Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Particules (physique) – Propriétés physico-chimiques“

La pollution atmosphérique représente, dans le monde, la quatrième cause de mortalité, principalement due à la présence de particules fines de propriétés physico-chimiques très variées et aux sources multiples. La diversité considérable de ces particules fines rend l'évaluation de leur toxicité complexe. Cette publication vulgarise des travaux de thèse sur un nouvel indicateur de l'exposition à cette pollution, le potentiel oxydant des particules. Cette mesure quantifie la capacité des particules à créer un stress oxydant pulmonaire, à l'origine de pathologies cardio-respiratoires, et permet d'étudier la réactivité de l'aérosol dans des conditions plus proches de l'exposition physiologique aux particules fines. Air pollution is the fourth leading cause of death in the world, mainly due to fine particles with a wide range of physico-chemical properties and multiple sources. The large diversity of these particles makes the evaluation of its toxicity complex. This publication popularizes the work of a doctoral thesis on a new exposure metric, the oxidative potential of particles. This measure quantifies the capacity of particles to create pulmonary oxidative stress, at the origin of cardio-respiratory pathologies and allows to study the reactivity of aerosol under conditions closer to physiological exposure to fine particles.

Le contrôle de la qualité de l'eau est fondé naturellement et traditionnellement sur des mesures et des prélèvements in situ. Des images satellites étalonnées à partir des données mesurées in situ fournissent une information quantitative et continue sur le milieu aquatique et peuvent être employées pour estimer, avec une approximation raisonnable, les facteurs affectant la qualité de l’eau L’objectif de cet article consiste à établir des corrélations entre les propriétés optiques de l’eau de mer et les paramètres physico-chimiques. Nous présentons des relations exprimant les variables indicatrices de la qualité des eaux du littoral d’Oran et la réflectance calculée de chaque pixel à partir d’un modèle physique de correction radiométrique. Les mesures in- situ sont effectuées pour des zones de différentes qualités d’eaux et leurs réflectances sont calculées à partir d’une image satellite à haute résolution IRS1-C. Les meilleures corrélations sont obtenues sur le deuxième et le troisième canal visible. Pour la demande chimique en oxygène, le coefficient de corrélation atteint 0.84, pour les matières en suspension r2 = 0.88, pour la demande biochimique de l’oxygène pendant cinq jours r2 = 0.62, pour l’oxygène dissous r2 = 0.77 et pour la turbidité r2 = 0.90. Finalement, des relations linéaires sont établies avec les réflectances. L’inversion de ces relations permet d’obtenir des images transformées à partir du logiciel de traitement d’image afin d’estimer pour chaque pixel le degré de pollution du milieu.

Les champignons endomycorhizogènes (AMF) jouent un rôle écologique fondamental dans les écosystèmes terrestres. Cependant, leur distribution et leur diversité dans les sols rhizosphériques restent mal décrites dans les communautés naturelles, en particulier dans les écosystèmes arides et semi-arides. Dans le présent travail, nous rapportons pour la première fois la distribution verticale sur trois profondeurs (0-20, 20-40 et 40-60 cm) des spores d’AMF présentes dans les sols rhizosphériques du pistachier de l’Atlas (Pistacia atlantica Desf.) dans une zone aride d’Algérie. Notre échantillonnage a été réalisé à Dayate El Gouffa (wilaya de Laghouat), au mois d’avril sur deux années consécutives : 2016 et 2017. Quatre familles de Glomeromycota morphologiquement distinctives ont été déterminées. Le nombre de spores d’AMF varie entre 16 et 676 par 100 g de sol sec en 2016 et entre 159 et 1 160 par 100 g de sol sec en 2017. Ce nombre diminue à mesure que la profondeur augmente chez les sujets âgés. Chez les sujets jeunes, c’est l’inverse qui se produit. Les sols de Dayate El Gouffa sont dominés par les Acaulosporaceae et les Glomeraceae pour les deux ans d’échantillonnage. L’abondance des spores semble en corrélation avec les propriétés physiques et chimiques du sol (sables, humidité hygroscopique et capacité de rétention), mais aussi climatiques (températures et précipitations). Cette étude a permet la mise en évidence de la variation de l’abondance des spores d’une année à une autre, dans un écosystème naturel d’une zone aride et montre que les facteurs édaphiques et climatiques sont des moteurs importants dans leur distribution verticale.

