Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Magnésie – Effets des hautes pressions“

<p style="text-align: justify;">Des vins blancs liquoreux ont été mutés par traitement aux hautes pressions. La fermentation alcoolique est complètement et définitivement arrêtée lorsque les vins sont traités à 3000- 3500 bars pendant 10 min. Il ne reste plus aucune levure viable. Le traitement n'a aucun effet majeur sur la constitution du vin, au moins en ce qui concerne ses caractéristiques principales. Seule la couleur est légèrement modifiée. Les vins ainsi traités doivent être protégés contre l'oxydation. Les qualités organoleptiques ne sont pas modifiées.</p><p style="text-align: justify;">Ce traitement doit être évalué à plus grande échelle afin de connaÎtre ses effets sur le vieillissement de différents types de vins.</p>

La microstructure des roches est caractéristique des conditions de pression, de température et de déformation qu'elles subissent. Dans le manteau terrestre, les microstructures affectent la forme des signaux sismiques en générant, par exemple, de l'anisotropie sismique. L'interprétation des mesures sismiques en terme de microstructures demande, en revanche, de connaître les mécanismes de déformation plastique des minéraux qui composent le manteau.Dans cette thèse, j'utilise des expériences en laboratoire pour étudier les microstructures qui peuvent apparaître dans les minéraux du manteau. Je me concentre sur trois cas : la déformation du périclase MgO à haute pression et haute température, la transformation de l'olivine (Mg,Fe)2SiO4 en wadsleyite aux conditions de la discontinuité à 410 km de profondeur dans le manteau, et la déformation de la wadsleyite à haute pression et haute température.J'identifie les microstructures produites dans des polycristaux pendant les expériences de déformation / transformation à travers des analyses in-situ par diffraction des rayons-X en utilisant la diffraction sur poudre et la cristallographie multigrain, et post-mortem par microscopie électronique à balayage et en transmission. Mes résultats montrent, entre autres : i) que l'augmentation de la température implique une transition de mécanisme de déformation dans le périclase polycristallin, avec du fluage dislocation à basse température et du glissement aux joints de grain à 1270 K, ii) que dans le régime de fluage dislocation les systèmes de glissement dominants changent en fonction de la pression et la température, iii) qu'aux conditions de la discontinuité à 410 km de profondeur, la transformation de l'olivine en wadsleyite n'est pas martensitique et donc détruit les microstructures de la roche parent, et iv) que l'activité des systèmes de glissement dans la wadsleyite, et donc la texture et l'anisotropie sismique, dépend de la température et de la teneur en eau de la wadsleyite.Pour finir, à partir des microstructures observées dans la wadsleyite déformée, je modélise les observables sismiques dans différents scenarii, une zone de subduction et un panache mantellique, et les compare aux observations sismiques de littérature pour discuter ces résultats de minéralogie expérimentale
The microstructure of rocks depends on the conditions of pressure, temperature and deformation they undergo. In the Earth's mantle, microstructures affect the seismic signals, in the form of seismic anisotropy, for instance. The interpretation of seismic observations in terms of microstructures, however, requires a good knowledge of plastic deformation in mantle minerals.In this thesis, I am using laboratory experiments to investigate the microstructures that can form in mantle's minerals. I am focusing on three cases: the deformation of periclase at high pressure and high temperature, the transformation of (Mg,Fe)2SiO4 olivine in wadsleyite at conditions relevant for the 410 km depth discontinuity in the mantle, and the deformation of wadsleyite at high-pressure and high-temperature.I identify microstructures in polycrysals resulting from deformation / transformation experiments using in-situ X-rays diffraction analysis using powder diffraction and multigrain crystallography, and post-mortem scanning and transmission electron microscopy characterization. My results show: i) that an increase of temperature induces a transition of dominant deformation mechanism in polycrystalline periclase, with dislocation creep at low temperatures and grain boundary sliding at 1270 K, ii) that an increase of pressure and temperature induces change of dominant slip systems in periclase, iii) that at conditions of the 410 km depth discontinuity, the transformation from olivine to wadsleyite is not martensitic and then erases the microstructures of the parent rocks, and iv) that the activity of the slip systems in wadsleyite, and so the texture and anisotropy, depend on the temperature and the water content of wadsleyite.Finally, from the microstructures observed in the deformed wadsleyite, I simulate seismic observables in different scenarii, a subduction zone and a mantle plume, and compare the results to seismic anisotropy from the literature to discuss the predictions of the mineralogy experiments

