Dissertations / Theses on the topic 'Conditions variées de pression et de température'

Les points triples (jonction entre un gaz, un isolant solide et un conducteur), présents dans de nombreuses applications industrielles, constituent, en raison du renforcement local du champ électrique, une zone critique pour le déclenchement des décharges électriques. De plus, ces points triples peuvent être exposés à des conditions environnementales parfois sévères. Ainsi, l'objectif de cette étude était de parvenir à une meilleure compréhension des phénomènes de décharges partielles (DP) et de claquage du gaz à partir d'un point triple sous différentes conditions de pression et de température. En particulier, ont été examinées les tensions-seuil d'amorçage/d'extinction des DP (Partial Discharge Inception Voltage, PDIV/Partial Discharge Extinction Voltage, PDEV) et la tension de claquage du gaz en surface de l'isolant solide (Flashover Voltage, FOV).Dans ce contexte, un dispositif expérimental a été conçu et exploité dans une atmosphère d'azote dont la pression était comprise entre 50 mbar et pression atmosphérique pour des températures imposées variant de l'ambiante à 400 °C. Une attention particulière a été accordée à l'alumine, matériau isolant solide qui peut être utilisé dans cette plage de température. L'influence de la température sur la PDIV (et PDEV) d'une part, et la FOV d'autre part, a été caractérisée, analysée et interprétée au moyen de mesures diélectriques, d'imagerie rapide et de simulations numériques. Enfin, dans les conditions de température élevée et malgré les précautions prises, une oxydation de l'électrode haute tension a été observée dont l'influence sur la PDIV a été analysée
Triple junctions (between a gas, a solid insulator, and a conductor), which are present in numerous industrial applications, constitute a critical zone for the triggering of electrical discharges due to local reinforcement of the electric field. In addition, these triple points can be exposed to harsh environmental conditions. The aim of this study was therefore to come to a better understanding of the phenomena of partial discharge (PD) and gas breakdown from a triple junction under different pressure and temperature conditions. In particular, the Partial Discharge Inception Voltage (PDIV), the Partial Discharge Extinction Voltage (PDEV), and the Flashover Voltage (FOV) of surface breakdown of the solid insulator were examined.In this context, an experimental set-up was designed and operated in a nitrogen atmosphere ranging from 50 mbar to atmospheric pressure, for imposed temperatures varying from ambient to 400 °C. Particular attention was paid to aluminium oxide, a solid insulator material that can be used in this temperature range. The influence of temperature on PDIV (and PDEV) on the one hand, and FOV on the other, was characterised, analysed and interpreted by means of dielectric measurements, high-speed imagery and numerical simulations. Finally, under high temperature conditions and despite the precautions taken, an oxidation of the high voltage electrode was observed whose influence on the PDIV was analysed

Au cours de cette thèse des études principalement de spectroscopie Raman et de spectroscopie d'absorption des rayons X produits par rayonnement synchrotron ont été réalisées dans le but de mieux comprendre l'évolution des propriétés des nanotubes de carbone sous pression et leur intérêt comme matériau précurseur pour la synthèse de nouvelles phases carbonées sous hautes pressions. Cette thèse est constituée de deux parties. La première porte sur l'étude par spectroscopie Raman des nanotubes de carbone monoparois en cellule à enclumes de diamant pour des pressions jusque 40 GPa. Pour suivre l'évolution des propriétés de résonance sous pression, deux longueurs d'onde d'excitation (632.8 et 514.5 nm) ont été employées. Nos résultats montrent qu'une perte des propriétés de résonance se produit de manière progressive sous pression. A 20 GPa les nanotubes de carbone ont totalement perdu leurs propriétés de résonance. L'effet du milieu transmetteur de pression utilisé et l'influence de la provenance des nanotubes de carbone sont également discutés, notamment au niveau du profil des modes hautes fréquences. La seconde partie est consacrée aux nanotubes de carbone monoparois dopés à l'iode. Des expériences de spectroscopie Raman en cellule à enclumes de diamant et d'absorption des rayons X en presse Paris-Edinburgh ont été réalisées sur ce type d'échantillon. Une série de synthèses à haute pression et haute température en presse multi-enclumes (conditions de synthèse: 14.5 GPa, 1500C) ont confirmé la possibilité d'utiliser les nanotubes de carbone dopés comme précurseur pour l'obtention de nouvelles phases carbonées.

Cette étude de terrain du massif des Ecrins (Alpes Occidentales, zone externe) montre que le raccourcissement Alpin est essentiellement accommodé dans le socle par des zones de cisaillement inverse top-vers-l'ouest ductile-fragile (probablement localisé par la présence de demi-graben) ainsi que par les nappes de charriage de la Meije et du Combeynot à l'Est du massif. Les failles normales N-S ne semblent pas avoir été réactivées. Ces zones de cisaillement sont caractérisées par une phengitisation des feldspaths le long de bandes anastomosées dont la géométrie traduit un gradient de déformation qui permet d'expliquer la formation des "plis de socle" soulignée par la géométrie des téguments de Trias. Les températures maximum d'enfouissement liées au charriage des unités internes sont proches de l'isotherme 335°C pour un gradient géothermique compris entre 20 et 25°C.km-1 depuis Bourg d'Oisans au Front Pennique. Les zones de cisaillement ont été datées entre 33 et 25 Ma (40Ar/39Ar sur phengites syn-cinématiques), ce qui suggère qu'elles ont été initiées très tôt après l'enfouissement de la zone externe qui débute vers 34Ma. Les phyllonites présentent des âges plus jeunes que les mylonites, ce qui traduit une localisation de la déformation le long de ces bandes anastomosées de faible résistance entre 30 et 25Ma. Le raccourcissement NO-SE observé le long du Front Pennique semble synchrone des déformations E-O à NESO du massif des Ecrins. La présence d'une zone de cisaillement transpressive senestre diffuse entre le massif des Ecrins et les Alpes Ligures, issu de la réactivation d'une zone de transfert Liasique, permettrait d'expliquer en partie la cinématique d'édification Oligocène des Alpes Occidentales. Au Miocène, la déformation se localise le long d'un plan de chevauchement sous le massif de Belledonne, donnant naissance au Vercors, ainsi que le long du Front Pennique réactivé en faille normale
This field-based study of the Ecrins massif (Western Alps, external zone) show that the Alpine shortening is accomodated within the basement by brittle-ductile top-to-the-west reverse shear zones (probably localized by half-graben) as well as by the thrust sheets of La Meije and Combeynot to the east of the massif. The N-S normal fault do not seems to be reactivated. These shear zones are characterized by a phengitisation of feldspars along anastomosing planes whose geometry reflect a strain gradient which explain the "basement folds" formation underlined by the geometry of Triassic teguments. The maximum temperatures reach by the cover, due to the burial under the internal nappes are close to the isotherms 335°C for a geothermal gradient close to 20-25°C.km-1 from Bourg d'Oisans to the Penninic Frontal Thrust (PFT). The shear zones were dated between 33 to 25 Ma (40Ar/39Ar on syn-kinematics phengites), suggesting that they were initiated slightly after the burial which start close to 34 Ma. The phyllonites show younger ages than mylonite; that argue a localization of the deformation along these anastomosing planes between 30 to 25Ma and traduce a weak crust. The NW-Se shortening observed alonf the PFT seems to be coeval with the E-W to NE-SW shortening of the Ecrins massif. A sinistrial transpressive diffuse shear zones between the Ecrins massif and the Ligurian Alps, which is probably a reactivated Liassic transfer zone, can explaina part of the Oligocene building kinematics of the Western Alps. During Miocence, the deformation is localized along a crustal thrust under the Belledonne massif, which has given the Vercors massif, and along the PFT, reactivated as a normal fault

