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Dissertations / Theses on the topic 'Perméabilité à l'eau et au gaz'
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Suzanne, Karine Isabelle Dominique. "Evaluation de la saturation résiduelle en gaz de grès mouillables à l'eau : Influence des caractéristiques de la roche et de la saturation initiale en gaz." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1119.
Full text
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Agboli, Mensan. "Étude expérimentale de l'impact de la propagation et de l'autocolmatage des fissures sur la perméabilité à l'eau et au gaz de l'argilite du Callovo-Oxfordien." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0070.
Full textAbstract:
L'excavation de galeries souterraines engendre en général une zone endommagée par des fractures. Dans le cadre du stockage des déchets radioactifs en couches argileuses profondes, ce réseau de fractures désature la roche hôte et lui fait perdre ses propriétés de confinement (très faible perméabilité, bonne résistance mécanique). Cette thèse se concentre sur l'argilite du Callovo-Oxfordien (COx), une formation géologique choisie en France (Bure, Meuse/Haute-Marne) pour son potentiel en tant que barrière de confinement des déchets radioactifs. En utilisant une approche expérimentale, l'impact de la propagation et de l'auto-colmatage des fissures sur la perméabilité à l'eau et au gaz de l'argilite du COx a été étudié. Des essais d'auto-colmatage ont été réalisés sur des éprouvettes cylindriques artificiellement fracturées sous tomographie aux rayons X, sous différentes orientations (parallèle et perpendiculaire au plan de litage) et températures, avec différentes teneurs en calcite, différentes largeurs d'ouverture de la fracture initiale, et avec l'injection de différents fluides tels que l'eau et le gaz. L'objectif étant de mieux comprendre l'impact de ces différents facteurs sur le processus d'auto-colmatage de l'argilite du COx (évolutions de la perméabilité et de la fermeture de la fracture). Par ailleurs, des essais de fracturation avec mesure de la perméabilité au gaz ont également été réalisés pour les deux orientations afin d'étudier l'impact de l'endommagement par microfissuration sur les propriétés hydrauliques de l'argilite du COx. Il a été observé que la composition minéralogique de l'argilite joue un rôle déterminant dans l'efficacité de l'auto-colmatage. Une teneur élevée en calcite, associée à une faible teneur en argile, a été identifiée comme un facteur limitant, compromettant ainsi la capacité de la roche à se colmater de manière efficace. Pour garantir un colmatage efficace, il est nécessaire que la concentration en calcite reste en deçà de 40%. En général, le processus d'auto-colmatage est rapide au début du test puis se stabilise après un mois. La perméabilité à l'eau des échantillons est partiellement restaurée (~10-18-10-19 m²) par rapport à la perméabilité initiale de l'argilite saine (c'est-à-dire sans fracture) (~10-20-10-21 m²) et la fermeture de la fracture est quasi totale. Par ailleurs, le processus d'auto-colmatage semble être tout aussi efficace pour les orientations parallèles et perpendiculaires. L'impact de la température sur le processus d'auto-colmatage n'a pas été démontré de manière évidente. En ce qui concerne l'injection simultanée de gaz inerte et d'eau, notre étude a mis en évidence un effet retardateur sur la réduction de la perméabilité à l'eau, principalement en raison de la désaturation induite par le gaz. Malgré ce retard, le processus d'auto-colmatage s'est avéré efficace, induisant une réduction significative de la perméabilité. Les essais de fracturation (essais de compression triaxiale) ont montré que la perméabilité au gaz diminue progressivement pour les deux orientations avec l'augmentation de la contrainte déviatorique, illustrant la fermeture des fissures initiales due à la compression axiale des échantillons. Pour des contraintes déviatoriques plus élevées, une augmentation significative de la perméabilité au gaz est observée près du seuil de dilatance, en particulier dans les échantillons orientés parallèlement au plan de litage. Cela suggère un lien étroit entre l'ouverture des microfissures et l'augmentation de la perméabilitéThe excavation of underground galleries generally results in a zone damaged by fractures. In the context of the storage of radioactive waste in deep clay layers, this network of fractures desaturates the host rock and causes it to lose its confinement properties (very low permeability, good mechanical strength). This thesis focuses on the Callovo-Oxfordian claystone (COx), a geological formation chosen in France (Bure, Meuse/Haute-Marne) for its potential as a containment barrier for radioactive waste. Using an experimental