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Ce mémoire évalue les compétences et les conceptions alternatives d’élèves de fin d’enseignement secondaire de transition en Fédération Wallonie-Bruxelles de Belgique sur le thème des titrages acide-base. Il est organisé en 3 chapitres. Une analyse bibliographique de la littérature de recherche en didactique (chapitre 1) a permis d’établir une liste de 52 préconceptions. Une des sources possibles de conceptions alternatives peut être attribuée aux ouvrages de références. Le chapitre 2 propose une analyse de 14 manuels et traités d’enseignement secondaire et supérieur suivant une liste de critères et d’indicateurs. Même si les préconceptions du chapitre 1 sont peu présentes dans ces ouvrages, un certain nombre de manques de rigueur et d’explications ambiguës ont été identifiés. Ceux-ci sont liés au fait que le chapitre sur les titrages n’est pas suffisament connecté à la théorie générale des équilibres acide-base. Un questionnaire d’évaluation de compétences sur ces matières été soumis à 67 élèves de classe terminale de l’enseignement secondaire général belge francophone. L’analyse des résultats du questionnaire a permis de retrouver un nombre limité des préconceptions identifiées par la littérature de recherche en didactique. Elle a surtout permis de proposer des logiques et mécanismes d’émergence des préconceptions évaluées. Celles-ci sont grandement dues à la tendance des élèves à utiliser des procédures systématiques mémorisées sans replacer la question au sein de la globalité de la matière des équilibres acide-base. Une approche algorithmique plus que conceptuelle pourrait expliquer un certain nombre de réponses incorrectes. Des imprécisions dans la définition des concepts, déjà mentionnées lors de l’analyse des ouvrages de référence, ont également pu être relevées. Le mémoire se termine par une conclusion générale examinant également les limitations de l’étude et proposant des pistes didactiques.

conceptions alternatives --- didactique de la chimie --- titrages acide-base --- Physique, chimie, mathématiques & sciences de la terre > Chimie

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Ce travail de fin d'études porte sur l'analyse de la manière dont les ouvrages pédagogiques du secondaire et de première année universitaire mobilisent les trois niveaux de représentation du triangle de Johnstone (macroscopique, submicroscopique et symbolique). Dans ce cadre, nous avons réalisé une recherche bibliographique qui s'est articulée sur plusieurs axes. Premièrement, nous avons exploré les différentes sources de difficultés rencontrées par les étudiants dans l'apprentissage de la chimie. Cette exploration a inclus une analyse détaillée du triangle de Johnstone, qui comprend les niveaux macroscopique, submicroscopique et symbolique. Nous avons également réalisé une revue de la littérature sur divers travaux cherchant à réinterpréter ce modèle pédagogique afin de mieux comprendre son impact sur l'apprentissage. En parallèle, nous avons examiné les apports des neurosciences concernant les processus cognitifs impliqués chez les étudiants lors de l'apprentissage de la chimie. De plus, nous avons passé en revue les méthodes didactiques disponibles dans la littérature scientifique, en nous concentrant sur celles visant à améliorer la maîtrise des niveaux de représentation en chimie. À la suite de cette revue théorique, notre attention s'est portée sur les manuels scolaires et ouvrages didactiques. Nous avons ainsi procédé à une analyse approfondie des manuels de chimie de l'enseignement secondaire supérieur et de l'enseignement universitaire, en utilisant divers critères d'évaluation. Cette analyse portait spécifiquement sur les aspects iconographiques des manuels scolaires. Nous avons pu examiner comment les figures dans ces ouvrages intègrent et articulent les niveaux macroscopique, submicroscopique et symbolique, et dans quelle mesure elles permettent d’établir des liens entre eux. Cette analyse comparative a permis de mettre en lumière des tendances communes et des différences dans l’utilisation des trois niveaux de représentation du triangle de Johnstone dans les ouvrages étudiés.

Didactique --- Triangle de Johnstone --- Compétences translationnelles --- Manuels et traités d'enseignement --- Physique, chimie, mathématiques & sciences de la terre > Chimie

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L’objectif de ce mémoire est de séparer et de caractériser des composés de mélanges complexes d’oligosaccharides de chitosane en fonction de leurs degrés de polymérisation, degrés d’acétylation et motifs d’acétylation. 
Nous avons réussi à trouver les degrés de polymérisation ainsi que les degrés d’acétylation de nos différents échantillons complexes de chitooligosaccharides grâce à des techniques de spectrométrie de masse en utilisant deux types de source : une source MALDI et une source ESI.
Ensuite, nous avons marqué un des échantillon à la 2-AA, la 2-AB, la 2-AMAC et l’APTS avant purification par des colonnes chromatographiques en phase inverse et/ou en phase normale. Seuls les composés dérivatisés à la 2-AA et la 2-AB ont été détectés en MALDI et nous avons observé des différences entre les oligosaccharides détectés selon le type de colonne de purification utilisée, probablement à cause de la polarité prononcée des groupements amine chargés. 
Par fragmentation MS/MS de ces composés marqués à la 2-AA nous avons mis en évidence, en utilisant le module LIFT du spectromètre MALDI (Ultraflextreme, Bruker Daltonics), la présence de plusieurs motifs d’acétylation pour un même degré de polymérisation et un même degré d'acétylation. Cela nous a amené à étudier la mobilité ionique. 
Néanmoins, la présence de fragments très intenses générés dans la source ESI a rendu nos analyses en mobilité plus complexes puisque ces fragments diminuent l’intensité de leurs pics parents respectifs. Nous nous sommes donc intéressés à la mobilité de ces fragments. Pour certains de ces fragments, plusieurs temps de dérive ont été observés pour un même état de charge, annonçant soit la présence d’isomères de motifs d’acétylation différents, soit la présence de divers types de fragments différents en fonction des sites de clivage. 
Suite à cela, la mobilité d’un oligosaccharide non fragmenté a été analysée. De nouveau, plusieurs temps de dérive ont été observés pour un même état de charge. Dans ce cas, les différents temps de dérive peuvent être associés à des isomères de motifs d’acétylation différents ou simplement à des repliements différents de la même chaîne d’oligosaccharide. 
Afin de simplifier le système au maximum, nous nous sommes alors focalisés sur les homooligosaccharides de N-D-glucosamine. Cela nous a permis de mettre en évidence la présence de repliements différents pour une même chaîne de nos composés. 
Finalement, avec une carte 2D représentant le temps de dérive en fonction du rapport m/z, nous avons montré la présence de réarrangements structuraux dans les chaînes de chitooligosaccharides. Cette carte étant complexe à cause des nombreux recouvrements, nous avons jugé nécessaire de retracer le graphique de la section efficace de collision (CCS) en fonction du degré de polymérisation (DP) de ces homooligosaccharides de N-D-glucosamine.
Pour ce faire, nous avons associé les pics du spectre de masse 1D identifiés à leur(s) temps de dérive associé(s) et nous avons tracé le graphique CCS en fonction du DP pour les oligosaccharides de N-D-glucosamine d’état de charge 1+ à 5+. 
Certains aspects physico-chimiques ont pu être déterminés sur base de ce graphique, entre autre le fait que 3 monomères de N-D-glucosamine permettent de stabiliser une charge supplémentaire.

Chitine-Chitosane-Chitooligosaccharides-Spectrométrie de masse-Mobilité ionique --- Degré de polymérisation-Degré d'acétylation-Motif d'acétylation --- Physique, chimie, mathématiques & sciences de la terre > Chimie