Les roches de composition granitique à granodioritique déformées constituent une part importante du matériel impliqué dans les zones de collision continentale. Cette thèse a pour objectif de développer des méthodes d'estimation des conditions P-T dans les orthogneiss. L'analyse des paragénèses dans les métagranites montre qu'elles sont contrôlées par: - la disparition de la biotite et du plagioclase (des basses pressions vers les hautes pressions); - l'apparition de l'oligoclase et la disparition de l'épidote (des basses températures vers les hautes températures) . Les relations entre les phases sont discutées dans les systèmes Si02-NaAISi20 6, KFMASH et KCFMASH. Dans ces systèmes d'étude, la modélisation thermodynamique des équilibres de phases permet de calculer les conditions Pression-Température de la déformation. Quelques exemples sont étudiés. 1- L'étude des orthogneiss de la nappe du Grand Paradis (Alpes occidentales) permet d'estimer les conditions P-T de la, déformation majeure (500-550°C, 12 ± 2 kbar). 2- L'analyse des paragénèses syncinématiques des leptynites de la nappe de Champtoceaux (Massif Armoricain) contraint l'histoire rétrograde des unités auxquelles elles appartiennent. 3- Dans les Alpes centrales, les orthogneiss du Massif du Gotthard sont déformés aux environs de 530- 550°C, 5-7 kbar. Cette étude permet de corréler les conditions P-T et les transitions microstructurales majeures (Transition Fragile/Ductile) connues dans les granites déformés. Les résultats obtenus sont confrontés aux données préexistantes et montrent que les métagranites sont des objets appropriés pour estimer les conditions P-T de la déformation.

La plasticité des minéraux aux conditions pression et température du manteau supérieur terrestre joue un rôle majeur dans les grand processus qui affectent la dynamique de l'intérieur de la Terre. Les propriétés des minéraux du manteau restent cependant mal connues à ce jour. L'objectif de ce travail est d'étudier la déformation sous pression des clinopyroxènes (au travers du diopside), qui sont un des constituants majeur du manteau supérieur. Des monocristaux orientés et des polycristaux de diopside ont été déformés dans les conditions de pression du manteau supérieur et pour des températures comprises entre 1000°C et 1400°C. Les expériences de déformation ont été réalisées en presse multi-enclume de type D-DIA couplée à un rayonnement synchrotron permettant la mesure in situ de la contrainte et de la déformation. Les microstructures des échantillons après déformation ont été caractérisées en Microscopie Electronique en Transmission. Les données mécaniques nous ont permis de déterminer la loi rhéologique de haute pression pour les systèmes 1/2<110> {110 }. A haute pression et haute température, les glissements 1/2<110> et [001] sont dominants. Les glissements [100] et [010], plus difficilement activables à basse pression et haute température, le restent à haute pression. Des modélisations VPSC basées sur nos résultats expérimentaux rendent parfaitement compte des textures observées dans nos polycristaux déformés expérimentalement comme de celles des échantillons déformés naturellement. Les clinopyroxènes ont tendance à réduire l'anisotropie sismique du manteau supérieur
The plasticity of mineraIs under Earth's upper mantle conditions plays a major role in the processes that affect the dynamics of the Earth's interior. The properties of mantle mineraIs are still not weIl constrained. The purpose of this work is to study the deformation of clinopyroxenes (taking diopside as a proxy) under pressure since they are a major constituent of the upper mantle. Oriented single-crystals as weIl as polycristals of diopside were deformed under upper mantle pressures and temperatures. Deformation experiments have been conducted using a D-DIA multi-anvil press coupled with synchrotron radiation in order to perform in situ stress and strain measurements. The microstructures of deformed samples were characterized by Transmission Electron Microscopy. Mechanical data have enabled us to determine the high-pressure rheological law for 1/2 <110>{110} glide systems. At high pressure and temperatures, 1/2 <110> and [001] slips are dominant while [100] and [010] slips remain the hardest slip systems. VPSC modeIling based on our experimental results agree weIl with the textures observed in our experimentaIly deformed polycrystals as weIl as those in naturaIly deformed samples. We conclude that clinopyroxenes tend to reduce the upper mantle seismic anisotropy

La plasticité des minéraux aux conditions pression et température du manteau supérieur terrestre joue un rôle majeur dans les grand processus qui affectent la dynamique de l'intérieur de la Terre. Les propriétés des minéraux du manteau restent cependant mal connues à ce jour. L'objectif de ce travail est d'étudier la déformation sous pression des clinopyroxènes (au travers du diopside), qui sont un des constituants majeur du manteau supérieur. Des monocristaux orientés et des polycristaux de diopside ont été déformés dans les conditions de pression du manteau supérieur et pour des températures comprises entre 1000°C et 1400°C. Les expériences de déformation ont été réalisées en presse multi-enclume de type D-DIA couplée à un rayonnement synchrotron permettant la mesure in situ de la contrainte et de la déformation. Les microstructures des échantillons après déformation ont été caractérisées en Microscopie Electronique en Transmission. Les données mécaniques nous ont permis de déterminer la loi rhéologique de haute pression pour les systèmes 1/2<110> {110 }. A haute pression et haute température, les glissements 1/2<110> et [001] sont dominants. Les glissements [100] et [010], plus difficilement activables à basse pression et haute température, le restent à haute pression. Des modélisations VPSC basées sur nos résultats expérimentaux rendent parfaitement compte des textures observées dans nos polycristaux déformés expérimentalement comme de celles des échantillons déformés naturellement. Les clinopyroxènes ont tendance à réduire l'anisotropie sismique du manteau supérieur
The plasticity of mineraIs under Earth's upper mantle conditions plays a major role in the processes that affect the dynamics of the Earth's interior. The properties of mantle mineraIs are still not weIl constrained. The purpose of this work is to study the deformation of clinopyroxenes (taking diopside as a proxy) under pressure since they are a major constituent of the upper mantle. Oriented single-crystals as weIl as polycristals of diopside were deformed under upper mantle pressures and temperatures. Deformation experiments have been conducted using a D-DIA multi-anvil press coupled with synchrotron radiation in order to perform in situ stress and strain measurements. The microstructures of deformed samples were characterized by Transmission Electron Microscopy. Mechanical data have enabled us to determine the high-pressure rheological law for 1/2 <110>{110} glide systems. At high pressure and temperatures, 1/2 <110> and [001] slips are dominant while [100] and [010] slips remain the hardest slip systems. VPSC modeIling based on our experimental results agree weIl with the textures observed in our experimentaIly deformed polycrystals as weIl as those in naturaIly deformed samples. We conclude that clinopyroxenes tend to reduce the upper mantle seismic anisotropy

