205 - Nature et interactions de la matière

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.

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...

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.

Diplonema papillatum est un micro-eucaryote marin doté d'un génome mitochondrial unique; les gènes sont fragmentés en plusieurs morceaux appelés modules. Chaque module se trouve sur l'un des 81 chromosomes circulaires qui composent le génome, et est transcrit individuellement. Puis, par un processus appelé trans-épissage, tous les transcrits de modules de gène sont assemblés dans le bon ordre pour former un ARN messager contigu codant pour une protéine fonctionnelle. L'un des acteurs potentiels du trans-épissage est l'ARN ligase RtcB1, qui est probablement associée à d'autres composantes encore à identifier; ce complexe hypothétique catalyse la ligation des modules d'ARN. Des cellules de Diplonema papillatum exprimant RtcB1 avec deux sortes d’étiquettes ont été préparées et les mitochondries de celles-ci ont été isolées pour tout d’abord confirmer la localisation mitochondriale de RtcB1 par des tests immunologiques.  Le deuxième objectif est de réaliser une co-immunoprécipitation de RtcB1 avec toutes ses composantes associées afin de les isoler pour les identifier. Le troisième et dernier objectif sera de confirmer l'activité ligase de RtcB1 sur les modules d'ARN mitochondrial. La caractérisation de ce complexe de trans-épissage pourrait permettre la découverte de nouveaux mécanismes moléculaires, ainsi que le développement d'une boîte à outils moléculaire utile en biologie synthétique, en génie génétique pour l'agriculture, et potentiellement en thérapie génique en médecine.

Les pores ouverts et fermés constituent la porosité totale d’une matrice. Les conditions opératoires et les différentes technologies utilisées pour la déshydratation peuvent favoriser la formation de l’un ou l’autre de ces types de pores. La caractérisation de la structure poreuse des aliments déshydratés influence les qualités et les propriétés de ceux-ci. Par exemple, les pores ouverts favorisent le taux de réhydratation des produits déshydratés. Ainsi, une bonne compréhension des mécanismes responsables de la formation des pores ouverts et fermés lors de la déshydratation est primordiale pour la conception de procédés novateurs et la prédiction des qualités des aliments séchés. À ce jour, les connaissances sur les pores ouverts et fermés sont limitées dans la littérature scientifique et comportent quelques contradictions. Par exemple, il n’est pas clair si les méthodes de mesure de la porosité, moyennant le pycnomètre ou le porosimètre au mercure, prennent en compte les pores sous leurs deux formes. Cette contribution est une revue de l’état des connaissances sur ce sujet et propose des applications potentielles pour les produits comportant l’un ou l’autre des types de pores. Entre autres, les pores fermés pourraient servir à l’encapsulation d’arômes ou de gaz à l’intérieur même des produits déshydratés. Cette revue pourrait donc contribuer à l’avancement de la recherche sur l’optimisation des qualités des aliments déshydratés.

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.