Dissertations / Theses: 'Dépôt sec de gaz'

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Adon, Attoh Marcellin. "Étude des concentrations de gaz atmosphériques et estimation des flux de dépôt sec à l'échelle des principaux écosystèmes africains." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1356/.

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Abstract:

"Ce travail de recherche, réalisé dans le cadre du programme IDAF, est une contribution à l'étude des dépôts des constituants majeurs atmosphériques à la surface de la terre, en Afrique tropicale. Il concerne l'étude des concentrations atmosphériques des gaz azotés (ammoniac, dioxyde d'azote, acide nitrique), du dioxyde de soufre (SO2) et de l'ozone (O3) et leur dépôt sec en Afrique de l'Ouest et Centrale. Les gaz ont été mesurés sur une base mensuelle par la technique des capteurs passifs sur une période de dix ans (1998-2007) dans sept sites IDAF représentatifs d'un transect d'écosystèmes : savanes sèches - savanes humides - forêts. La validation et l'analyse de la base de données décennales des " gaz IDAF " a permis d'établir les niveaux de concentrations caractéristiques de chaque écosystème et d'étudier leurs évolutions moyennes mensuelles, saisonnières, annuelles et interannuelles sur le transect d'écosystèmes. Les flux de dépôt sec ont été estimés par la méthode inférentielle à partir des vitesses de dépôt sec calculées en utilisant le modèle " big-leaf " de Zhang et al. (2003b). Dans le modèle de dépôt, les conditions de surface et météorologiques spécifiques aux sites IDAF ont été adaptées puis validées pour être représentatives de ces sites et ont ainsi permis de simuler les vitesses de dépôt sec représentatives des grands écosystèmes. Les variations moyennes mensuelles, saisonnières et annuelles des flux de dépôt sec des gaz (NO2, HNO3, NH3, O3, et SO2) sont analysées dans l'objectif de réaliser un bilan de dépôt atmosphérique total (sec + humide) d'azote à l'échelle des écosystèmes africains. Le dépôt total d'azote est estimé respectivement à 6-9 kgN. Ha-1. An-1, 7-10 kgN. Ha-1. An-1 et 13 kgN. Ha-1. An-1 en savanes sèches, en savane humides et en forêts, avec une contribution relative du dépôt sec sous forme gazeuse au dépôt total d'azote comprise entre 46 et 71% sur l'ensemble des écosystèmes. Un bilan émission-dépôt des composés azotés oxydés et réduits à l'échelle de chaque écosystème a été réalisé et a montré un flux d'émission totale de même ordre de grandeur que le dépôt moyen annuel d'azote pour les écosystèmes de savanes mais plus faible dans l'écosystème forestier. Enfin une analyse comparative entre les mesures IDAF de dépôt d'azote et, d'une part, le dépôt d'azote simulé par une analyse multi-modèle à l'échelle globale et d'autre part, avec les charges critiques d'eutrophisation existantes dans la littérature a permis une première évaluation de l'impact potentiel du dépôt total d'azote sur les écosystèmes tropicaux africains. "
This research, conducted as part of IDAF (IGAC/DEBITS/AFrica*) program, is a contribution to the study of atmospheric constituent deposition on the surface of the earth, in tropical Africa. It concerns the study of atmospheric concentrations of nitrogen gases (ammonia, nitrogen dioxide, nitric acid), sulfur dioxide and ozone, and their dry deposition in West and Central Africa. The gases were measured on a monthly basis by the technique of passive samplers over a ten year period (1998-2007) at seven remote sites within the framework of the IDAF network. The sites are located to represent a transect of African ecosystems, i. E. , dry savanna-wet savanna - forest. The validation and the analysis of the decadal IDAF database of " IDAF gases " allowed to establish (1) the levels of surface gaseous concentration characteristic of each major ecosystem and (2) to study their monthly, seasonal, annual and interannual mean variations on the transect of ecosystems. Dry deposition fluxes were estimated by the inferential method based on dry deposition velocities (Vd) calculated using the "big leaf" model of Zhang et al. (2003b). In the model of deposition, surface and meteorological conditions specific to IDAF sites have been adapted and validated in order to simulate Vd representative of major African ecosystems. The monthly, seasonal and annual mean variations of gaseous dry deposition fluxes (NO2, HNO3, NH3, O3, and SO2) are analyzed. A budget of total nitrogen atmospheric deposition (dry + wet) is proposed at the African ecosystem scale. The total nitrogen deposition estimated is around 6-9 kgN. Ha-1. Yr-1, 7-10 kgN. Ha-1. Yr-1 and 13 kgN. Ha-1. Yr-1 respectively in dry savannas, wet savannas and forests, with a relative contribution of dry deposition in the gaseous form to the total nitrogen deposition between 46 and 71% for all ecosystems. We have also established an emission-deposition budget of oxidized and reduced nitrogen compounds for each IDAF station. This budget shows that the total emission flux have the same order of magnitude of annual mean nitrogen deposition for the savannas ecosystems but is lower in the forested ecosystem. Finally, a comparative analysis between IDAF measurements of nitrogen deposition and (1) a global multi-model exercise and (2) critical loads of eutrophication is presented over the African tropical ecosystems

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Adon, Marcellin. "Etude des concentrations de gaz atmosphériques et estimation des flux de dépôt sec à l'échelle des principaux écosystèmes africains." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00650079.

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Abstract:

Ce travail de recherche, réalisé dans le cadre du programme IDAF, est une contribution à l'étude des dépôts des constituants majeurs atmosphériques à la surface de la terre, en Afrique tropicale. Il concerne l'étude des concentrations atmosphériques des gaz azotés (ammoniac, dioxyde d'azote, acide nitrique), du dioxyde de soufre (SO2) et de l'ozone (O3) et leur dépôt sec en Afrique de l'Ouest et Centrale. Les gaz ont été mesurés sur une base mensuelle par la technique des capteurs passifs sur une période de dix ans (1998-2007) dans sept sites IDAF représentatifs d'un transect d'écosystèmes : savanes sèches - savanes humides - forêts. La validation et l'analyse de la base de données décennales des " gaz IDAF " a permis d'établir les niveaux de concentrations caractéristiques de chaque écosystème et d'étudier leurs évolutions moyennes mensuelles, saisonnières, annuelles et interannuelles sur le transect d'écosystèmes. Les flux de dépôt sec ont été estimés par la méthode inférentielle à partir des vitesses de dépôt sec calculées en utilisant le modèle " big-leaf " de Zhang et al. (2003b). Dans le modèle de dépôt, les conditions de surface et météorologiques spécifiques aux sites IDAF ont été adaptées puis validées pour être représentatives de ces sites et ont ainsi permis de simuler les vitesses de dépôt sec représentatives des grands écosystèmes. Les variations moyennes mensuelles, saisonnières et annuelles des flux de dépôt sec des gaz (NO2, HNO3, NH3, O3, et SO2) sont analysées dans l'objectif de réaliser un bilan de dépôt atmosphérique total (sec + humide) d'azote à l'échelle des écosystèmes africains. Le dépôt total d'azote est estimé respectivement à 6-9 kgN.ha-1.an-1, 7-10 kgN.ha-1.an-1 et 13 kgN.ha-1.an-1 en savanes sèches, en savane humides et en forêts, avec une contribution relative du dépôt sec sous forme gazeuse au dépôt total d'azote comprise entre 46 et 71% sur l'ensemble des écosystèmes. Un bilan émission-dépôt des composés azotés oxydés et réduits à l'échelle de chaque écosystème a été réalisé et a montré un flux d'émission totale de même ordre de grandeur que le dépôt moyen annuel d'azote pour les écosystèmes de savanes mais plus faible dans l'écosystème forestier. Enfin une analyse comparative entre les mesures IDAF de dépôt d'azote et, d'une part, le dépôt d'azote simulé par une analyse multi-modèle à l'échelle globale et d'autre part, avec les charges critiques d'eutrophisation existantes dans la littérature a permis une première évaluation de l'impact potentiel du dépôt total d'azote sur les écosystèmes tropicaux africains.

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Al-Ourabi, Hammoud. "Etude expérimentale de gaz azotés, du dioxyde de soufre et de l'ozone à l'échelle des écosystèmes de l'Afrique tropicale : application à l'estimation des dépôts secs gazeux dans le cadre du réseau IDAF." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30126.

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Petroff, Alexandre. "Etude mécanistique du dépôt sec d'aérosols sur les couverts végétaux." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011658.

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Abstract:

Dans le contexte de la radio-protection de l'homme et de l'environnement, la bonne estimation du devenir d'une contamination d'aérosols au sein d'un couvert végétal et de son transfert éventuel aux espèces animales (dont l'homme par voie trophique) dépend d'emblée de la qualité de la prévision des dépôts aériens. En l'absence de précipitations, l'évaluation de l'importance des dépôts, dits secs, est incertaine, notamment ceux des particules fines sur les couverts rugueux, pour lesquels des écarts subsistent entre les résultats expérimentaux et des modèles de la littérature.
L'objectif de cette étude est d'améliorer la modélisation du dépôt sec d'aérosols sur les couverts végétaux. Cette amélioration passe par une description plus fine de la captation des aérosols par la végétation. Cela requiert une caractérisation des surfaces sur lesquelles le dépôt est réalisé (en termes de forme, d'orientation et de répartition spatiale) ainsi que des grandeurs aérodynamiques de l'écoulement porteur. Les mécanismes de dépôt pris en compte sont la diffusion brownienne, l'impaction inertielle, l'impaction turbulente, la sédimentation et l'interception. L'approche proposée s'appuie sur la description mécanique des dépôts sur chaque élément foliaire, la captation à une échelle supérieure d'organisation (rameau ou couvert) étant déduite par l'introduction d'une méthode statistique. Cette démarche est appliquée aux processus de dépôt et des expressions pratiques des taux de captation sont déduites. Le modèle est appliqué à des campagnes de mesures de la littérature, d'abord à l'échelle de rameau, puis à celle d'un couvert végétal. Dans la configuration d'un rameau de conifère, il est montré que l'ensemble des processus de dépôt est correctement pris en compte par le modèle, à l'exception de l'interception dans les conditions particulières de vitesse amont faible et de granulométrie entre 0,5 et 2 microns environ. Dans la configuration plus générale d'un couvert entier, le modèle n'est pas mis en défaut par les mesures lorsque les informations concernant le couvert et la granulométrie de l'aérosol sont accessibles. En particulier, le modèle reproduit de façon très satisfaisante les mesures de dépôt sur couvert artificiel, faiblement rugueux et collant, et ce pour des tailles de particules très variées (entre 0,1 et 20 microns environ). L'accord sur couvert d'herbes naturelles, dont les caractéristiques sont peu décrites, reste acceptable, même s'il semble que la non prise en compte du rebond par le modèle induise pour les particules les plus massives une sur-estimation du dépôt calculé. En forêt, le modèle reproduit de façon qualitativement correcte le dépôt de gouttelettes de brouillard. Dans le cas du dépôt d'un aérosol d'accumulation, la comparaison des résultats expérimentaux et de modélisation ne permet pas de conclure quant à la pertinence du modèle, la granulométrie de l'aérosol n'étant pas connue de façon assez précise. D'autres essais sont souhaitables afin d'étendre la validation du modèle sur forêt.

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LOUBET, Benjamin. "Modélisation du dépôt sec d'ammoniac atmosphérique à proximité des sources." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003250.

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Abstract:

L'ammoniac atmosphérique (NH3) est émis en majeure partie par l'agriculture. Etant très soluble, il se dépose rapidement sur la végétation par absorption foliaire et dépôt sur les surfaces (dépôt cuticulaire). Ces dépôts constituent une source de pollution importante pour les écosystèmes dits sensibles. Afin d'étudier la variabilité des dépôts secs d'ammoniac à proximité des sources agricoles, en réponse aux conditions climatiques et au type d'écosystème, un modèle mécaniste de dispersion et de dépôt d'NH3 a été développé. Il repose sur le couplage d'un modèle de dispersion de gaz-traces, de type marche aléatoire, et d'un modèle d'échange à l'échelle foliaire prenant en compte les voies stomatiques et cuticulaires, et incluant le point de compensation stomatique. Le modèle a été validé à partir de données expérimentales mesurées sur un couvert de maïs et de deux autres jeux de données sur prairie. Le modèle simule bien les concentrations dans le cas de la prairie mais il est biaisé dans le cas du maïs. Le biais semble provenir de l'orientation moyenne de la direction du vent et met en avant la nécessité d'utiliser un modèle en 3 dimensions pour l'étude de la dispersion à l'échelle locale. L'application du modèle montre que les dépôts secs cumulés peuvent varier entre quelques dixièmes de % et quasiment 20% de la quantité émise à 400 m en aval d'une source ligne. Le modèle indique que les facteurs les plus influents sur le dépôt sont la hauteur de la source par rapport au couvert, la vitesse du vent et la stratification thermique, ainsi que les résistances stomatiques et cuticulaires. Sous un climat chaud et sec, le dépôt sec local d'ammoniac emprunte prioritairement la voie stomatique, tandis que sous un climat tempéré et humide, il se fait par voie cuticulaire. Il en ressort que pour améliorer les estimations du dépôt sec local, il sera nécessaire de mieux comprendre et paramétrer le dépôt cuticulaire, et le point de compensation stomatique.

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Petroff, Alexandre. "Etude mécaniste du dépôt sec d'aérosols sur les couverts végétaux." Aix-Marseille 2, 2005. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2005AIX22026.pdf.