Le miel est traditionnellement consommé dans les îles de l’océan Indien et utilisé également pour ses propriétés cosmétiques et thérapeutiques. Ce produit, issu du nectar de fleurs ou de miellat d’insectes, est collecté et transformé par les abeilles produisant ainsi un miel unique caractéristique de la flore de chaque île. A l’issue de la récolte, l’apiculteur doit nor­malement veiller à ce que le miel soit conforme et respecte des caractéristiques physico-chimiques spécifiques selon les recom­mandations du Codex alimentarius. De plus, il doit indiquer des informations, comme l’origine botanique et géographique, sur chaque pot de miel vendu. En pratique il est toutefois très diffi­cile de vérifier l’exactitude de ces informations, d’autant qu’elles sont mises en avant comme argument de vente.La spectrométrie dans le proche infrarouge (SPIR), basée sur les propriétés physiques d’absorption de la lumière par les com­posés organiques, peut être un outil de contrôle et de traçabi­lité des miels mis sur le marché (1, 3). L’objectif principal de cette étude a été d’évaluer la faisabilité d’un contrôle qualité (authentification de l’origine botanique et/ou géographique et détection d’adultération) des miels commerciaux produits dans l’océan Indien. Les perspectives de cette méthode de laboratoire sont importantes dans le cadre du développement des filières apicoles, notamment lorsqu’elles sont orientées vers les marchés d’exportation et vers la promotion de leur qualité auprès de consommateurs désireux de profiter de produits d’excellence et fortement attachés à des territoires insulaires uniques.Au total, 625 miels des pays de l’océan Indien (tableau I) ayant diverses origines botaniques (tableau II) ont été mesurés sans ajustement à 30 °C et après ajustement à 70 °Brix avec de l’eau distillée (3). La mesure a été réalisée en réflexion diffuse à l’aide d’une cellule ronde avec un fond réflecteur doré (trajet optique 0,1 mm) sur un spectromètre FOSS NIRSystem 5000 (1 100–2 500 nm, 2 nm). En parallèle, les mesures du degré Brix, de l’humidité et de la conductivité des miels bruts ont été réalisées au laboratoire. Après l’analyse en composantes prin­cipales (ACP) de la base spectrale des 625 miels et le calcul des distances H de Mahalanobis, 83 miels ont été identifiés comme spectralement atypiques et retirés du jeu de données (tableau I). Sur la base des distances spectrales (H, Mahalanobis), 64 miels représentatifs des 542 miels retenus ont été sélectionnés, ajustés à 70 °Brix, puis adultérés avec du sirop de sucre de canne du commerce (Mascarin®) à 25 et à 10 p. 100 par pesée.Les modèles prédictifs des teneurs en humidité, Brix et conducti­vité ont été établis en utilisant la régression modified partial least square (M-PLS) du logiciel WinISI 3 (Infrasoft, Port Mathilda, PA, Etats-Unis). Les modèles PLS ont été réalisés sur la base des dérivées premières des spectres normalisés (SNV) et corri­gés pour la ligne de base (Detrend). Pour expliquer les critères géographiques et botaniques, nous avons utilisé une méthode non supervisée de discrimination (Cluster Analysis, Unscrumbler 10.3, CAMO, Oslo, Norvège), qui constitue des groupements naturels, sur la base des distances spectrales. Les spectres des miels non adultérés ont servi de base pour définir un espace multidimensionnel (ACP centrée, non réduite sur dérivée seconde des spectres bruts). La projection des spectres (dérivée seconde des spectres bruts) des miels adultérés sur cet espace a permis d’identifier un plan factoriel (CP1–CP7) expliquant 65 p. 100 de la variance totale, sur lequel les miels adultérés étaient nettement séparés des miels non adultérés. Les modèles d’étalonnage obtenus par régression PLS pour le degré Brix, l’humidité et la conductivité ont été performants avec des R² de l’ordre de 0,92 et des erreurs de validation croisée acceptables (tableau III) (figure 1).Les essais de groupement des individus sur la base de leur spectre (recherche de clusters), de même que l’utilisation d’autres méthodes mathématiques, comme l’analyse discrimi­nante linéaire (LDA) et la classification support vecteur machine (SVM) à partir des origines géographiques et botaniques n’ont pas donné de résultats satisfaisants (tableau IV). Cette impossi­bilité de discriminer les miels de l’océan Indien serait peut-être due à une identification botanique imprécise des miels. Sans analyses polliniques des échantillons de miels, les origines bota­niques ne peuvent être certifiées, en particulier les miels dits monofloraux. Plusieurs hypothèses peuvent expliquer l’impos­sibilité de discriminer les miels de l’océan Indien en fonction de leur origine géographique et/ou botanique. Parmi elles, les différences chimiques caractéristiques de l’origine géographique et/ou botanique correspondent à des classes de composés (aro­matiques par exemple) qui n’impactent pas suffisamment les empreintes spectrales, ne permettant pas de trouver des fac­teurs discriminants. La projection des miels adultérés à 25 p. 100 (figure 2), sur la base de miels non adultérés montre une sépara­tion nette des populations. En revanche, pour un niveau d’adul­tération à 10 p. 100, la séparation n’est pas évidente (figure 3).Les résultats obtenus montrent que la spectrométrie dans le proche infrarouge peut être utilisée pour prédire certains para­mètres physico-chimiques des miels. Ces premiers résultats montrent que la constitution d’une base spectrale de miels adultérés à différents niveaux au laboratoire, associée à des méthodes de régression ou de discrimination devrait permettre l’identification de miels non-conformes, comme montré précé­demment par Rios-Corripio et coll. (2).Ces résultats ne permettent pas, dans l’état actuel, de différencier l’origine géographique et botanique des miels collectés dans le commerce. La limite de détection des miels adultérés par du sucre de canne devra être déterminée. Elle se trouve entre 10 et 25 p. 100. Les fraudeurs adultérant fréquemment les miels avec du glucose, il serait important de poursuivre les essais avec ce produit. Il est donc possible de détecter, par la technique SPIR, des altérations importantes du miel par ajout de sucre de canne.

