Academic literature on the topic 'Matrices oxydées'

Microbial strains for starter culture-initiated sourdough productions are commonly isolated from a fermenting flour–water mixture. Yet, starter culture strains isolated from matrices other than sourdoughs could provide the dough with interesting metabolic properties and hence change the organoleptic properties of the concomitant breads. Furthermore, the selection of sourdough starter cultures does not need to be limited to lactic acid bacteria (LAB), as other food-grade microorganisms are sometimes found in sourdoughs. Therefore, different strains belonging to LAB, acetic acid bacteria (AAB), and coagulase-negative staphylococci (CNS) that originated from different fermented food matrices (fermenting cocoa pulp-bean mass, fermented sausage, and water kefir), were examined as to their prevalence in a wheat sourdough ecosystem during 72-h fermentations. Limosilactobacillus fermentum IMDO 222 (fermented cocoa pulp-bean mass isolate) and Latilactobacillus sakei CTC 494 (fermented sausage isolate) seemed to be promising candidates as sourdough starter culture strains, as were the AAB strains Acetobacter pasteurianus IMDO 386B and Gluconobacter oxydans IMDO A845 (both isolated from fermented cocoa pulp-bean mass), due to their competitiveness in the wheat flour-water mixtures. Wheat breads made with G. oxydans IMDO A845 sourdoughs were significantly darker than reference wheat breads.

The anode of a microbial fuel cell (MFC) was formed on a graphite electrode and immobilized Gluconobacter oxydans VKM-1280 bacterial cells. Immobilization was performed in chitosan, poly(vinyl alcohol) or N-vinylpyrrolidone-modified poly(vinyl alcohol). Ethanol was used as substrate. The anode was modified using multiwalled carbon nanotubes. The aim of the modification was to create a conductive network between cell lipid membranes, containing exposed pyrroloquinoline quinone (PQQ)-dependent alcoholdehydrogenases, and the electrode to facilitate electron transfer in the system. The bioelectrochemical characteristics of modified anodes at various cell/polymer ratios were assessed via current density, power density, polarization curves and impedance spectres. Microbial fuel cells based on chitosan at a matrix/cell volume ratio of 5:1 produced maximal power characteristics of the system (8.3 μW/cm2) at a minimal resistance (1111 Ohm cm2). Modification of the anode by multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) led to a slight decrease of internal resistance (down to 1078 Ohm cm2) and to an increase of generated power density up to 10.6 μW/cm2. We explored the possibility of accumulating electric energy from an MFC on a 6800-μF capacitor via a boost converter. Generated voltage was increased from 0.3 V up to 3.2 V. Accumulated energy was used to power a Clark-type biosensor and a Bluetooth transmitter with three sensors, a miniature electric motor and a light-emitting diode.

The development of biofuel cells (BFCs) currently has high potential since these devices can be used as alternative energy sources. This work studies promising materials for biomaterial immobilization in bioelectrochemical devices based on a comparative analysis of the energy characteristics (generated potential, internal resistance, power) of biofuel cells. Bioanodes are formed by the immobilization of membrane-bound enzyme systems of Gluconobacter oxydans VKM V-1280 bacteria containing pyrroloquinolinquinone-dependent dehydrogenases into hydrogels of polymer-based composites with carbon nanotubes. Natural and synthetic polymers are used as matrices, and multi-walled carbon nanotubes oxidized in hydrogen peroxide vapor (MWCNTox) are used as fillers. The intensity ratio of two characteristic peaks associated with the presence of atoms C in the sp3 and sp2 hybridization for the pristine and oxidized materials is 0.933 and 0.766, respectively. This proves a reduced degree of MWCNTox defectiveness compared to the pristine nanotubes. MWCNTox in the bioanode composites significantly improve the energy characteristics of the BFCs. Chitosan hydrogel in composition with MWCNTox is the most promising material for biocatalyst immobilization for the development of bioelectrochemical systems. The maximum power density was 1.39 × 10−5 W/mm2, which is 2 times higher than the power of BFCs based on other polymer nanocomposites.