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Abstract:

Dans le contexte de la protection de l'environnement, une modélisation mécaniste du dépôt d'aérosols sur les couverts végétaux en conditions sèches est proposée. Les interactions entre les particules et la végétation sont tout d'abord décrites à l'échelle de chaque surface élémentaire. La captation à l'échelle du couvert est ensuite déduite par une méthode statistique construite à partir des paramètres qui pilotent le dépôt élémentaire. Ce modèle fait intervenir la répartition spatiale et la géométrie des surfaces végétales ainsi que les principales grandeurs caractérisant l'écoulement porteur. Les mécanismes de dépôt pris en compte sont la diffusion brownienne, l'impaction inertielle, l'impaction turbulente, la sédimentation et l'interception. La pertinence du modèle est démontrée sur la base de données expérimentales existantes, tout d'abord à l'échelle de rameaux de conifère, puis à l'échelle de couverts végétaux plus ou moins rugueux, tels qu'une prairie, un champ ou une forêt
The dry deposition of aerosols onto vegetated canopies is modelled through a mechanistic approach. The interaction between aerosols and vegetation is first formulated by using a set of parameters, which are defined at the local scale of one surface. The overall deposition is then deduced at the canopy scale through an up-scaling procedure based on the statistic distribution of these parameters. This model takes into account the canopy structural and morphological properties, and the main characteristics of the turbulent flow. Deposition mechanisms considered are Brownian diffusion, interception, inertial and turbulent impaction, and gravitational settling. The model is validated on existing measurement campaigns, initially with coniferous branches and then with entire canopies of different roughness, such as grass, crop field and forest

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Calec, Nevenick. "Dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4770/document.

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Abstract:

Que ce soit par rejets chroniques ou accidentels, l’impact d’une installation nucléaire sur l'environnement dépend essentiellement des transferts atmosphériques qui, comme le montre l'accident de Fukushima, impacts sur l’environnement et les populations. Ce travail s’intéresse à la caractérisation et à la modélisation du dépôt sec des aérosols submicroniques sur des surfaces liquides en mouvement telles que des rivières. Compte tenu de l’inexistence de données sur le dépôt sec des aérosols submicroniques sur une surface liquide en mouvement, la démarche s’est appuyée sur : 1) l’acquisition expérimentale de vitesses de dépôt et 2) l’analyse et l’interprétation des résultats au moyen d’un travail de modélisation. Les expérimentations de dépôts ont été réalisées avec des aérosols d’uranine injectés dans la maquette de la soufflerie IOA-IRPHE. Ces expérimentations ont permis d’obtenir de nombreuses vitesses de dépôt sec pour différentes configurations caractérisées en fonction des conditions de vent, de courant, d’ambiance, de déformations de la surface liquide (mesures des vagues) et de distribution granulométrique des aérosols injectés. La partie modélisation a consisté à adapter le modèle à résistance de Slinn et Slinn (1980). Les principales adaptations apportées par ce travail ont consisté à prendre spécifiquement en compte les différentes classes de particules du spectre granulométrique du champ aérosolique, à évaluer les évolutions de ce spectre en fonction des mécanismes d’hygroscopicité et d’agrégation et à intégrer les mécanismes de diffusiophorèse et de thermophorèse
Whether by chronic or accidental releases, the impact of a nuclear installation on the environment mainly depends on atmospheric transfers; and as the accidents at Chernobyl and Fukushima show, affect the contamination of surfaces and impacts on the environment and the population. This work focuses on the characterization and modeling of dry deposition of submicronic aerosols on liquid surfaces in motion such as rivers. The evaluation of dry deposition is based on the estimation of flux modeling as the product of particle concentration and deposition velocity. Due to the lack of data on the dry deposition of submicronic aerosols on a liquid surface in motion, the approach was based on two axes: 1) the acquisition of experimental deposition velocities and 2) the analysis and interpretation of results through modeling. The experiments were performed with uranine aerosols released into the IOA-IRPHE wind tunnel. These experiments have given many dry deposition velocities for different configurations characterized according to wind, current, ambient temperature and relative humidity, the liquid surface deformations (measured significant wave height) and size distribution of aerosols released. The modeling part was to adapt the model to resistance. Slinn and Slinn (1980). The main adjustments made by this work have been to take specific account of the different classes of particle size distribution, the spectrum variation as a function of hygroscopicity, and mechanisms of aggregation. It is integrated mechanisms of diffusiophoresis and thermophoresis, respectively produced by the evaporation of water and the temperature gradient at the air-water interface

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Stella, Patrick. "Modélisation des flux d’ozone sur les couverts agricoles : prédiction et partition des dépôts stomatique, cuticulaire et sol." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066593.

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Abstract:

L’ozone (O3) est un composé naturel de l’atmosphère terrestre. Dans la troposphère, l’ozone est un puissant oxydant responsable de dommages sur les matériaux, la santé humaine et les végétaux. De plus, il contribue significativement au réchauffement climatique en tant que gaz à effet de serre. Le dépôt sec est une voie majeure de destruction de l’ozone. Il est bien admis que ce dépôt s’effectue selon trois voies : le dépôt au sol, sur les cuticules et les stomates. Cependant, les facteurs environnementaux et les processus sous-jacent restent mal définis. Ce manque de connaissances provoque de fortes incertitudes concernant l’estimation du dépôt sec à l’échelle globale, et donc de l’estimation du budget troposphérique d’ozone. Le travail de cette thèse consiste à établir un modèle de dépôt sec d’ozone, capable à la fois de prédire le dépôt total mais également de le partitionner. Une étude spécifique concernant la résistance de sol a d’abord été menée afin de mettre en évidence les facteurs environnementaux contrôlant celle-ci. Grâce à cette étude, nous avons pu établir une nouvelle paramétrisation de la résistance de sol en fonction de l’humidité relative de surface. Le dépôt d’ozone a ensuite été modélisé en couplant un modèle de bilan d’énergie et un modèle de dépôt d’ozone. La confrontation du modèle avec des mesures acquises sur différents sites et différents couverts a montré une bonne concordance entre les deux. Le modèle a enfin été utilisé pour établir les budgets stomatiques, cuticulaires et sol sur deux agrosystèmes. Les résultats obtenus montrent la dominance du dépôt non stomatique, en particulier au sol, pour les écosystèmes agricoles.

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Escande, Joël. "Caractérisation d'un écoulement de gaz sec ou de gaz humide en conduite à l'aide de techniques ultrasonores." Toulouse, ENSAE, 2000. http://www.theses.fr/2000ESAE0026.

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Abstract:

La première partie de la thèse concerne les écoulements de gaz sec et poursuit un travail d'une première thèse (Demolis, 1997) sur le développement d'un système de tomographie ultrasonore. Au-delà des possibilités d'un simple débitmètre, la tomographie ultrasonore permet de reconstituer le champ dynamique tridimensionnel d'un écoulement dans une section de conduite cylindrique. Les différences de temps de vol des ondes ultrasonores mesurées entre capteurs disposés autour de la conduite sont utilisées dans un algorithme algébrique itératif afin de remonter aux trois composantes de la vitesse. Cette méthode a été testée avec succès pour mesurer le champ de vitesse 3D d'écoulements d'air calibrés. L'information globale sur le champ dynamique obtenue dans toute une section de conduite donne la possibilité de déterminer les perturbations du profil de vitesse (taux de dissymétrie, intensité de la rotation de l'écoulement). Ce système de mesure non intrusif constitue donc un outil de diagnostic d'écoulement. Une seconde partie a consisté à appliquer des techniques ultrasonores dans le but de caractériser les écoulements diphasiques de gaz humide en conduite (écoulements de type brouillard avec une fraction volumique liquide faible), écoulements présents en sortie de puits d'exploitation du gaz naturel. Une recherche bibliographique a permis d'étudier des modèles de propagation des ondes ultrasonores à travers un milieu diphasique dispersé. Dans la littérature, ces modèles sont développés pour des suspensions de particules solides dans un liquide ou pour des écoulements à bulles. Nous les avons étendus aux écoulements de gaz humide en les validant expérimentalement. À l'aide de ces modèles, les mesures de la vitesse du son et de l'atténuation des ultrasons (avec une méthode multi-fréquence) à travers ce brouillard en écoulement permettent de déduire les valeurs moyennes du titre (fraction liquide) et de la taille des gouttelettes dans l'écoulement diphasique.

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Guion, Antoine. "Droughts and heatwaves in the Western Mediterranean, impact on ozone pollution." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS056.

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Abstract:

Sécheresses et vagues de chaleur sont des événements extrêmes capables d’impacter à la fois la végétation et la chimie de l’atmosphère, notamment par l’intermédiaire d’interactions entre la surface et la troposphère. L’objectif de cette thèse est d’évaluer leurs effets sur la biomasse, l’activité des incendies et la pollution à l’ozone dans l’Ouest Méditerranéen. Cette étude se base principalement sur des modèles numériques régionaux de la surface terrestre (hydrologie et végétation) et de l'atmosphère (météorologie et chimie atmosphérique). En complément, plusieurs jeux de données d’observations in situ et satellitaires sont utilisés.Identifiant sécheresses et vagues de chaleur sur la période 1979-2016 (WRF-ORCHIDEE), j’ai mis en avant leur distribution spatiale et temporelle. Sur base d’observations (MODIS), j’ai démontré que le déclin de l’activité végétale (diminution de la biomasse) est principalement attribuable aux sécheresses alors que l’augmentation en intensité des incendies résulte d’une synergie entre sécheresses et canicules. Finalement, ces événements mènent tous deux à une augmentation de la concentration de surface en ozone incluant des pics de pollution simulés (CHIMERE) et observés (AQ e-Reporting). Ceci s’explique par une augmentation des émissions de précurseurs, une diminution du dépôt sec dans la canopée et des conditions météorologiques favorables
Droughts and heatwaves are extreme events able to affect both vegetation and atmospheric chemistry, notably through surface-troposphere interactions. The objective of this thesis is to assess their effects on biomass, fire activity and ozone pollution in the western Mediterranean. This study is mainly based on regional numerical models of the land surface (hydrology and vegetation) and the atmosphere (meteorology and atmospheric chemistry). In addition, several datasets of in situ and satellite observations are used.Identifying droughts and heatwaves over the period 1979-2016 (WRF-ORCHIDEE), I highlighted their spatial and temporal distribution. Based on observations (MODIS), I demonstrated that the decline in vegetation activity (decrease in biomass) is mainly attributable to droughts, while the increase in fire intensity results from a synergy between droughts and heatwaves. Finally, these events both lead to an increase in surface ozone concentration including simulated (CHIMERE) and observed (AQ e-Reporting) pollution peaks. This is explained by an increase in precursor emissions, a decrease in dry deposition in the canopy and favourable meteorological conditions for photochemistry

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Lauque, Pascal. "De la couche sensible au système :dépôt par plasma froid et capteurs de gaz." Habilitation à diriger des recherches, Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00428567.

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Abstract:

Mes activités de recherches sont regroupées en trois parties principales allant de la couche sensible jusqu'au système. La première partie porte sur les plasmas froids. Le plasma, en tant que milieu physiquement et chimiquement très réactif, a essentiellement été utilisé pour le dépôt de couches minces, mais a aussi servi d'outil de caractérisation de surface ou encore de traitement de gaz. La deuxième partie traite du développement d'un capteur de gaz à partir du dépôt de la couche sensible jusqu'au dispositif. Il est présenté à partir des hypothèses de départ jusqu'aux caractéristiques du capteur. La troisième partie concerne les systèmes multicapteur. L'étude se situe cette fois au niveau du système, constitué de plusieurs capteurs, de l'acquisition des signaux et du traitement des données. Pour terminer, mes activités dans des sujets récents sont rapidement exposées dans la quatrième partie de ce mémoire.

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Aamir, Tazeem. "Diagnostic spectroscopique d'un procédé de dépôt de couche diamant assiste par plasma a pression atmosphérique." Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0051.

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Abstract:

Le dépôt de couche diamant par plasma inductif à pression atmosphérique permet d’obtenir des vitesses de dépôt importantes. Le contrôle spectroscopique en ligne d’un tel procédé a été étudié en vue d’en permettre le contrôle en temps réel. Le principe de ce diagnostic repose sur l'utilisation des spectres atomiques et moléculaires dans le plasma où sont produits les précurseurs du dépôt aussi bien qu’au voisinage du substrat, dans la couche limite. Les principaux précurseurs contrôlés dans les conditions correspondant au procédé sont l'hydrogène atomique et les radicaux C2, CH et CN. Pour accéder aux concentrations de ces précurseurs, il est nécessaire de déterminer la température du milieu. La principale difficulté résidait dans le fait qu1il existe souvent de très fortes différences entre les températures évaluées à partir de différents spectres : atomiques, de vibration ou de rotation. Le principe retenu consiste à simuler les spectres moléculaires et à appliquer à ces spectres les différentes techniques de mesure de température pour les valider. Il est apparu que la simulation fiable de ces spectres requiert une sélection rigoureuse des données spectroscopiques, la prise en compte de toutes les interférences, y compris celles provenant du gaz plasma et le calcul rigoureux de la fonction de transfert du spectromètre. A ces conditions, on a pu déterminer, pour chaque molécule étudiée les bandes ou les raies ainsi que la méthode permettant d1accéder de manière fiable à la température. Dans de telles conditions, les différences observées entre les températures dites d’excitation, de rotation ou de vibration ne sont pas significatives. Une conséquence importante est que l'hypothèse de l'équilibre thermodynamique local dans de tels plasmas apparaît comme utilisable pour la conception de procédés chimiques, facilitant ainsi grandement leur conception
The deposition of diamond films with inductively coupled plasmas at atmospheric pressure permits the attainment of high growth rates. On-line spectroscopic control of this process has been studied with the objectives of real time control of the process. The diagnostic principle is based on the utilization of atomic and molecular spectra in the plasma, where deposition precursors are produced in the neighborhood of the substrate and also in the boundary layer. The main precursors used to control the process under the corresponding deposition conditions are the atomic hydrogen, and the radicals such as C2, CH, and CN. To access the concentration of these precursors, the precise value of the temperature of medium is required. The main difficulty resides in the values of temperatures obtained from different spectra: atomic, vibrational, and rotational. The principle followed consists in the simulation of molecular spectra and to apply these spectra for different techniques to measure the temperature and validate the results. Lt has been shown that the precise simulation requires a rigorous selection of spectroscopic constant. All the interferences must be taken into account, including those due to the plasma gas. A rigorous calculation of the transfer function of spectrometer is essential. Under these conditions, one can determine the bands and lines of each molecule and the methods to access a precise and reliable value of temperature. Under such conditions, the difference in the values of the temperatures determined from excitational, rotational and vibrational spectra are not significant. One important consequence is that the hypothesis of the local thermodynamic equilibrium in the plasma appears to be utilizable for the development of new chemical processes, and greatly facilitates their application

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Cadier, Muriel. "Nickelage chimique : analyse électrochimique en vue d'augmenter la vitesse de dépôt." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10244.

