Congrès - Recherche d'activité

Ce projet consiste un problème très important en théorie des graphes et en combinatoire. Le calcul explicite du poids de Mayer ou de Ree-Hoover de graphes particuliers est très difficile en général et n'a été effectué seulement que pour quelques familles spéciales de graphes (par exemple, le graphe complet Kn, le cycle Cn, les graphes de la forme Kn\g, où g pourrait être un graphe étoile, un cycle, une chaîne, ou une combinaison de quelques-uns de ces graphes, etc.). Le but de ce projet est de donner, ensuite prouver une nouvelle formule explicite du poids de Mayer de la famille multi indexée Kn1, n2, …, nk des graphes multipartis complets. Pour cela, je l’ai établi de deux façons. La première méthode utilise une adaptation de la méthode des homomorphismes de graphes et certains arrangements spéciaux de points noirs et blancs dont l'énumération nous permet d'exprimer le poids de Mayer des graphes multipartis complets par une formule close. La deuxième consiste une évaluation détaillée de l'intégrale définissant W M (Kn1, n2, …, nk).Objectifs spécifiques: Compléter le dénombrement des familles de graphes 2-connexes qui apparaissent dans la théorie de Mayer. Donner une interprétation combinatoire à cette nouvelle formule du poids de Mayer des graphes multipartis complets. Objectifs généraux:  Développer des outils mathématiques essentiels pour résoudre des problèmes de nature combinatoire issus de la mécanique statistique, de la chimie organique, et de l’économie...

Parmi l’ensemble des disciplines pratiquées à l’intérieur de la criminalistique figure la toxicologie judiciaire, jugée indispensable à la compréhension et la confirmation de nombreux cas d’intoxication avec drogues et poisons. 

Malgré d’importants avancements réalisés depuis quelques années, la toxicologie judiciaire se heurte parfois à des problèmes de détection d’une substance absorbée à cause notamment de son métabolisme rapide dans les matrices biologiques usuelles analysées. En conséquence, certains dossiers d’intoxication volontaires ne sont pas menés à terme par les enquêteurs, en particulier ceux impliquant le GHB ou « drogue du viol » qui possède une fenêtre de détection restreinte dans le sang (6hrs) et l’urine (10-12hrs).

Le présent projet de recherche en chimie criminalistique s’inscrit dans un contexte de prévention de la criminalité et d’application de la loi. Ainsi, ce projet répond à un réel besoin de développer de nouveaux outils d’investigation en toxicologie judiciaire pour détecter le GHB dans des spécimens biologiques non traditionnels (i.e. les cheveux) plusieurs mois suivant son ingestion. Les méthodologies innovatrices développées en spectrométrie de masse impliquant l’application de sondes diagnostiques avec précurseur et métabolite pourront être utilisées mondialement pour étoffer certains éléments de preuve lors de procès où des actes criminels sont posés sous l’influence du GHB.

La relation M-sigma est une corrélation empirique linéaire entre la masse d'un trou noir (TN) supermassif et la dispersion des vitesses stellaires de sa galaxie hôte, qui est un indicateur de la masse de cette dernière. Cette relation est fondamentale en astrophysique puisqu'elle nous permet de mieux comprendre la coévolution entre ces deux objets célestes.

Les analyses faites sur cette corrélation, grâce à des données provenant de télescopes, démontrent un aplanissement de la courbe à basses valeurs de sigma, alors que les simulations numériques prédisent que la courbe devrait continuer à diminuer. Cette inconsistance entre les résultats des deux méthodes suggère que l'aplanissement est dû à une limite dans nos capacités observationnelles puisqu'il est très difficile de mesurer la masse d'un TN de basse masse. Ces analyses négligent souvent les trous noirs ayant seulement une limite supérieure sur leur masse, soit une très grande incertitude. Cependant, ceux-ci suggèrent que certaines galaxies puissent ne pas avoir un TN central.