Les quantités de cendres volantes (CV) produites par la combustion du charbon dans les centrales thermiques sont très importantes, et, même si différentes voies de valorisation existent, leurs applications restent à faible valeur ajoutée. Les CV sont riches en Si et Al et apparaissent alors comme des sources de réactifs potentielles pour la synthèse de zéolithes, matériaux microporeux alumino-siliciques à forte valeur ajoutée. Récemment, de nombreuses études ont été consacrées à la zéolithisation des CV, mais le plus souvent, la transformation se fait par voie hydrothermale à des températures ≥ 100 °C et à pression autogène. L’originalité de cette étude est le développement d’un procédé économique de transformation des CV par voie hydrothermale à basse température (≤ 50 °C) et à pression atmosphérique. Dans un premier temps, les CV ont été caractérisées, l’objectif principal étant la détermination de leur composition minéralogique (quartz, mullite et phase amorphe) ainsi que de leur réactivité. Puis, la synthèse consiste simplement à ajouter une solution de soude aux CV. Les quantités nécessaires de soude et d’eau ont été optimisées dans le but de synthétiser de la faujasite X, le rapport Al2O3/SiO2 (x) du mélange réactionnel étant fixé par la composition des cendres. Avec cette composition (1SiO2 : xAl2O3 : 3,8NaOH : 73,5H2O), la cinétique de transformation des cendres à 30 et à 50 °C a été étudiée par différentes techniques (DRX, adsorption d’azote, RMN du solide, spectrométrie d’absorption atomique et MEB), et un mécanisme de transformation est proposé. Quelles que soient la température et la durée de synthèse, le solide obtenu est un mélange de faujasite et de résidus de quartz, de mullite et de phase amorphe des CV. Il contient également des traces de deux autres zéolithes, la zéolithe NaP1 et la chabazite. L’élévation de température de 30 à 50 °C accélère la transformation, mais finalement, les taux de conversion atteints aux deux températures sont proches : environ 25 à 30 %. D’autres expériences ont été réalisées dans le but d’augmenter le rendement de la réaction : l’ajout de silice au mélange réactionnel, ainsi qu’une méthode de synthèse indirecte consistant à traiter les cendres par une solution acide (HCl) avant leur zéolithisation. Ces essais permettent d’augmenter le taux de conversion qui, dans le cas le plus favorable, dépasse 50 % de faujasite dans le produit final anhydre de la synthèse
The amount of fly ashes (FAs) produced by the coal combustion in thermal power stations is huge, and even if part of these FAs is reused, their applications have a low-added-value. As the FAs are rich in Si and Al, they can be seen as potential sources for the synthesis of zeolites. These aluminosilicate materials are microporous and display a high added value. Recently, many studies have been devoted to the conversion of FAs into various zeolites. Generally, the FA transformation is performed by a hydrothermal synthesis close or above 100 °C and at autogeneous pressure. The originality of this study is the development of a cost-saving process allowing the FA transformation into zeolite by a hydrothermal reaction at low temperature (below 50 °C) and at atmospheric pressure. The FAs were first characterised by different techniques, the most important objective being the determination of their mineralogical composition (quartz, mullite and amorphous phase) but also of their reactivity. Then, the synthesis consists simply in the addition of a NaOH solution to the FAs. The needed NaOH and water amounts were optimised in order to form an X-type faujasite, the Al2O3/SiO2 ratio (x) of the synthesis medium being fixed by the chemical composition of the FAs. Using this composition (1SiO2: xAl2O3: 3,8NaOH: 73,5H2O), the transformation kinetics of the FAs were studied at 30 and 50 °C by different methods (XRD, nitrogen adsorption, solid state NMR, atomic absorption spectroscopy, and SEM), and a transformation mechanism is proposed. Whatever the temperature and the synthesis time, the solid obtained is a mixture of faujasite, and residual quartz, mullite and amorphous phase from the FAs, but it contains also traces of two other zeolites, namely NaP1 zeolite and chabazite. The temperature increase from 30 to 50 °C speeds up the reaction, but finally, the maximal conversion rates reached at both temperatures are close: about 25 to 30 %. Other experiments were performed in order to increase the conversion yield, i. E. The addition of silica to the synthesis medium or an indirect synthesis method consisting in an acid treatment (HCl) of the FAs prior to the classic hydrothermal reaction. These experiments allowed increasing the conversion rate which is, in the most favourable case, above 50 % offaujasite in the final dried product of the synthesis

La télédétection thermique en temps réel de systèmes volcaniques actifs est une technique cruciale pour comprendre le comportement et l'activité éruptive de corps magmatiques chauds. Cette technologie repose sur la détermination de l'émissivité thermique du magma, un paramètre permettant d'identifier la température du magma. Nous avons utilisé une méthode directe pour obtenir des spectres dans la plage de nombres d’onde allant de 400 à 13000 cm-1; d’échantillons naturels volcaniques (volcan Erebus et Teide) et synthétiques (avec différents éléments). Ces matériaux ont été chauffés de la température ambiante à 2000K avec un laser CO2 et les données ont été collectées pendant toute la phase de chauffage avec un spectromètre IRTF.Nos résultats indiquent que l’émissivité d’une roche magmatique est affectée par les changements de composition et l’histoire thermique. Les mesures d'émittance montrent le rôle important du fer et de la vitesse de refroidissement du magma sur la réponse spectrale des compositions de type phonolitique. Ces observations sont importantes, car une méconnaissance des valeurs d’émissivité engendre des erreurs sur la détermination de la température et, donc à une interprétation erronée de la rhéologie et de l'efficacité thermique du corps magmatique
Real time thermal remote sensing of active volcanic systems is a crucial technique for understanding the behavior and eruptive activity of hot magmatic bodies. Such technology relies on determining the thermal emissivity of the magma, a parameter to identify the temperature of magma. We used a direct method to obtain a spectrum in the wavenumber range from 400 to 13000 cm-1; the natural (volcano Erebus and Teide) and synthetic samples were heated up from room temperature to 2000K with a CO2 laser and data were collected during all the heating stage with a FTIR spectrometer.Our results thus indicate that thermal emissivity of magmatic rock is affected by changes in composition and thermal history. The emissivity measurements show the important role of the iron and the cooling rate on the spectral response of the phonolite composition. These are important observations since different emissivity will lead to different temperature determinations and hence, an erroneous interpretation on the rheology and thermal efficiency of the magmatic body