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Abstract:

Grace a des mesures microgravimetriques et electrochimiques couplees in situ, la cinetique de reduction du nickel a ete analysee au voisinage du potentiel de depot chimique en presence de la reduction de l'hydrogene et de l'oxydation de l'ion hypophosphite. Un programme informatique a ete elabore pour determiner la distribution des complexes du nickel et des especes acides et basiques dans des solutions contenant plusieurs acides carboxyliques. Dans de tels milieux, faiblement acides, une forte interaction apparait entre les deux processus cathodiques : le depot de nickel est forme par reduction de l'intermediaire ni(i) par l'hydrogene en phase adsorbee. Ce mecanisme est inchange en presence d'ions hypophosphite, de sorte que les caracteristiques du depot chimique peuvent etre decrites par le modele d'evans. En revanche, il n'existe aucune interaction forte entre les ions nickel(ii) et l'oxydation de l'ion hypophosphite. Ces resultats ont permis d'analyser le role des especes qui, a faible teneur, sont dites acceleratrices du depot autocatalytique et ainsi d'elargir la famille des especes chimiques susceptibles de jouer ce role. Enfin, de nouveaux bains ont ete elabores par un choix rationnel d'acides carboxyliques permettant d'operer plus pres de la neutralite. Leur teneur a ete optimisee vis a vis de la complexation du nickel en prenant en compte les contraintes liees a leur utilisation industrielle.

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Pellerin, Geoffrey. "Quantification des vitesses de dépôt par temps sec et documentation des processus d’émission des aérosols sur couvert naturel : du nanomètre au micron." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1086/document.

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Abstract:

Les particules émises, dans l’atmosphère, lors de rejets chroniques ou accidentels par les installations peuvent être soumises après dispersion à des flux verticaux par temps sec : le dépôt sec et la remise en suspension. Les flux verticaux par temps sec sont caractérisés par la vitesse de transfert vertical, qui est le rapport entre le flux de particules et la concentration atmosphérique de l'aérosol au voisinage de la surface. Lorsque cette vitesse est positive, c‘est une vitesse de dépôt sec (Vd en m.s-1) et inversement, lorsqu’elle est négative, c’est une vitesse d’émission. Il est important d'étudier leur dépôt sec en milieu prairial. En effet, les produits issus de ce milieu sont une composante de la chaine alimentaire de l’homme via l’élevage. Pour les particules de moins de 1 μm, il y a un manque de données expérimentales, ce qui entraîne une incertitude sur les résultats des modèles, qui peuvent atteindre jusqu'à deux ordres de grandeur. En outre, il n'existe pas de données de mesure de la vitesse de dépôt in situ disponibles pour les particules inférieures à 10 nm. Ces particules sont issues de réaction gaz/particules (nucléation) et peuvent concerner certains radionucléides tels que l’iode (129,131I).Après leur dépôt, ces radionucléides peuvent être remis en suspension sous l’effet de la contrainte soumise par le vent sur le couvert. Un tel phénomène est soupçonné autour de la centrale nucléaire de Fukushima. Les processus de remise en suspension des aérosols, est caractérisée par la vitesse de transfert vertical (m.s-1) mais également par le coefficient de remise en suspension (Ks en m-1) qui est le rapport entre la concentration atmosphérique et la concentration surfacique de particules. Des incertitudes rémanentes de 2 à 3 ordres de grandeurs sur les coefficients de remise en suspension existent. La remise en suspension concerne l’ensemble des particules présentent sur le couvert qu’elles soient inertes ou vivantes (champignons, bactéries, levures…). Contrairement aux particules inertes, ces particules vivantes peuvent assimiler et concentrer les radionucléides. Cependant, il y a très peu de données concernant la remise en suspension des microorganismes et des bactéries en particulier. Dans ce contexte, les objectifs de la thèse sont de quantifier la vitesse de dépôt sec en fonction de la taille des particules et des principaux paramètres micrométéorologique dans la gamme 1,5 nm – 1,2 µm. Le second objectif est de documenter les processus d’émission des bactéries
The particles emitted into the atmosphere during chronic or accidental release by the nuclear plants can be subjected, after dispersion, to vertical flows by dry weather: dry deposition and resuspension. Vertical flows in dry weather are characterized by the vertical transfer rate, which is the ratio between the particle flux and the atmospheric concentration of the aerosol in the vicinity of the surface. When this speed is positive, it is a dry deposition rate (Vd in m.s-1) and conversely, when it is negative, it is a transmission rate. It is important to study their dry deposition in a prairial environment. Indeed, the products resulting from this environment are a component of the human food chain via livestock. For particles less than 1 μm, there is a lack of experimental data, which results in uncertainty about the results of the models, which can reach up to two orders of magnitude. In addition, there are no in situ deposition rate measurement data available for particles less than 10 nm. These particles are derived from the gas / particle conversion (nucleation) and may relate to certain radionuclides such as iodine (129, 131I).After their deposition, these radionuclides can be resuspended under the effect of the stress submitted by the wind on the canopy. Such a phenomenon is suspected around the Fukushima nuclear power plant. The aerosol resuspension processes are characterized by the vertical transfer rate (m.s-1) but also by the re-suspension coefficient (Ks in m-1) which is the ratio of atmospheric concentration to surface concentration of particles. Relative uncertainties of 2 to 3 orders of magnitude on the resuspension coefficients exist. The resuspension concerns all the particles present on the canopy, whether they are inert or living (fungi, bacteria, yeasts, etc.). Unlike inert particles, these living particles can assimilate and concentrate radionuclides. However, there is very little data on the resuspension of microorganisms and bacteria in particular. In this context, the objectives of the thesis are to quantify the dry deposition rate as a function of the particle size and the main micrometeorological parameters in the range 1.5 nm - 1.2 μm. The second objective is to document the processes of emission of the bacteria

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Carnide, Guillaume. "Procédé de dépôt couplant un réacteur-injecteur et un plasma basse pression : vers le dépôt de couches minces multifonctionnelles pour l'aéronautique." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30321.

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Abstract:

Dans l'industrie aéronautique, la glace se formant sur la surface des avions au sol ou en vol est un problème majeur. Afin de résoudre ce problème, une solution passive pourrait être employé par un revêtement antigivre durable. Un matériau permettant d'obtenir ses propriétés tout en étant durable sur des avions est le nanocomposite. Le nanocomposite est un revêtement dans lequel des nanoparticules sont intégrées dans une matrice et permet de coupler les propriétés pour être multifonctionnel. Cette thèse développe et étudie un nouveau, sécurisé et flexible procédé pour la formation de revêtement nanocomposite. En effet, ce procédé combine un réacteur-injecteur et un procédé plasma. Le réacteur-injecteur est un injecteur de gaz/liquide dans lequel se forme des petites nanoparticules de ZnO (Ø : < 10 nm) par l'hydrolyse d'un précurseur organométallique. Dans cette thèse, nous montrons que le contrôle des réactifs chimiques et des paramètres d'injection permet la formation de nanoparticules non-agrégée avec une faible quantité d'agent stabilisant. Pour la formation de revêtement nanocomposite, le réacteur-injecteur est couplé avec un procédé plasma basse-pression. Ce procédé plasma interagit avec le précurseur de matrice injecté pour former la matrice recouvrant les nanoparticules. L'effet de l'injection pulsée sur le plasma basse pression a été étudié pour comprendre les mécaniques de transport des nanoparticules au cours du procédé. De plus, ce procédé permet de limiter les interactions entre l'utilisateur et les nanoparticules de leur synthèse à leur incorporation dans le revêtement. La caractérisation de ces revêtements montre de petites nanoparticules dispersées de façon homogène avec la combinaison de propriétés hydrophobes et de résistance à l'abrasion. Au final, ce procédé est montré comme flexible car en fonction des précurseurs utilisés, il est possible de former différents types de nanoparticules (CuOx, WOx...) ou de matrice (a-CH, SiOx)
In the aeronautic industry, icing appears over the airplane's surfaces at ground or in flight is a major problematic. One solution could be a passive solution by the use of antiicing coatings. One material wich could allow these properties and be sustainable for aeronautics is the nanocomposite. Nanocomposite (NC), i.e. coatings with nanoparticles (NP) embedded in a matrix develop multi-functional properties. This thesis develops and studies a novel, flexible and secure approach for the formation of nanocomposite coatings. Indeed, this process combines a reactor-injector and a plasma process. The reactor-injector is a liquid/gaz injection device in which is form small ZnO NP (Ø : < 10 nm) from the hydrolysis of an organometallic precursor. Hence, the control of the chemical reagents and the injection's parameters allows to form non-aggregates NP with small quantity of stabilizing agent. This technology called "reactor-injector" has been patented. For the formation of the nanocomposite coatings, the reactor-injector is combined with a low pressure plasma process. The plasma process will interact with the matrix precursor injected to form an embedment coating for the nanoparticles. The impact of the pulsed pressure injection over the low pressure plasma has been studied to understand the mechanics of the NP transport during the process. Thus, this process permits to limit the interaction between the user and the nanoparticles from their synthesis to their embedment. The characterisation of these coatings shows well dispersed and small ZnO nanoparticles with the combination of hydrophobicity and abrasion-resistant properties. Finally, this process is flexible and depending on the precursors allows the formation of differents NP (CuOx, WOx...) or matrix (a-CH,SiOx)

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Rouspard, Pierre. "Etude phénoménologique du dépôt sec d'aérosols en milieu urbain : Influence des propriétés des surfaces, de la turbulence et des conditions météorologiques." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845215.

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Abstract:

Actuellement, le dépôt sec d'aérosols en milieu urbain est peu connu du fait d'un manque de données.Ces connaissances sont pourtant indispensables pour comprendre les flux de polluants dans les villes et estimer l'exposition d'habitants à des rayonnements ionisants dans le cas d'aérosols radioactifs. Un apport de données permettrait en outre d'améliorer la modélisation du dépôt dans ce milieu. Une approche expérimentale originale est employée pour étudier le dépôt sec d'aérosols submicroniques sur des surfaces urbaines. L'association d'expérimentations en soufflerie et in situ et l'utilisation de traceurs permettent de mesurer des vitesses de dépôt sec et d'étudier les différents phénomènes physiques qui régissent ce dépôt en milieu urbain. Ces données sont associées à des conditions de météorologie et de turbulence quantifiées par des mesures. Cet ensemble permet de hiérarchiser l'influence des principaux phénomènes physiques pour chaque type d'expérimentation. Notamment,des phénomènes différents doivent être considérés prépondérants dans le cas d'expositions chroniques ou aigües des surfaces urbaines aux particules atmosphériques.

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Ning, Ning. "Simulation atomistique des collisions entre des agrégats de silicium hydrogéné et leur dépôt sur un substrat de silicium cristallin dans un réacteur plasma." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2008. http://www.theses.fr/2008EPXX0038.

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Bocquet, Pascal. "Etude numérique et expérimentale d'un réacteur de dépôt sur fibre par voie PVD." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112324.

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Abstract:

Cette thèse est centrée sur l'étude d'un réacteur tubulaire de pulvérisation cathodique triode à confinement magnétique. Ce dispositif conçu à l'ONERA, est utilisé pour la production en continu de dépôt d'alliage de titane sur des fibres en carbure de silicium (SiC) destinées à la fabrication de composites à matrice métallique (CMM). Le travail exposé dans ce mémoire est axé sur l'étude du plasma d'argon utilisé dans ce dispositif. Il a pour objet de comprendre le fonctionnement du réacteur de dépôt PVD afin d'optimiser le procédé de fabrication. Parallèlement aux travaux expérimentaux réalisés, les difficultés de mise en oeuvre de diagnostic local du plasma, ont nécessitées le développement et l'utilisation d'un code de modélisation particulaire (MCC-PIC) de l'enceinte de dépôt. Les comparaisons entre les dépôts réalisés sur fibres fixes ou défilantes, les mesures par spectroscopie et les résultats numériques permettent d'interpréter les phénomènes majeurs observés dans la décharge. .
This thesis is devoted to the study of a triode cathodic tubular sputtering device with a magnetic confinement. This facility, designed by the ONERA, is used for the online production of titanium alloy coat on silicon carbide (SiC) fibres for the industrial manufacture of metal matrix composites (MMC). The work reported in this thesis is based on the study of the argon plasma used in the reactor. It aims at answering the two following questions: how this production tool is working? and what is about its limitations? Concurrently with the experimental studies, we developed and used a particles simulation code (MCC-PIC) of the coating chamber. It gives access to some plasma parameters hardly measurable because of the tubular geometry of the device. The comparison between the coatings produced with static and running fibres, the spectroscopy measurements and the numerical results allow us to understand the major part of the physical phenomena observed in the discharge. .

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Rouspard, Pierre. "Etude phénoménologique du dépôt sec d’aérosols en milieu urbain : Influence des propriétés des surfaces, de la turbulence et des conditions météorologiques." Thesis, Rouen, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAM0007/document.