Les changements thermiques biologiques sont des événements courants lors d'activités métaboliques cellulaires anormales. En effet, les aberrations thermiques – telles qu'une augmentation de la température locale des tissus – sont directement liées à la détection de zones enflammées, à la présence de tumeurs ou d'autres maladies. En plus de contribuer au diagnostic des maladies, la détermination de la température locale dans les systèmes biologiques peut également aider à leur traitement. Par exemple, dans l'hyperthermie, une élévation de température doit être induite dans les tissus tumoraux à des niveaux cytotoxiques afin de détruire les cellules cancéreuses et de fournir un traitement contre le cancer. Cependant, la montée en température doit être réalisée de manière contrôlée et bien localisée sur les cellules cibles cancéreuses, tout en évitant un échauffement des tissus sains environnants. De plus, pour déterminer de telles maladies, les variations de température doivent être déterminées avec précision. Des études antérieures en nanothermométrie luminescente montrent qu’il n’y a encore de sondes thermiques adéquates pour les environnements biologiques. Il est donc nécessaire de développer des nanothermomètres luminescents avec une morphologie et une taille adéquate, fonctionnant avec des longueurs d'onde d'excitation et d'émission dans le domaine de transparence des tissus. Pour répondre à cette demande, nous avons mené une étude de différents nanocristaux d'oxydes dopés avec des ions lanthanides afin de développer des nanothermomètres luminescents capables de déterminer la température dans des systèmes in vivo à haute résolution thermique. Les performances thermométriques ont été déterminées en calculant la sensibilité thermique relative (S_r) à l'aide de l'approche d'intensité de luminescence ratiométrique. Par ailleurs, notre étude a permis de soulever quelques hypothèses pouvant contribuer efficacement aux performances thermométriques. Nous avons mis en jeu la technique du rapport d’intensité de deux pics de luminescence pour laquelle les valeurs de S_r peuvent être optimisées en co-dopant les nanocristaux avec deux, ou plusieurs, ions Ln3+ et en utilisant des matrices oxydes présentant différentes énergies de phonons. Ainsi, du fait de sa nature générique et de sa souplesse de synthèse, la méthode Pechini a été choisie pour synthétiser plusieurs matrices oxydes, Y2O3, Y2Ge2O7, Y3Al5O12 (YAG), Y3BO6 et YBO3. Les nanocristaux ont tout d’abord été mono-dopés avec Nd3+, puis co-dopés avec Nd3+ -Yb3+ pour améliorer les propriétés de sonde thermiques dans les fenêtres biologiques du proche IR. De plus, nous avons optimisé les concentrations de dopage dans les matrices hôtes pour une plus grande efficacité dans la détection de la luminescence dans les organismes biologiques. Nous avons observé expérimentalement que les valeurs de Sr sont fortement impactées sur l'énergie des phonons de la matrice. Nous avons observé que par co-dopage Nd3+-Yb3+ les performances thermométriques des nanocristaux sont améliorées par rapport aux nanocristaux mono dopés Nd3+. Notre étude de ce différent oxyde a montré que le YAG et Y2O3 sont des matrices les plus prometteuses, pour l'application de la nanothermométrie luminescente in vivo. Enfin, des nanocristaux individuels (non agglomérés comme dans le cas des synthèses Péchini) de YAG de taille 60 nm et de morphologie contrôlée ont été obtenus en solution par la méthode solvothermale pour faire avancer les études dans les futures applications biologiques. Nous avons observé que les nanothermomètres YAG adaptés à cet objectif ont un Sr égal à 0,47 %·K-1 et une résolution thermique de 0,3 K. Des tests expérimentaux in vivo seront bien sûr nécessaires pour valider les résultats de cette étude; cependant, nos résultats obtenus sur les performances des nanocristaux YAG:Nd3+-Yb3+ démontrent dès à présent un fort potentiel pour des applications in vivo de nanothermométrie luminescente ratiométrique