La pression, paramètre physique comme la température, est de plus en plus utilisée en cristallogenèse, plus récemment dans le domaine des protéines. La présence du gel d'agarose dans le milieu est d'importance capitale pour la cristallisation. Dans cette thèse, nous avons entrepris le couplage de la pression avec l'utilisation du gel d'agarose. Nous avons réussi à cristalliser deux nouvelles protéines sous pression hydrostatique. La thaumatine (jusqu'à 250 MPa) et le lysozyme de dinde ou TeL (jusqu'à 100 MPa). Le lysozyme de poule ou HeL (jusqu'à 75MPa) sert de modèle, mais sa cristallisation sous l'influence de ces deux paramètres est aussi une première. Dans un premier temps, nous avons abordé l'effet de la pression sur la cristallisation de ces trois protéines en présence du gel d'agarose et avons déterminé certains paramètres physico-chimiques du processus de cristallisation (nombre et taille des cristaux, solubilité, sursaturation et volume de cristallisation). Le couplage du pH avec la pression nous a permis de mieux comprendre ce processus via des diagrammes de phases tridimensionnels. Nous avons ainsi observé que, lorsque la pression augmente, le polymorphisme des cristaux de HeL se situe à des pH plus acides. La pression affecte aussi la cinétique de nucléation et de croissance des cristaux des trois protéines en favorisant généralement leur nucléation et en défavorisant leur croissance. Les paramètres thermodynamiques de cristallisation (enthalpie, entropie, énergie libre) montrent que chaque protéine se comporte différemment, en fonction du milieu de cristallisation et de l'effet de la température sur la solubilité. L'analyse topographique et structurale (qualité cristalline et nombre de molécules d'eau liées à la couche d'hydratation) des cristaux des trois protéines obtenus sous pression montre que ce paramètre joue un rôle majeur en favorisant la croissance des cristaux de bonne qualité suite à la désorganisation et la dissociation des noyaux mal formés. La résolution structurale de la thaumatine à 150 MPa permet de cerner la raison pour laquelle la pression diminue la solubilité par le biais du nombre de molécules d'eau sous pression (233 à 150 MPa contre 282 à 0,1 MPa) diminuant ainsi la solvatation. Enfin une corrélation a été trouvée entre les paramètres physico-chimiques, thermodynamiques et les caractéristiques cristallographiques.

Les traitements thermiques induisent souvent des modifications indésirables dans les aliments qui pourraient être évitées par l'adoption de stratégies de traitement minimum du produit. Parmi ces traitements, les hautes pressions sont une technique déjà commercialisées à petite échelle par l'industrie alimentaire. La combinaison pression/température induit la dénaturation de la beta-lactogiobuline et entraîne la formation d'agrégats composés principalement de beta-lactogiobuline, de kappa-caséine et d'alpha-lactalbumine et minoritairement d'alphas1-caséine. Le traitement diminue l'activité plasminique et induire un déplissement irréversible d'alpha-lactalbumine à pH 7 et une quantité importante se trouve dans la fraction protéose- peptones. Pour assurer la stabilité de la microflore naturelle du lait pendant 21 jours, le lait doit être traité au moins à 400 1 MPa et à des températures relativement extrêmes. Pour éliminer complètement les germes pathogènes et assurer une absence de survie pendant un stockage de 21 jours, un traitement d'au moins 500 MPa et 55°C pendant 5 est nécessaire. Le lait pressurisé présente une odeur, un goût, une couleur et une texture différents du lait pasteurisé et aucune préférence, pour un lait, n'est enregistrée
The thermal treatments induce frequently undesirable modifications in foods that could be avoided by the use of minimum treatment strategies. Among these treatments, high pressures are already commercialized by the alimentary industry. Pressure/temperature combination induced denaturation of beta-lactogiobulin and the formation of aggregates composed principally of beta-lactogiobulin, kappa-casein and of aipha-lactaibumin and of alphas1-casein at a lesser extent. The treatment reduce plasmin activity and induce an irreversible unfolding of alpha-lactaibumin at pH 7. 0 and a significant quantity was recovered in proteose-peptones fraction. To ensure the stability of natural microflora of milk during 21 days, milk must be treated at least 400 MPa and at comparatively extreme temperature. To eliminate completely the studied pathogen bacteria and ensure no surviving during 21 days, a treatment of at least 500 MPa and 55°C for 5 min minimum is necessary. Our results show that pressurized milks present an odor, a taste, a color and a texture different of pasteurized milk. Although different, the jury do not mark preference to any milk tested