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Abstract:

Actuellement, le dépôt sec d’aérosols en milieu urbain est peu connu du fait d’un manque de données.Ces connaissances sont pourtant indispensables pour comprendre les flux de polluants dans les villes et estimer l’exposition d’habitants à des rayonnements ionisants dans le cas d’aérosols radioactifs. Un apport de données permettrait en outre d’améliorer la modélisation du dépôt dans ce milieu. Une approche expérimentale originale est employée pour étudier le dépôt sec d’aérosols submicroniques sur des surfaces urbaines. L’association d’expérimentations en soufflerie et in situ et l’utilisation de traceurs permettent de mesurer des vitesses de dépôt sec et d’étudier les différents phénomènes physiques qui régissent ce dépôt en milieu urbain. Ces données sont associées à des conditions de météorologie et de turbulence quantifiées par des mesures. Cet ensemble permet de hiérarchiser l’influence des principaux phénomènes physiques pour chaque type d’expérimentation. Notamment,des phénomènes différents doivent être considérés prépondérants dans le cas d’expositions chroniques ou aigües des surfaces urbaines aux particules atmosphériques
Aerosol dry deposition is not much known for urban areas due to the lack of data. Knowledge on this phenomenon is necessary to understand pollutant fluxes in cities and to estimate inhabitant exposition to ionizing radiation of radioactive aerosols. A data providing could enable to enhance dry deposition models for these areas. An original experimental approach is performed to study submicron aerosol dry deposition on urban surfaces. Wind tunnel coupled to in situ experiments give results to study different physical phenomen on governing dry deposition. Dry deposition velocities are measured using aerosol tracers. These data are associated to turbulent and meteorological measured conditions. This database permits to classify the principal physical phenomenon for each experiment type. Finally, different phenomenon must be considered for chronic and acute exposition of urban surfaces to atmospheric particles

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Chahid, Youssef. "Application en catalyse hétérogène et en électrocatalyse d'un dépôt métallique sur une membrane céramique." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2322.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'etudier les proprietes electrocatalytiques d'un depot metallique sur une membrane ceramique et d'evaluer son activite en catalyse heterogene. Deux methodes de depot ont ete utilisees pour ce travail : la methode d'impregnation echange (rh#i#m#p et pt#i#m#p) et la methode dite de reduction-precipitation (au#r#p, pt#r#p, pd#r#p, (au-pd)#r#p). Les depots utilises en electrocatalyse ont tous ete prepares par reduction-precipitation car cette methode permet d'avoir une couche metallique solide, poreuse et continue, capable de collecter le courant electrique, ce qui est indispensable pour les mesures electrochimiques (voltammetrie cycliques). Pour etudier les reactions avec introduction controlee d'un reactif c'est la reaction d'hydrogenation du toluene qui a ete choisie comme modele, et pour les reactions a equilibre limite c'est la reaction de deshydrogenation du methylcyclohexane (mch) qui a ete retenue. Nous avons utilise la reaction d'hydrogenation du toluene comme reaction test pour pouvoir evaluer la surface metallique active de nos membranes par comparaison avec l'activite de catalyseurs conventionnels bien caracterises. Les resultats obtenus en deshydrogenation du methylcyclohexane (mch) montrent que l'utilisation d'un reacteur catalytique a membrane (rcm) est plus efficace qu'un reacteur conventionnel. Trois types de membrane ont ete utilises en catalyse heterogene : rh#r#p, rh#i#m#p et pt#i#m#p. Ce sont les membranes impregnees qui sont les plus actives.

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Bruno, Paola. "Dépôt de films carbonés par des plasmas CVD Argon/Méthane : étude du procédé et caractérisation du matériau." Paris 13, 2005. http://www.theses.fr/2005PA132045.

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Abstract:

Raman spectroscopy [1,2] is a standard nondestructive technique for the characterization of crystalline, nanocrystalline and amorphous carbons and it's generally used to derive the structural information of carbon materials. Raman scattering is an interacton between a photon (generally in the visible range) and the electronic cloud of the molecules or the crystal. He difference in energy between the incoming and the outgoing photons corresponds to an energy of vibrations (phonon for a crystal) of the studied materials. In other words, when a substance is passed through a monochromatic electromagnetic wave, four phenomena generally occur : the reflection, transmision, the absorption and diffusion of the radiation considered. The diffused intensity, dependent on the dispersion of incident energy in all the directions, is generally rather low, about 10̄̄̄̄̄̄. . . . To 10. . . . Times the incident intensity. The major part of the diffused intensity is due to the elastic scattering of the photons on the molecules i. E. Without change of requency and is called diffusion Rayleigh (1871). . . .

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Michou, Martine. "Modélisation du dépôt sec et des émissions d'espèces chimiques d'intérêt pour la qualité de l'air et pour la composition de la troposphère." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30170.

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Abstract:

Nous avons paramétrisé les échanges de gaz trace et d'aérosols entre la surface et l'atmosphère dans MOCAGE, le modèle de chimie transport de Météo-France, multi-échelles. Les vitesses de dépôt sec, simulées en utilisant le schéma de résistances de [Wesely,1989] avec une formulation spécifique de la résistance stomatale, et un forçage météorologique analysé, ont été évaluées sur une base climatologique et par rapport à des mesures de campagne telles ESCOMPTE; en outre, les flux de dépôt de l'ozone et des espèces azotées réactives ont été confrontés avec des simulations d' autres modèles. Nous avons aussi paramétrisé et analysé, aux échelles globales et continentales, les émissions de Composés Organiques Volatils Non Méthaniques, qui dépendent fortement de la météorologie, en nous appuyant sur une description de la végétation à fine échelle.

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Bouchou, Paul. "Quantification et éléments de paramétrisation du dépôt sec de l'ozone à l'interface sol/végétation-atmosphère au-dessus de trois écosystèmes méditerranéens (programme ESCOMPTE)." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30051.

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Asad, Syed Salman. "Torche plasma micro-onde à la pression atmosphérique : application au dépôt de couches minces d'oxyde de silicium." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/93aac550-eab7-4ab4-b1bd-62860d0c1b23/blobholder:0/2009LIMO4074.pdf.

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Abstract:

Un nouveau procédé de dépôt CVD à l’air libre, utilisant une torche micro-onde à injection axiale, a été développé pour le dépôt de couches minces d’oxyde de silicium. Pour obtenir ces films en toute sécurité, il a été nécessaire de concevoir et d’installer un système d’injection des gaz puis d’incorporer la torche dans un réacteur métallique ouvert. L’introduction d’un porte-substrat mobile modifiait le couplage micro-onde / plasma. De ce fait, une approche par simulation a été conduite (logiciel CST microwave-studio) afin d’optimiser les paramètres de fonctionnement de la torche (longueur du guide d’onde = 202 mm, profondeur de la cavité = 13 mm). Ces résultats, confirmés expérimentalement, ont permis de rendre maximum et de stabiliser le transfert d’énergie pendant le traitement, dans un réacteur aux dimensions optimisées. Des couches minces d’oxyde de silicium ont été obtenues à partir de deux précurseurs organométalliques (TMS, HMDSO). Une étude paramétrique a montré que des films transparents pouvaient être déposés à une vitesse relativement élevée dans les conditions suivantes : puissance micro-onde de 500 W, débit de précurseur de 3 10-4 L. Min-1 et une distance torche-substrat de 30 mm dans un débit total de gaz plasmagène (argon) de 15 L. Min-1. Il a été observé une diminution de la vitesse de dépôt de 1500 nm. Min-1 après 15 secondes à quasiment 0 après 5 minutes. Par ailleurs, les films évoluent d’une apparence transparente (< 1. 5 minutes) à poudrée (> 1. 5 minutes). L’augmentation de la température du substrat pendant le dépôt a été identifiée comme le paramètre responsable de cette évolution. Les films et le plasma ont été analysés par différentes techniques afin de proposer des mécanismes de décomposition des précurseurs
A new open air CVD process assisted by a microwave axial injection torch to deposit thin silicon oxide films has been developed. To obtain these films, in an environment and operator friendly manner, it was necessary to design and install the gas injection system and incorporate the torch in an open metallic chamber containing a mobile substrate holder, which in turn modifies the microwave-plasma energy transfer. Hence, a simulation study is carried out using CST microwave studio in order to optimize the torch parameters (waveguide length= 202 mm, base cavity depth= 13 mm) and the geometry (simple cylinder) around the torch to maximize and stabilize this energy transfer during the process. These results are confirmed by the experiments and helped improving the reactor design. Thin silicon oxide films are deposited using two different organometallic precursors (TMS, HMDSO). The parametric studies showed that transparent films at a relatively high deposition rate (450 nm. Min-1 for 1. 5 minutes) could be obtained in conditions: 500 W for microwave power, 3 10-4 L. Min-1 for precursor flow rate, 30 mm for torch to substrate distance and 15 L. Min-1 for total plasma flow (argon). A decrease in the net deposition rate from 1500 nm. Min-1 after 15 seconds to almost zero after 5 minutes and evolution of the film from transparent (< 1. 5 minutes) to powdery (> 1. 5 minutes) was observed. The increase in the substrate temperature during the process is identified to play an important role. The films and the gas phase are analyzed using different techniques allowing a simplistic vision of the possible mechanisms involved in the process

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Bahlawane, Naoufal. "Dépôt par PACVD et caractérisation de films minces de SiOxCy : évaluation de la perméation aux gaz et de l'adhésion." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10140.

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Del, Puppo Hélène. "Dépôt chimique en phase vapeur d'oxyde de silicium dans une post-décharge micro-onde." Limoges, 1992. http://www.theses.fr/1992LIMO0177.

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Abstract:

Des melanges o#2/sih#4 et n#2o/sih#4 ont ete utilises pour deposer sio#2 dans une post-decharge micro-onde a basse temperature (<450c) et forte vitesse de depot. Dans un premier temps, une procedure de nettoyage in situ de la chambre de depot a ete mise au point. Il s'agit de graver l'oxyde depose sur les parois par un plasma radio-frequence de nf#3. Cette procedure n'influe pas sur les proprietes des films pourvu qu'une sequence de passivation de la chambre suive l'etape de nettoyage. Ensuite, la reactivite des deux gaz oxydants a ete comparee grace a l'etude des cinetiques de croissance et des proprietes des films (composition, contraintes. . . ) en faisant varier les parametres de depot (temperature, pression, rapport r des debits des gaz reactifs). L'etude cinetique a revele que le mecanisme de croissance est independant de la nature du melange gazeux utilise (o#2/sih#4 et n#2o/sih#4). La vitesse de depot est controlee par la diffusion d'une espece oxygenee dont la nature n'a pas ete determinee. En ce qui concerne les proprietes des films, les deux parametres principaux sont la temperature et le rapport r. Des couches denses, exemptes de liaisons si-h (ir), deposees a 7000 a/min, peuvent etre obtenues des 300c si r excede 20. Une etude detaillee de la composition (xps, rbs, nra, erda) a mis en evidence une influence significative de la nature du gaz oxydant (incorporation d'azote avec le melange n#2o/sih#4) et une relative independance de la stchiometrie vis-a-vis du rapport r. Enfin, le comportement electrique des oxydes a ete etudie en analysant les caracteristiques c(v) de capacites mos. Les films obtenus a partir de n#2o possedent des densites de charge elevees. Ce phenomene est relie a la presence d'azote et/ou a l'irradiation uv qui peut intervenir lors de la croissance. Les oxydes obtenus a partir de o#2/sih#4 possedent des densites de charge satisfaisantes (<10#1#1/cm#2) et font de l'oxygene un meilleur precurseur que n#2o

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Damay, Pierre. "Détermination expérimentale de la vitesse de dépôt sec des aérosols submicroniques en milieu naturel : influence de la granulométrie, des paramètres micrométéorologiques et du couvert." Phd thesis, INSA de Rouen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00558201.

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Abstract:

Important d'étudier le dépôt sec des aérosols en milieu rural. Le manque de données expérimentales en milieu rural sur la vitesse de dépôt sec des particules ayant une taille inférieure à 1 μm conduit à des incertitudes au vu des modèles et de leurs différences, qui vont jusqu'à dépasser un ordre de grandeur. Le but de cette étude est de développer une mesuredirecte de la vitesse de dépôt sec des aérosols (Vd), notamment en utilisant un impacteur à bassepression (Electrical Low Pressure Impactor, ELPI, DEKATI), à travers des mesures expérimentales in situ. L'originalité de la méthode est le calcul des flux de dépôt par corrélation turbulente. Les vitesses de dépôt sec ont été obtenues pour des aérosols atmosphériques de tailles comprises entre 7 nm et 2 μm, sur un terrain plat dans le sud-ouest de la France, sous différentes conditions atmosphériques, ainsi que sur différents couverts (maïs, herbe, sol nu). Vd est analysée en fonction du diamètre des particules et l'impact des conditions micro météorologiques est étudié.

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Crabos, Fabrice. "Caractérisation, évaluation et optimisation de systèmes barrière thermique industriels. Applications aux turbines à gaz." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT018G.

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Abstract:

Ce travail s'est place dans un cadre general d'evaluation de systemes barriere thermique et de procedes d'elaboration representatifs de la technologie actuelle. Dans une premiere partie, l'influence des caracteristiques de poudres commerciales de zro#2 8% y#2o#3 (% massique) sur les proprietes des depots plasma correspondants a ete etudiee. Quatre conditions necessaires pour une bonne tenue thermomecanique des depots plasma zro#2 8% y#2o#3 ont ete definies: i) une poudre de haute purete (avec en particulier % mgo < 0,05% et % sio#2 < 0,1%) ; ii) une poudre reguliere du point de vue morphologique et granulometrique ; iii) un depot a structure lamellaire fine et microfissuree ; iv) un taux important de phase t' present dans le depot (> 90% environ). Dans un second temps, plusieurs sous-couches mcraly (plasma air, plasma sous vide et codeposition electrolytique) ont ete caracterisees et evaluees en cyclage thermique dans des systemes barriere thermique plasma. Les effets de la rugosite, de l'epaisseur, des proprietes mecaniques et du comportement en oxydation des sous-couches sur la duree de vie en cyclage thermique des barrieres thermiques ont ete mis en evidence et discutes. Enfin, les procedes d'elaboration de depots zro#2 8% y#2o#3 tels que l'ebpvd et la projection plasma induction ont ete etudies. Le mode de degradation des systemes ebpvd par rupture interfaciale alumine/sous-couche ou alumine/zircone ebpvd a ete confirme. Par contre, le comportement decevant en cyclage thermique des systemes ebpvd par rapport aux systemes plasma a ete discute. La comparaison d'un depot zro#2 8% y#2o#3 elabore par projection plasma induction par rapport a ses homologues plasma arc, a permis de montrer une amelioration significative des proprietes thermiques et du rendement de projection pour une tenue thermomecanique equivalente

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COMTE, CHEMIN MARTINE. "La diffusion du CO2 à travers la peau au cours des bains de gaz thermal sec utilisés dans la station thermale de Royat." Bordeaux 2, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR25105.