approach, the impact of crack propagation and self-sealing on the water and gas permeability of the COx claystone was studied. Self-sealing tests were carried out on cylindrical specimens artificially fractured under X-ray tomography, under different orientations (parallel and perpendicular to the bedding plane) and temperatures, with different calcite contents, different opening widths of the initial fracture, and with the injection of different fluids such as water and gas. The objective being to better understand the impact of these different factors on the self-sealing process of the COx claystone (changes in permeability and fracture closure). Furthermore, fracturing tests with measurement of gas permeability were also carried out for the two orientations in order to study the impact of microcracking damage on the hydraulic properties of the COx claystone. It has been observed that the mineralogical composition of the claystone plays a determining role in the effectiveness of self-sealing. High calcite content, combined with low clay content, has been identified as a limiting factor, thereby compromising the rock's ability to self-seal effectively. To guarantee effective sealing, it is necessary that the calcite content remains below 40%. In general, the self-sealing process is rapid at the start of the test and then stabilizes after a month. The water permeability of the samples is partially restored (~10-18-10-19 m²) compared to the initial permeability of healthy claystone (i.e. without fracture) (~10-20- 10-21 m²) and the closure of the fracture is almost complete. Furthermore, the self-sealing process appears to be equally effective for both parallel and perpendicular orientations. The impact of temperature on the self-sealing process has not been clearly demonstrated. Regarding the simultaneous injection of inert gas and water, our study demonstrated a retarding effect on the reduction of water permeability, mainly due to gas-induced desaturation. Despite this delay, the self-sealing process proved effective, inducing a significant reduction in permeability. The fracturing tests (triaxial compression tests) showed that the gas permeability gradually decreases for both orientations with increasing deviatoric stress, illustrating the closure of the initial cracks due to the axial compression of the samples. For higher deviatoric stresses, a significant increase in gas permeability is observed near the dilatancy threshold, particularly in samples oriented parallel to the bedding plane. This suggests a close link between the opening of microcracks and the increase in permeability
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Sultanem, Caroline. "Films et bulles de protéines solubles : structure, interactions et perméabilité au gaz." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008960.
Full textAbstract:
Les films minces de protéines solubles sont des systèmes pertinents pour modéliser les interactions entre deux bulles et interpréter la stabilité des mousses de protéines. Au cours de ce travail, nous avons montré que les propriétés des couches de protéines adsorbées à l'interface air/solution conditionnaient la stabilité, la structure et la perméabilité à l'air des films résultants. En optimisant les paramètres de la solution (pH, force ionique?), nous avons ainsi contrôlé la formation d'un film noir de protéines et déterminé son organisation moléculaire par réflectivité des rayons X. Par ailleurs, nous avons montré que les bulles de protéines s'entouraient d'une carapace insoluble en décroissant sous l'effet du mûrissement d'Ostwald. La cinétique de ce phénomène, particulièrement lente, a été interprétée en fonction de la structure dynamique et de la rhéologie du réseau de protéines qui forme la paroi des bulles. Puis, nous avons proposé un nouveau dispositif, encore perfectible, qui permet de mesurer les interactions qui prennent part dans les films de protéines. Finalement, nous avons tenté de corréler les propriétés des films et bulles de protéines individuels au comportement d'une mousse macroscopique obtenue dans des conditions analogues. Cet exercice est délicat expérimentalement car les couches de protéines adsorbées gardent la mémoire des évènements mécaniques qu'elles subissent. Dans un registre différent, nous avons déterminé l'architecture d'un autre type de films complexes, constitués de cyclodextrines amphiphiles. La géométrie confinée des films noirs a été exploitée pour étudier l'hydratation de ces objets.
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Mouchot, Nadia. "Etude expérimentale et modélisation des transports diffusionnels de l'eau dans le domaine hygroscopique des bois de hêtre et d'épicéa." Nancy 1, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2002_0284_MOUCHOT.pdf.