RÉSUMÉ La compilation de travaux publiés et d'études inédites permet de proposer un bilan des connaissances sur le pergélisol du Québec. Au Québec arctique, quelques études, fondées sur des mesures thermiques dans des trous de forage, ont révélé des épaisseurs de plusieurs centaines de mètres de pergélisol et permis d'en reconstituer l'évolution climatique. Cependant, la morphologie cryogène n'a presque pas été étudiée. Au Québec subarctique, les nombreuses mesures thermiques dans la région de Schefferville et les relevés régionaux, principalement en Hudsonie. mettent en évidence l'étroite relation entre la présence, l'épaisseur et le régime thermique du pergélisol et les facteurs climatiques locaux, en particulier l'enneigement. Ce dernier facteur étant lié de près à la structure du couvert végétal, une nouvelle carte du pergélisol, fondée sur les données les plus récentes de la végétation et des observations personnelles, est proposée. Trois approches ont servi à déterminer l'âge et l'évolution passée du pergélisol : 1) un modèle physico-mathématique développé à partir de mesures thermiques en milieu arctique; 2) l'analyse stratigraphique de tourbières à palses; 3) l'analyse du contexte géologique quaternaire. La dynamique récente du pergélisol a été étudiée par le biais des changements écologiques survenus dans les tourbières. Le pergélisol au Québec subarctique peut dater d'aussi loin que la déglaciation dans les régions jamais boisées; ailleurs, il apparaît être d'âge néoglaciaire. Les feux de forêts ont peut-être eu une influence sur sa dynamique. Les formes cryogènes et les gélisols les plus répandus au Québec subarctique sont brièvement mis en relation avec les différents types de formations superficielles pergélisolées. Les mesures in situ des propriétés physiques et du régime thermique du pergélisol discontinu seront nécessaires pour prévoir l'effet des changements climatiques.

Human coronaviruses, which hitherto were causative agents of mild respiratory diseases of man, have recently become one of the most important groups of pathogens of humans the world over. In less than two decades, three members of the group, severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus (CoV), Middle East respiratory syndrome (MERS)-CoV, and SARS-COV-2, have emerged causing disease outbreaks that affected millions and claimed the lives of thousands of people. In 2017, another coronavirus, the swine acute diarrhea syndrome (SADS) coronavirus (SADS-CoV) emerged in animals killing over 24,000 piglets in China. Because of the medical and veterinary importance of coronaviruses, we carried out a review of available literature and summarized the current information on their properties and diversity. Coronaviruses are single-stranded RNA viruses with some unique characteristics such as the possession of a very large nucleic acid, high infidelity of the RNA-dependent polymerase, and high rate of mutation and recombination in the genome. They are susceptible to a number of physical agents and several chemical agents used for disinfection procedures in hospitals and laboratories. They exhibit considerable genetic and host diversity, causing diseases of gastrointestinal and respiratory system in a wide range of vertebrate hosts including humans. The high prevalence of coronaviruses in domestic and wild animals, especially bats and birds, and the propensity for their genomes to undergo mutation and recombination may lead to emergence of new coronaviruses that could pose a serious threat to human and animal health. Keywords: coronaviruses; SARS-CoV; MERS-CoV; SARS-Cov-2; properties; diversity; review French Title: Coronavirus: revue de leurs propriétés et de leur diversité Les coronavirus humains, qui étaient jusqu'à présent des agents responsables de maladies respiratoires bénignes de l'homme, sont récemment devenus l'un des groupes les plus importants d'agents pathogènes humains dans le monde entier. En moins de deux décennies, trois membres du groupe, le coronavirus (CoV) du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS), le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS)-CoV et le SRAS-COV-2, sont apparus, provoquant des épidémies qui ont touché des millions et des personnes. a coûté la vie à des milliers de personnes. En 2017, un autre coronavirus, le coronavirus du syndrome de la diarrhée aiguë du porc (SADS) (SADS-CoV) est apparu chez des animaux tuant plus de 24000 porcelets en Chine. En raison de l'importance médicale et vétérinaire des coronavirus, nous avons effectué une revue de la littérature disponible et résumé les informations actuelles sur leurs propriétés et leur diversité. Les coronavirus sont des virus à ARN simple brin avec certaines caractéristiques uniques telles que la possession d'un très grand acide nucléique, une infidélité élevée de la polymérase dépendante de l'ARN, et un taux élevé de mutation et de recombinaison dans le génome. Ils sont sensibles à un certain nombre d'agents physiques et à plusieurs agents chimiques utilisés pour les procédures de désinfection dans les hôpitaux et les laboratoires. Ils présentent une diversité génétique et hôte considérable, provoquant des maladies du système gastro-intestinal et respiratoire dans un large éventail d'hôtes vertébrés, y compris les humains. La forte prévalence des coronavirus chez les animaux domestiques et sauvages, en particulier les chauves-souris et les oiseaux, et la propension de leurs génomes à subir des mutations et des recombinaisons peuvent conduire à l'émergence de nouveaux coronavirus qui pourraient constituer une menace sérieuse pour la santé humaine et animale. Mots-clés: coronavirus; SARS-CoV; MERS-CoV; SRAS-CoV-2; Propriétés; la diversité; la revue