Les hautes pressions sont précieuses à plusieurs disciplines scientifiques. Ce sera le cas dans cette thèse avec le développement d'un nouvel appareil permettant des possibilités inédites de tomographie et de déformation sous haute pression et haute température. Il apporte la possibilité de nouvelles études scientifiques dans les différents champs disciplinaires que sont les sciences de la Terre, la chimie mécanique, la physique des matériaux et la physique des liquides
High pressures are essential in several scientific field. This will be the case in this thesis with the development of a new device enabling new possibilities tomography and deformation under high pressure and high temperature. It brings the possibility of further scientific studies in the various disciplines that are Earth science, mechanical chemistry, physics of materials and liquids physics

Pour comprendre les phénomènes physiques du noyau externe de la Terre, il est nécessaire d’étudier les propriétés structurelles et thermodynamiques des matériaux liquides qui y sont présents. Ainsi, les courbes de fusion du nickel et du cobalt permettent de contraindre la température à la frontière entre le noyau externe et le noyau interne (ICB). Cette Thèse présente l’étude de la courbe de fusion et de la structure locale du nickel et du cobalt liquide en conditions extrêmes de pression et température. L’analyse expérimentale a été effectuée par spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS), technique bien adaptée à l’étude de la structure locale de la matière. Des calculs ab-initio permettent de valider le critère de fusion utilisé et de fournir une fonction de distribution radiale initiale pour l’analyse de la structure locale.Les courbes de fusion sont déterminées à partir des données d’absorption en utilisant un critère de fusion récemment proposé pour le fer. Ce critère est appliqué au cas du nickel et du cobalt. Le critère de fusion est basé sur la disparition de l’épaulement situé dans le seuil d’absorption des métaux 3d, et sur la disparition simultanée des deux premières oscillations du spectre d’absorption. Une sonde ionique focalisée (FIB) couplée à un microscope électronique à balayage (SEM) sont utilisés pour détecter post mortem les changements d’état de l’échantillon et confirmer ainsi le critère de fusion. Les courbes de fusion du nickel et du cobalt sont présentées jusqu’à des pressions de 1 Mbar. L’utilisation du critère de fusion est généralisable à tous les métaux 3d. La comparaison entre les courbes de fusion du nickel et du cobalt et celle du fer montre que la présence de ces deux matériaux dans le noyau externe de la Terre peut être négligée pour la détermination du profil de température dans la planète.Les calculs ab-initio montrent que la disparition des deux premières oscillations XANES est due au changement de densité des états électroniques p lors de la fusion et à la perte de l’ordre structural dans le liquide. Les calculs ab-initio valident le critère de fusion empirique utilisé lors des mesures XAS. Ces calculs permettent également d’évaluer la compression du cobalt liquide à 5000 K en fournissant une fonction de distribution radiale initiale pour l’analyse expérimentale du spectre d’absorption.Les oscillations EXAFS de la phase liquide du nickel et du cobalt sont analysées, permettant ainsi de déterminer la distance des premiers voisins en fonction de la pression. Les résultats expérimentaux montrent une compressibilité inférieure à celle prévue par les calculs ab-initio. Cette différence peut être interprétée comme une liaison atomique plus rigide entre premiers voisins ou comme une augmentation de 10 à 20% de la coordinence. Nos observations expérimentales, combinées aux calculs ab-initio, semblent montrer que la structure locale du nickel et du cobalt liquide dévie du model des sphères rigides.En conclusion, nous avons développé un protocole expérimental et théorique qui permet de valider le critère de fusion d’une structure donnée. Nous l’avons appliqué aux métaux 3d fcc afin de déterminer les courbes de fusion du nickel et du cobalt. La similitude entre ces courbes de fusion et celle du fer montre que la présence du cobalt et du nickel dans le noyau externe de la Terre peut être négligé pour la détermination de la température à l’ICB. L’étude des oscillations EXAFS des liquides à haute pression et haute température permet de déterminer la distance entre premiers voisins. Ces méthodes peuvent maintenant être appliquées à des liquides d’alliages complexes, plus pertinents pour les applications géophysiques
Understanding the physical phenomena of our planet requires the capability to investigate the structural and thermodynamic properties of liquid-state materials present in the Earth's outer core. Thus, the melting curves of nickel and cobalt allow to constrain the temperature at the inner core boundary (ICB).This Thesis presents the study of the melting curves and the local structure of nickel and cobalt under extreme conditions. The experimental analysis was performed by X-ray absorption spectroscopy (XAS), technique ideal for the study of the local structure. Ab-initio calculations were performed as well in order to validate the melting criterion adopted and to provide starting radial distribution function for the analysis of the local structure.The melting curves of nickel and cobalt were determined with the XAS melting criterion recently proposed for iron. The criterion consists in the flattening of the shoulder and the disappearance of the first two oscillations in the X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES). It has been validated with Focused Ion Beam (FIB) coupled with Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis on the recovered samples, by means of a detection of textural changes in the sample. The melting temperature was detected for nickel and cobalt at different pressures, thus providing a measurement of the melting curve up to 1 Mbar for the two materials.A comparison of the melting curves of nickel and cobalt with iron shows that the presence of these two materials in the outer core of Earth gives a negligible contribution for the determination of the geotherm at the inner core boundary.Ab-initio calculations performed on cobalt provided an additional confirmation of the XAS melting criterion adopted. Moreover they permitted to understand that the flattening of the oscillations in the XANES is due to the smearing of the structures in the density of the p states linked to the different environments surrounding each absorbing atom in the liquid.These calculations allowed as well to evaluate the compression of liquid cobalt at 5000 K and provided a starting radial distribution function for the analysis of the experimental Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) extracted from the measured XAS.The EXAFS of the liquids along the melting curve was analysed providing a measurement of the first neighbour distance in the liquid as a function of pressure for both nickel and cobalt. In the two cases our experimental results show slightly less compression than theoretically predicted. This can be interpreted as a first neighbour bond that at higher pressures is slightly more rigid than predicted or as due to an increase of 10-20% of the coordination number.Combined to theory, our experimental observation suggests that the local structure of liquid Co and Ni increasingly deviates from a hard sphere model with P and T along the melting curve.In conclusion, we have developed a protocol that allows validating the melting criterion for a given solid structure. In this work it has been applied to 3d metals with fcc structures and it can be applied to other structures.The presence of nickel and cobalt in the outer core of Earth was found to be irrelevant for the determination of the temperature at the ICB.XAS was shown to be an adequate technique to measure the first neighbour bond under extreme conditions, although both experiment and theory have large margin for improvement. The application of this method to more complex liquid alloys opens the way to investigation of relevant geophysical systems