Nous avons appliqué une méthode statistique innovatrice qui permet d'inclure à la fois les trous noirs avec des limites supérieures sur leur masse, ainsi que la probabilité qu'une galaxie n'ait pas de TN central. Notre méthode consiste à appliquer un modèle linéaire généralisé, basé sur la statistique bayésienne, à la relation M-sigma. Grâce à ce modèle, nous avons obtenu les premiers résultats observationnels en accord avec les prédictions des simulations.

Récemment, une extension supersymétrique des polynômes de Macdonald a été découverte.  Il s'agit de fonctions dépendantes de variables ordinaires (i.e. commutantes) ainsi que de variables anti-commutantes et qui demeurent invariantes sous l'action diagonale du groupe symétrique.  Ces nouveaux superpolynômes ont été construits comme solutions candidates pour une version supersymétrique d'un modèle physique intégrable.  Ils possèdent des propriétés qui généralisent naturellement celles des polynômes de Macdonald (usuels).  En particulier, le développement de ces superpolynômes dans la base de superfonctions de Schur est positif et les coefficients d'expansions constituent un raffinement des coefficients de Kostka.  Si l'on considère ces objets dans un certain régime, soit lorsque le degré des variables anti-commutantes est suffisamment élevé, un miracle se produit.  Ces superpolynômes se décomposent alors en fonctions bi-symétriques données par un produit de deux polynômes de Macdonald usuels.  Plus étonnant encore, deux résultats suggèrent un lien avec une structure hyperoctahédrale (Bn) sous-jacente.  Premièrement, aux valeurs spécifiques q=t=1, on trouve les dimensions des représentations irréductibles.  Deuxièmement, en interprétant ces fonctions bi-symétriques comme une série de Frobenius d'un module bi-gradué, l'action d'un opérateur particulier sur une fonction de Schur conduit à une série d'Hilbert dont les dimensions sont caractéristiques du groupe de Coxeter Bn.

La (+)-fortucine est un alcaloïde naturel de la famille des lycorines et a été isolée de l’espèce Fortune narcissus, une plante herbacée vivace de la famille des Amaryllidaceae. Seulement une synthèse de cette molécule, publiée par le groupe de Zard en 2008, a été reportée dans la littérature jusqu’à maintenant.[1] Ce type d’alcaloïde présente, comme la plupart des lycorines, des activités biologiques intéressantes, notamment celle d’inhiber la croissance de certaines cellules tumorales. Une synthèse
énantiosélective de cette molécule a récemment été entreprise au laboratoire à partir d’un acide aminé. Une cyclo-oxydation diastéréosélective à l’aide d’un réactif d’iode hypervalent, une réaction de couplage de Heck intramoléculaire et diastéréosélective ainsi qu’une isomérisation de la double liaison figurent parmi les étapes clés de cette synthèse.

[1] A.Biechy, S. Hachisu, B. Quiclet-Sire, S. Z. Zard*. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 1436-1438

Le but du projet visait à évaluer l’effet de la force ionique sur le potentiel mesuré dans une expérience de potentiométrie à circuit ouvert (OCP). La cellule voltaïque était composée d’une électrode de travail, une contre-électrode et une électrode de référence, immergées dans une solution de K₃Fe^III(CN)_{6 (aq)}. À cette solution, différentes concentrations des électrolytes NaCl, KCl et CaCl₂ ont été ajoutés tour à tour. La première étape consistait à mesurer la différence de potentiel entre l’électrode de travail et l’électrode de référence sur un intervalle de 30 secondes. La cinétique du transfert d’électrons avec deux électrodes (carbone vitreux et platine) a également été étudiée. Puisqu’aucun potentiel ou courant n’a été appliqué, le temps d’équilibre (potentiel de la solution) avec l’électrode de travail est le facteur qui  a été mesuré. Cet équilibre est affecté par la cinétique de transfert d’électrons des différentes électrodes, la force ionique, le type d’électrode et le mécanisme de transfert d’électrons des espèces redox observées. Les solutions contenant NaCl et CaCl₂ donnaient les mêmes résultats pour les deux électrodes. Toutefois, les potentiels mesurés dans les solutions de KCl ont été influencés par le matériel de l’électrode de travail. Les valeurs de potentiel ont doublé en passant de l’électrode de carbone vitreux à celle de platine. Ce comportement a aussi été observé lorsque la cinétique de transfert d’électrons a été étudiée par voltammétrie cyclique.