L'agriculture urbaine et périurbaine est aujourd'hui confrontée aux problèmes d'appauvrissement des sols, en particulier en matière organique, et de perte d'eau par évaporation. Pour aider les agriculteurs à faire face à ces aléas, la présente étude propose d'évaluer des amendements en Bois raméal fragmenté (BRF) et en litière de volaille (LV) en termes d'économie d'eau et d'amélioration de propriétés physico-chimiques des sols. Pour ce faire, un dispositif expérimental de huit traitements randomisés en quatre blocs a été mis en place et des mesures de température des sols, de teneur et de succion en eau ont été effectuées in situ. Les traitements sont constitués de deux volumes d'eau d'irrigation (V1 et V2=0,5V1) et des amendements de sol ou non (45t.MS/ha de BRF et/ou 15t.MS/ha de LV). En parallèle, des échantillons composites de sol ont été prélevés sur chaque parcelle tous les trois mois et analysés au laboratoire pour déterminer l’évolution de quelques propriétés chimiques caractérisant la fertilité des sols. Les résultats ont montré que pour les essais V1, les amendements BRF-LV et LV ont réduit légèrement l’évaporation en maintenant la teneur en eau plus élevée que ceux avec BRF seuls et témoin. Toutefois, pour les essais avec V2, les amendements BRF et BRF-LV ont limité davantage l'évaporation puisque la teneur en eau se maintient plus élevée en comparaison à celle des témoins et LV pour les essais avec un volume d’arrosage limité (V2), et ce tout au long des 9 mois de l’étude. Toutefois, la température du sol n’a pas montré une différence remarquable entre les traitements. Les caractéristiques chimiques du sol ont montré que la teneur en matière organique et la concentration en phosphore ont augmenté à partir du 3e mois indiquant ainsi une amélioration de la qualité des sols. Un suivi à long terme des caractéristiques physiques du sol et une étude en milieu contrôlé vont permettre de confirmer les avantages de ces types d'amendements.

L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier les corrélations entre les caractéristiques microstructurales et physico-chimiques (sous-stoechiométrie en oxygène) de dépôts plasma de zircone yttriée et leurs propriétés optiques (réflectance, transmittance). Six dépôts avec des différences microstructurales significatives ont été élaborés. Une étude préliminaire des caractéristiques des particules en vol a été réalisée afin de sélectionner des conditions de tir adéquates à l’aide de deux outils complémentaires de diagnostic : le DPV2000 et un système de collecte. Ce dernier a été développé pour l’étude, par analyse d’image de coupes micrographiques des particules collectées, de leur état de fusion lors de l’impact sur le substrat. Deux critères ont été retenus : leur degré de sphéricité et les caractéristiques de la porosité interne (taille, fraction volumique). Après caractérisation, les dépôts obtenus présentent des différences sur le plan microstructural (fraction volumique, taille et forme des pores) mais aussi au niveau de leur sous-stoechiométrie à cause de la perte d’oxygène dans la zircone yttriée lors de la projection plasma. Des mesures de transmittance et de réflectance des dépôts ont été réalisées sur une gamme spectrale allant de 0,25 à 20 µm. Pour étudier l’influence de la sous-stoechiométrie, les dépôts plasma ont été recuits à 500 °C sous air en augmentant graduellement le temps de traitement (de 5 minutes à 24 heures) et en suivant l’évolution des propriétés optiques. Le recuit permet de réduire le caractère absorbant de la matrice ce qui conduit à une augmentation de la diffusion volumique de 0. 5 à 5 µm. Après un recuit de 24 heures, aucune variation n’est observée et les effets microstructuraux peuvent alors être étudiés. Deux approches ont alors été mises en place : une approche macroscopique utilisant le modèle de Gouesbet-Maheu et une approche microscopique basée sur la théorie de Mie étendue au cas d’une matrice hôte absorbante. D’après ces approches, les pores submicroniques jouent un rôle-clé au niveau du pic de la diffusion de 0,5 à 1,5 µm tandis que les pores microniques semblent être à l’origine d’une diminution plus lente de la diffusion de 1,5 à 5 µm
The aim of this PhD work is to investigate the correlations between the microstructure and the physico-chemical (oxygen under-stoichiometry) characteristics of Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) plasma-sprayed coatings and their optical properties (reflectance, transmittance). Six coatings with significant microstructural differences have been manufactured. A preliminary investigation of in-flight particle characteristics has been performed to select the spray conditions by using two complementary particle diagnostic tools: the DPV2000 system and a particle collection device. This latter has been designed in order to study, by using a digital analysis method on particles cross section observations, the melting state of particles at their impact onto the substrate. Two criteria have been used: the shape factor and the internal pore features (size and ratio). The resulting microstructures of coatings differ both in the content, size and shape of pores but also in the oxygen under-stoichiometry of YSZ material due to the oxygen loss during the plasma spraying. Both hemispherical transmittance and reflectance spectra of the coatings have been measured over the 0. 25-20 µm wavelength range. The investigation of the under-stoichiometry effects has been performed by annealing as-sprayed coatings in air at 500 °C with increasing times (5 minutes to 24 hours) and exploring, at each step, the variation of optical properties. The annealing results in a decrease in the absorption of the matrix which follows up with an increase of the volume scattering over 0. 5-5 µm. After a 24-hours annealing, no variation is observed and the microstructural effects can be studied. Two approaches have been implemented: a macroscopic one using the Gouesbet-Maheu model and a microscopic one based on the Mie theory in an absorbing host matrix. The submicron-sized pores play a key role in the high level of diffusion over the 0. 5-1. 5 µm range while the slow decrease in scattering over the 1. 5-5 µm range seems to be caused by the micron-sized pores