L'effet des hautes pressions isostatiques (100 à 600 MPa) est étudié sur des amidons de différentes origines botaniques (blé, maïs, riz et pomme de terre) en conditions de large excès d'eau. Un traitement de 600 MPa, 25° C, 15 minutes permet la gélatinisation des amidons de céréales avec des mécanismes d'hydratation particuliers mis en évidence à l'échelle de grains, de suspensions, de gels d'amidon et de manière plus nuancée sur le riz. Ainsi, la gélatinisation sous pression permet de maintenir une relative intégrité granulaire grâce à une faible hydratation. Sur la base de mesures d'analyse enthalpique différentielle et de perte de biréfringence des granules, un diagramme de transition de phase est défini en conditions d'excès d'eau puis extrapolé pour les conditions de teneur en eau limitante. Un tel diagramme a permis d'émettre quelques hypothèses sur les mécanismes d'hydratation et leur rôle dans la réalisation de la transition de phase de l'amidon en traitement combine de pression et de température. Les mécanismes d'hydratation et de gélatinisation sous pression ont révélé des propriétés fonctionnelles particulières pour les produits à haute teneur en matière sèche (élasticité des gels) et du riz en grain. Cependant, les hautes pressions n'agissent que sur des liaisons de faible énergie et la rétrogradation des gels d'amidon ne peut être évitée.

La première partie de ce mémoire est consacrée à l'étude de la cinétique de floculation des asphaltènes des huiles vénézuéliennes Furrial et Hamaca. L'influence du rapport entre la concentration résines – asphaltènes et celle du n-heptane-toluène, sur la constante de vitesse de réaction est analysée. Les résultats expérimentaux sont interprétés et modélisés à l'aide d'un micro-modèle osmotique permettant d'illustrer l'effet stabilisant de l'adsorption des résines sur les colloïdes d'asphaltène. La seconde partie présente un dispositif expérimental original d'une très grande sensibilité permettant de mettre en évidence des modifications structurelles de milieux opaques paraffinique et asphalténique, dans le domaine des hautes pressions et hautes températures (0,1 à 70 MPa et 273 à 473 K). Les résultats expérimentaux liés aux effets de l'injection de CO2 sont également rapportés pour deux fluides vénézuéliens (Furrial et Jusepin)
The first part of this thesis focuses on an experimental study of the kinetic of asphaltenes flocculation of theVenezuelan crude oils Furrial and Hamaca. The influence of the ratio resins-asphaltenes and n-heptane-toluene, on the flocculation constant rate analyzed. The experimental results are interpreted and modelled by an osmotic micro-model allowing to illustrate the stabilizing effect of the absorption of resins on asphaltene colloids. In the second part, an original device with high sensitivity and precision is presented. It allows measurements of structural modifications occurring in opaque paraffinic and of asphaltenic crudes at high pressure and temperature (0. 1 to 70 MPa and 273 - 473 K). Experimental results of the effects of CO2 injection into two Venezuelan crude oils (Furrial et Jusepin) are also reported
En la primera parte de esta memoria hemos abordado el estudio de la cinética de floculación de asfaltenos de crudos venezolanos Furrial y Hamaca. Analizamos la influencia de la relación entre la concentración de resinas-asfaltenos y la n-heptano-tolueno, sobre la constante de velocidad de floculación. Los resultados experimentales son interpretados y discutidos en términos de un micro-modelo osmótico que permite ilustrar el efecto estabilizador de la adsorción de resinas sobre la periferia coloidal de los asfaltenos. En la segunda parte, se presenta un dispositivo experimental original con una alta sensibilidad que permite mediciones de las modificaciones estructurales de medios opacos parafinicos y de asfaltenos, en condiciones de alta presión y temperatura (0,1 a 70 MPa y 273 a 473 K). Igualmente, se muestran los resultados experimentales obtenidos del efecto de inyección de CO2 para dos crudos venezolanos (Furrial y Jusepin)