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Baehr, Olivier. "Elaboration par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) de films minces de nitrure de bore (BN) sur phosphure d'indium (InP)." Metz, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1997/Baehr.Olivier.SMZ9737.pdf.

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Abstract:

Le nitrure de bore (BN) est un matériau chimiquement et thermiquement stable qui possède d'excellentes propriétés isolantes. Ce travail de thèse concerne l'étude de ce matériau en tant qu'isolant de grille sur du phosphure d'indium (InP), pour la réalisation de transistors à effet de champ métal-isolant-semiconducteur (misfet). Le caractère fragile de la surface de l'InP impose l'utilisation d'un procédé de dépôt basse température, afin de réduire les défauts de surface et préserver ainsi les caractéristiques électriques des capacités mis. Nous avons réalisé des dépôts de BN à la fois par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma radio-fréquence (PECVD-rf) et par PECVD-microonde. Les films obtenus ont été caractérisés par diverses techniques, spectroscopie ir, uv-visible, xps, ellipsometrie, diffraction rx. Les propriétés électriques ont été déterminées par des mesures capacité-tension, courant-tension et par spectroscopie transitoire de niveaux profonds (dlts). Les films déposés sont constitués majoritairement de bore et d'azote dans une configuration hexagonale, avec néanmoins une certaine concentration en carbone. L'indice de réfraction et la bande interdite optique ont été évalués respectivement entre 1,50-1,77 et 3,7-5,9 ev, selon le procédé pecvd utilisé. La qualité des couches déposées est similaire aux résultats reportés dans la littérature, ce qui justifie l'utilisation de ce type de procédé pour la croissance de films de BN. La comparaison des caractéristiques électriques des structures MIS Au/BN/InP réalisées dans le présent travail avec celles présentées dans la littérature concernant l'emploi sur InP d'isolants plus classiques (SiO2, Si3N4. . . ), montre que nos structures MIS ne présentent pas une amélioration notable des propriétés électriques. A l'heure actuelle, il semble en effet que la réduction significative de la densité d'états d'interface sur InP, et donc la production industrielle de transistors misfet-InP, soient compromises
In the present work, Boron Nitride (BN) thin films, which are known as being electrically insulating, chemically and thermally stable, have been proposed as gate insulator on Indium Phosphide (InP) for the realisation of metal-insulator-semiconductor field affect transistor (misfet). The important requirement for the deposition process on InP, is the use of a low substrate temperature in order to reduce surface damage and therefore to maintain good electrical metal-insulator-semiconductor (mis) characteristics. In this way, we have developed both radio-frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) and microwave-PECVD. The films were characterized by several techniques, infrared and ultraviolet-visible spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, ellipsometry, X-ray diffraction. The electrical properties of the Au/BN/InP MIS structures have been evaluated by capacitance-voltage, current-voltage measurements and deep level transients spectroscopy (DLTS). The deposited layers were identified as being essentially hexagonal-Bn, with a certain amount of carbon, resulting from the boron precursor. The optical index and the optical band gap have been evaluated in the 1. 50-1. 77 and 3. 7-5. 9 eV ranges respectively, according to the PECVD technique. The BN films deposited by both RF and microwave PECVD techniques, are consistent with the results reported in the literature. These considerations show that the PECVD processes are well adapted for the growth of BN thin films. The elctrical Au/BN/InP MIS characteristics have not been improved significantly, the results being vey similar to those obtained in the literature, with more classical materials (SiO2, Si3N4. . . ) as gate insulator on InP. To date, the eeffective reduction of the interface state density on InP and consequently the industrial InP-MISFET production, seem to be compromised in a general way

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Breuil, Philippe. "Elaboration de couches minces de dioxyde d'étain sensibles à l'action des gaz. Performances électriques et mécanismes réactionnels." Grenoble INPG, 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845136.

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Abstract:

Ce travail concerne l'élaboration par deux procédés différents puis l'étude de couches minces de dioxyde d'étain en vue de réaliser des éléments sensibles pour la détection des gaz. Le principe de tels détecteurs consiste à suivre les variations de conductivité électrique de ces produits lorsqu'un gaz s'adsorbe à leur surface et ceci en fonction de la température du détecteur. Le premier procédé, le dépôt chimique en phase vapeur, permet d'obtenir des couches compactes performantes, mais des problèmes liés à la reproductibilité des propriétés ainsi qu'à la sélectivité n'ont pu être résolus au cours de ce travail. Il a pu être montre que le deuxième procède, l'évaporation réactive, met en jeu, dans ce cas, une oxydation de l'étain suivie d'une sublimation de l'oxyde. Les couches obtenues peuvent avoir une très faible densité ainsi que des textures très particulières. Elles sont, pour certaines conditions de dépôt, très performantes au niveau sensibilité, sélectivité et stabilité dans le temps. Des expériences de thermodésorption et de mesure de conductivité en montée en température ont permis, dans le cas des couches obtenues par évaporation réactive, de proposer un modèle expliquant les propriétés électriques des couches en présence de certains gaz: l'augmentation de conductivité électrique observée alors semble provenir de la création de porteurs libres de courte durée de vie lors de certaines réactions catalytiques ayant lieu à la surface du dioxyde d'étain.

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Derkaoui, Nadira. "Etude des plasmas micro-ondes à haute densité de puissance en systèmes H₂-CH₄ et H₂-CH₄-B₂H₆." Paris 13, 2012. http://scbd-sto.univ-paris13.fr/intranet/edgalilee_th_2012_derkaoui.pdf.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l’étude de plasmas micro-ondes à haute densité de puissance en mélanges H₂/CH₄ et H₂/CH₄/B₂H₆, utilisés pour le dépôt de diamant intrinsèque et de diamant dopé au bore. L’objectif est la compréhension des phénomènes se déroulant dans le plasma et à l’interface plasma/surface dans des conditions de haute puissance et haute pression (haute densité de puissance) afin de dépasser les limites des réacteurs actuels en terme de vitesse de croissance, à qualité (notamment pureté) et surface de dépôt constantes. L’étude repose sur une approche expérimentale et théorique qui permet, d’une part la description physico-chimique de la phase plasma, et d’autre part la validation d’un modèle 1D développé précédemment au LSPM et adapté à la géométrie du réacteur métallique utilisé ici pour ces conditions très énergétiques. Les évolutions de la densité des électrons, de l’hydrogène atomique et du radical méthyle ainsi que les températures du gaz et des électrons sont ainsi analysées en fonction des paramètres du procédé (débit, puissance, pression, % CH₄…). Les mesures expérimentales sont réalisées principalement par actinométrie, OES et interférométrie micro-onde et complétées par des mesures de TALIF. Les comparaisons modèle/expérience sont globalement satisfaisantes mais mettent cependant en évidence les limites du modèle, notamment en termes de processus d’ionisation. De plus, une relation quasi-linéaire entre la vitesse de croissance du diamant monocristallin très pur et la densité d’hydrogène atomique au sein du plasma a été établie. Enfin, un schéma cinétique simulant les décharges H₂-CH₄-B₂H₆et prenant en compte 21 réactions en volume et 7 espèces contenant du bore, est intégré au modèle 1D
This thesis deals with high power density microwave plasmas of H₂/CH₄and H₂/CH₄ et H₂/CH₄/B₂H₆ mixtures used for growing intrinsic and boron-doped diamond films. The aim of this work is to understand phenomena occurring in the plasma phase and near the plasma/surface interface for high power and high pressure (high power density) in order to overcome the technological limits of the reactors in terms of growth rates for constant quality (in particular purity) and deposition area. This study is based on an approach coupling experiments and modeling that allows, on the one hand the description of the plasma physics and on the other hand, the validation of a 1D model previously developed at LSPM and adapted to the new reactor geometry that has been used for high power density conditions. Evolutions of electron, hydrogen and methyl densities as well as the gas and electronic temperatures are analyzed in relation to process parameters (flow rate, power, pressure, CH₄ %. . . ). Experimental measurements are carried out by actinometry, OES and microwave interferometry and are completed by TALIF. On the whole, comparisons between model and experiments are in good agreement but some limits of the model have been highlighted, e. G. Ionization processes. Moreover, a quasi linear relation has been established between the single diamond growth rate and the hydrogen density of the plasma. Finally, a kinetic scheme for H₂-CH₄-B₂H₆ plasmas is implemented in the 1D model, taking into account 21 reactions and 7 boron containing species, in order to study boron-doped diamond processes

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Meziani, Tarik. "Développement d'une source plasma haute-densité à couplage inductif améliorée par adjonction d'un noyau magnétique : application au dépôt de couches minces de carbone adamantin." Orléans, 2002. http://www.theses.fr/2002ORLE2056.

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Abstract:

Ce travail porte sur le développement d'une nouvelle source inductive permettant le dimensionnement vers un réacteur de grande surface. Nous avons pu montrer que l'adjonction d'un noyau magnétique permet d'accroître l'intensité de la composante radiale de l'induction magnétique entraînant une augmentation de la puissance absorbée et de la densité plasma. L'utilisation combinée d'un noyau magnétique et d'un diélectrique d'épaisseur réduite permet de multiplier la densité de particules chargées par un facteur 3. Comparée à une source classique utilisant une antenne prenant la forme d'une spirale, ce dispositif présente des performances bien meilleures avec notamment une densité ionique supérieure d'un facteur 2, et une meilleure uniformité du plasma qui reste de l'ordre de 5% sur la surface délimitée par le diamètre de l'antenne. Les résultats obtenus avec ce dispositif ont permis un dimensionnement à plus grande échelle vers une source de 80 x 80 cm2. Les principales limites à une bonne uniformité, liées aux phénomènes d'ondes stationnaires ainsi qu'au profil du champ électromagnétique induit, ont été résolus. L'uniformité du plasma est de l'ordre de 10% sur 60 x 60 cm2 avec une densité supérieure à 1011 cm-3. Enfin, l'application de la nouvelle source de 200 mm au dépôt de couches minces de carbone amorphe hydrogéné a permis la croissance rapide (> 150 nm/min) de couches relativement dures (dureté > 25 GPa). Les propriétés mécaniques des couches déposées ainsi que la vitesse de croissance ont été reliées au diagnostic de la phase gazeuse effectué principalement par spectrométrie de masse et par spectroscopie optique d'émission.

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Battle, Frédéric. "Aspects théoriques et numériques de l'amortissement interne dans les lignes d'arbre de turbines à gaz : étude de stabilité et de réponse forcée." Paris, ENSAM, 2000. http://www.theses.fr/2000ENAM0011.

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Abstract:

Dans le domaine des turbines à gaz, la recherche des performances et du moindre coût ont conduit les industriels à augmenter les vitesses de rotation et à réduire les masses en mouvement. Les ensembles tournants deviennent dès lors de plus en plus sensibles aux problèmes vibratoires. Ainsi, il arrive que pour certains moteurs la plage de fonctionnement soit au-delà de la première flexion d'arbre, exposant les lignes d'arbres aux phénomènes d'instabilité. Ces phénomènes peuvent amener par fatigue vibratoire ces rotors à la rupture. L'une des principales causes d'instabilité est l'amortissement interne. Cet amortissement provient des frottements dépendant des déplacements et des vitesses dans le référentiel lié à la structure en rotation. Il rend compte du frottement visqueux et du frottement sec. L'objectif de ce travail a été dans un premier temps d'étudier l'influence de l'amortissement interne sur la stabilité des systèmes mécaniques et d'établir des critères de stabilité. Dans un deuxième temps, une approche théorique a été mise en place afin de construire un modèle capable de quantifier l'amortissement interne par frottement sec dans une liaison par curvic-coupling soumise à de la flexion plane alternée. Ce modèle une fois implanté dans l'élément utilisateur développé par Turbomeca pour les calculs dynamiques des rotors a été confronté à des résultats d'essais.

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Sagot, Benoît. "Contribution à l'étude du transfert thermophorétique, appliqué à l'intensification des processus de séparation gaz/particules en écoulement à phase dispersée." Compiègne, 2010. http://www.theses.fr/2010COMP1903.

