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Les polymères vinyliques offrent la particularité que de petites modifications de leur structure microscopique peuvent mener à de profonds changements au niveau macroscopique. La simulation atomistique devient alors un outil privilégié pour explorer cette caractéristique, et de voir ainsi les conséquences de la variation de l'alternance des chaînes latérales le long du squelette carboné. Toutefois, le lien entre les échelles micro et macroscopiques est loin d'être compris (concept même d'émergence). Une attention particulière doit donc y être apportée. Lors de cette présentation, nous exam…

La transition vitreuse demeure un sujet d'étude important tant du point de vue théorique qu'expérimental. Dans ce projet, la transition vitreuse du poly(fluorure de vinylidène), PVDF, a été étudiée au niveau de simulations atomistiques de courte durée.En utilisant l'équation de Kohlraush-Williams-Watt (KWW), la Tg du PVDF a été obtenue en bon accord avec les données expérimentales. Nous avons ensuite examiné les effets des défauts structuraux sur la transition vitreuse. Ces défauts sont dus à la présence d'unités monomères inversées, c'est-à-dire par des positionnements «tête à tête»…

Les protéines désordonnées abondent et jouent un rôle important dans tous les domaines du vivant. Les états désordonnés des protéines sont difficiles à étudier par les méthodes expérimentales en raison même de leur hétérogénéité structurale et de la tendance de ces protéines à s'agréger. Les simulations par ordinateur, que ces propriétés n'entravent pas, s'avèrent être un outil de choix pour caractériser les ensembles conformationels des protéines intrinsèquement désordonnées. Dans ma présentation, je décrirai l'application des techniques de simulation à l'étude de l'élastine, la protéine …

Le but de ce travail est d'étudier la photoexcitation de molécules chromophores dans deux environnements d'eau importants, les clathrates hydrates et la glace. Notre étude a commencé par des systèmes simples, les hydrates de dihalogènes et la glace dopée par les mêmes molécules, en collaboration avec les groupes d'expérimentateurs de Janda et de Apkarian de l'Université de Californie à Irvine. Nous avons effectué des simulations de spectroscopie d'absorption pour les complexes H2O–X2 (X=Cl, Br) par propagation de paquets d'onde en dimensionalité réduite [1,2]. Les rés…

Les surfaces de potentiel (SP) des molécules de tailles modérées sont déjà très complexes. La SP d'un agrégat de 13 atomes de métal typique est une fonction de 39 variables qui possède une dizaine de minimas de basse énergie (en principe tous des isomères possibles), des dizaines de chemins de réaction et états de transition connectant ces minimas, et des milliers de minimas locaux à plus haute énergie. Il faut des méthodes très puissantes pour découvrir les éléments clés (minimas, états de transition, chemins de réaction) des SP dans un temps de calcul raisonnable. Nous proposons que le…

Les nanocristaux de polymères attirent de plus en plus l'attention, à la fois par leurs applications technologiques potentielles et par leurs propriétés inédites qui diffèrent des propriétés du polymère massif. Donnant directement accès aux échelles nanométriques, la simulation moléculaire se propose comme un choix naturel permettant l'exploration des propriétés de ces composés. Comme premier modèle, nous avons étudié le polyéthylène (PE) afin de corréler les données émanant de la simulation aux températures de fusion expérimentales du PE nanocristallin. L'utilisation d'alcanes modèl…

Le développement de médicaments demeure un processus long et laborieux et surtout très couteux. L'emploi de méthodes de simulation informatique permet d'en réduire les couts et d'en accroitre l'efficacité. Le développement d'une plateforme informatique pour la conception de médicaments sera présentée ainsi que son application au développement de molécules a visée thérapeutique. Plus particulièrement, l'application de cette plateforme a la conception d'inhibiteurs de la prolyl oligopeptidase impliquée dans la maladie d'Alzheimer sera présentée. 