À proximité des grandes agglomérations québécoises, le réseau routier est particulièrement dense et sujet à une accélération de vieillissement à cause d’une constante augmentation de trafic et de conditions climatiques sévères, avec des températures variant -30^oC à +30^oC accompagnées d’une forte humidité lors des périodes de dégel. Par conséquent, on remarque une détérioration de plus en plus rapide des routes pour lesquelles de nouvelles techniques de réhabilitation se doivent d’être élaborées.

Une manière innovante de réhabiliter les chaussées détériorées serait de mettre en œuvre un procédé de biocalcification, développé depuis une quinzaine d’années pour l’amélioration des sols en place, de manière à améliorer les performances de matériaux de fondation et/ou de sous-fondation des chaussées.

La biocalcification est un procédé consistant à tirer profit de l’activité bactérienne d’un sol de manière à améliorer ses propriétés mécaniques par la formation de précipités de carbonates de calcium. Par un phénomène de densification et de cohésion, ces derniers améliorent alors la résistance au cisaillement et réduit les risques de rupture.

Dans une perspective d’amélioration des chaussées, la présentation mettra en lumière les résultats d’essais préliminaires de gel-dégel sur des sables traités par biocalcification, puis présentera les modalités d’un test pilote qui consistera à traiter des chaussées expérimentales par biocalcification et à étudier l’influence des cycles de gel-dégel.



Au Québec, les usagers du milieu naturel, professionnels et pratiquants d’activités en plein air, peuvent être confrontés aux effets néfastes reliés à une exposition non désirée et prolongée au froid. En zone boréale particulièrement, où les températures annuelles moyennes se situent autour de 0°C, il peut être vital dans certains cas critiques dits de survie, de savoir réaliser un feu permettant de contrer le stress à la fois métabolique et psychologique lié à l’exposition aux basses températures. Dans ce contexte, la présence recherche vise à évaluer l’efficience de méthodes existantes pour réaliser des feux à ciel ouvert tout en mesurant notamment la quantité de chaleur produite selon les essences d’arbres indigènes de la forêt boréale utilisées.

L’analyse de l’efficience des méthodes de feu a été conduite en évaluant 10 méthodes en fonction de chacune des 5 essences de bois typiques de la forêt boréale. À l’issue de la présente recherche, une application a été développée. Celle-ci prend la forme d’un tableau multi-entrées qui permet de connaître, pour une essence de combustible donnée, et pour chacune des techniques de feu, la durée pendant laquelle la température obtenue se situe dans une zone déterminée. Ces résultats permettant de pouvoir préconiser en contexte de formation de survie le recours à telle ou telle technique de feu selon les combustibles disponibles ; et de favoriser ainsi les chances de survie d’une victime isolée en milieu forestier.

Le génome mitochondrial (ADNmt) est un petit ADN localisé dans les mitochondries, organites présents dans toutes les cellules animales et responsables de la production d’énergie sous forme d’ATP. La littérature le décrit de manière quasi unanime comme étant hérité de façon maternelle et porteur de 37 gènes. Treize d’entre eux codent pour des protéines qui ont un rôle clé dans le système de production d’ATP. Les 24 gènes restants sont requis pour leur traduction. Le « set » de protéines codées par l’ADNmt semble préservé à travers les espèces ce qui porte à croire que d’autres découvertes liées à cet ADNmt ne sont pas envisageables. Pourtant, de récentes recherches indiquent que l’ADNmt, y compris l’ADNmt chez l’humain, aurait une plus grande capacité codante qu’initialement imaginée, augmentant ainsi ses possibilités fonctionnelles. Ces recherches reposent entre autre sur la découverte de deux nouveaux gènes; Gau et Humanin. Nous suggérons qu’il est important de revoir notre description de l’ADNmt en décrivant le rôle « non-énergétique » de ces deux nouveaux gènes.?