Ce travail de thèse est centré sur l'étude in situ de métalloprotéines par, d'une part, des mesures de spectroscopie d'absorption X effectuées avec contrôle électrochimique ou sous haute pression, et d'autre part des mesures de spectroscopie IR sous haute pression. L'absorption X peut donner des informations détaillées sur l'environnement et la structure électronique du métal présent au site actif. Le potentiel électrochimique permet le contrôle de l'état redox du métal. La pression agit sur les structures secondaire, tertiaire et éventuellement quaternaire des protéines. Pour ce qui concerne la partie électrochimie, nous avons développé, en collaboration avec une équipe de l'Université de Camerino en Italie, deux cellules couplées à une station de travail électrochimique pour faire des mesures d'absorption X sous contrôle électrochimique. La première cellule est adaptée aux échantillons en solution. La deuxième cellule est adaptée aux poudres hydratées et apporte des possibilités nouvelles. Son électrode de travail, en particulier, est une évolution par rapport aux électrodes de type RVC décrites dans la littérature ; elle est caractérisée par une très grande surface spécifique qui facilite le contact protéine-électrode. Cette électrode permet de s'affranchir de manière simple et efficace des problèmes liés aux transferts de charges pour une protéine. Ses avantages sont les suivants : possibilité de travailler avec quelques milligrammes de protéine ; très bon rapport signal sur bruit dans le spectre d'absorption X avec possibilité, dans le cas de sources synchrotron de 3ème génération (ESRF, SOLEIL) d'utiliser des concentrations plus faibles; possibilité d'effectuer toutes les expériences électrochimiques et de faire des cinétiques sur la protéine; facilité et simplicité de montage et reproductibilité du dispositif (électrode, cellule, mise en place sur la ligne de lumière synchrotron). Nous avons pu montrer l'efficacité de cette cellule avec une procédure d'analyse originale, en montrant qu'il est possible de calculer un voltabsorptogramme avec les données d'absorption X. Ceci a été montré pour un système biomimétique (MP-11) et surtout pour une protéine, la Superoxyde Dismutase (CuZn SOD). Les expériences sous pression ont été réalisées sur la CuZn SOD. Nous avons effectué des expériences d'absorption X avec détection de fluorescence sur de la protéine comprimée dans la presse gros volume Paris-Edimbourg du LURE. Nous avons également adapté une cellule à enclume de diamants pour faire des expériences de spectroscopie IR sous pression sur des échantillons de la protéine sous différentes formes, dont des monocristaux. Cette partie du travail a été faite en collaboration avec le Laboratoire de Physique des Milieux Condensés de l'Université Paris 6, et en utilisant le montage infrarouge MIRAGE du LURE. Les mesures d'absorption X ont permis de déceler un changement structural induit par la pression, qui affecte notamment l'environnement de l'ion Cu du site actif. Nos diverses expériences montrent que la CuZn SOD, bien que dimérique, supporte sans se dénaturer des pressions exceptionnellement élevées et que les cristaux restent intacts au-delà de 10 kbars.