Biological thermal modifications are common events during abnormal cellular metabolic activities. Indeed, thermal aberrations – such as an increase in local tissue temperature – are directly related to the detection of inflamed areas, the presence of tumors, or other diseases. In addition to contributing to the diagnosis of diseases, the determination of local temperature in biological systems can also help with their treatment. For instance, in hyperthermia, the increase in temperature must be induced in tumor tissues up to cytotoxic levels in order to kill cancer cells and therefore, it assists in the cancer treatment. However, the increase in temperature must be carried out in a controlled and well-localized manner to target cancer cells, while avoiding overheating of surrounding healthy tissue. Furthermore, to determine such biological aberrations, temperature variations must be accurately determined. The thermometric performance of the nanothermometers was determined by calculating the relative thermal sensitivity (S_r) using the ratiometric luminescence intensity approach. Furthermore, our study made it possible to raise some hypotheses that can effectively contribute to the thermometric performance of thermal probes. We use the technique of the intensity ratio of two luminescence peaks for which the values of S_r can be optimized by co-doping the nanocrystals with two, or more, Ln3+ ions and by using oxide matrices presenting different phonon energies. Thus, due to its generic nature and synthesis flexibility, the Pechini method was chosen to synthesize several oxide matrices, Y2O3, Y2Ge2O7, Y3Al5O12 (YAG), Y3BO6 and YBO3. The nanocrystals were firstly monodoped with Nd3+ and posteriorly, codoped with Nd3+ -Yb3+ to improve the thermal probe properties within the biological windows of near infrared. In addition, we optimized the doping concentrations in the host matrices for greater efficiency in luminescence detection in biological organisms. We experimentally observed that Sr values are strongly impacted to the phonon energy of the matrix. We analyzed that by Nd3+ -Yb3+ codoping the thermometric performance of nanocrystals is improved compared to nanocrystals mono doped with Nd3+. Our study of different oxides shows that the YAG and Y2O3 matrices are the most promising matrices for the luminescence nanothermometry in vivo application. Lastly, YAG individual nanocrystals (non-agglomerated as in the case of Pechini syntheses) of size 60 nm and controlled morphology were obtained in solution by the solvothermal method to advance in further studies in biological applications. We observed that the YAG nanothermometers suitable for the purpose have a S_r equal to 0.47 %·K-1 and a thermal resolution of 0.3 K. In vivo experimental tests are required to validate the findings of this study; however, our results obtained on the performance of YAG: Nd3+ -Yb3+ nanocrystals has been showing high potential for in vivo applications of ratiometric luminescence nanothermometry

Les composites à matrice céramique oxyde/oxyde peuvent être considérés pour des applications structurales opérant, en continu, sous environnement oxydant à des températures comprises entre 500°C et 900°C, comme c’est le cas dans les zones proches des moteurs d’avions. En particulier, les composites reposant sur une matrice associant de l’alumine et de la silice présentent un fort potentiel. En outre, la mise en œuvre de ces matériaux comprend plusieurs étapes dont deux sont essentielles : l’imprégnation du renfort fibreux par la suspension et le frittage de la matrice. Cette thèse s’intéresse à l’élaboration de composites à matrice céramique oxyde/oxyde utilisant une matrice alumine-silice. Celle-ci est issue d’une suspension aqueuse dans laquelle les deux espèces sont initialement présentes sous formes de particules. Aussi, l’objectif de ces travaux est d’étudier le comportement d’un tel système au cours des différentes étapes clés de la fabrication, c’est-à-dire d’établir les relations procédé/microstructure/propriétés, afin de proposer une composition optimale de la matrice au regard du procédé et des propriétés visées. En particulier, la proportion de silice sera un paramètre crucial. Tout d’abord, étant donné que la réussite de l’étape d’imprégnation repose sur la capacité de la suspension à s’écouler au sein de la structure fibreuse, une caractérisation rhéologique des suspensions d’oxydes a été menée. Le comportement rhéologique a été interprété sur la base des domaines de prédominance des différentes interactions au sein de la suspension. Aussi, l’influence des différentes caractéristiques des suspensions, comme la concentration volumique en particules et la proportion alumine-silice, a été examinée. Ensuite, le comportement de ce système au cours du frittage a été étudié puisque ce traitement thermique doit permettre, entre autres, d’aboutir à une microporosité respectueuse du concept de composites à matrice faible. Les mécanismes de frittage ont été identifiés tandis que l’influence des différents paramètres sur la cinétique a été qualifiée. Aussi, des liens avec les propriétés mécaniques de la matrice ont été établis. Enfin, des composites à renforts Nextel™ 610 et à matrice poreuse alumine-silice ont été mis en œuvre et caractérisés