Cette thèse a pour objectif d’explorer les courbes de fusion, les structures et les diagrammes de phases de H2O et NH3 à haute pression et haute température. Malgré la multitude d’études sur ces composés, des incertitudes importantes existent sur leur diagramme de phase. Dans ce travail, de nouvelles approches expérimentales ont permis d’obtenir par diffraction des rayons X et par diffusion Raman, de nouvelles données concernant les diagrammes de phase, la fusion et la stabilité chimique de NH3 et H2O dans une large gamme P-T (P<70 GPa, T<3000 K). Pour NH3, nos travaux ont permis d’établir la courbe de fusion jusqu’à 40 GPa et 2300 K. La température de fusion croît de façon monotone avec la pression, en désaccord avec une étude précédente mais conforme avec des prédictions théoriques. Nous observons une décomposition chimique de NH3 en N2 et H2 à haute température dont l’importance varie avec la pression. L’exploration du diagramme de phase a permis de contraindre la position du point triple NH3-III/superionique/fluide. Nous présentons aussi les premières données sur l’évolution de la structure et de la densité du liquide NH3 à pression variable à 800 K. Pour H2O, nous avons déterminé la courbe de fusion jusqu’à 45 GPa et 1500 K. Nous constatons une rupture de pente vers 15 GPa et une température de fusion plus élevée que prévue par l’extrapolation des données basse pression, en meilleur accord avec la « limite haute » des courbes de fusion de la littérature. Nous observons par ailleurs des indices d’une transition de phase au-delà de 25 GPa et 1000 K vers une phase cubique centrée différente de la phase VII. La possibilité que cette phase soit superionique est discutée
The objective of this thesis is to explore melting curves, structures and phase diagrams of H2O and NH3 at high pressure and high temperature. Despite the several studies on these compounds, there are significant uncertainties in their phase diagrams. In this work, new experimental approaches of X-ray diffraction and Raman scattering resulted in new data on phase diagrams, melting and chemical stability of NH3 and H2O in a wide range of P-T (P<70 GPa, T<3000 K). For NH3, we have determined the melting curve up to 40 GPa and 2300 K. The melting temperature increases monotonically with pressure, contrary to a previous study but in accordance with theoretical predictions. We observe a chemical decomposition of NH3 into N2 and H2 at high temperature, the importance of this decomposition varies with pressure. Exploration of the phase diagram made it possible to constrain the position of the triple point NH3-III/superionic/fluid. We also present the first data on the evolution of the structure and density of NH3 liquid with variable pressure at 800 K. For H2O, we have determined the melting curve up to 45 GPa and 1500 K. We note a slope failure towards 15 GPa and a higher melting temperature than predicted by the extrapolation of the low pressure data, in better agreement with the "upper limit" of the melting curves of the literature. In addition, we observe indications of a phase transition beyond 25 GPa and 1000 K towards a cubic phase centred that is different of phase VII. The possibility of this phase being superionic is discussed

Cette thèse a pour objectif d’explorer les courbes de fusion, les structures et les diagrammes de phases de H2O et NH3 à haute pression et haute température. Malgré la multitude d’études sur ces composés, des incertitudes importantes existent sur leur diagramme de phase. Dans ce travail, de nouvelles approches expérimentales ont permis d’obtenir par diffraction des rayons X et par diffusion Raman, de nouvelles données concernant les diagrammes de phase, la fusion et la stabilité chimique de NH3 et H2O dans une large gamme P-T (P<70 GPa, T<3000 K). Pour NH3, nos travaux ont permis d’établir la courbe de fusion jusqu’à 40 GPa et 2300 K. La température de fusion croît de façon monotone avec la pression, en désaccord avec une étude précédente mais conforme avec des prédictions théoriques. Nous observons une décomposition chimique de NH3 en N2 et H2 à haute température dont l’importance varie avec la pression. L’exploration du diagramme de phase a permis de contraindre la position du point triple NH3-III/superionique/fluide. Nous présentons aussi les premières données sur l’évolution de la structure et de la densité du liquide NH3 à pression variable à 800 K. Pour H2O, nous avons déterminé la courbe de fusion jusqu’à 45 GPa et 1500 K. Nous constatons une rupture de pente vers 15 GPa et une température de fusion plus élevée que prévue par l’extrapolation des données basse pression, en meilleur accord avec la « limite haute » des courbes de fusion de la littérature. Nous observons par ailleurs des indices d’une transition de phase au-delà de 25 GPa et 1000 K vers une phase cubique centrée différente de la phase VII. La possibilité que cette phase soit superionique est discutée
The objective of this thesis is to explore melting curves, structures and phase diagrams of H2O and NH3 at high pressure and high temperature. Despite the several studies on these compounds, there are significant uncertainties in their phase diagrams. In this work, new experimental approaches of X-ray diffraction and Raman scattering resulted in new data on phase diagrams, melting and chemical stability of NH3 and H2O in a wide range of P-T (P<70 GPa, T<3000 K). For NH3, we have determined the melting curve up to 40 GPa and 2300 K. The melting temperature increases monotonically with pressure, contrary to a previous study but in accordance with theoretical predictions. We observe a chemical decomposition of NH3 into N2 and H2 at high temperature, the importance of this decomposition varies with pressure. Exploration of the phase diagram made it possible to constrain the position of the triple point NH3-III/superionic/fluid. We also present the first data on the evolution of the structure and density of NH3 liquid with variable pressure at 800 K. For H2O, we have determined the melting curve up to 45 GPa and 1500 K. We note a slope failure towards 15 GPa and a higher melting temperature than predicted by the extrapolation of the low pressure data, in better agreement with the "upper limit" of the melting curves of the literature. In addition, we observe indications of a phase transition beyond 25 GPa and 1000 K towards a cubic phase centred that is different of phase VII. The possibility of this phase being superionic is discussed

Ce travail est consacré à l'étude de la viscosité de cisaillement par simulation numérique de dynamique moléculaire classique à l'équilibre avec une attention particulière à l'influence des hautes pressions sur cette propriété. La viscosité est obtenue à partir des trajectoires générées par ces simulations et en appliquant la formule de Green-Kubo. Un large panel de systèmes a été étudié, allant de fluides atomiques purs à un liquide moléculaire, en passant par des mélanges binaires. En premier lieu, nous nous sommes focalisés sur les métaux alcalins. La conclusion majeure de cette étude est que la viscosité des alcalins a un comportement universel sur une large plage du diagramme de phases. Par ailleurs, sur cet intervalle, la relation universelle que nous avons proposée permet de prédire la valeur de la viscosité de n'importe quel élément avec une incertitude inférieure à 10%. La validité de la relation de Stokes-Einstein, reliant le coefficient d'autodiffusion à la viscosité, a également été vérifiée. Une étude systématique a ensuite été menée sur des mélanges modèles de type Lennard-Jones an de tester l'influence des paramètres d'interaction sur le comportement de la viscosité. Une estimation théorique basée sur le modèle de fluide effectif pur a été proposée. D'autre part, la relation de Stokes-Einstein a été étendue aux mélanges avec succès. Ces observations ont été confrontées aux cas de deux alliages réels : K-Cs et Li-Bi. Pour finir, une étude préliminaire a été entreprise sur l'eau en modélisant les interactions par deux potentiels : SPC/E, non polarisable, et BK3, polarisable. L'effet de l'introduction de la polarisabilité sur le calcul de la viscosité a été étudié. La validité des relations de Stokes-Einstein et de Stokes-Einstein-Debye, faisant intervenir la rotation de la molécule, a été évaluée à très haute pression
This work is devoted to the study of the shear viscosity by numerical simulation of equilibrium classical molecular dynamics with a particular attention to the influence of high pressures on this property. From trajectories generated by these simulations and using the Grenn-Kubo formula, the viscosity is obtained. A broad range of systems has been studied, covering from pure atomic fluids to a molecular liquid, as well as binary mixtures. First, we focused on alkali metals. The main outcome of this study is that the viscosity of these metals has a universal behavior over a wide range of phase diagram. Furthermore, over this interval, the universal relation that we have proposed permits the prediction of the viscosity value of any elements with an uncertainty lower than 10%. The validity of the Stokes-Einstein relation, connecting the self-diffusion coefficient and the viscosity, has also been verified. Then, a systematic study has been carried out on model mixtures of Lennard-Jones fluids to test the influence of interaction parameters on the viscosity behavior. A theoretical estimation based on the effective one-component fluid model has been proposed. Moreover, the Stokes-Einstein relation has been successfully extended to mixtures. These observations have been compared with two real alloys: K-Cs and Li-Bi. Lastly, a preliminary study on water has been undertaken by modeling the interactions with two models: SPC/E, non-polarizable and BK3, polarizable. The effect of the introduction of the polarizability on the viscosity has been studied. The validity of Stokes-Einstein and Stokes-Einstein-Debye, involving the rotation of the molecule, has been evaluated under very high pressure