Lors de l’utilisation de la radiation pour le diagnostic et le traitement du cancer, l’ADN est une cible importante due à son rôle dans la division cellulaire. La radiation y dépose de l’énergie par production abondante (10⁵/MeV) d’électrons de basse énergie (EBE) (<50 eV) menant à la production de radicaux et à la dissociation de molécules. Une meilleure compréhension de ces phénomènes physico-chimiques mènera au développement de nouvelles stratégies en radioprotection et en radiothérapie. Il est primordial d’identifier et de quantifier ces dommages initiaux. Des expériences sur des couches minces d’ADN irradiées par des EBE dans le vide suggèrent que certains produits désorbent en quantité significative. Nous proposons une méthode pour mesurer cette perte en utilisant une balance à quartz pour mesurer in situ les changements de masse totale. À 25°C, le taux de perte de masse spontanée des échantillons joue un rôle important pour les petites molécules (126 amu). L’irradiation augmente d’abord ce taux qui diminue d’un facteur 5 à 15 après une exposition prolongée, signe de modifications notables de l’échantillon. En refroidissant, il est possible d’éliminer la composante thermique et de calculer les sections efficaces de désorption électronique. Cette méthode, nécessaire à la calibration d’autres expériences réalisées par HPLC et spectrométrie de masse, permet de compléter la quantification des fragments, qui peuvent également être à l’origine de lésions subséquentes.

Les chapeaux de fer sont des formations géologiques ayant façonné la surface de la Terre et possiblement de Mars. Ce sont des dépôts de surface de plusieurs mètres de diamètre riches en fer oxydé, ce qui cause leur couleur ocre caractéristique visible à la surface, et ils sont des cibles pour la recherche d’anciennes traces de vie. Plusieurs méthodes de traitement d’images satellites sont utilisées pour la localisation des chapeaux de fer, mais leurs mélanges de minéraux à grains fins affectent les résultats. L’objectif principal du projet est d’améliorer les connaissances sur la géologie et la télédétection des chapeaux de fer afin d’évaluer leur potentiel de détection par images satellites. En juillet 2022, des échantillons de chapeaux de fer ont été acquis sur l’île Axel Heiberg, puis ont été analysés en laboratoire afin de déterminer leurs caractéristiques spectrales, minéralogiques et chimiques. Cela mène à la création d’une librairie spectrale de matériaux analogues utilisée pour appliquer des méthodes de télédétection adaptées aux minéraux mélangés, telles que le démixage spectral, et d’évaluer leur efficacité en contexte terrestre. Cette librairie est ensuite utilisée pour explorer le potentiel de détection des chapeaux de fer martiens. Cette présentation expose des résultats préliminaires liés au raffinement des méthodes de cartographie traditionnelles, qui pourraient être applicables aux missions d’exploration spatiale dans la recherche d’anciennes traces de vie.

Le développement de nouvelles méthodes catalytiques pour la formation de centres stéréogéniques restera toujours un domaine très convoité par les chimistes organiciens. Bien que plusieurs groupes de recherches ont déjà élaboré différentes méthodes énantio et diastéréosélectives pour la synthèse de molécules chirales,  il s’avère que la plupart des méthodes comportent de nombreuses limitations. Les méthodes connues de catalyse en milieu acide pour la synthèse de centres stéréogènes n'y font pas exceptions. Afin de mieux comprendre le comportement de l’électrophile (intermédiaire carbocationique) et du nucléophile, les modifications de leur nature électronique ont été étudiées. La présence d'un centre stéréogénique en position alpha du site réactionnel a aussi permis une approche sélective du nucléophile sur le carbone cationique. Enfin, cette méthodologie a permis la synthèse de liens carbone-oxygène, carbone-azote et carbone-carbone à partir d'alcools benzyliques non activés.  