Full textAbstract:
Dans le domaine hygroscopique du bois et à basse température, les transferts internes de l'eau en phase gazeuse et adsorbée se font par diffusion. L'objectif de cette recherche est de préciser une méthodologie permettant d'accéder aux coefficients de diffusion caractéristiques de ces deux transferts. Trois dispositifs expérimentaux ont été mis en œuvre:une cellule de Wicke et Kallenbach, un vaporimètre et une double enceinte climatique. L'étude des mêmes échantillons dans les trois dispositifs constitue un travail original dans le domaine du transfert diffusionnel d'un soluté adsorbable dans un milieu solide poreux. Les résultats acquis sont non seulement intéressants pour la modélisation des transferts diffusionnels de l'eau au sein du bois et des matériaux à base de bois, mais la méthodologie proposée doit pouvoir s'appliquer à tout soluté gazeux adsorbable sur un support solide microporeux, que ce soit un adsorbant ou un catalyseurIn the hygroscopic range of wood and at low temperatures, internal transfers of water in gaseous phase and bound water are made by diffusion. The purpose of this research is to specify a methodology which allows the determination of diffusion coefficients, characteristic of the two transfers. Three experimental devices have been used : a Wicke and Kallenbach diffusion cell, a vaporimeter and a double hygrometric cell. The study of the same samples with the three devices makes up an original work in the diffusionnal transfer's field of an adsorbable solute in a porous medium. The knowledge of these results are not only interesting for the modelisation of diffusionnal transfers of water into wood and wood composites, but also the suggested methodology can be applied for every gaseous adsorbable solute on a microporous solid , as an adsorbent or a catalyst
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Thomas, Michel. "Transport de l'eau à travers une membrane perfluorosulfonique Nafion : relations avec la microstructure : développement de membranes composites à haute perméabilité aux gaz." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10174.
Full textAbstract:
Les problemes de separation gazeuse sont actuellement au premier plan des preoccupations industrielles avec en particulier le sechage, la desacification et la deshydrogenation des gaz petroliers. La demarche scientifique fixee pour cette etude consiste a preciser les relations entre les parametres du tranport et la structure microscopique du polymere. La membrane perfluorosulfonique nafion et l'eau ont ete retenues comme systeme de depart. Nous avons developpe quatre types de mesure: i) mesure des coefficients dlu transport (permeabilite, diffusion, solubilite); ii) mesure des coefficients de self-diffusion en phase vapeur par utilisation de molecules marquees; iii) mesure directe des profils de concentration par diffusion de neutrons aux petits angles; iiii) mesure des parametres du transport hydraulique et osmotique. Pour les fractions volumiques en eau inferieures a 18% la diffusion a lieu dans un milieu multiphasqiue avec dispersion des zones ioniques hydratees diffusives dans la matrice organique. Le transport est regi par les processus superficiels et la relaxation du polymere. Pour les fractions volumiques en eau superieures a 18 % la percolation des clusters assure la realisation d'une phase continue diffusive. Dans ce cas, la relaxation du polymere est rapide et n'intervient pas sur la diffusion
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Egret, Hélène. "Synthèse et caractérisation des polymères du diméthylcétène. Application à la perméabilité aux gaz." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES048.
Full textAbstract:
Depuis leur apparition dans le domaine de l'emballage, les polymères connaissent un essor important, justifie par leurs propriétés exceptionnelles : légèreté, imperméabilité, résistance. Les exigences de durée de conservation des aliments, des chemins de transport plus longs, ont contribué au développement de structures barrières pouvant être multicouches. Dans ce travail, deux objectifs ont été visés. Le premier était la synthèse d'une polycétone aliphatique à partir du diméthylcétène. Le second était de mettre en forme ce polymère afin de tester ses propriétés barrières aux gaz. Le diméthylcétène, obtenu par pyrolyse de l'anhydride isobutyrique, est polymérisé en présence d'amorceurs ioniques. Cette réaction peut conduire à des polydiméthylcétènes présentant trois types d'enchaînements acétal, cétone et ester. En fonction des paramètres amorceur, solvant et température, nous avons déterminé les meilleures conditions d'obtention des polycétones. L'utilisation de la RMN13C nous a permis de déterminer les structures des polymères et des mélanges sans ambiguïté. L'étude structurale des polydiméthylcétènes a été réalisée par différentes techniques (DSC, RX, RMN). Dans le cas des polycétones, trois phases cristallines ont été mises en évidence, ainsi qu'un taux de cristallinité pouvant atteindre 0,57. Les structures qui présentent les caractéristiques de plusieurs enchaînements sont soit des mélanges d'homopolymères, soit des structures séquencées. La stabilité thermique des polymères a été étudiée par couplage de l'analyse thermogravimétrique et de la spectroscopie infrarouge. Compte tenu de l'ensemble de ces résultats, des mécanismes de polymérisation ont été proposés pour chacune des structures. Enfin des films de polycétones ont été préparés et caractérisés. Ils sont fortement imperméables à l'oxygène, quel que soit le taux d'humidité relative. Ainsi, elles se révèlent être des concurrentes sérieuses des polymères hautement barrières utilisés actuellement.