Lors de la rentree atmospherique, les phenomenes physico-chimiques intervenant sur les parois d'engins spatiaux peuvent entrainer un echauffement supplementaire important et une degradation des materiaux de protection. L'objectif de ce travail a ete l'etude de l'oxydation et de la recombinaison catalytique de materiaux ceramiques dans des conditions proches de la rentree atmospherique. La simulation partielle de ces conditions a ete realisee dans le mesox (moyen d'essai d'oxydation), qui associe un concentrateur de rayonnement solaire et un generateur microondes. Une etude thermodynamique previsionnelle, completee par une etude experimentale sur l'oxydation du nitrure de silicium conduisent a la determination de la transition entre les regimes d'oxydation actif et passif. L'etude de la recombinaison catalytique de l'oxygene atomique sur des materiaux ceramiques a base de silicium ou d'aluminium, a haute temperature (1000-1800k) a ete realisee a differentes pressions (200-2000pa), par une approche thermique et aboutit a une echelle de catalycite des materiaux. L'influence de la pression dans la gamme etudiee reste negligeable, alors que la temperature de paroi fait varier l'activite catalytique des materiaux

Dans le gisement d'uranium d’Oklo-Okélobondo (Gabon), la minéralisation uranifère comporte des zones enrichies qui ont fissionné spontanément (1,97 Ga). Le fluide diagénétique à Okélobondo à une salinité faible (<3% poids NACL) et une température minimale de 120 à 200c. À Lastoursville, un cas d'immiscibilité dans le système H2O-NaCl-Ch4 + CO2 indique 160-190 C et 1,0 + 0,2 kbar. Au cur de la zone 10, les sulfures (galène, pyrite,), le pb natif et les matières organiques (mo) soulignent des conditions réductrices. En bordure, minium et hématite indiquent des conditions très oxydantes. La présence d'if à H2O-H2-O2 a été reliée à la radiolyse de l'eau. La conclusion originale est qu'au cœur des réacteurs, les mo piègent O2 issu de la radiolyse, d'où un milieu très réducteur ; en absence de mo, O2 rend le milieu très oxydant. Ces conditions particulières ont assuré une bonne stabilité des uraninites et des produits de fission dans les réacteurs, mais des hétérogénéités locales sont possibles. L’étude des if montre que la température a atteint au moins 400 C en bordure de la zone 10 et qu'elle décroît très brutalement sur quelques mètres. D’abord basse (<5% dans le quartz), la salinité des fluides a augmenté (apatite: 13-24% et calcite: > 23%) alors que la température diminuait. Cette évolution est liée aux interactions entre le fluide et les argiles. Les conséquences de l'intrusion doléritique à Oklo ont été abordées

L'exploitation des champs de pétrole et de gaz sous haute pression (HP) et haute température (HT) a augmenté ces dernières années, nécessitant de réévaluer les risques de corrosion dans ces milieux de plus en plus sévères. Afin de contribuer à une meilleure évaluation des risques de rupture différée des aciers en présence d'H2S (SSC, Sulfide Stress Cracking) dans ces conditions, trois axes de recherche ont été suivis. Nous avons d'abord identifié un besoin d'amélioration de prédiction des conditions corrosives sous haute pression et haute température, et en particulier pour le calcul du pH in situ. Un modèle a été développé ; il prend en compte le comportement non-idéal des phases en équilibre, et permet un calcul plus précis du pH et de la fugacité des gaz acides à haute pression et haute température. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'effet de la pression partielle de CO2 (PCO2) sur les réactions de surface et sur les risques de SSC. Cette étude, réalisée à l'aide de mesures électrochimiques en l’absence d’un film de sulfure de fer, a permis de montrer que la présence de CO2 augmente sensiblement les cinétiques des réactions cathodiques à la surface de l'acier ainsi que le chargement en hydrogène, en particulier lorsque la pression partielle en H2S (PH2S) est faible. Enfin, des essais SSC ont été mis en œuvre dans des conditions fixes de pH et de PH2S, en faisant varier PCO2 entre zéro et 100 bar. L'objectif était de vérifier que la présence de CO2 sous forte pression augmentait bien les risques de fissuration, comme prévu par les résultats des essais électrochimiques. Les difficultés liées à la mise en œuvre d'essais en autoclave sous pression n'ont pas permis d'apporter une conclusion définitive. Néanmoins, ces travaux montrent qu'il peut exister un risque de sous-estimation de la sévérité des milieux dans les pratiques conventionnelles, lorsque PCO2 est significativement plus élevée que PH2S. Dans ces conditions spécifiques, les résultats de ce travail peuvent servir à améliorer les critères de choix de matériaux pour les milieux HP/HT
The production of high pressure (HP) and high temperature (HT) wells has considerably increased in the last decade. It is therefore needed to reassess the risks of corrosion in always more severe environments. This work was three fold to better assess the risk of Sulfide Stress Cracking (SSC) in these environments. Firstly, there was a need to improve prediction methods for the evaluation of HP/HT environments severity, especially the in situ pH calculation. A model was which taking into account the non-ideal behaviour of gas and liquid phases in equilibrium. The determination of the in situ pH and the acid gas fugacity at high pressure and high temperature is more accurate. In a second part of the work, the impact of CO2 partial pressure (PCO2) on surface reactions and hence on the risk of SSC was examined. Electrochemical and hydrogen permeation measurements in the absence of an iron sulphide film showed that CO2 induces an increase of both cathodic reactions kinetics and hydrogen charging in the steel, especially at low H2S partial pressure (PH2S). In the last part of this work, SSC tests were performed at constant pH and constant PH2S, with various PCO2 from 0 to 100 bar. The objective was to experimentally confirm that increasing PCO2 increases the SSC risk, as inferred from the electrochemical study. Unfortunately, experimental artefacts linked with autoclave test conditions did not lead to clear conclusions on this point. However, this work shows that conventional tools might lead to underestimate SSC risks at high PCO2 and low PH2S. In these specific conditions, the new results presented in this report may contribute to improve materials selection criteria for high pressure and high temperature conditions