La recherche de nouvelles interactions fondamentales se fait traditionnellement par la construction d'accélérateurs de plus en plus puissants. Le raisonnement est simple, par la fameuse relation E=mc2, l'énergie de ces particules accélérées sera transformée, lors de collisions, en masse de particules jusqu'ici trop massives pour avoir été produites dans les accélérateurs de plus faibles énergies. Ces particules peuvent être les messagères de nouvelles forces pouvant élucider certains mystères persistants de l'univers tel la matière sombre et l’asymétrie matière-antimatière. La production de particules par de hautes énergies est techniquement de plus en plus difficile. Pourtant, la nature est beaucoup plus généreuse qu'il n'y parait, grâce, notamment, au caractère quantique des interactions. Par le principe d'incertitude, la conservation d'énergie peut être violée pour temps très court, le temps d'une interaction. La trace de ces interactions serait perdue dans la mer des interactions électromagnétiques si ce n’était de sa signature particulière de violation de la parité. L’interférence quantique nous permet d’isoler ce signal distinct dont la seule source connue est l’interaction faible et peut être calculée avec une extrême précision. L’expérience Qweak, à forte participation canadienne, mesure ce signal d’interférence avec une précision dépassant une partie par million. Toute divergence avec le Modèle Standard sera une signature de nouvelle interaction. 

Plusieurs groupes de recherche universitaire et de compagnies qui ont développé des logiciels de prédiction acceptent de les partager gratuitement pour des fins académiques ou à but non lucratif.  Parmi ces logiciels, ceux permettant d’évaluer la lipophilicité (logP) sont particulièrement recherchés pour leur utilité dans le domaine pharmacologique. Cette étude se penche sur une évaluation de l’efficacité des logiciels gratuits de prédictions de logP. Méthode : toutes les valeurs de logP expérimentales furent extraites de la Enhanced NCI Database 2.2 (N=3577). Ces valeurs furent comparées à celles qui prédisaient les méthodes théoriques : AlogP, KOWlogP, ACDlogP, ClogP, MlogP et XlogP. Selon les résultats obtenus, il semble que pour des molécules plus hydrophiles (logP entre -3 et 0) les prédictions ne soient pas très fiables. Toutefois, la qualité des prédictions s’améliore significativement pour les molécules ayant des valeurs de logP positives. Ensuite, il a été observé que la flexibilité des molécules affecte grandement la qualité des prédictions de logP. Finalement, la qualité des prédictions varie beaucoup en fonction des classes de fonctions organiques (alcanes, alcènes, alcynes, dérivés halogénés et alcools entre autres). En guise de conclusion préliminaire, l’utilisation de ces logiciels est possible, mais pour obtenir des prédictions fiables, il est nécessaire de se restreindre à certains paramètres.

Le présent projet vise la découverte de nouveaux agents antiprolifératifs de la famille des analogues de nucléosides (AN). Les drogues utilisées en clinique souffrent de nombreuses limitations. Les molécules que nous avons conceptualisées possèdent un centre quaternaire carboné en C3’ qui leur confère des propriétés biologiques particulières dont nous avons pris avantage.

Notre groupe, internationalement reconnu pour sa contribution dans le domaine de la chimie radicalaire stéréosélective, a été un des pionniers dans la création de centres quaternaires stéréogéniques sur des substrats cycliques ou acycliques en utilisant des intermédiaires radicalaires. Ces découvertes ont ouvert la voie à la synthèse de nouvelles familles d'AN possédant un centre quaternaire en C3’, actifs contre des lignées cellulaires cancéreuses dérivées de tumeurs solides.

L’originalité de cce projet réside dans la présence d’un centre stéréogénique quaternaire introduit grâce à un transfert intramoléculaire via une réaction radicalaire. Nous avons synthétisé différents analogues comportant un centre quaternaire en C3’, intégré différentes prodrogues et testé in vitro sur différentes lignées cellulaires. Cinq molécules actives ont présenté un IC50 comparable à celle de la gemcitabine qui est l’agent clinique de première ligne.