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Abstract:

Ce travail de thèse est centré sur l’analyse des possibilités d’amélioration du rendement de capture d’un aérosol par utilisation de l’effet thermophorétique. Les particules liquides mises en oeuvre lors des essais possèdent des diamètres pouvant aller de quelques dizaines de nanomètres à quelques microns. Pour ces tailles de particule, on observe une forte dispersion des coefficients de diffusion thermophorétique Kth évalués avec les modèles disponibles dans la littérature. Une première partie de cette étude se concentre sur une détermination expérimentale du coefficient de diffusion thermophorétique, dans le régime de transition (valeurs du nombre de Knudsen comprises dans la plage 0,1 < Kn < 10), et pour une valeur moyenne du rapport des conductivités thermiques gaz/particule proche de 0,1. Un dispositif expérimental original, basé sur une évolution de la méthode de pénétration classique, a été mis en oeuvre. Il permet une détermination robuste du coefficient de diffusion thermophorétique Kth, et on a pu montrer que le modèle le plus pertinent est celui proposé par Beresnev et Chernyak, tandis que le modèle de Talbot conduit à une surévaluation importante du coefficient Kth dans le régime de transition. La deuxième partie de l’étude concerne l’analyse d’une configuration classique de jet impactant, qui permet d’étudier expérimentalement le couplage entre la dérive inertielle et la migration thermophorétique. On constate que pour toutes les classes granulométriques, une augmentation de l’écart de température jet chaud / paroi froide produit un gain de dépôt. Pour identifier les mécanismes qui produisent cette intensification, un modèle semi analytique a été proposé. Ce modèle a confirmé que l’intensification constatée pour les fines particules est bien due à une migration thermophorétique. Pour des tailles de particules plus importantes, on a établi qu’il existe un couplage entre les deux mécanismes de dérive, qui produit un décalage du diamètre de coupure de l’impacteur, et ainsi une augmentation significative du rendement de dépôt cumulé en masse
The present study investigates the improvement possibilities of aerosol capture efficiency, by the use of a thermophoretic effect. The liquid particles employed for measurements have diameters ranging from a few tens of nanometers to a few microns. For these particle sizes, one can note a great disparity of the thermophoretic diffusion coefficients Kth evaluated with the various models available in the literature. The first part of this study focuses on an experimental determination of the thermophoretic diffusion coefficient, in the transition regime (values of the Knudsen number in the range 0,1 < Kn < 10), and for an average value of the gas/particle conductivity ratio close to 0,1. An original experimental device was used, which is based on an evolution of the classical penetration method. With this device, a robust determination of the thermophoretic diffusion coefficient Kth is obtained, and we have shown that the most relevant model appears to be the one proposed by Beresnev and Chernyak, while Talbot’s model led to an important overvaluation of the Kth coefficient, in the transition regime. The second part of the study relates to the analysis of the classical impinging jet configuration, which is used to study experimentally the coupling possibilities between the inertial drift and the thermophoretic migration. It is noted that for any particle-size range, a deposition improvement is obtained when increasing the hot jet/cold wall temperature difference. To identify the mechanisms which produce this intensification, a semi-analytical model was proposed. This model confirmed that the intensification observed for the fine particles is due to a thermophoretic migration. For larger particle sizes, we established that a coupling between the two drift mechanisms is operating, which produces a shift of the impactor

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Pech, Jérôme. "Peroxydation générée par jet de plasma d'arc soufflé. Relation entre surface, oxydation et adhérence de dépôt." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/2000ROUES018.

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Abstract:

La réalisation de dépôts céramiques par jet de plasma d'arc soufflé sur des surfaces métalliques s'articule autour de trois étapes, que sont la préparation mécanique, le préchauffage et enfin le recouvrement proprement dit des substrats. Pour des applications à fortes sollicitations tribologiques, les dépôts doivent présenter la meilleure adhérence possible. Ce paramètre essentiel, permettant d'apprécier la qualité des revêtements, dépend fortement de chacune de ces étapes. Parmi elles, le préchauffage, résultant d'une exposition contrôlée des surfaces au jet de plasma, est d'un intérêt tout particulier. Les caractéristiques du milieu plasmagène sont en effet telles, que le préchauffage est synonyme de préoxydation. Aussi cette étude porte-t-elle d'une part sur la caractérisation physico-chimique et la structure des couches d'oxydes formées, afin notamment d'améliorer la maîtrise de l'étape de préchauffage. Elle s'intéresse d'autre part aux relations existant entre la nature de la surface à recouvrir, les oxydes formés et ultérieurement l'adhérence des dépôts céramiques génères sur les sous-couches d'oxydes. Afin de mieux cerner le rôle joué par ces sous-couches, une approche bibliographique préliminaire essaie d'isoler les effets liés à la température comme à la topographie des surfaces sur la morphologie des particules écrasées. Elle rappelle par ailleurs les résultats établis sur l'adhérence de dépôts céramique et définit les trois paramètres décrivant l'étape de préchauffage (vitesse de montée en température, température de palier et durée de préchauffage). Trois substrats métalliques à base fer ferritiques ou austénitiques, connus pour leurs propriétés cristallographiques et mécaniques différentes, mais aussi pour la diversité des oxydes susceptibles d'être rencontrés, ont été choisis. Parmi les techniques d'investigation, la diffraction des rayons X et la spectrométrie Mössbauer sont les deux techniques complémentaires les plus adaptées. Les résultats expérimentaux s'articulent alors autour de trois axes principaux, la reproductibilité des traitements de préchauffage, l'incidence des préparations mécaniques et les relations existant entre oxydes et adhérence.

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Chuon, Sotheara. "Simulation numérique multi-échelles du procédé de dépôt par pulvérisation cathodique magnétron." Thesis, Orléans, 2019. http://www.theses.fr/2019ORLE3031.

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Abstract:

Le procédé de pulvérisation cathodique magnétron est un procédé utilisant des plasmas basse pression, très employé pour la synthèse de couches minces dans l’industrie. De nombreuses recherches ont porté sur la compréhension des phénomènes mis en jeu dans le mécanisme de pulvérisation dans le but d’améliorer le procédé. Les simulations numériques associées à des résultats expérimentaux permettent aujourd’hui une meilleure compréhension des phénomènes de la décharge plasma et par conséquent de prédire différente évolution du système afin d’optimiser les conditions opératoires du procédé.L’objectif de cette thèse est de construire un modèle multi-échelles du procédé de pulvérisation cathodique magnétron en couplant une approche fluide avec une approche microscopique basée sur la Dynamique Moléculaire (DM).La première partie étudie la résolution du modèle fluide d’une décharge magnétron DC plane à partir du modèle théorique de Costin, afin de déterminer des paramètres d’entrée pour les simulations de dynamique moléculaire. Les résultats du champ magnétique et du potentiel électrique sont en bon accord avec ceux présentés par Costin. Cependant le calcul du transport des espèces a montré des limitations.La seconde partie s’intéresse à la pulvérisation du titane (Ti) par des ions d’argon (Ar+) pour trois énergies considérées (200, 300 et 400 eV) dans une atmosphère neutre et une atmosphère réactive, ainsi qu’en reproduisant des cibles chaudes (1000 et 2000 K) par des simulations de DM et en combinant avec des simulations Monte Carlo. Les résultats obtenus ont ainsi permis la détermination de taux de pulvérisation du titane et de rétention de l’argon
Cathodic magnetron sputtering is a low pressure plasma process, very employed for the synthesis of coatings by industries. Numerous researches have been focused on understanding the phenomena involved in sputtering mechanism to improve the process. Numerical simulations associated with experimental results allow today a better understanding of the plasma discharge phenomena and thus to predict evolutions of the system in order to optimize the operating conditions of the process.The goal of this thesis is to build a multiscale model of magnetron sputtering process by coupling fluid approach with microscopic approach based on Molecular Dynamics (MD).The first part studies the solving of the fluid model of a DC planar magnetron discharge from the theoretical model of Costin, in order to determine the input parameters for the molecular dynamics simulations.The results of the magnetic field and the electric potential are in good agreement with those presented by Costin. Nevertheless, the calculation of the particle transport showed limitations.The second part is interested in the sputtering of titanium (Ti) by argon ions (Ar+) for three considered energies (200, 300 and 400 eV) in neutral atmosphere and in reactive atmosphere, also by mimicking hot targets (1000 and 2000 K) by MD simulations and by combining with Monte Carlo simulations.The obtained results thus allowed the determination of titanium sputtering yields and argon retention rates

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Mage, Lucile. "Caractérisation d'un réacteur plasma de type résonance cyclotronique électronique à antenne longue : évaluation du réacteur pour un processus de dépôt." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30174.

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Abstract:

Le sujet porte sur la caracterisation d'un reacteur plasma de type rce de grande longueur. L'outil de diagnostic employe est constitue d'un ensemble de six sondes electrostatiques de langmuir reparties le long du reacteur. Dans une premiere partie du sujet, nous avons presente les differentes etapes qui ont abouti a la mise au point du systeme automatique d'acquisition de la caracteristique i(v). Afin de pouvoir utiliser ce diagnostic en plasma de depot, nous nous sommes attaches a developper un systeme d'acquisition rapide (2000 points en 0. 33s) auquel est adjoint un module de degazage. Un programme de traitement numerique de la caracteristique recueillie a ete developpe. Grace a ce diagnostic que nous avons tout d'abord, employe en plasma d'argon, nous avons reussi a mieux cerner le fonctionnement particulier de notre reacteur. La presence d'une piste magnetique assurant le confinement des especes chargees induit une derice des electrons et des ions le long du reacteur. Nous avons constate que seule la configuration du reacteur permettant a la derive d'entrainer les electrons dans le sens de l'attenuation de l'onde conduit a une condition de decharge relativement homogene en densite. Dans la bonne configuration, une repartition correcte de la densite le long de l'antenne est conditionnee par un couple pression-puissance. Pour realiser des couches minces, nous avons employe un compose organosilicie, l'hexamethyldisiloxane (hmdso). Une condition de decharge relativement homogene en densite n'entraine pas un depot aussi uniforme le long du reacteur. Il semble que la cinetique de croissance ne soit pas seulement correlable a la densite des electrons mais aussi a leur energie. De plus, l'agencement actuel d'une part du systeme de pompage et d'autre part, du systeme d'introduction de gaz, ne favorisent pas l'homogeneite des depots. Les analyses infrarouges n'ont pas montre de modifications significatives de la composition des films.

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Delloro, Francesco. "Méthodes morphologique et par éléments finis combinées pour une nouvelle approche de la modélisation 3D du dépôt par projection dynamique par gaz froid (« cold spray »)." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0017/document.

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Abstract:

L'objectif principal de cette étude était de réaliser une modélisation du procédé cold spray, fondée sur l'observation expérimentale et sur des modèles physiques capables de prédire la microstructure du dépôt en fonction de la morphologie de la poudre et des paramètres de projection. Pour y arriver, le travaux se sont organisés autour de trois axes principaux de recherche : caractérisation de la poudre en 3D, simulations d'impact par éléments finis et modélisation d'empilement. Un procédé innovant de caractérisation morphologique de la poudre en 3D, utilisant la microtomographie par rayons X, a été développé. Le traitement des images résultantes a permis d'isoler les particules individuelles, regroupées dans une bibliothèque 3D d'environ 18000 objets. Leur taille et forme ont été caractérisées quantitativement. La méthode de partitionnement des données dite « K-means » a été utilisée pour la répartition des particules en 7 classes de forme.Le deuxième axe de recherche portait sur la simulation d'écrasement des particules, par la méthode des éléments finis (logiciel Abaqus, approche lagrangienne). L'utilisation d'outils de maillage adaptés a permis de réaliser des simulations d'écrasement des particules réelles (en provenance de la bibliothèque 3D). L'automatisation de ces simulations visait la possibilité d'en effectuer en grand nombre mais, face aux problèmes de robustesse rencontrés, le nombre de simulations menées à bien fut limité.Le troisième axe de recherche portait sur le développement d'un modèle d'empilement itératif, fondé sur l'utilisation des résultats des simulations d'écrasement. Ce modèle a été mis en place en 2D par simplicité. Différentes implémentations ont été essayées mais leur développement ne fut pas suffisamment abouti pour l'application à des cas pratiques.La validation des modèles s'est limitée aux simulations d'impact par éléments finis. Les deux types de splats (Ta sur Cu et Ta sur Ta), exigeant de méthodes d'observation expérimentale différentes, ont été traités séparément. Les premiers ont pu être directement observés par microtomographie et regroupés dans une bibliothèque 3D des splats Ta sur Cu. Ensuite, ils ont été comparés, de façon statistique mais aussi individuellement, aux correspondants simulés sans qu'aucune divergence évidente n'apparaisse. Le cas des Ta sur Ta est, en revanche, compliqué du fait de l'homogénéité du système qui empêche l'utilisation directe de la microtomographie. Bien que différentes méthodes visant à apporter une couche du contraste entre particule et substrat aient été essayées, la construction d'une bibliothèque 3D des splats Ta sur Ta n'a pas été possible.L'optimisation des poudres (choix de la granulométrie et de la forme, en vue d'une application donnée) est une des utilisations envisagées pour le modèle d'empilement, ainsi que la simulation de la projection de poudres composites (métal et oxyde). L'inclusion dans le modèle des transformations de phase ouvrirait la porte de la famille de la projection plasma ou de la fabrication additive. Plus généralement, la philosophie derrière la modélisation d'empilement développée dans cette thèse peut être appliquée à tout procédé où l'apport de matière est fait à partir d'une « poudre » subissant une certaine transformation. Enfin, le couplage avec un modèle de comportement pourrait permettre l'estimation de certaines propriétés physiques (par exemple, les conductivités thermique et électrique), dépendant de la microstructure du dépôt
This study on the cold spray process aimed at achieving an original coating build-up model, capable of predicting the resulting microstructure as a function of powder morphology and process parameters. The work focused on three main interrelated subjects: 3D powder characterization, simulation of individual impacts on a flat substrate by the finite element method and deposition build-up modeling.An innovative method based on microtomographical observations was used for 3D characterization of the powder. Image analysis allowed to separate single powder particles and to gather them into a 3D collection containing approximatively 18 000 objects. Their size and shape were quantitatively measured. A cluster analysis method (K-means) was then applied to this data set to divide the particles into 7 classes based on their shape.The second main research topic consisted in performing particle impact simulations on a flat substrate by the finite element method (using the commercial software Abaqus). The use of dedicated meshing tools allowed to simulate the impact of real particles, as observed by microtomography. Scripting techniques were used to carry out a large number of these simulations but, due to limited robustness of the procedure, only few of them were successfully conducted.The third research area focused on the development of a deposition build-up model (in 2D to allow a simpler implementation). Data from finite element results were interpolated and used in an iterative simulation, where impacting particles were deposited one by one. Different approaches were tested but the development of the model could not be completed in the framework of this thesis.Model validation could be performed on finite element simulations. The two kinds of splats (Ta on Cu and Ta on Ta) were considered separately. Concerning the first, direct microtomographical imaging could be applied, due to the heterogeneity of materials. Splats were observed, individually separated and gathered in a 3D collection as done before with powder particles. Simulated and observed splats could then be compared on a statistical basis. No particular discrepancy was observed, confirming the impact simulation method used. The second kind of splats (Ta on Ta) was complicated by the homogeneity of the materials, preventing the use of microtomography. The deposition (before spraying) of a contrast layer between Ta substrate and Ta particle was tried by different techniques. The only method giving exploitable results was the chemical vapor deposition of a Fe layer onto the powder particles. However, the small number of adherent particles and the weak contrast obtained in the images prevented the use of the methods already applied to powder particles and Ta splats onto Cu.The optimization of powder granulometry and shape (towards a specific application) is one of the main expected applications of the deposition build-up model, together with the simulation of composite powders (typically, metal and oxide). The involvement of phase transformation phenomena into the model could extend its application to the whole family of thermal spray processes (plasma, HVOF, etc.) or to other additive manufacturing techniques. In general, the philosophy behind our modeling approach could be applied to every manufacturing/coating technique where the supply material is in powder form and undergoes a certain transformation during the process. Finally, the coupling of such a model with homogenization techniques would allow the prediction of macroscopic properties depending on deposit microstructure (e.g. thermal or electrical conductivity)