L'exploitation des champs de pétrole et de gaz sous haute pression (HP) et haute température (HT) a augmenté ces dernières années, nécessitant de réévaluer les risques de corrosion dans ces milieux de plus en plus sévères. Afin de contribuer à une meilleure évaluation des risques de rupture différée des aciers en présence d'H2S (SSC, Sulfide Stress Cracking) dans ces conditions, trois axes de recherche ont été suivis. Nous avons d'abord identifié un besoin d'amélioration de prédiction des conditions corrosives sous haute pression et haute température, et en particulier pour le calcul du pH in situ. Un modèle a été développé ; il prend en compte le comportement non-idéal des phases en équilibre, et permet un calcul plus précis du pH et de la fugacité des gaz acides à haute pression et haute température. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'effet de la pression partielle de CO2 (PCO2) sur les réactions de surface et sur les risques de SSC. Cette étude, réalisée à l'aide de mesures électrochimiques en l’absence d’un film de sulfure de fer, a permis de montrer que la présence de CO2 augmente sensiblement les cinétiques des réactions cathodiques à la surface de l'acier ainsi que le chargement en hydrogène, en particulier lorsque la pression partielle en H2S (PH2S) est faible. Enfin, des essais SSC ont été mis en œuvre dans des conditions fixes de pH et de PH2S, en faisant varier PCO2 entre zéro et 100 bar. L'objectif était de vérifier que la présence de CO2 sous forte pression augmentait bien les risques de fissuration, comme prévu par les résultats des essais électrochimiques. Les difficultés liées à la mise en œuvre d'essais en autoclave sous pression n'ont pas permis d'apporter une conclusion définitive. Néanmoins, ces travaux montrent qu'il peut exister un risque de sous-estimation de la sévérité des milieux dans les pratiques conventionnelles, lorsque PCO2 est significativement plus élevée que PH2S. Dans ces conditions spécifiques, les résultats de ce travail peuvent servir à améliorer les critères de choix de matériaux pour les milieux HP/HT
The production of high pressure (HP) and high temperature (HT) wells has considerably increased in the last decade. It is therefore needed to reassess the risks of corrosion in always more severe environments. This work was three fold to better assess the risk of Sulfide Stress Cracking (SSC) in these environments. Firstly, there was a need to improve prediction methods for the evaluation of HP/HT environments severity, especially the in situ pH calculation. A model was which taking into account the non-ideal behaviour of gas and liquid phases in equilibrium. The determination of the in situ pH and the acid gas fugacity at high pressure and high temperature is more accurate. In a second part of the work, the impact of CO2 partial pressure (PCO2) on surface reactions and hence on the risk of SSC was examined. Electrochemical and hydrogen permeation measurements in the absence of an iron sulphide film showed that CO2 induces an increase of both cathodic reactions kinetics and hydrogen charging in the steel, especially at low H2S partial pressure (PH2S). In the last part of this work, SSC tests were performed at constant pH and constant PH2S, with various PCO2 from 0 to 100 bar. The objective was to experimentally confirm that increasing PCO2 increases the SSC risk, as inferred from the electrochemical study. Unfortunately, experimental artefacts linked with autoclave test conditions did not lead to clear conclusions on this point. However, this work shows that conventional tools might lead to underestimate SSC risks at high PCO2 and low PH2S. In these specific conditions, the new results presented in this report may contribute to improve materials selection criteria for high pressure and high temperature conditions

Ce travail de thèse constitue une contribution à la caractérisation des écoulements diphasiques bouillants convectifs à haute pression rencontrés dans les réacteurs à eau sous pression (REP) ou dans des conditions simulantes.La première partie présente un modèle bi-dimensionnel permettant de décrire le développement d'un écoulement bouillant dans une conduite circulaire (régime à bulle). La modélisation proposée est basée sur les équations locales stationnaires du mélange homogène fermées à l'aide d'un modèle de relaxation thermodynamique. Une confrontation des résultats avec les données expérimentales issues de la banque de donnée DEBORA a ensuite montré que si le modèle était capable de rendre compte de manière satisfaisante des résultats expérimentaux, les mécanismes de transport radiaux de la turbulence ainsi que de la vapeur étaient encore mal modélisés.La seconde partie de l'étude traite du développement de la thermo-anémométrie dans l'installation expérimentale DEBORA, afin de mesurer de manière colocalisée les champs de vitesse et de température liquide ainsi que le taux de vide en écoulement diphasique bouillant. La procédure expérimentale repose sur l'utilisation de sondes anémométriques classiques (sonde à film DANTEC@ 70 µm de diamètre, sonde à fil 2.5µm de 2.5 de diamètre) fonctionnant successivement à différentes surchauffes et pilotées à l'aide d'un anémomètre à courant constant. Des mesures ont d'abord été réalisées en écoulement monophasique chauffé, puis une procédure de discrimination phasique a été développée et a permis de fournir des premières mesures en écoulement bouillant. Ces dernières ont alors été comparées aux résultats du modèle
This study is a contribution to the comprehension of high pressure boiling flows relative to PWR.The first part exposes a two-dimensional unsteady state model in order to predict the development of a boiling flow in a circular pipe. The local mixture balanced equations are used with a relaxation model to close the vapor production rate (local homogeneous relaxation model). The results obtained from the comparison with the data bank DEBORA reveal a good qualitative agreement. Nerveless, the model is currently unable to correctly describe radial transports of turbulence and vapor fraction from the heated wall to the center of the pipe.The second part deals with the use of hot wire anemometry in experimental loop DEBORA to provide radial distributions of mean liquid velocity, mean liquid temperature and void fraction in a boiling flow. Classical hot wire probes are used (DANTEC@ hot film and hot wire probes) and are driven at different overheats using a constant current anemometer. Some measurements are first performed in single phase heated flows. Then, a phase identification procedure is developed, and some boiling flow measurements are obtained and compared with the model