Oxide/oxide ceramic matrix composites can be used for structural applications operating continuously at temperatures between 500°C and 900°C under oxidizing environments, such as in areas close to aircraft engines. In particular, composites based on a matrix combining alumina and silica are promising. In addition, the processing of these materials comprises several steps. Two of them are essential: the impregnation of the fibrous reinforcement with the suspension and the sintering of the matrix. This PhD thesis focuses on the processing of oxide/oxide ceramic matrix composites using an alumina-silica matrix. It is derived from an aqueous suspension in which the two species are initially present as particles. The aim of this work is to study the behaviour of such a system during the various stages of the manufacturing, i.e. to establish the relationships between processing/microstructure/properties, in order to propose an optimal composition of the matrix regarding the process and the required properties. In particular, the silica proportion will be a crucial parameter. Firstly, since the quality of the impregnation step is based on the ability of the suspension to flow within the fibrous structure, a rheological characterization of the oxide suspensions has been carried out. The rheological behavior has been interpreted on the basis of the domains of predominance of the different interactions within the suspension. Also, the influence of the various suspension characteristics, such as the solid fraction and the alumina-silica ratio, has been examined. Then, the behaviour of this system during the sintering has been studied since this thermal treatment should lead to a microporosity that respects the concept of weak matrix composites. The sintering mechanisms have been identified while the influence of the various parameters on the kinetics has been qualified. Also, relationships with the mechanical properties of the matrix have been established. Finally, composites with Nextel™ 610 reinforcements and a porous alumina-silica matrix have been fabricated and characterized

L'etude de l'oxydation d'oxynitrures appartenant a des types structuraux tres divers (perovskite, fluorine, spinelle, cubique nacl) a permis de definir une nouvelle classe de composes oxyazotes : les phases intermediaires. Cette denomination a ete choisie car ces produits d'oxydation apparaissent avant la transformation totale de l'oxynitrure en oxyde au cours du traitement thermique sous oxygene. Nous avons montre que toutes ces phases etaient caracterisees par une importante retention d'azote au sein d'une maille oxyde hautement lacunaire et isostructurale de l'oxynitrure precurseur. La formulation de ces nouveaux composes est voisine de m#n#+o#n#/#2n#x ou m designe l'ensemble des cations impliques (m = bata, law, lnti, y#2w, al, ti, cr ou nb). La quantite d'azote retenue dans ces phases est comprise entre 3,5 et 11% atomique. Il apparait de la simple lecture de cette composition que l'azote piege doit etre dans un degre d'oxydation proche de zero. Un premier modele de liaison de l'azote dans les phases intermediaires, resulte d'un parallele avec des structures existantes de la litterature. Dans ce contexte, on remarque qu'il existe un etat de liaison de l'azote couramment rencontre, aussi bien en chimie du solide qu'en chimie organique : il implique des paires nn en interaction avec un ou plusieurs elements metalliques. Des etudes spectroscopiques, notamment par xps et raman, sont en accord avec cette hypothese. En effet, une phase intermediaire presente, en spectroscopie de photoelectrons, un pic xps n1s voisin de 403 ev compatible avec l'existence d'entites n#2 dans un environnement symetrique. La signature raman de ces phases est bien un pic proche de 2330 cm#-#1, valeur caracteristique de la bande de vibration de n#2.