La mobilité et le confinement des poussières radioactives produites par les interactions plasma/paroi ayant lieu au cœur d’un tokamak sont devenues, au fil des années, des sujets majeurs pour l’évaluation de sûreté de l’installation ITER. Pour répondre à ces problématiques de sûreté, j’ai adopté au cours de ma thèse des approches complémentaires basées sur des travaux expérimentaux et numériques. Une campagne de prélèvements réalisée dans le tokamak WEST (CEA/IRFM) a permis d'identifier des particules de tungstène de forme sphérique et de taille micrométrique. Une étude paramétrique approfondie sur les forces d’adhésion agissant entre ces particules et des surfaces en tungstène a été réalisée à l’aide d’un microscope à force atomique (AFM). Les résultats de cette étude sont en très bon accord avec un modèle analytique décrivant les forces d'adhésion en fonction de la taille des particules et de la rugosité des surfaces. J’ai poursuivi l'étude en réalisant des mesures du potentiel électrique des particules lorsqu’elles sont marquées en tritium grâce à la microscopie à sonde de kelvin (KPFM). La sensibilité de cette technique m'a permis de mettre en évidence une différence de potentiel de surface entre des particules neutres et des particules marquées en tritium. Enfin, des expériences de mise en suspension avec des particules de tungstène chargées en tritium ont été réalisées. Les résultats de ces expériences, combinés à la validation d’un modèle de mise en suspension de particules, fournissent des données robustes pour la gestion des poussières, les analyses de sûreté et la définition des plans de radioprotection relatifs aux futures installations de fusion nucléaire
The mobility and containment of radioactive dust produced by plasma/wall interactions taking place in the heart of a tokamak have become, over the years, major topics for the safety assessment of the ITER installation. To address these safety issues, I adopted complementary approaches based on experimental and numerical work. A sampling campaign carried out in the tokamak WEST (CEA/IRFM) made it possible to identify tungsten particles of spherical shape and micrometric size. An in-depth parametric study of the adhesion forces acting between these particles and tungsten surfaces was performed using an atomic force microscope (AFM). The results of this study are in very good agreement with an analytical model describing the adhesion forces as a function of particle size and surface roughness. I continued the study by performing measurements of the electric potential of particles when they are labeled with tritium using Kelvin Probe Microscopy (KPFM). The sensitivity of this technique allowed me to demonstrate a difference in surface potential between neutral particles and particles marked with tritium. Finally, resuspension experiments with tungsten particles loaded with tritium were carried out. The results of these experiments, combined with the validation of a particle resuspension model, provide robust data for dust management, safety analyzes and the definition of radiation protection plans for future nuclear fusion facilities

Recherche de nouveaux materiaux transparents dans l'infrarouge, a base d'halogenures d'etain et de plomb. Plusieurs criteres de selection nous ont diriges vers pbf::(2) qui peut etre insere dans la gamme des materiaux optiques infrarouges. Le frittage sous charge s'avere la methode la mieux adaptee pour sa mise en forme. Dans ce travail, les ceramiques de haute purete et compacite obtenues apres des etudes granulometriques et apres optimisation des cycles de frittage, sont caracterisees et les proprietes physico-chimiques et thermo-mecaniques comparees a celles des materiaux transparents dans l'infrarouge deja connus pour leurs applications

Cette étude montre l'intérêt de mettre en œuvre une charge végétale biodégradable dans les matériaux composites. L'incorporation de la charge, constituée d'amidon, dans la matrice polymère a été effectuée par co-broyage, procédé favorisant la dispersion d'un constituant dans l'autre ainsi que l'homogénéité des propriétés du composite. Les mécanismes de production des matériaux composites ont été identifiés en s'appuyant sur des analyses granulométriques et morphologiques des particules d'une part et sur la caractérisation des propriétés de surface d'autre part. Le co-broyage permet d'améliorer les propriétés mécaniques, optiques et de résistance à l'eau du matériau, non seulement de par l'amélioration de la dispersion de la charge dans la matrice, mais aussi grâce à une modification de la qualité de l'interface.