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Gaidi, Laouni. "Transfert par infiltration de l'eau et du soluté dans les sols non saturés : utilisation de la méthode TDR (Time Domaine Reflectometry)." Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0006/these.pdf.
Full textAbstract:
Le travail vise une meilleure connaissance du transfert simultané de l'eau et du soluté pour un meilleur dimensionnement des dispositifs d'étanchéité. Pour suivre ce transfert en temps réel et en continu, nous avons utilisé les sondes TDR. Le dispositif expérimental mis au point nous a permis la mesure des profils hydriques et de conductivité électrique au cours de l'infiltration. Cette mesure de la teneur en eau et de la conductivité électrique des sols est nécessaire pour évaluer le taux d'infiltration, le flux d'eau dans le sol, les taux de transfert des polluants, et pour évaluer le potentiel de fuite d'une barrière étanche. Nous avons effectué une série d'essais d'infiltration dans des colonnes sur : un sable argileux, une argile (du Gault), deux couches alluvions séparées d'un géosynthétique bentonitique (GSB) et des colonnes contenant une couche drainante. L'étude de l'infiltration de l'eau et des lixiviats dans le sable argileux sous une charge nulle a montré que le processus de saturation d'un sol compacté se fait par la combinaison d'un phénomène de convection et de diffusion. L'analyse des profils de conductivité électrique a montré que le transport de soluté se fait aussi par dispersion et par convection. On a pu constater que l'infiltration d'un liquide ne dépend pas seulement du type de sol, mais dépend aussi du type de liquide et des éléments chimiques qu'il contient. L'impact des lixiviats sur le sol se traduit par la réduction du temps de transit (le lixiviat traverse plus rapidement les couches de sol) et de la teneur en eau d'équilibre c'est-à-dire la quantité d'eau que le sol peut retenir. Les résultats d'essai d'infiltration dans l'argile du Gault ont montré que les paramètres hydrodynamiques sont influencés par le type de liquide infiltré. Les valeurs de la diffusivité dans la colonne où s'infiltre le lixiviat sont supérieures aux celles mesurées dans la colonne où le liquide infiltré est l'eau pure. De même, les conductivités hydrauliques sont plus élevées dans la colonne où le lixiviat est infiltré. Il faut donc prendre en compte le type du liquide infiltré lors du dimensionnement des barrières étanches. Les paramètres hydrodynamiques sont aussi influencés par la présence d'une couche drainante au-dessous ou au-dessus d'une couche moins perméable. Une couche drainante située au dessous d'une couche peu perméable facilite le mouvement des particules fines de cette couches vers le drain. On a pu observer que la valeur de la perméabilité à saturation dans la colonne d'argile est maintenue constante au cours du temps. Par contre la valeur de perméabilité du géosynthétique bentonitique augmente au cours de l'infiltration du lixiviat de scories. Le géosynthétique bentonitique (GSB) perd progressivement sa propriété de barrière étanche lors d'un contact continu avec le lixiviat. On a remarqué qu'un contact direct entre une bentonite et un lixiviat tel que le lixiviat de scories utilisé, peut inhiber le gonflement de cette bentonite. Il faut donc éviter un flux de lixiviat à travers ce matériau. L'étude de la diffusion pure du soluté a montré que la migration des ions se fait dans les deux direction, du lixiviat vers le sol et du sol vers lixiviat. Il existe des ions qui quittent le sol et remontent vers le lixiviat. La migration étant liée à la capacité d'échange d'ions, la présence de lixiviat sur une barrière étanche peut provoquer l'appauvrissement en ions de cette barrière. Cet appauvrissement peut augmenter ou diminuer la perméabilité de la barrière. La conception de barrière étanche doit tenir compte d'un tel phénomène. Les résultats des essais ont montré que les modèles courant de conductivité hydraulique peuvent être appliqués pour la description de la percolation à travers une barrière étancheThis work aims at a better knowledge of the simultaneous transfer of water and solute for a better dimensioning of the sealing systems. To follow this transfer in real time and in continuous, we used the TDR probes. The experimental device developed allows the measurement of the moisture and electric conductivity profiles during infiltration. This measurement of the soil water content and the soil electric conductivity is necessary to evaluate the leakage potential of a sealing barrier. We carried out a series of infiltration tests in columns on: a clayey sand, a clay (of Gault), two alluvia layers separate by a geosynthetic clay liner (GCL) and columns containing a drainage material. The study of the water and the leachates infiltration in the clayey sand under a null hydraulic head shows that the compacted soil saturation process is done by the combination of a phenomenon of convection and of diffusion. The electric conductivity profiles analysis shows that the solute transport is also done by dispersion and convection. We could note that the infiltration of a liquid does not depend only on the soil type, but also depends on the type of liquid and of the chemical elements which contains. The impact of the leachate on the soil results from the reduction of the transit time and of the equilibrium water content i. E. The quantity of water which the soil can retain
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Galland, Geneviève. "Perméabilité et diffusion des gaz à travers les membranes de polyurethanne : relations propriétés-structure." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0017.