Les molécules, complexes et agrégats d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)  présentent   un intérêt pour la spectroscopie et la chimie des milieux astrophysiques et également  la chimie  atmosphérique. L'étude théorique au niveau électronique et dynamique de complexes et agrégats moléculaires comprenant 100-1000 atomes demeure un enjeu. Nous examinerons les potentialités des méthodes Tight-Binding dérivées de la théorie de la fonctionnelle de la densité (Density Functional Tight Binding DFTB). Numériquement performantes tout en conservant un caractère quantique électronique, elle…

En raison du rôle clé que joue l'aromaticité dans le domaine de la chimie organique, un phénomène similaire a été recherché dans les composés de silicium depuis plus d'un siècle. L'approche de l'aromaticité sur la base de liaisons multiples avec les molécules de silicium, comme pour le benzène, a récemment conduit à des progrès considérables. Contrairement au benzène, cependant, ces molécules de silicium doivent être stabilisées par des substituts complexes et encombrants. Ici, nous utilisons une panoplie de méthodes théoriques, telle que les simulations avec des modèles fluides, la dynami…

Le métabolisme des xénobiotiques, en particulier des médicaments, est un processus vital pour contrôler leur temps de demi-vie à l'intérieur du corps humain. Des méthodes expérimentales existent pour identifier les métabolites (médicament transformé résultant de ces processus) et pour en évaluer la stabilité. Cependant, ces méthodes sont longues et couteuses et le développement de systèmes informatiques prédictifs est une voie de recherche prometteuse. Nous présenteront IMPACTS (In-silico Metabolism Prediction by Activated Cytochromes and Transition States), un outil informatique qui combi…

La chimie de l'iode hypervalent est vaste et un intérêt grandissant est porté au développement de methodes énantiosélectives promues par ces réactifs. Dans cette catégorie, la réaction d'alpha-tosyloxylation de cétones utilisant des réactifs d'iode(III) est particulièrement puissante, car elle mène aux alpha-tosyloxy cétones, des synthons chiraux versatiles qui ouvrent la voie, par substitution nucleophile, à de nombreux composés cétones alpha-chiraux. Cette reaction a été premièrement popularisée par Koser et al. en utilisant l'hydroxy(tosyloxy)iodobenzène.(1) Plusieurs questions demeuren…

La présence d'une forte organisation structurale au sein de systèmes conjugués (molécules, polymères) peut contribuer à induire des variations drastiques de la structure électronique et des propriétés de transports en comparaison des propriétés de la phase désordonnée. Une des plus intrigante et souvent difficile interactions à décrire, même avec des techniques ab-initio de grande qualité comme la DFT, concerne les faibles interactions de type p-p et de van der Waals. Dans cette présentation, je vais présenter quelques conséquences de tels couplage-p au cours d'une croissante augmen…

L'extraction de principes actifs à partir de substrats végétaux à l'aide de solvants est une opération unitaire classique. La plupart des industries d'extraction actuelles utilisent des matières végétales usuelles et des procédés conventionnels en «batch». Les procédés normés ASTM stipulent que l'extraction des métabolites secondaires est un procédé qui se fait en deux temps par alternance de solvants : organique puis aqueux. Dans ces procédés le temps d'extraction est long, pouvant atteindre 8 h,  ce qui aura un impact direct sur les couts associés à cette opération.La production…

Grace à une plus grande sensibilisation pour l'environnement, cette dernière décennie a connu une utilisation croissante des fibres naturelles comme renfort dans les matériaux composites. L'objectif principal de ce travail  est la valorisation des fibres de bois produit au Canada. Deux types de fibres de bois très connues sont testés : le bouleau et le tremble. Pour ce faire, nous avions étudié l'effet indépendant des deux types de fibres, et leur effet combinée (composites hybrides) sur les propriétés en traction des composites Homo-polypropylène/fibres de bois, avec et sans agent de coup…

Plusieurs utilisations de matière ligneuse requièrent des particules de longueur et de forme bien définies.  La méthode traditionnelle de caractérisation de la longueur est le tamisage mécanique.  Cependant des études récentes montrent que la densité des biomasses, la préparation des échantillons, la durée du tamisage et le tamiseur influencent les résultats.  Depuis septembre 2010, nous avons accumulé neuf sources de biomasse de saule de forme différente (hachée, broyée ou déchiquetée) et de longueur variée (entre 20 et 100 mm).Les échantillons sont analysés dans trois tamiseurs : c…