La pulpe de betterave, riche en fibres, est un co-produit de l'industrie sucrière actuellement sous valorisé. Dans ces travaux, un procédé d'extraction alcaline par une solution de soude ou d'ammoniac des pectines de pulpe de betterave est proposé. L'étude des conditions d'extraction conduit à l'obtention de pectines avec un rendement élevé, caractérisées par des degrés d'estérification et/ou d'amidation divers ainsi qu'une haute teneur en acide galacturonide et en oses neutresL Les procédés d'extraction (extrudeur bi-vis) et de purification des extraits (ultrafiltration, floculation) sont étudiés. Le comportement épaississant des pectines isolées pour des solutions de 1 à 10% ont été caractérisés. Les propriétés d'écoulement peuvent être améliorées par la réticulation oxydative ou l'ajout de cation monovalent. En présence de calcium, la formation de gels forts est obtenue. La force des gels est fortement corrélée à la structure des pectines. L'étude des propriétés adhésives de ces pectines et du rôle plastifiant de l'eau en DSC, complète l'ensemble de ces caractérisations. Des applications dans l'alimentation basse calorie ou l'enrobage de produits frais sont alors possibles.

L’objectif de ce travail est d’élaborer par voie électrochimique un film de polypyrrole sur l’acier inoxydable 304 à partir d’un électrolyte support d’acide phosphorique et d’améliorer sa résistance à la corrosion par l’utilisation d’ondes ultrasonores haute fréquence (US) et l’incorporation d’un inhibiteur inorganique (KNO3) et de particules de silice (SiO2). L’inhibiteur inorganique a réduit le potentiel d’oxydation du monomère et a été incorporé dans la chaîne polymérique. Les ultrasons ont favorisé la réaction d’électropolymérisation en augmentant le transport des espèces électroactives vers l’électrode. Ils ont engendré des films plus compacts, présentant une topographie plus fine et plus homogène. Les films composites PPy-SiO2 ont été élaborés par différentes méthodes. Une bonne répartition des particules dans la chaîne polymérique a été obtenue avec la méthode multicouche. Tous les films élaborés : PPy-NO3-, PPy-US et PPy-SiO2 offrent une meilleure protection de l’acier inoxydable contre la corrosion en milieu chloruré que le revêtement PPy
The aim of this work is to electrochemically elaborate polypyrrole films on 304 stainless steel in phosphoric acid solution and improve corrosion resistance by the use of high frequency ultrasound (US), incorporation of inorganic inhibitor (KNO3) and silica (SiO2) particles. The inorganic inhibitor reduced the oxidation potential of pyrrole monomers and was incorporated into polymer matrix. Ultrasound favors electrochemical polymerization reaction by improving mass transfer towards the electrode. It leads to films more compact, presenting a thinner and more homogeneous topography. PPy-SiO2 composite films were prepared by different methods. Good particles distribution within polymer matrix was achieved through multilayered method. All formed films: PPy-NO3-, PPy-US and PPy-SiO2 offer better protection of stainless steel against corrosion in chloride environment than PPy coatings