Ce travail de thèse prend corps dans un contexte de recherche de composés photochromiques inorganiques performants. Il est axé sur l’étude du changement de degré d’oxydation d’ions chromophores ou luminescents au sein de matrices fluorures et oxydes inorganiques généré sous irradiation UV. Les réactions photo-redox peuvent impliquer des métaux de transition (In+/In3+ ou Mo5+ / Mo6+) ou des terres rares (Ce3+ / Ce4+ ou Pr3+ / Pr4+), ces réactions photo-redox étant responsables des propriétés photochromiques des matériaux étudiés.Premièrement, des caractérisations structurales et optiques poussées ont permis de pleinement comprendre l’origine des propriétés photo-chromo-luminescentes se déroulant dans plusieurs compositions de type elpasolite A2BB’InF6 (dérivant d'une structure de type double pérovskite ABO3). Ces matériaux présentent un photochromisme bistable. Ces matrices dopées cérium sont initialement caractérisées par une large bande d’émission bleue, attribuée à l'ion luminescent Ce3+. Une irradiation UV de longue durée crée, par réaction redox entre l’ion Ce3+ et l’ion In3+, une nouvelle espèce luminescente (In+). Une émission, située dans la gamme jaune à rouge, attribuée à la présence d'espèces In+ est alors observée. Cette photochromoluminescence est réversible (processus redox inverse) après une longue exposition aux irradiation UV de plus courte longueur d’onde. Les caractéristiques des deux bandes d'émission attribuées à l'indium ou au cérium dépendent de la composition de la matrice en raison d'un changement dans le caractère iono-covalent des liaisons chimiques en lien avec le champ cristallin.Une modélisation quantique basée sur des calculs DFT impliquant des systèmes dopés au cérium a été effectuée en vue d’identifier la chimie des défauts ponctuels susceptible d’être prévalente dans ces matrices ainsi que les incidences géométriques globales / locales associées à la substitution cationique mise en oeuvre. Les énergies de substitution ont été systématiquement estimées permettant de proposer certains modèles spécifiques d'incorporation de Cérium comme étant les plus susceptibles de se produire.Afin de définir des composés moins coûteux (sans In), une étude des propriétés photochromiques de la matrice CaSnF6 dopée Pr ou Ce (structure double ReO3) a été réalisée. Un photochromisme moins intense a été observé en raison de la photo-oxydation de l'ion terre rare. Le processus inverse nécessite de maintenir le composé pendant de longues périodes dans l'obscurité.Deuxièmement, une étude du changement de couleur réversible et photo-induit de mélanges intimes de poudres de ZnO et MoO3 a été réalisée. Sous irradiation UV (avec une énergie supérieure à la bande interdite de ZnO), un processus de coloration est observé en raison de l’apparition de transferts de charges d’intervalence (Mo5+→Mo6+) au sein du composé MoO3. Il a clairement été démontré que la création d'ions Mo5+ se produit grâce aux électrons issus de la bande de conduction de l'oxyde de zinc. Ces derniers sont créés avec l'excitation UV et circulent à travers les interfaces des matériaux qui agissent comme une barrière Schottky. Le processus inverse de blanchiment se produit sans aucun stimulus par maintien des composés dans l’obscurité. À partir de voies de synthèse de chimie douce, la morphologie, la composition chimique (dopage Al, modulation du rapport cation/oxygène) des composés ZnO et MoO3, ainsi que la composition du mélange (rapport ZnO/MoO3) ont été optimisées pour améliorer les contrastes photochromiques obtenus