Le développement de nouveaux AN plus biodisponible avec des effets secondaires diminués, est cruciale afin d'améliorer le traitement clinique des patients atteints de tumeurs solides.

Durant le développement embryonnaire, les tissus se segmentent en motifs fonctionnels de façon hautement dynamique. En particulier, les précurseurs des vertèbres, appelés les somites, se forment en traduisant des oscillations temporelles de l’activité génétique en un motif stable d’expression génétique qui positionne les frontières entre somites et établit l’axe antéro-postérieur à l’intérieur des somites. Les oscillations génétiques sont générées par des processus intracellulaires autonomes, mais requièrent un couplage avec les cellules avoisinantes pour persister et se synchroniser au niveau du tissu. Dans le cadre théorique des systèmes dynamiques complexes, le modèle le plus naturel de cette formation de motif est le modèle de Stuart-Landau, lequel correspond à une bifurcation de Hopf gouvernant la dynamique à l’intérieur de chaque cellule, ainsi qu’à un couplage de Kuramoto accomplissant la synchronisation entre cellules. Toutefois, notre approche de modélisation géométrique fournit des preuves contre le modèle Hopf-Kuramoto. Nous proposons un mécanisme alternatif basé sur une bifurcation SNIC qui traduit de façon robuste les oscillations en un motif stable. De plus, ce modèle SNIC est cohérent avec les expériences qui étudient la synchronisation des oscillations au niveau du tissu. La bifurcation SNIC, bien que rarement discutée dans le contexte de la formation des somites, est utilisée fréquemment en neuroscience pour modéliser les systèmes excitables, par exemple.

Le développement du viriel, en mécanique statistique, fait appel aux sommes des poids de Mayer de tous les graphes 2-connexes ayant n sommets, pour n > 1. Une tendance récente en mathématiques discrètes consiste à calculer la valeur exacte ou asymptotique du poids de Mayer de graphes particuliers ou de familles spéciales de graphes, à partir de leur structure combinatoire. Le présent travail fait appel à la méthode des homomorphismes de graphes et à l’inversion de Möbius pour développer des relations entre les poids de Mayer et de Ree-Hoover et donner des formules explicites pour les deux poids pour certaines familles de graphes 2-connexes.



Détecter et corriger les perturbations de l'ADN est de nos jours une voie prometteuse pour soigner diverses maladies qu'elles soient génétiques ou acquises. L'essor de la thérapie génique est lié au développement de vecteurs  de gènes qui seraient capables de franchir, sans se dégrader, les  différentes barrières biologiques, notamment la barrière endosomale. Il serait donc utile de mettre au point de vecteurs qui tirent profit de changements environnementaux dans des zones particulières du corps (pH, enzymes, etc…) pour délivrer leurs gènes thérapeutiques.

 Pour contourner la dégradation endosomale, nous nous proposons de concevoir, de synthétiser et d'évaluer des liposomes pH-sensibles pour le transfert de gènes. Pour ce faire, une banque de lipides cationiques est synthétisée à partir d'une bascule moléculaire. Cette dernière permettra de contrôler, en fonction du pH du milieu, la complexation et la liberation des acides nucléiques.

Ces lipides sont ensuite formulés sous forme de liposomes. L'influence de leur structure sur leur taille, leur charge de surface ainsi que leur capacité de fusion seront étudiées.

Dans un second temps des études par spectroscopie de fluorescence ou par microscopie de fluorescence permettront d’observer et de quantifier le piégeage des acides nucléiques par ces vecteurs, la pénétration cellulaire, la distribution intracellulaire des acides nucléiques relargués ainsi que l’efficacité́ globale de la transfection en fonction du pH.