Dans le cadre de ses réflexions sur l’impact de l’aviation civile sur l’environnement, le Réseau Thématique Aéronautique et Environnement (RTAE) du Conseil pour la Recherche Aéronautique (CORAC) a lancé une étude sur les traînées de condensation et les cirrus induits générés par le trafic aérien en altitude et leur impact sur l’environnement. Le projet dans lequel s’inscrit cette thèse (projet MERMOSE, financé par la Direction Générale de L’Aviation Civile) a pour objectif la caractérisation des émissions particulaires de moteurs aéronautiques et l’étude de leur réactivité avec l’eau. L’objectif du travail présenté dans ce mémoire et, dans le cadre du projet MERMOSE, est, tout d’abord, de contribuer au développement de la métrologie des aérosols produits par la combustion (la suie) puis, de mettre en oeuvre ces outils afin de caractériser le plus finement possible les nanoparticules produites par un générateur d’aérosol de combustion de référence (le miniCAST 5201c) et par un moteur d’avion. D’importants moyens de métrologie ont été mis en oeuvre pour caractériser les propriétés morphologiques, physico-chimiques et optiques des nanoparticules de suie ainsi générées. Outre l’emploi d’appareils commerciaux standards (granulométrie SMPS, concentration massique TEOM, microscopie électronique en transmission MET…), des techniques optiques ont été mises en oeuvre (dépolarisation, extinction spectrale) ainsi que des couplages de techniques conduisant, par exemple, à la détermination de la masse volumique effective ou encore à la détermination des propriétés optiques. Dans le cadre de ce travail, l’exploitation des résultats ainsi obtenus a été menée à l’aide de théories, modèles ou méthodes qui ont été soit conçus (modèle de masse volumique effective, analyse automatisée des clichés MET) ou améliorés (théorie de l’interaction lumière-agrégats RDG-FA avec prise en compte des effets de diffusion multiple au sein des agrégats de suie). Dans chaque cas, ces développements ont été menés dans un soucis constant de précision, en observant, par exemple, l’impact de la prise en compte d’une morphologie réaliste des agrégats de nanoparticules (recouvrement et jointure entre les sphérules primaires). Ces couplages de mesures, ainsi que les méthodes d’exploitations proposées, ont permis d’accéder à des grandeurs essentielles telles que la distribution de taille des sphérules primaires, la dimension fractale des agrégats, la masse volumique de la sphérule, et leurs propriétés optiques, ouvrant notamment la voie à une spéciation optique des nanoparticules de suie par leur taux de composés organiques et leur état microstructural (amorphe / cristallin). Le générateur miniCAST permet la génération stable et reproductible de particules de suie présentant des propriétés morphologiques et physico-chimique (et par conséquent optiques) variées. Il peut être utilisé comme substitut de suies générées par différentes sources
In the context of the civil aviation impact on the environment, the French aerospace and environment thematic network (called RTAE) of the French council for civil aeronautics research (CORAC) launched a study on contrails formation. The environmental impact of the induced cirrus generated by air traffic in altitude was also analyzed. The project in which this thesis is carried out (MERMOSE project, financed by the French general council of civil aviation) aims to characterize the particles emitted by an aeronautic engine and to study the soot reactivity with water. First of all, the work presented in this manuscript contributes to the improvement of the metrology of aerosol produced by combustion (soot). Furthermore, tools are designed and implemented to accurately characterize the nanoparticles produced by a reference aerosol combustion generator (miniCAST 5201c) and by an aircraft engine. Significant metrology means have been used to characterize the morphological, physico-chemical and optical properties of soot nanoparticles. Besides the use of standard commercial devices (SMPS sizer, mass concentration TEOM, Transmission Electronic Microscopy TEM …), optical techniques have also been used (depolarization of light, extinction spectra). The coupling of those techniques leads, for example, to the determination of the effective density or to the determination of optical properties. The exploitation of the obtained results has been carried out by using theories, modelling or methods that have been proposed (modelling of the effective density, automatized processing of TEM images) or improved (theory of light interaction with aggregates RDG-FA with the taking into account of internal multiple scattering). Accordingly, these new findings intend to improve the accuracy of the previously developed techniques. For example, the impact of accounting for a realistic morphology of aggregates (overlapping and necking between primary particles) has been studied. The use of the aforementioned techniques or methods permitted to reach key parameters such as the size distribution of primary particles, the fractal dimension of aggregates, the bulk density of primary spheres and their optical properties, opening the way to an optical speciation of soot nanoparticles by their organic compounds content and microstructure (amorphous or graphitic). The miniCAST generator allows to produce soot nanoparticles with a great stability and repeatability with various morphological and physico-chemical (and by the way optical) properties. This generator can be used as a surrogate of soot generated by different sources

Au cours de ce travail, nous avons mis en evidence l'influence de la nature du substrat (acier, galvanise et electrozingue), de la nature du procede de phosphatation (aspersion ou immersion), de l'etuvage des couches de phosphate, et des cycles de post-cuisson sur l'adherence des revetements de peinture (cataphorese et cataphorese + laque de finition) avant et apres vieillissement. Les meilleures performances sont obtenues sur l'electrozingue traite par immersion. Dans ce cas aucune variation significative n'est mise en evidence lors de l'etuvage des couches de phosphate, des cycles de post cuisson et du vieillissement humide. Par ailleurs, pour tous les systemes peints, un arrachement plus ou moins important de la couche de phosphatation est observe dans la zone d'amorcage de la rupture a la suite de l'essai mecanique de flexion trois points. Il est de notoriete que les performances des systemes duplex sont meilleurs lorsque les couches de phosphate sont formes de fins cristaux, recouvrant bien la surface metallique. Dans ces conditions, nous avons plus particulierement etudie l'adherence des couches de phosphate en fonction de la nature, concentration et vieillissement des bains d'affinage d'une part et en fonction du taux de nitrate ajoute dans le bain de phosphatation en tant qu'accelerateur d'autre part. Dans chacun des cas l'observation meb de la surface des echantillons phosphates et la caracterisation physico-chimique par empa, xrfs, xrd, et ftir des couches formees et des zones d'amorcages des ruptures ont ete effectuees. Nous avons montre que la taille des cristaux, le poids de couche et le taux de recouvrement dependent de la presence ou de l'absence des affineurs, de la nature des affineurs et de leur concentration dans le bain d'affinage et du vieillissement de ce dernier. Par contre la nature et composition chimique des cristaux formes semble etre independants de ces parametres, seul la nature du substrat a une influence, quant a l'adherence et le taux d'arrachement, ils dependent de l'ensemble de ces parametres. Les memes constatations sont faites lors de l'etude en fonction de la qualite du nitrate dans le bain de phosphatation. Dans la mesure ou la nature cristallographique des cristaux et leur composition chimique ne dependent que de la nature du substrat, les variations de l'adherence et du taux d'arrachement observes sont bien caracteristiques de l'adherence des cristaux sur le metal et des proprietes des couches superficielles non recouvertes de cristaux. En conclusion on peut admettre que l'adherence des cristaux de phosphate depend des proprietes des couches creees a la suite de l'affinage et de la transformation de ces couches lors du contact avec le bain de phosphatation

