205 - Nature et interactions de la matière

Les activités de plein air se caractérisent par une vulnérabilité des pratiquants face aux conditions du milieu (Montalvo et al., 1998), et notamment météorologiques. En zone boréale particulièrement, le froid est le premier danger auquel ces pratiquants peuvent être confrontés, loin devant d’autres dangers environnementaux, puisque les températures annuelles moyennes se situent généralement sous 0°C. L’éloignement et la rusticité du territoire ajoutés au froid, il peut alors 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 important lié à l’exposition aux basses températures (Défense nationale, 1992).

Dans ce contexte, deux projets de recherche ont été conduits pour pouvoir préconiser, sur la base d’expérimentations scientifiques, le recours à telle ou telle technique de feu afin de favoriser les chances de survie d’une victime isolée en milieu forestier. La première visait à inventorier les méthodes de fortune fréquemment préconisées par les ouvrages et sites web spécialisés pour allumer un feu en contexte de survie et à évaluer leur efficacité réelle. La deuxième portait sur une analyse croisée des essences de combustible disponibles en forêt boréale et de l’efficacité des techniques existantes pour entretenir un feu efficace pour optimiser la production de chaleur, sans trop d’effort ni d’équipement spécialisé.

Le développement de nanomachines à base d’ADN profite d’une grande effervescence scientifique. Ces nanomachines peuvent être utilisées en diagnostic médical ou en administration contrôlée de médicament. Par contre, de manière générale, ces nanomachines sont construites à partir d’une seule pièce active. En comparaison, les nanomachines biologiques naturelles (ex. enzyme) sont majoritairement construites à partir de plus d’une pièce (~ 60%) et permettent un plus grand niveau de régulation et de fonctionnalité. Toutefois, la thermodynamique et la cinétique d’assemblage de ces nanomachines biologiques demeurent faiblement étudiées et il est donc difficile de s’en inspirer pour améliorer les bionanotechnologies actuelles. Pour mieux comprendre ces paramètres, j’ai utilisé des nanomachines simples d’ADN à une, deux et trois pièces (Fig. A). Les analyses thermodynamiques illustrent qu’une augmentation du nombre de pièces augmente considérablement la coopérativité d’auto-assemblage (Fig. B). De plus, selon les conditions utilisées, les nanomachines à plusieurs pièces peuvent adopter différents comportements qui peuvent facilement être contrôlés (Fig. C). Finalement, les cinétiques d’auto-assemblage étudiées démontrent que les conditions sont très importantes pour éviter la formation de trappes cinétiques qui ralentira la formation de la nanomachine. L'ensemble démontre quantitativement les règles fondamentales de base pour l’élaboration de nanomachines contenant plusieurs pièces.

Le cancer de la prostate est le plus diagnostiqué chez l’homme au Canada. Un homme sur 8 recevra un diagnostic au cours de sa vie. Ce projet de recherche vise le développement de nouveaux composés anticancéreux à base de testostérone pour le traitement de ce cancer. L’avantage de ces hybrides serait de découvrir des anticancéreux à la fois plus efficaces et moins toxiques que ceux utilisés présentement en clinique. Nous utilisons la fonction 1,2,3-triazole obtenue par « chimie click » afin de construire efficacement les conjugués à base de Pt(II). Le développement de ces complexes débute par la fonctionnalisation de la testostérone. Elle se déroule en trois étapes afin d’obtenir le produit 7a-allyltestostérone 1 par la réaction de Sakuraï. Le composé 1 est converti efficacement en chlorure allylique 2 par métathèse-croisée d’oléfines. Ensuite, le composé 2 est transformé en azoture 3 par simple substitution du chlorure allylique 2 par de l’azoture de sodium. La réaction « click » avec l’azoture 3 et le dérivé 4 conduit au composé 1,2,3-triazole 5. La complexation de l’aminopyridine en présence du tétrachloroplatinate de potassium permet d’obtenir le complexe T-Pt(II) 6. Différents complexes ont été synthétisés par l’utilisation de différents dérivés aminopyridines afin de créer une série d’hybrides testostérone-platine (II). L’activité anticancéreuse des molécules synthétisées est évaluée sur des lignées de cellules cancéreuses de la prostate (in vitro).

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. 

Plusieurs barrages sont équipés de canaux d’évacuation de crues excavés dans le roc. Généralement, le roc de ces canaux est jugé être résistant face à la force de l’écoulement de l’eau. Cependant, l’utilisation réelle des canaux d’évacuation indique que la résistance du roc à l’écoulement peut être mal évaluée. Ceci peut conduire à l’érosion du roc qui peut potentiellement affecter la stabilité de la fondation du barrage. La méthode la plus utilisée au monde pour l’évaluation de l’érodabilité hydraulique du roc est celle d’Annandale (1995). Celle-ci se base sur une corrélation entre la force érosive de l’eau et la capacité de résistance du roc. Cette capacité est évaluée à l'aide de l’indice de Kirsten (1982) se déterminant en fonction de certaines caractéristiques géomécaniques telles que la résistance matricielle de la roche intacte, la taille des blocs, la résistance au cisaillement des discontinuités et la structure relative des blocs. Une revue approfondie de la méthode d’Annandale a été effectuée. Ceci a permis de souligner certains aspects problématiques. En effet, le choix d'inclure la résistance matricielle de la roche intacte dans le calcul de l’indice d’érodabilité est mis en question. De plus, des interrogations sont soulevées quant à l’évaluation de la structure relative des blocs. La communication proposée aborde un survol sur ces aspects, ainsi que les perspectives proposées pour améliorer le processus de l’évaluation de l’érodabilité hydraulique du roc.