La préoccupation de plus en plus importante ces dernières décennies, liée à l’épuisement des ressources pétrolières et au réchauffement climatique par les gaz à effet de serre a accentué l’intérêt du butanol comme carburant alternatif dans le secteur des transports grâce à ses propriétés adaptées pour le moteur à allumage par compression. Cependant, le faible rendement des procédés de production et de séparation empêche encore sa commercialisation en tant que carburant. C’est pourquoi le mélange de fermentation intermédiaire de la production de butanol, Acétone-Butanol-Ethanol(ABE), est de plus en plus considéré comme un carburant alternatif potentiel en raison de ses propriétés similaires au butanol et de ses avantages quant à son cout énergétique pour sa fabrication.Dans ce cadre, ce travail a pour objectif d’étudier l’impact des propriétés de différents mélanges d’ABE et n-dodécane en comparaison avec des mélanges d’alcools (éthanol et butanol) sur le processus de pulvérisation et de combustion et ce,pour différentes proportions en volume allant de 20% à 50%. Pour cela, une nouvelle chambre de combustion appelée"New One Shot Engine ", a été réalisée et utilisée car les conditions haute pression et haute température de "Spray-A" (60bars, 800-900 K et 22,8 kg/m³) définies par le réseau Engine Combustion network (ECN) peuvent être atteintes. Autant les phases liquides et vapeur que de combustion ont été caractérisées grâce à l’utilisation des plusieurs techniques optiques (extinction, Schlieren, chimiluminescence d’OH*) dans des conditions non réactives (Azote pur) et réactives (avec15% d'oxygène). Ces résultats expérimentaux ont non seulement permis d’étudier l’impact en oxygène moléculaire et de fournir une nouvelle base de données fiables, mais aussi d’affirmer la possibilité d’utiliser jusque 20% d’ABE en volume dans des moteurs à allumage par compression, grâce à ses caractéristiques de pulvérisation et de combustion similaires au carburant Diesel conventionnel
The growing concern in recent decades, linked to the depletion of oil resources and global warming by greenhouse gases has increased the interest of butanol as an alternative fuel in the transport sector. However, the low yield of production and separation processes still prevents its commercialization as a fuel. Therefore, the intermediate fermentation mixture of butanol production, Acetone-Butanol-Ethanol (ABE), is increasingly considered as a potential alternative fuel because of its similar properties to butanol and its advantages in terms of the energy and cost in the separation process.The context of this work aims to study the impact of fuel properties on the spray and combustion processes of ABE mixture and alcohol fuels, blended with the diesel surrogate fuel, n-dodecane, in different volume ratio from 20% to 50%. A new combustion chamber called "New One Shot Engine," was designed and developed to reach the high-pressure and high temperatureconditions of "Spray-A" (60 bar, 800-900 K and 22.8 kg/m³) defined by the Engine Combustion Network (ECN).The macroscopic spray and combustion parameters were characterized by using the several optical techniques (extinction,Schlieren, chemiluminescence of OH*) under non-reactive (pure Nitrogen) and reactive (15% of oxygen) conditions. These experimental results not only made it possible to study the molecular oxygen impact and provide a new accurate database,but also to affirm the possibility of using ABE up to 20% by volume in compression-ignition engines, as its spray and combustion characteristics similar to conventional diesel fuel

L'étude des leucogranites péralumineux des Massifs de Brezouard et de Bilstein (Vosges moyennes) a pour objectif une cartographie détaillée, une caractérisation pétrographique, minéralogique et géochimique des différents faciès (leucogranite A 2 micas, leucogranite à cordiérité, filon microgranitique, rhyolite à cordiérité) et de définir les modalités d'évolution ainsi que leurs relations spatiales et génétiques. Pour le massif de Brezouard, une mise en place biphasée avec une déformation périphérique en partie subsynchrone oblitérée ultérieurement par une autre cataclastique de basse température est mise en évidence. Le massif de Bilstein correspond à une structure indépendante et aurait subi une orthognéissification en relation avec le fonctionnement ductile d'une zone de cisaillement destre

Les interactions chimiques entre des solutions utilisées dans les boues de forage, et différents types d'argiles ont été étudiées dans des conditions P, T proches de celles des forages (150°C) afin de déterminer les conséquences éventuelles sur la stabilité des argilites. Le travail a été conduit essentiellement de manière expérimentale, en utilisant différentes solutions: eau pure, NaOH (pH 8, 10, 12), KCl (0,1, 1, 2 mol. /l), eau de mer et K₂CO₃, et des argiles à forte et faible proportion de feuillets gonflants (smectite (Na, Na-Ca, Ca) interstratifiés illite-smectite). Les produits de réaction ont été étudiés par diffraction des rayons X, et microsonde électronique. Les feuillets de smectites montrent une série de transformations (échange en site interfoliaire, fermeture de feuillets, hydrolyse), qui ne conduisent pas cependant à la formation de nouveaux minéraux sauf dans le cas de traitement en présence de K₂CO₃ à 150°C (formation de zéolites). L’échange du cation interfoliaire est fonction de la nature du cation, de la concentration des cations dans les solutions, des constantes d'échange et du rapport liquide/solide. Dans les solutions diluées (<1 mol. /l), l'échange est partiel et a pour conséquence l'obtention de smectites à garnitures interfoliaires mixtes qui présentent des états d'hydratation variés. L'hydrolyse, plus forte pour la smectite sodique que la calcique, conduit à une perte du fer octaédrique

En Turquie-nw, trois localités types ont été sélectionnées afin de montrer la diversité des skarns bi-metasomatiques et les minéralisations qui leur sont respectivement associées: à Karakoy, entre la granodiorite du pluton d'Euciler et les horizons calcareux du groupe de Kazdag, nous observons les paragenèses du skarn calcique et des cornéennes qui mettent en évidence les conditions de formation du facies des cornéennes à pyroxène (600-600c, (1,5-2,0 kb). L'important dépôt de wollastonite s'est forme au-dessus de 500c en raison de la forte activité de si et de h#2o ainsi que d'un dégagement rapide de co#2. A Bakirlik Tepe, entre la monzonite du pluton de gurece et les olistostromes calcareux de la formation de Karakaya, nous observons un skarn à pyroxène à minéraux manganésifères et une minéralisation zincifère dans les conditions suivantes: tc<400c, fugacité élevée de l'oxygène, environnement enrichi en h#2o. A Derekoy, entre la monzonite et la dolomie de Kapakli (jurassique supérieur), nous observons un endoskarn à composition de monzonite à olivine et un skarn magnésien à forsterite fassaite, ainsi qu'une importante minéralisation de magnétite

L'origine et l'évolution physico-chimiques des fluides carbo-azot2s, et la reconstitution des principaux stades de production et de migration de ces fluides, ainsi que leur rôle dans les processus metallog2niques, au cours du métamorphisme constitue l'objet principal de ce mémoire. Les travaux réalisés sur trois zones métamorphiques, au Maroc (Jebilet centrales, Tichka) et au sud-ouest du massif central français, ont permis de: 1) faire un inventaire des fluides en équilibre avec les schistes noirs et leur phase de production dans des contextes de métamorphisme de contact; 2) d'aborder le rôle de ces fluides dans le contrôle des équilibres entre fluides et minéraux; 3) de proposer une chronologie relative entre les phases de migration des fluides carbo-azotés et des fluides sans espèces volatiles, en relation avec la mise en solution et le dépôt de l'uranium (bondons), de l'or (Tichka) et du graphite (Jebilet). Ce travail basé essentiellement sur l'étude des fluides du système chons, a permis d'obtenir des résultats originaux sur: 1) le calage précis des phases de production et de migration de ces fluides en fonction de l'évolution des conditions p-t-x et des dépôts de minéraux; 2) l'utilisation de plusieurs techniques nouvelles (microspectroscopie infrarouge, microsonde nucléaire) pour la caractérisation des sites de l'azote et la quantification de sa concentration; 3) la présentation d'un modèle de la genèse des minéralisations de graphite