Ce travail concerne la synthese, en milieu organique, de colloides de metaux de transition et leur stabilisation par l'intermediaire de ligands ou de polymeres. Chaque chapitre est precede d'une mise au point bibliographique axee sur les methodes generales de synthese des colloides metalliques ainsi que sur leurs proprietes physiques. La preparation, a partir d'un complexe organometallique zerovalent, de petites particules de palladium en presence de ligands phosphores ou azotes fait l'objet du premier chapitre de ce memoire. La quantite initiale de ligand determine la taille des particules (1,2 a 2,5 nanometres de diametre). La reactivite de celles-ci vis a vis du monoxyde de carbone a ete mise en evidence par spectrometrie infrarouge. Le deuxieme chapitre est consacre a la synthese de nouveaux nanomateriaux colloidaux. Ceux-ci ont ete obtenus par decomposition par un gaz reactif d'un precurseur organometallique monovalent du cuivre ou de l'or en presence d'un polymere protecteur ou du ligand triphenylphosphine. La nature du polymere, du gaz reactif ainsi que la concentration en metal permettent de controler la taille et la morphologie des particules. Des modeles theoriques ont ete developpes pour expliquer l'allure des spectres d'absorption dans le visible et des spectres de perte d'energie d'electrons de ces systemes colloidaux. Le dernier chapitre presente la synthese par voie chimique ou sonolytique de colloides de fer stabilises par un polymere organique. Les caracteristiques magnetiques de ces nanoparticules sont largement decrites (mesures d'aimantation, traces de cycles d'hysteresis). Une methode de synthese simple et reproductible de colloides monometalliques a ete mise au point. Selon le cas, leurs caracteristiques cristallographiques, optiques ou magnetiques ont ete etudiees et des modeles theoriques simples ont pu etre developpes

L'étude concerne le contrôle de systèmes critiques, pour lesquels la correction est primordiale. La théorie du contrôle des systèmes à événements discrets a pour objectif de garantir par construction que le système respecte certaines propriétés. Les méthodes proposées à ce jour souffrent d'un problème d'efficacité lorsque le système à contrôler est décrit de manière compositionnelle. Pour pallier au problème d'explosion combinatoire induit par la composition, nous avons développé des méthodes propres à ces systèmes en tirant partie de leur structure, i. E. En effectuant autant que possible des calculs sur les sous systèmes, plutôt que sur le système global. Nous nous sommes focalisé sur des propriétés de sûreté portant sur le comportement ou les états du système et avons développé des techniques propres à ces deux approches. Pour l'approche à états, nous avons en outre étudié le problème du non-blocage et étendu ces résultats au cadre des systèmes hiérarchiques à deux niveaux.

Ce chapitre donne des indications générales sur les avantages liés à l’introduction du plomb dans la composition des verres et des glaçures, en particulier vis-à-vis de leurs propriétés physiques (viscosité, dilatation, densité, propriétés optiques, mécaniques…) et chimiques (durabilité, rédox…). Il montre également des difficultés qui peuvent résulter de l’emploi de cet élément.

L’optimisation des processus physiques (couleur, mécanique) et chimiques (réactivité, densification, homogénéité / hétérogénéité) mis en oeuvre dans les Arts du Feu (verres, céramiques, émaux) a conduit très tôt les potiers, verriers et émailleurs à rechercher dans la nature ou à fabriquer, de façon empirique mais efficace, des matières premières ultrafines, nanométriques et même à produire des matériaux nanostructurés. Après avoir expliqué les avantages des particules submicroniques et dressé un bref survol de l’histoire de l’usage des principaux produits nanométriques naturels (argile, amiante, pozzolanes, chaux, os, coquilles. . . ) et synthétiques (particules de cuivre, d’argent, d’or, de semi-conducteurs, de graphites et carbones. . . ) en technologies céramique, verrière et d’émaillage, la nanostructure et les propriétés optiques des premiers dispositifs nano-optiques – les lustres céramiques, IXe siècle – sont explicitées. En conclusion les nouveaux usages des nanoparticules en optique, santé ou matériaux de construction sont abordés.

Obtenir des informations sur la matière à des échelles micrométriques, de manière non destructive et sans utiliser aucun marquage reste un défi méthodologique et technologique. Les techniques établies de microscopie de fluorescence ont permis de réelles avancées dans la compréhension des phénomènes biologiques mais le marquage utilisant des fluorophores limite considérablement cette technique, en particulier dans le domaine biomédical. Depuis une quinzaine d’année, la microscopie Raman cohérente a connu un important essor. Basée sur les propriétés vibrationnelles des molécules, cette technique permet aujourd’hui une imagerie tridimensionnelle des liaisons chimiques à cadence vidéo. De nombreux développements ont permis, à partir des concepts de la diffusion Raman et de l’optique non linéaire, d’élaborer des outils technologiques puissants permettant d’imager les échantillons biologiques en utilisant les contrastes de diffusion Raman anti-Stokes et de diffusion Raman stimulée. Dans ce chapitre, nous développons tout d’abord, grâce à des modèles simples, ces processus clés permettant d’appréhender la physique sous-jacente à l’imagerie Raman cohérente. Ensuite, nous illustrons ces techniques d’imagerie au travers de travaux menés récemment sur des échantillons biologiques et cristallins. Nous discutons enfin les perspectives actuelles concernant l’évolution des technologies et leurs domaines applicatifs.