Depuis quelques années, les cannabinoïdes synthétiques (c.-à-d. issus de la chimie et non des plantes) sont de plus en plus répandus dans les saisies à travers le monde. Ils sont souvent présentés comme des mélanges à fumer à base de plantes (c.-à-d. des herbal smoking blends) avec des noms communs tels que Spice ou K2. Ils sont généralement consommés en combinaison avec de la marijuana pour en altérer les effets, ce qui cause beaucoup de problèmes de santé, et parfois la mort, chez les consommateurs. Bien que le contexte mondial soit plutôt bien connu, on retrouve peu de données spécifiques au Canada, encore moins sur la situation au Québec.

Le projet consiste à brosser un portrait des familles chimiques de cannabinoïdes synthétiques retrouvés au Canada. Une comparaison des voies métaboliques connues pour certains dérivés permettra d’identifier des biomarqueurs adéquats pour doser et distinguer les cannabinoïdes synthétiques dans les matrices biologiques communes.

L’aluminium primaire est produit par l’électrolyse de l’alumine dans une cuve où les anodes en carbone sont consommées. Ces anodes sont fabriquées en mélangeant des particules granulaires (majoritairement du coke de pétrole calciné et le reste est constitué de matériel recyclé composé d’anodes crues et cuites rejetées et de mégots) avec le brai de goudron de houille comme liant. Cette pâte ainsi obtenue, une fois compactée, forme les anodes crues qui seront par la suite cuites. Une bonne compréhension de l'interaction entre le coke et le brai aide l'industrie de l'aluminium à choisir la paire de coke/brai et les paramètres appropriés du mélangeur à utiliser lors de la production des anodes.

Les mécanismes d'interaction entre le coke et le brai peuvent être étudiés en utilisant des différentes méthodes. Le test de goutte sessile donne de l’information pour optimiser les paramètres d’opération durant l’étape de malaxage de la pâte. On a testé des différentes paires de coke/brai et on a trouvé que la mouillabilité des cokes augmente avec le temps. Ces tests ont été complémentés par la spectroscopie FTIR, XPS, la microscopie optique et MEB. Les résultats montrent l’impact des caractéristiques du coke sur les interactions entre le coke et le brai. Dans cet article, on présente la méthodologie et les résultats de l’étude pour certaines paires du coke/brai.

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. Depuis 2008, le laboratoire du professeur Daoust à l’UQTR utilise la chimie du cuivre pour développer des méthodes de synthèse diverses menant, entre autres, à la préparation de précurseurs d’acides aminés.

L’objectif du présent projet est de développer une méthode simple, efficace et peu chère utilisant les couplages au cuivre pour préparer des composés insaturés doublement substitués par des hétéroatomes. En premier lieu, nous montrerons que la chimie du cuivre permet la synthèse de β-iodovinyléthers (3) à partir de diiodures vinyliques (1) ainsi que de divers alcools (2). Dans un deuxième temps, toujours à l’aide de la chimie du cuivre, nous étudierons la transformation des β-iodovinyléthers (3) en dialkoxyéthylènes (6) et en β-alkoxyénamides (7). Les nombreux avantages de cette méthodologie devraient en faire un outil de choix pour la préparation de ces trois familles de composés hautement fonctionnalisés et pour lesquelles peu de méthodes de synthèse existent. Les avancements dans l’optimisation de la méthode de synthèse à partir de divers substrats seront présentés lors de cette communication.

Le facteur de van’t Hoff (i) est défini comme représentatif de la dissociation des molécules en solution, et est utilisé les calculs de propriétés colligatives. L'étude présentée ici avait pour but de modéliser le facteur de van’t Hoff réel de 12 solutions composées de substances non polaires, parmi lesquels on retrouve les systèmes naphtalène/biphényle et chlorure de choline/o-cresol. Pour ce faire, des données empiriques du point de congélation des solutions en fonction de leur fraction molaire ont été recueillies dans la littérature scientifique. Le facteur de van't Hoff a ensuite été modélisé à partir de la formule de cryoscopie. Des systèmes non polaires seulement ont été utilisés afin que les deux substances présentes en solution aient des constantes cryoscopiques semblables, minimisant l’effet des interactions entre soluté et solvant. Les résultats montrent que les facteurs de van’t Hoff obtenus semblent plutôt être des facteurs d’activité tels que définis par Arrhenius : ils renseigneraient sur la disponibilité des molécules de solvant. Les résultats remettent également en question la conception classique des notions de solvant et de soluté : pour le système chlorure de choline/o-cresol, notamment, la constante cryoscopique du solvant a dû être changée au point eutectique du système, et non à la limite de 50% de fraction molaire. Cela suggère que le solvant peut être considéré comme la substance ayant le plus de molécules disponibles en solution.