Full textAbstract:
Cette étude vise à fournir les données de base permettant d'établir les relations entre la structure des polyuréthannes {en abrégé PUR) et les propriétés de transport des gaz à travers ces PUR. Dans ce but, nous avons synthétisé des PUR 11 modèles 11 de rigidité croissante. Étant donné leur nature hétérophasée, la caractérisation structurale est axée sur l'analyse calorimétrique différentielle qui permet de déterminer la fraction volumique des phases souple et rigide ainsi que leur composition. La zone d'inversion de phase confère au matériau des propriétés particulières : meilleur taux de séparation de phase, groupements N-H presque totalement liés par liaisons hydrogène à la température ambiante, … Les mesures des coefficients de perméabilité P et de diffusion D sont effectuées sur un appareillage construit au laboratoire, utilisant un capteur absolu de pression. Le coefficient de solubilité S est obtenu à partir de P et D. Les expériences à température variable donnent les énergies d'activation et la chaleur de dissolution. La diffusion est supposée se produire essentiellement dans la phase souple. Le coefficient de diffusion est relié d'une part à la fraction volumique de la phase rigide qui augmente le chemin de diffusion par un facteur de tortuosité, d'autre part à la mobilité de la phase souple qui varie dans le même sens que la masse molaire de la séquence souple. Le logarithme du coefficient de solubilité augmente linéairement avec la température critique des gaz diffusants. Les valeurs obtenues sont utilisées pour effectuer un calcul de la variation des pressions partielles des gaz dans les alvéoles des PUR cellulaires. Après avoir confronté calculs et expériences, nous formulons l'hypothèse que l'absorption du Fréon 11 dans la masse du PUR joue un rôle important dans sa diminution de pression partielle dans les alvéoles.
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Morillon, Raphaël. "Modifications de perméabilité cellulaire à l'eau liées au développement, au stress hydrique, et aux mutations." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES032.
Full textAbstract:
Des mesures de perméabilité osmotique (Pos) ont été réalisées sur des protoplastes et des vacuoles isolés au moyen d'une technique mise au point au laboratoire. Les perméabilités sont obtenues à partir de l'observation en microscopie photonique de la cinétique des changements de volume des protoplastes ou vacuoles, consécutives à un changement rapide d'osmoticum. Nous avons mesuré Pos sur des protoplastes de racines de cultivars de blé, de colza ou de maïs à des stades de développement différents de la racine. Les valeurs mesurées ont permis de montrer que la perméabilité osmotique des protoplastes pouvait augmenter fortement en l'espace de 24 à 48 heures, ce qui suggérait la mise en place d'aquaporines au sein du plasmalemme. De même, des mesures réalisées sur des vacuoles ont montré que le tonoplaste était toujours très perméable. Une étude en présence de mercure a permis de montrer que Pos était diminuée par cet inhibiteur, indiquant la présence d'aquaporines vacuolaires. Nous avons étudié l'influence du stress hydrique sur la perméabilite osmotique de protoplastes de racine de cultivars de blé, de colza et de lin. En situation de stress, les valeurs de Pos sont augmentées pour les variétés sensibles alors qu'elles sont diminuées pour les variétés résistantes. De fortes valeurs de Pos ne semblent pas nécessaires pour permettre la croissance de la plante en situation de stress hydrique. Enfin, nous avons réalisé des mesures sur des protoplastes d'hypocotyle de mutants nains d'arabidopsis thaliana affectés dans la chaîne de biosynthèse du brassinolide. Les mesures de Pos en présence de ce régulateur de croissance ont permis de montrer que la croissance de la plantule pouvait être régulée par les flux d'eau trans-cellulaire de l'hypocotyle. L'ensemble de ces résultats souligne l'importance de la voie trans-cellulaire dans la régulation des flux d'eau dans la plante.