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Perry, Frédéric. "Diagnostic d'un plasma de pulvérisation cathodique magnétron : contribution à l'étude des possibilités de contrôle d'un procédé de dépôt d'alumine en conditions réactivés." Nancy 1, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1996_0324_PERRY.pdf.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude d'une décharge cathodique magnétron triode utilisée dans un procédé d'élaboration de dépôt d'alumine par pulvérisation d'une cible d'aluminium, dans une atmosphère argon-oxygène. La réalisation d'une fibre optique multibrins, permettant une caractérisation spatiale in situ de la décharge, et la mise au point d'un dispositif original de sonde de Langmuir à élément collecteur régénérable ont permis l'étude du plasma par spectrométrie d'émission optique et par sonde de Langmuir dans nos conditions expérimentales particulières : décharge pulsée, forte réactivité. Des relations phénoménologiques simples ont été établies entre l'évolution des mesures moyennes de l'intensité de certaines raies d'émission (Al, AIO) et la stoechiométrie des dépôts élaborés. L'étude des raies d'émission en fonction de différents paramètres (espace, débit d'oxygène. . . ) a mis en évidence la création en phase gazeuse de la molécule d'oxyde d'aluminium parallèlement à sa pulvérisation de la surface de la cible. La prise en compte de l'évolution globale du système nous a amenés à réaliser un nouveau magnétron permettant de minimiser la dérive des conditions de traitement au cours du temps. L'évolution des raies d'émission au voisinage du substrat, lors de la transition entre deux points de fonctionnement stables, s'est révélée être particulièrement sensible à la mise à l'équilibre de l'ensemble du système. L'existence de temps caractéristiques de mise à l'équilibre d'ordre de grandeur différents résulte de la modification de la nature de l'ensemble des surfaces du réacteur couplée à la modification de la décharge. L'approche du comportement d'un système de pulvérisation réactive en régime transitoire nous a permis de décrire le concept original, récemment développé, de fonctionnement et de contrôle de ce type de procédé par modulation basse fréquence (0,1-10 Hz) des caractéristiques électriques de la décharge
This work is devoted to the study of a reactive magnetron discharge used as an alumina deposition process by means of aluminium target sputtering in an argon-oxygen gas mixture. Though our reactor works with specifie conditions (pulsed power supply , high reactivity), the development of a multi bundle fibre optic and of an original Langmuir probe deviee with in situ renewable collector tip allows us to characterize the discharge in the whole interelectrode space using optical emission spectroscopy and electrostatic probes. From time-averaged measurements of sorne line intensities (Al, AIO), phenomenological relationships are deduced between the spectroscopie results and the stoichiometry of the deposited coating. The study of the variation of the emission lines with different parameters (space, oxygen flow rate. . . ) shows that the AIO molecule is mainly formed in the plasma bulk though it may be also sputtered from the oxidized target. Taking into account the gross evolution of the system leads us to built a new magnetron in which the drift of the treatment conditions with time are minimized. The study of the emission line intensities in the vicinity of the substrates during the transition from one steady state to another gives sorne insights into the equilibrium of the system. From these measurements, we show that the system exhibits many characteristic times with different order of magnitude to reach a stationary state. These different times are due to the change in the discharge structure and in the naturè of the reactor walls. A qualitative description of the behaviour of such a reactor working in a transient regime leads us to explain a new concept of control of the magnetron reactive sputtering process. This recently developed concept consists in a low frequency (0. 1 - 10 Hz) modulation of the electric parameters of the discharge

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Bruno, Laurent. "Elaboration et caractérisation de couches minces de dioxyde d'étain obtenues par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Relations entre propriétés structurales et électriques. Application à la détection des gaz." Grenoble INPG, 1994. https://theses.hal.science/tel-00843714.

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Abstract:

Ce travail concerne l'élaboration de couches minces de dioxyde d'étain par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), en vue de réaliser l'élément sensible pour des capteurs de gaz. Une partie de cette étude a été consacrée à la conception et à la réalisation de l'installation de CVD, et les paramètres de dépôt (température, pression, durée) ainsi que les conditions de recuit (température, durée) ont été étudiées de manière systématique afin d'obtenir les meilleures performances électriques du point de vue de la détection d'espèces gazeuses. Une caractérisation détaillée de la microstructure et de la composition des couches de SnO2 a été entreprise par différentes techniques d'analyse telles que la diffraction des rayons X sous incidence rasante, la microscopie électronique à balayage et en transmission, la réflectométrie X ou encore la spectroscopie ESCA. Il a ainsi été possible, en ajustant les conditions de fabrication, de contrôler la texture du dépôt, les tailles de grains (50 à 300 Å), de même que la stœchiométrie. Les performances électriques des couches de SnO₂ ont été évaluées sur un banc de mesure. Il s'agit essentiellement de la conductivité sous air et de la sensibilité sous différents gaz tests (éthanol, méthane, monoxyde de carbone). Les corrélations ont pu être établies entre les conditions d'élaboration des couches, leurs propriétés structurales, et leurs performances électriques. Enfin, au niveau de l'interprétation des résultats, un modèle granulaire a été propose afin d'expliquer les très grandes variations de conductivité et de sensibilité observées en fonction des conditions de fabrication des couches (épaisseur, température de dépôt, conditions de recuit).

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Bunel, Margaux. "Influence du traitement thermique des poudres sur le dépôt sur projection dynamique par gaz froid (« cold spray ») d’alliage d’aluminium 2024 pour la fabrication additive." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM051.

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Abstract:

Le cold spray est un procédé où des particules de poudre sont projetées à haute vitesse sur un substrat. En se déformant, les particules de poudre y adhèrent, permettant ainsi de créer un dépôt par empilement. Les dépôts ainsi obtenus ont des propriétés mécaniques élevées, sont très denses, peuvent être épais et ont des rendements élevés, ce qui fait du cold spray un procédé idéal pour la fabrication additive. En revanche, les rendements pour les alliages d’aluminium, couramment employés dans différents domaines, sont insuffisants pour que la fabrication additive soit économiquement viable. Dans cette étude, un traitement thermique de la poudre est réalisé afin de modifier les propriétés des particules de poudre pour améliorer le rendement de projection. L’influence de ce type d’équipement ainsi que des paramètres de projection a été étudiée en mesurant la vitesse des particules (DPV2000) et en comparant les propriétés des différents dépôts. Les dépôts réalisés avec de la poudre traitée thermiquement dans les mêmes conditions mais avec de la poudre non traitée ont permis d’évaluer l’influence de la modification des propriétés des particules de poudre en fonction du traitement thermique. La fabrication additive nécessite de comprendre comment les particules de poudre s’empilent afin de réaliser des formes données. Un modèle de construction, à l’échelle macroscopique, fondé sur des données expérimentales a été développé afin de prédire la forme du dépôt. Les résultats de ces simulations ont été comparés aux dépôts obtenus expérimentalement afin de vérifier si l’épaisseur, la forme ainsi que l’état de surface concordaient
Cold spray is a process where powder particles are sprayed at a high speed onto a substrate. From deformation the powder particles adhere to the substrate, which result in deposition build-up. The cold sprayed coatings show high mechanical properties, are very dense, can be thick and have a high deposition efficiency, which makes cold spray an ideal process for additive manufacturing. However, deposition efficiency for aluminum alloys such as those commonly used in different industrial sectors, are insufficient for additive manufacturing to be economically viable. In this study, a heat treatment of the powder is carried out in order to modify the properties of the powder particles to improve the deposition efficiency. The influence of the type of cold spray facilities and of spraying parameters was studied from the measurement of the particle velocity (DPV2000) and from assessing the properties of the various coatings. The coatings made of the heat treated powders compared with those made of untreated powders using similar conditions for both were used to show the influence of the modification of the particles. Additive manufacturing requires the understanding of how powder particle build-up to achieve given shapes. A model of deposition, at a macroscopic scale, based on experimental data was developed to predict the shape of the deposit. The results of these simulations were compared to experimental deposits to check thickness, shape and the surface state

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Tonneau, Didier. "Cinétiques et mécanismes de dépôt de matériaux pour la microélectronique obtenus lors de l'interaction d'un faisceau laser avec une surface en présence d'un gaz." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10069.

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Abstract:

Des molecules de gaz ont ete decomposes sur differentes surfaces irradiees localement par un faisceau laser continu, visible (ar**(+)) ou ir (co::(2)). Par un processus photolytique ou pyrolytique, la dissociation des molecules aboutit a une reaction de depot ou de gravure de la surface. Des etudes cinetiques detaillee ont permis de determiner la nature pyrolytique ou photolytique de la decomposition des gaz et d'identifier les differents mecanismes limitant les vitesses des reactions. C'est dans le domaine de la microelectronique que l'on trouve, a l'heure actuelle, l'application la plus importante des reactions de depot ou de gravure induites par laser. Les reactions presentees dans ce rapport peuvent etre rassemblees dans un procede complet d'interconnexion sur circuits vlsi par microchimie laser

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Leger, Pierre-Emmanuel. "Rôle de la microstructure sur les mécanismes de corrosion marine d’un dépôt à base d’aluminium élaboré par projection dynamique par gaz froid (« cold spray »)." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM005.

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Abstract:

Le principe de la projection dynamique par gaz froid ou « cold spray » repose sur la projection de particules de poudres convoyées par un gaz à des vitesses supersoniques vers un substrat. La déformation des particules à l’impact avec ce dernier permet la construction d’un dépôt. Ce procédé permet de conserver la microstructure des particules de poudre et de produire des dépôts peu poreux. Cette dernière caractéristique est essentielle dans le cadre d’applications anticorrosion. L’ambition de la thèse est de comprendre le rôle de la microstructure sur les mécanismes de corrosion marine d’un dépôt à base d’aluminium élaboré par cold spray. Pour atteindre cet objectif sont projetées des poudres à base d’aluminium (aluminium pur, alliages d’aluminium et mélanges avec ajout d’alumine) sur un substrat en acier. Les microstructures des dépôts sont étudiées jusqu’à l’échelle nanométrique (MET). L’adhérence des dépôts est mesurée par l’essai de plot collé. A partir des microstructures sont proposés plusieurs mécanismes de formation de la porosité dans un dépôt cold spray à différentes échelles. Une étude numérique par éléments finis complète cette analyse microstructurale. Grâce aux mesures de la vitesse (DPV-2000) et de la température (caméra thermique) d’impact des particules, les paramètres de nouveaux modèles matériau sont optimisés pour simuler le comportement de l’aluminium et de l’alumine à l’impact. De plus, plusieurs essais de corrosion marine (immersion et brouillard salin) sont conduits. L’étude des microstructures corrodées permettent d’établir différents mécanismes de corrosion du dépôt cold spray. Un lien entre la porosité du dépôt et son comportement en corrosion est notamment montré. Enfin, une première approche du transfert de technologie du procédé à l’échelle industrielle est décrite
Cold spray process is based on spraying particles carried by a gas at a supersonic speed onto a substrate. Particle deformation during impact with the substrate creates a coating. This spraying process can retain particle microstructure and produce very dense coating. This property is crucial for anticorrosion applications. The aim of this work is to understand the effect of cold spray aluminum coating microstructure on marine corrosion mechanisms. To achieve this goal, several aluminum powders (including pure aluminum, aluminum alloys and mixtures with alumina) are sprayed onto a steel substrate. Coating microstructure is studied down to a nanoscale (TEM). The coating-substrate bond strength is determined using pull-off testing. From a thorough microstructure study, various mechanisms are proposed to explain multiscale porosity formation in coatings. A numerical study using finite elements modeling complements this microstructure analysis. From particle speed (DPV-2000) and temperature (thermal camera) measurements during impact, new material models are optimized to model aluminum and alumina behavior at particle impact. Moreover, corrosion tests are conducted (including immersion and salt spray tests). The study of corroded coating microstructures is used to identify corrosion mechanisms which occur in the coating. A relationship between coating porosity and its corrosion behavior is particularly brought into light. Finally, a first approach to a technological transfer of this process to an industrial application is proposed

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Soum-Glaude, Audrey. "Analyses expérimentales et simulation numérique d'un procédé PACVD pour le dépôt de couches minces à vocation mécanique." Perpignan, 2006. http://www.theses.fr/2006PERP0760.