In the quest for ideal and advanced photochromic inorganic compounds, this PhD work is focused on the study of oxidation number switch as a result of photo-redox processes generated by UV-light irradiation in both inorganic fluoride and oxide matrices. The photo-redox reactions involve transition metal (Mo5+/Mo6+) or rare-earth (Ce3+/Ce4+) doping cations used as chromophores or luminescent species inducing the photochromic properties in these materials, respectively.First, deep structural and optical characterizations have allowed the full understanding of the photo-chromo-luminescent properties taking place in several elpasolite compositions (deriving from a double-perovskite structural-type). These materials exhibit a bistable photochromism. Actually, these Ce-doped matrices are characterized by an initial blue broad band emission, ascribed to the Ce3+ luminescent ion. A new luminescent species (In+) is created by redox reaction between Ce3+ and In3+ after long-time UV irradiation. A yellow to red range emission attributed to the occurrence of In+ species is then observed. The photochromism is reversible with a long-time exposure under shorter UV wavelength. The features of both indium or cerium emission bands depend on the composition of the matrix due to a change in the chemical bonds iono-covalent character in link with the crystal field. A quantum chemical modelling based on DFT calculations involving Cerium-doped systems has been performed to identify the prevalent defect chemistry and corresponding global/local geometry incidences of cation substitution. Substitution energies were systematically investigated allowing to propose some specific models of Cerium incorporation as being the most likely to occur. In an attempt to define less costly (In-free) compounds, a study of the photochromic properties of Pr or Ce-doped CaSnF6 matrix (double ReO3 structure) has been achieved. A less intense photochromic phenomenon was observed due to photo-oxidation of the rare-earth ion, the reverse process requiring to maintain the compound during long-times under dark conditions.Secondly, a study of the reversible photo-induced colour change of intimate mixtures of ZnO and MoO3 powders has been performed. Under UV irradiation (with an energy over the ZnO gap) a colouring process is observed due to the intervalence charge transfers (Mo5+→Mo6+) inside the MoO3 compound. It was clearly demonstrated that the creation of reduced Mo5+ ions occurred thanks to the electrons provided by the zinc oxide conduction band which are created in link with the UV excitation, through the material interfaces acting as a Schottky barrier. The bleaching process occurs without any stimulus into dark conditions. From soft chemistry routes, the morphology, the chemical composition (Al-doping, cation/oxygen ratio modulation) of the ZnO and MoO3 compounds, along with the mixture composition (ZnO/MoO3 ratio) were optimized to enhance the photochromic contrast

La famille des lysyl oxydases est constituée de 5 isoformes appelées lysyl oxydase (LOX) et lysyl oxydase-like (LOXL, LOXL2, LOXL3 et LOXL4). Il s'agit de protéines dépendantes du cuivre impliquées dans des processus aussi divers que la réticulation des collagènes fibrillaires et de l'élastine, la régulation au cours du développement, la mobilité et la sénescence cellulaires ainsi que la suppression de l'activité oncogénique de ras. La fonction propre de chacune de ces différentes isoformes reste à déterminer. Au cours de notre étude, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à deux isoformes de la famille des lysyl oxydases, à savoir, la LOX et la LOXL. Le travail présenté ici a consisté à (1) analyser l'expression cellulaire et tissulaire de la LOX et de la LOXL afin de mieux comprendre le mécanisme de maturation de ces deux enzymes, (2) étudier le rôle de l'activité enzymatique lysyl oxydase sur le phénotype des chondrocytes embryonnaires de poulet en culture et (3) caractériser la forme nucléaire de la LOX. La mise au point d'un modèle d'expression eucaryote et le développement d'un ensemble d'anticorps polyclonaux spécifiques de la LOX et de la LOXL nous ont permis de montrer (1) que le site putatif de clivage par la procollagène C-protéinase est bien impliqué dans la maturation de la LOX et que la pro-région de la protéine joue un rôle important dans la sécrétion de l'enzyme dans le milieu extracellulaire, (2) l'existence de protéines cellulaires et tissulaires correspondant à des produits de maturation de la LOXL et (3) qu'il existe, dans le noyau des cellules HeLa, une protéine de 34 kDa apparentée antigèniquement à la LOX.