La lignine, qui représente de 10 à 30% de la biomasse lignocellulosique représente un potentiel inestimable de valorisation. Celle-ci, considérée comme un sous-produit papetier, est dans la plupart des cas brulée afin de produire de l'énergie et de la chaleur (CHP). Toutefois, sa composition (enchaînement de phenyl propane) est une source potentielle de molécules aromatiques. Une dépolymérisation catalytique de cette macromolécule permet  la production de composés aromatiques hautement valorisables (molécules monoaromatiques : monomères), ainsi que la production d'intermédiaires pour la sy…

Les matières plastiques issues de la filière pétrolière jouent un rôle important dans notre société actuellement. Cependant, la ressource pétrolière est épuisable et non-renouvelable. C'est pourquoi le développement des matériaux bio-composites est actuellement en plein essor. Les lignines sont la seconde ressource renouvelable majeure de la biosphère, juste derrière la cellulose. Pourtant, elles sont considérées comme un déchet des industries des pâtes et papiers. En remplaçant des polymères synthétiques par des bio-polymères renouvelables tels que les lignines, ceci contribue à la séques…

Le charbon de biomasse, longtemps perçu comme un résidu, se présente maintenant comme un vecteur de développement durable dans la chaîne de valorisation de la biomasse. Le char de torréfaction (pyrolyse douce) est un combustible potentiel aux propriétés de conservation favorables et le charbon de biomasse pyrolytique a quant à lui le potentiel d'amender les sols et par la même occasion de constituer une méthode de séquestration de carbone. Dans le cadre de cette recherche, une plante lignocellulosique dite « énergétique », le panic érigé, a été pyrolysée dans une atmosphère de CO2

Les échanges des produits commerciaux et leurs matériaux d'emballage à l'échelle intercontinentale sont devenus une piste importante pour l'introduction des espèces envahissantes au Canada et aux États-Unis. Les matériaux d'emballage en bois sont identifiés comme étant une des causes qui a facilité l'introduction des pathogènes et des insectes qui menacent les forêts de l'Est de l'Amérique du Nord. Afin de faire face à cette problématique, un groupe de travail de la Convention Internationale pour la Protection des Végétaux (CIPV) a passé une réglementation qui consiste à effectuer un trait…

Le projet, a pour objectif de déterminer le potentiel de l'utilisation de lignines industrielles en tant qu'agent de couplage dans un bio-composite de polyéthylène haute densité (HDPE) et de fibres d'écorces. La valorisation de deux coproduits à faible valeur telles que la liqueur noire (source de lignines) et les écorces donne une dimension écoresponsable à ce projet. La réalisation de bio-composites par extrusion puis moulage par compression à chaud permettront de présenter l'impact de la présence d'un agent de couplage commun (5%) et le potentiel d'ajout de la lignine commerciale brute …

Dans la conjoncture actuelle, les papetières canadiennes ont un besoin pressant de diversifier leurs produits. Ces papetières génèrent aussi des tonnes de résidus qu'elles doivent éliminer de façon sécuritaire et économique. Les microorganismes et les enzymes industriels pourraient permettre aux papetières de traiter leurs résidus. Ces mêmes microorganismes et enzymes pourraient également valoriser les résidus pour obtenir des bioproduits qui intégreront des marchés fructueux ou répondront à leurs propres besoins. En effet, une bactérie cellulolytique comme Clostridium thermocellum …

L'acétate de polyvinyle (PVA) est un polymère thermoplastique qui est grandement utilisé dans l'industrie de transformation du bois pour le collage de pièces. Malgré ses avantages, le polymère PVA montre de très faibles performances en ce qui concerne sa plastification en présence d'eau et à des températures élevées. Dans cette recherche, nous étudions la possibilité d'améliorer la résistance du polymère PVA à l'eau et à la chaleur par l'ajout d'un nanomatériau vert, la nanocellulose. Divers mélanges de PVA et de nanocellulose furent préparés. Pour mesurer la résistance mécanique des colla…