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Abstract:

L’étude concerne la description de dépôts de carbure de silicium amorphe hydrogéné (a-SiC:H) élaborés par décomposition du tétraméthylsilane (TMS) dilué dans l’argon en plasma basse fréquence à couplage capacitif (n= 50 KHz, DC bias = -50 ;-300V), réalisés à des températures inférieures à 580°C. L’évolution de leur microstructure (FTIR, EDS, XPS) est décrite en fonction des paramètres du procédé. Ces paramètres permettent d’analyser l’effet de la réactivité de surface des espèces issues du plasma, de la nature de ces espèces au travers de variations du temps de séjour du gaz dans le réacteur, de l’énergie des ions d’impact gérée par la polarisation du substrat. L’augmentation du temps de séjour conduit à une réduction globale de la quantité d’hydrogène lié et de silicium (Si/C varie de 1,6 à 0,6 en EDS), la bande d’absorption infrarouge attribuée aux liaisons Si-C décroît au profit d’environnements Si-(CH2)n-Si (FTIR). L’énergie des ions impactant la surface en croissance permet de contrôler le taux de carbone sp3 (lié C-C et C-H) par rapport à sa forme sp2 et aux liaisons C-Si. Les dureté (H) et module d’élasticité (E) de ces films, déterminés par nanoindentation, varient dans les domaines 15 à 31 GPa, et 130 à 225 GPa, respectivement. Ceci permet d’obtenir en fonction des paramètres expérimentaux - particulièrement l’énergie des ions – des rapports H3/E2 élevés et présage de l’intérêt de tels films pour des applications mécaniques sous forte charge : aéronautique, domaine spatial, mécanique de précision. Le comportement tribologique est corrélé à la microstructure. Des coefficients de frottement inférieurs à 0. 16 sont obtenus sous air, vis-à-vis d’un antagoniste acier
Hard silicon carbide based films (a-SiC:H) grown from the plasma decomposition of a unique precursor (tetramethylsilane TMS) diluted in argon are obtained in a capacitively coupled low frequency (n= 50 KHz, DC bias = -50;-300V) PACVD device at surface temperature lower than 850K. The evolution of their microstructure (FTIR, XPS, EDS) is described in regard with the experimental parameters. Those parameters permit to check the effect of the surface reactivity, the nature of plasma reactive neutrals through gas residence time and TMS content and the energy of ions impinging the growing film through surface DC bias. The increase of gas residence time leads to a reduction of bonded hydrogen and silicon contents (Si/C vary from 1. 6 to 0. 6), Si-C band absorption decreases to the benefit of Si-(CH2)n-Si environments (FTIR). The energy of impinging ions during growth permits to control the sp3 carbon rate (C-C and C-H) over its sp2 form and C-Si bonds. Hardness (H) and Young modulus (E) of films, determined by nanoindentation, are respectively ranging from 15 to 31 GPa and 130 to 225 GPa depending on the experimental parameters. By exploiting process parameters - specifically the ion bombardment – high H3/E2 ratios are obtained. Such films are good candidates for mechanical applications under high load : aeronautics, space, precision mechanics. The tribological behaviour is correlated to the microstructure. Friction coefficients below 0. 16 are obtained in dry air against steel antagonist

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Gaillard, Marine. "Reformage à sec du méthane à l’aide de catalyseurs à base de molybdène : vers la valorisation catalytique du biogaz." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10163/document.

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Abstract:

Dans le contexte énergétique actuel, de nouvelles filières de production d’énergies renouvelables sont encouragées. En Europe, la méthanisation est une alternative très utilisée car elle produit du biogaz composé de CH4 et de CO2. Le reformage de ce biogaz pourrait conduire à la consommation des deux plus importants gaz à effet de serre, pour la production de syngaz (H2, CO) utilisé en synthèse Fischer-Tropsch, et édifiant une technologie waste-to-liquids. Un des principaux verrous de cette réaction est la présence de soufre comme impureté dans le biogaz, qui empoisonnent les catalyseurs utilisés.Ainsi, une série de catalyseurs à base de molybdène a été synthétisée et testée en reformage à sec du méthane. L’influence de plusieurs paramètres a été testée, tels que (i) la charge en molybdène (ii) l’influence de promoteurs (Ni, Co, CeO2, MgO) ou (iii) l’utilisation de différents supports (Al2O3, ZrO2, Carbone, SiO2, MgO). Les catalyseurs ont été analysés au moyen de différentes caractérisations physico-chimiques afin de mettre en évidence des relations structure/activité, d’identifier les causes de désactivation possibles et de conclure sur la formulation la plus stable en présence d’H2S lors des tests catalytiques
In the worldwide current energy situation, new pathways for renewable energy production are developed. In Europe, methanisation is an alternate way widely implemented since it produces biogas that contains CH4 and CO2. The reforming of this biogas could lead to the consumption of the two main greenhouse gases for the production of syngas (H2, CO), which could be industrially attractive for the Fischer-Tropsch process, eventually setting up a promising waste-to-liquids technology. Yet, the main hurdle regarding this reaction is the presence of sulfur in the biogas which poisons the catalysts.Thus, a set of molybdenum-based catalysts has been synthesized and tested for the dry reforming of methane. The influence of several parameters has been evaluated, such as (i) molybdenum loading, (ii) the addition of promoters (Ni, Co, CeO2 and MgO) or (iii) the use of different supports (Al2O3, ZrO2, Carbone, SiO2, MgO). The catalysts have been analyzed via several characterization techniques to establish structure/activity relationships, identify the main deactivation phenomena and conclude on the most stable and active composition in presence of H2S during the catalytic runs

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Donsanti, Frédérique. "Comparaison de procédés de dépôt de couches minces semiconductrices à partir de précurseurs organométalliques : cas des réacteurs à flux alternes en phase vapeur (ALCVD) et réacteur plasma diode hors équilibre (PACVD)." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066098.

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Bejjany, Bouchra. "Oxydation par voie humide catalytique dans un réacteur à lit fixe gaz/liquide/solide de micropolluants organiques : mise en place du pilote : étude du catalyseur hétérogène." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066013.

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Abstract:

L’oxydation par Voie Humide Catalytique (OVHC) permet de réduire la pollution aqueuse due à la présence de certains micropolluants, difficilement ou non biodégradables tels que methytertiobutylether (MTBE) ou les pesticides (phénylurées). Cette technique consiste à chauffer un effluent à une température comprise entre 130 et 250°C sous une pression comprise entre 20 et 50 bar en présence d’oxygène et d’un catalyseur en vue de transformer la matière organique en rejet gazeux propre, un liquide facilement biodégradable. Le travail de thèse a porté, dans un premier temps sur la conception et l’automatisation de l’installation, qui comporte un réacteur tubulaire en acier inoxydable Uranus B6 d’une hauteur de 700 mm et de 70 mm de diamètre interne. Ce réacteur est fixé au centre d’un four à résistance électrique entourée d’une épaisse couche d’isolation. Une pompe haute pression permet l’acheminement de la solution à traiter vers le réacteur. Deux condenseurs, un cyclone, un détendeur et une vanne de régulation permettent d’assurer la séparation gaz/liquide en sortie de réacteur. L’ensemble du procédé est équipé de sondes de température et de pression, des débitmètres, ainsi que des éléments de sécurité indispensables pour un circuit multiphasique sous pression. L’installation est enfin polyvalente, puisqu’elle permet la préparation des catalyseurs dans le réacteur lui-même. L’étude s’est axée dans un deuxième temps sur la mise au point raisonnée de la méthode de préparation des catalyseurs, à base de métaux nobles (Ruthénium et Cérium) supportés sur des billes d’alumine. Pour démontrer son efficacité et valider l’installation, le catalyseur Ru(0,3%)/Ce(3%)-Al2O3 a été utilisé pour l’OVHC du methyltertiobutylether : une élimination totale de la molécule cible a été obtenue ainsi qu’un abattement de plus de 90% de la charge carbonée. Le catalyseur a été caractérisé avant utilisation pour vérifier qu’il avait les qualités attendues, et après utilisation pour s’assurer qu’il n’a été que peu modifié. Dans un troisième temps, un test d’extension de l’OVHC à un pesticide l’isoproturon a été réalisé et un abattement de la charge carbonée de 50% a été obtenu. L’effluent traité contient plusieurs sous-produits de réaction, dont l’identification n’a pu être que partielle avec les moyens disponibles. Toutefois, la molécule cible a été dégradée à 90%
The Catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) enables to remove toxic and/or non-biodegradable water pollutants such as methyl-tert-butylether (MTBE) or pesticides (phenylureas). This technique involves heating effluent at high temperatures (generally between 130 and 250°C) for a pressure domain ranging from 20 to 50 bar. This operation is conducted by using oxygen as an oxidant source and heterogeneous or homogeneous catalysts in order to convert the organic substance into a clean gas rejection and a biodegradable liquid. This work is initially based on the design and set up of an installation, which includes a tubular reactor made of stainless steel “Uranus B6” with a height of 700 mm and 70 mm internal diameter. It is set at the centre of a furnace resistance which is surrounded by a thick layer of insulating material. A high-pressure pump enables the introduction of the feed solution into the reactor. The oxygen is supplied by a high-pressure oxygen bottle and its flow rate is controlled by a flowmeter regulator. Two condensers, one cyclone, one regulator valve and one gas regulator ensure the separation of gas and liquid at the outlet of the reactor. The whole process is equipped with temperature and pressure sensors. The installation is also versatile, since it allows the preparation of the catalysts in the reactor itself. The second part of the study focuses on the development and the understanding of the preparation of the catalysts, composed by precious metals (Ruthenium and Cerium) supported on alumina. To demonstrate its efficiency and validate the installation, the catalyst Ru(0. 3%)/Ce(3%)-Al2O3 was used for the CWAO of methyl-tert-butyleter : the target molecule has been completely transformed and a reduction of more than 90% of the total organic carbon has been obtained. The fresh catalyst was characterized to check that it had the expected qualities. The used catalyst was also characterized to ensure that there were no significant changes. In a third step, the oxidation test of pesticide (isoproturon) has been performed with 50% of total organic carbon reduction. The treated effluent contains a lot of complex sub-products of reaction, whose identification could not be totally obtained by available means. However 90% of isoproturon has been transformed

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Alnot, Patrick. "Étude des mécanismes d'adsorption, de désorption et de décomposition de molécules simples (N : :(2), H::(2), D::(2), NH::(3), ND::(3), CO, NO, O::(2)) sur W(100) par la technique des faisceaux moléculaires et par photoémission." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10063.

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Abstract:

Rappels généraux de la chimisorption des gaz sur les métaux et sur les techniques d'étude. Revue détaillée des modèles théoriques permettant de décrire les phénomènes d'adsorption et de désorption. Étude des cinétiques d'adsorption, désorption ou décomposition des gaz N::(2), H::(2), D::(2), NH::(3), ND::(3), CO, NO, O::(2) sur W(100) par l'intermédiaire des mesures des vitesses d'adsorption, de décomposition ou de désorption en fonction de différents paramètres expérimentaux : température de la surface, température du gaz, degré de recouvrement. Analyse des phénomènes de reconstruction de surface

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Guerrero, Jesús. "Valorisation du méthane par reformage sec en régimes stationnaire et non-stationnaire sur catalyseurs à base de nickel : mise en œuvre d'un réacteur à alimentation périodique." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10162/document.

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Abstract:

La société est préoccupée par l’effet de serre et la nécessité de développer des procédés alternatifs et durables pour fabriquer les produits actuellement dérivés du pétrole. La valorisation du CH4 avec CO2 (reformage sec) présente l’avantage de consommer des gaz qui contribuent fortement à l’effet de serre. La réaction produit de l’H2 et du CO qui, séparément ou ensemble, sont à la base de différents procédés de production d’énergie et de molécules plateformes. Des catalyseurs du type Ni-Ce-O et Ni-Mg-Al-O, performants pour la production de gaz de synthèse à partir de méthane et de dioxyde de carbone, ont été développés. L’influence de différents paramètres a été étudiée, comme la teneur en Ni et la température de réaction (600°C-800°C). Les principales difficultés rencontrées sont la formation de coke conduisant à la désactivation rapide des catalyseurs à cause des températures élevées de fonctionnement et la présence simultanée de CO2 et d'hydrogène qui conduit, par la réaction inverse du gaz à l'eau, à une perte en sélectivité. Afin d’éviter ce type de problématique un nouveau procédé a été développé. Il implique d’alimenter de manière alternée chacun des réactifs et fait intervenir un solide agissant en tant que vecteur d’oxygène. Dans un premier temps le solide réagit avec le méthane pour former le monoxyde de carbone et le dihydrogène. Le solide étant régénéré à chaque cycle, la déactivation par cokage est évitée. L’activité et la sélectivité du solide est assurée par la présence d’un oxyde réductible (CeO2) faisant office de vecteur d’oxygène, et d’un métal (Ni, Co), non-oxydable dans les conditions de réalisation du procédé, qui assure l’activation du méthane
Nowadays the society is concerned about the greenhouse effect, and the necessity to find alternative procedures and more sustainable and durable processes to obtain the products made from petroleum. The valorization of CH4 with CO2 (dry reforming) brings the advantage of consuming gases which contribute strongly to the greenhouse effect. This reaction produces H2 and CO, which jointly or separately, are the raw materials for different processes producing energy and chemicals.Ni-Ce-O and Ni-Mg-Al-O based catalysts were successfully prepared. The influence of different parameters was studied, such as the Ni loading and the reaction temperature (600°C-800°C). The main difficulties are the formation of coke leading to rapid catalyst deactivation due to the high operating temperatures and the simultaneous presence of CO2 (reactant) and hydrogen (product) which leads, by the reverse water gas shift (RWGS), to a loss in selectivity. A process which can avoid this kind of problematics consists in exposing alternately each of the reactants. Initially the solid acts as oxygen carrier reacting with methane to form carbon monoxide (1 mole) and hydrogen (2 moles). As the solid is regenerated at each cycle, the deactivation by carbon deposition is avoided. The activity and selectivity of the solid is provided by the presence of a reducible oxide (CeO2) and a metal (Ni, Co), which cannot be reoxidized under the experimental conditions ensuring the activation of methane. Different physicochemical characterizations were performed on catalysts to find correlations between the catalytic activity and properties of the solids

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Dissertations / Theses on the topic 'Dépôt sec de gaz'

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