Les couches minces de trioxyde de tungstène (WO3) sont devenues plus importantes dernièrement à cause de leurs propriétés intéressantes et leur haut potentiel en applications en appareils électrochromiques. Il est très bien connu que leurs propriétés de changement électrochromiques dépendent très sensiblement de leur nanostructure. Alors, une grande majorité du travail en recherche dans ce domaine présentement est dédiée aux techniques de contrôle des couches minces de WO3 afin d’assurer une augmentation de leur performance électrochromique. 

Nous avons fait une étude systématique des couches minces de WO3 nanostructurées en utilisant une technique originale par variation de la distance source-substrat en sublimation à pression élevée et condensation. Cette technique est efficace à contrôler la grosseur des grains et donc la nanostructure des couches minces déposées. Une corrélation est établie entre les propriétés optiques et électrochromiques des couches minces de WO3 et la nanostructure. Les propriétés électrochromiques sont étudiées en utilisant un processus de lithiation sec développé dans notre laboratoire. Les résultats montrent que la nanostructure du film à une dépendance forte sur la distance source-substrat; ce qui influence sensiblement les propriétés électrochromiques. Ces résultats sont attendus d’aider à la conception d’appareils électrochromiques adaptés pour plusieurs applications.

Un des enjeux scientifiques d’aujourd’hui concerne l'élaboration contrôlée de matériaux à structures hiérarchisées, matériaux organisés sur plusieurs échelles de taille et en particulier à l’échelle nanométrique.  La chimie supramoléculaire utilise le principe selon lequel des ‘’briques moléculaires’’ s’autoassemblent pour former des structures bien définies en 1D, 2D ou 3D. 

La conception de solides aux propriétés désirées repose sur la base de notre compréhension et de l'exploitation des interactions intermoléculaires.  L’étude des structures cristallines permet d’accroître nos connaissances dans ce domaine.  Nous décrivons ici une analyse structurale par diffraction des rayons X de quelques dérivés comportant des fonctions alcynes ou diynes.  Les principales interactions décrites concernent les ponts H (CC-H•••O=C ou N-H•••O=C) ainsi que les interactions halogènes (CC-Br•••O=C ou CC-Br•••p).

Le coke de pétrole affecte fortement la qualité des anodes de carbone utilisées dans la production de l'aluminium primaire. Les cokes produits à partir des sources de pétrole brut acide contiennent des niveaux de soufre élevés. Une certaine quantité de soufre est nécessaire pour rendre les anodes moins réactives; cependant, une forte teneur en soufre dans les anodes aurait un impact négatif sur l'environnement. Aussi, la demande pour le coke de qualité « anode » avec un niveau de soufre acceptable augmente plus rapidement que l'offre disponible. Donc, les cokes à haute teneur en soufre doivent être désulfurés. Il y’a différentes façons de désulfurer un coke de pétrole cru: l'extraction par solvant, la désulfurisation thermique et l’hydrodésulfurisation. La méthode de l’extraction par solvant contamine les cokes. La désulfurisation thermique requière une consommation énergétique élevée. L’hydrodésulfurisation est une option qui n’est pas encore beaucoup exploitée. L’objectif de ce projet est d’étudier l’hydrodésulfurisation des cokes de haute teneur en soufre pour produire du coke de qualité tout en minimisant l’impact sur l’environnement. Dans cet article, les résultats de cette étude sur la hydrodésulfurisation des différents cokes crus de haute teneur en soufre seront présentés.