cyclisation a été testée sur des amides et des carbamates, possédant une insaturation diiodée ou dibromée et comportant 5 à 6 membres. Ces premiers résultats permettront de mettre en évidence l’applicabilité de la méthode à une variété de substrats ainsi que la sélectivité de la réaction en fonction des substituants présents sur la molécule de départ.

Je considérerai le cas en 2+1 dimensions d’un vortex et sa généralisation en 3+1 dimensions en une corde cosmique. Le flux magnétique, contenu dans le vrai vide, sera séparé du faux vide par une paroi. Lorsque le flux magnétique emprisonné est grand, les vortex et les cordes présentent un profil où la paroi est mince, permettant certaines simplifications dans l’analyse. L’existence de vortex et de cordes classiquement stables sera d’abord établit numériquement, et l’amplitude de leurs taux de désintégration en une configuration classiquement instable sous l’expansion de leurs rayon sera estimée dans l’approximation semi-classique. L’analyse de l’espace des paramètres du modèle montrera dans quelles conditions les vortex et les cordes auront un impact sur la stabilité du faux vide.

Je présenterai l’impact possible des défauts topologiques sur le taux de désintégration par effet tunnel d’un faux vide (minimum relatif d’un potentiel) vers un vrai vide (minimum absolu). Dans un tel potentiel, le faux vide est métastable du point de vue de la mécanique quantique sous la formation de bulles de vrai vide, mais le taux de désintégration peu être très long. L’existence d’objets topologiques peut potentiellement être une source additionnelle de métastabilité car ces derniers sont des solutions reliant deux minimums distincts d’un potentiel. L’objectif est d’évaluer si cette voie alternative de désintégration s’avère être plus rapide que la désintégration spontanée.

La révolution des écosystèmes terrestres au milieu du Crétacé vit l’évolution de plusieurs groupes d’insectes et d’angiospermes modernes. Une meilleure connaissance des tendances climatiques locales et régionales dans le passé lointain peut améliorer notre compréhension de ces tendances écologiques et évolutives. Je présente ici les résultats de la première analyse multivariée de paléoclimat pour l’environnement d’une flore fossile constituée de feuilles d’angiospermes trouvées dans la mine Redmond, près de Schefferville. L’âge Cénomanien (93,9 à 100,5 Ma) de cette flore en fait un site important pour étudier la paléoécologie de l’Est canadien au Crétacé. Notre étude révèle que la flore de Redmond aurait évolué sous un climat tempéré chaud complètement humide avec une température moyenne annuelle d’environ 15,2 °C, en accord avec des hypothèses précédentes de paléoclimat et un gradient paléolatitudinal avec d'autres sites nord-américains. L'analyse est renforcée par la découverte de 15 nouveaux morphotypes de feuilles lors de notre expédition à Redmond. Ces fouilles ont également révélé de nouvelles espèces d’insectes appartenant à des taxons (notamment Éphéméroptères, Odonates, Mantoptères, Hémiptères, Hyménoptères, Gyrinidés et Osmylidés) jusqu’alors inconnus de ce site. Leurs descriptions amélioreront nos connaissances de l’histoire de la biodiversité de la péninsule Québec-Labrador et peuvent renouveler l’intérêt paléontologique dans cette région du Nord canadien.