Etude structurale (Rx et photoélectrons) des catalyseurs oxydes Cu-Cr, Cu-Al, Cu-Th. Présence de phases spinelles : son évolution en cours de réduction des oxydes. Activité pour l'hydrogénation de diènes et synthèse du méthanol

La lysyl oxydase (LOX) et la LOX-like 1 (LOXL), sont deux enzymes de la matrice extracellulaire sécrétées sous la forme de pro-enzymes, capables de réticuler la tropoélastine après coupure de leurs pro-régions. Dans un premier temps, nous avons étudié la maturation de LOXL dans les cultures de cellules musculaires lisses et identifié un site de coupure par la " Procollagen C-Proteinase " entre les acides aminés S303 et D304 de la LOXL humaine. Dans un deuxième temps, les adressages vers les fibres élastiques de LOX et LOXL naturelles, recombinantes ou mutées ont été analysés afin de déterminer l'implication de leurs différentes régions au cours de l'élastogenèse. Nos résultats démontrent qu'une délétion totale de la région mature de LOX n'empêche pas son association avec les fibres élastiques. Des études d'interaction in vitro révèlent que la pro-région de LOX interagit directement avec la tropoélastine. Et malgré une faible homologie de séquence entre l'exon 1 de LOX et celui de LOXL, des résultats similaires ont été obtenus avec LOXL. Enfin, nous avons démontré l'existence d'une interaction directe de LOX et LOXL avec la séquence codée par les exons 18 à 25 de la fibrilline-2, et ce en l'absence d'élastine

Les CMC oxyde/oxyde sont de bons candidats pour des applications thermostructurales. Le comportement mécanique et les mécanismes d’endommagement de deux composites alumine/alumine à renforts tissés bi- et tridimensionnels ont été étudiés et comparés. La microstructure de ces CMC à matrice faible a été caractérisée à partir de porosimétrie et de CND, tel que thermographie IR, scan ultrasonore et tomographie X, ce qui a permis de mettre en évidence la présence de défauts initiaux. Le comportement mécanique en traction, ainsi qu’en compression dansle cas du CMC à renfort bidimensionnel, dans la direction des fibres ainsi que dans la direction ±45°, aété étudié à température ambiante. Afin d’exploiter pleinement ces essais, nous avons eu recours à plusieurs méthodes d’extensométrie et de suivi d’endommagement, telles que la thermographie IR et l’émission acoustique. Les propriétés mécaniques à rupture ainsi que le module de Young du CMC à renfort bidimensionnel développé à l’Onera se sont avérées supérieures à celles disponibles dans la littérature. Les mécanismes d’endommagement des matériaux ont été déterminés à partir d’observations post mortem au MEB et d’essais in situ dans un MEB, ce qui a permis d’évaluer la nocivité des défauts initiaux. Enfin, l’étude du comportement mécanique de ces composites a permisde proposer un modèle d’endommagement tridimensionnel qui permettra de poursuivre le développement de ces matériaux grâce à du calcul de structure. A l’issue de cette thèse, des pistes d’amélioration des procédés d’élaboration et de choix d’instrumentation à utiliser pour les futures études, notamment en ce qui concerne le suivi d’endommagement, ont également été proposées
Oxide/oxide CMCs are good candidates for thermostructural applications. Themechanical behaviour and damage mechanisms of two alumina/alumina composites with two andthree dimensional woven reinforcements were studied and compared. The microstructure of theseweak matrix CMCs was characterized by porosimetry and NDT methods, such as IR thermography,ultrasound scanning and X-ray tomography, which highlighted initial defects. The mechanicalbehaviour was studied through tensile tests, as well as compression tests in the case of the twodimensionalreinforced CMC. These tests were conducted at room temperature, in the fibres directionsand in the ±45° direction. In order to fully exploit these tests, several extensometry and damagemonitoring methods, such as IR thermography and acoustic emission, were used. Young’s moduli andmaximum stresses and strains of the two-dimensional reinforced CMC developed at Onera appearedto be higher than those available in the literature. The damage mechanisms of the materials weredetermined by post mortem SEM observations and in situ testing in a SEM, which made it possible toassess the nocivity of initial defects. Studying the mechanical behaviour of these composites finallyenabled the development of a three-dimensional damage model that will facilitate the furtherdevelopment of such materials, through finite element analysis. Finally, some improvements regardingthe manufacturing processes and the instrumentation for damage monitoring were suggested forfuture studies

Dès sa découverte, le graphène oxydé (GO), le plus accessible des précurseurs du graphène, a été largement utilisé pour des applications en science et technologie. La motivation de ce travail est d'étudier, d'un point de vue fondamental, le couplage entre des bicouches amphiphiles auto-associées (lesquelles peuvent être vues comme une matrice anisotrope formée d'objets bidimensionnels) et un objet lui-même bidimensionnel, en l'occurrence le feuillet de graphène oxydé, quand ils sont dispersés dans un solvant commun. La compétition entre les élasticités intrinsèques des bicouches et des feuillets de GO, ainsi que les interactions directes bicouche-bicouche, bicouche-GO et GO-GO, permet d'envisager un riche polymorphisme en fonction de la composition du système. Après avoir développé une procédure destinée à contrôler, dans une gamme étendue de teneur en GO, le système binaire GO-eau, le domaine confiné des dispersions aqueuses de GO a été exploré et, par la suite, le diagramme de phases ternaire a été construit. Les systèmes obtenus ont été caractérisés par des techniques comme la microscopie optique et la diffusion du rayonnement (diffusion dynamique de la lumière et diffusion des rayons-X aux petits angles). Les propriétés élastiques et thermodynamiques ont été décrites par l'application de modèles initialement conçus pour les phases lamellaires à deux constituants et adaptés dans le cadre de cette étude
Since the discovery of graphene oxide (GO), the most accessible of the precursors of graphene, this material has been widely studied for applications in science and technology. The motivation of this work is to study with a fundamental perspective the coupling between amphiphilic bilayers, which can be seen as an anisotropic matrix formed of two-dimensional objects, and another two-dimensional object, namely the graphene oxide sheet when they are dispersed in a common solvent. The competition between the intrinsic elasticities of the bilayers and GO sheets, as well as between direct bilayer-bilayer, bilayer-GO and GO-GO interactions allows us to envisage a rich polymorphism, depending on the composition of the system. Following the development of a dedicated procedure for controlling in an extended range of GO content the binary GO-water system, the confined domain of aqueous GO dispersions was first investigated, and the ternary phase diagram then constructed. The obtained systems have been characterised, using techniques such as optical microscopy, light and x-ray scattering. Elastic and thermodynamic properties have been described by applying, and adapting to the scope of this study, models for two-component lamellar stacks
Desde sua descoberta, o grafeno oxidado (GO), o mais acessível dos precursores do grafeno,tem sido amplamente utilizado para aplicações na ciéncia e tecnologia. A motivação destetrabalho é de estudar, de um ponto de vista fundamental, o acoplamento entre bicamadas anfifílicas auto-organizadas (que podem ser vistas como uma matriz anisotrópica formada por objetos bidimensionais) e um objeto ele mesmo bidimensional, neste caso a folha de óxido de grafeno, quando estão dispersados em um solvente comum.A competição entre as elasticidades intrínsecas das bicamas e das folhas de GO, assimcomo as interaçãoes diretas bicamada-bicamada, bicamada-GO e GO-GO, permitem esperar um rico polimorfismo em função da composição do sistema. Seguindo o desenvolvimento de um procedimento destinado ao controle, em um intervalo extendido da quantidade de GO, o sistema binário GO-água, o domínio confinado de dispersões aquosas de GO foi explorado e, em seguida, o diagrama de fases ternário contruído.Os sistemas obtidos foram caracterizados por t_ecnicas como microscopia ótica, espalhamento dinâmico de luz e espalhamento de raios-x à baixos ângulos. As propriedadeselásticas e termodinâmicas foram descritas pela aplicação de modelos inicialmente concebidos para fases lamelares à dois constituintes e adaptados ao escopo deste estudo