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Bentoumi, Okba. "Transfert par infiltration de l'eau dans les sols fins compactes non saturés : Etude de la diffusivité et de la conductivité hydraulique." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0100.
Full textAbstract:
L'une des conditions que doit remplir une barrière étanche en site de décharge est de pouvoir assurer un coefficient de perméabilité inférieur à 10(exp)-9 m/s. La mesure de cette perméabilité pose actuellement de nombreuses questions auxquelles l'étude du transfert hydrique en milieu non saturé doit pouvoir répondre. Dans ce cadre, nous présentons des résultats expérimentaux relatifs à l'étude du transfert par infiltration de l'eau dans un sol fin compacté non saturé soumis à des conditions initiales et aux limites bien définies. Dans un premier temps, une étude paramétrique a été menée sur le limon de Givors ou des essais d'infiltration ont été réalisés sous des différentes conditions. Des enseignements tirés de cette étude ont permis de définir les différents paramètres qui peuvent influencer le transfert hydrique dans un sol non saturé, et de proposer un protocole d'essai pour la détermination de la perméabilité à saturation in-situ. Dans un deuxième temps, nous avons complété cette étude paramétrique par une série d'essais d'infiltration réalisés sur une colonne de sol de 225 mm de hauteur ou l'analyse des profils hydriques et des succions a été possible grâce au dispositif expérimental mis au point. Un deuxième protocole pour la détermination du coefficient de perméabilité in-situ a été proposé grâce à cette étude. La méthode des profils instantanés a été appliquée aux résultats des essais d'infiltration sur la colonne de 225 mm pour établir la relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau. Les modèles de Mualem et Van Genuchten ont été testésOne of the conditions that has to fulfill by a barrier in a waste disposal site is to insure a coefficient of permeability less than l0(exp)-9m/s. The measurement of this permeability poses a lot of difficulties to which hydric transfer in unsaturated soils should be able to resolve. In this framework, the experimental results related to study of water transfer by infiltration in a compact unsaturated fine soil under a well defined initial and boundary conditions are presented. Firstly, a parametric study has been performed on the Givors silt; infiltration tests have been realized under various conditions. This study allowed the identification of the different parameters that can influence the hydric transfer in a unsaturated soil and to define an experimental procedure for field measurement of coefficient of permeability. Secondly, this parametric study was completed with a series of infiltration tests realized on a sail column,225mm high, for which the analysis of the hydric profile and suction was possible with the use of a new experimental device. A second procedure for permeability coefficient measurement of in-situ was proposed. The instantaneous profile method has been applied on results of infiltration tests on the soil column,225mm high, to establish the relationship between hydraulic conductivity and volumic water content or suction. Mualem and Van Genuchten model were also applied and verified
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Margulies, Monique. "Cristallisation en solution, structure et perméabilité à l'eau de membranes d'un copolymère d'acrylonitrile à applications biomédicales." Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1088.
Full textAbstract:
Les membranes d'un copolymère d'acrylonitrile sont produites à des fins biomédicales (membranes d'hémodialyse). La motivation générale de mon travail de doctorat est de maitriser la perméabilité de ces membranes. On étudie tout d'abord les transformations thermodynamiques que peuvent subir des solutions du polymère. En effet, une membrane est formée à partir d'une solution du polymère dont l'état physique (la présence de domaines ordonnés par exemple) peut influencer la structure de la membrane obtenue et donc sa perméabilité aux fluides. Des mesures RMN et DSC permettent d'établir le diagramme de phase des solutions du polymère en solvant dimethylsulfoxyde, dans un intervalle de température ou à la fois le solvant et le polymère peuvent cristalliser. Des mesures RMN permettent également de suivre la mise en ordre isotherme du polymère, ou de poly acrylonitriles de différentes tacticités, en solution. On observe que l'augmentation de la concentration de la solution ou du pourcentage de triades iso tactiques du polymère accélère le processus de mise en ordre du polymère. Les cinétiques expérimentales de mise en ordre isotherme sont modélisées dans le cadre du modèle de la cristallisation des polymères d'Avrami et de Mandelkern. On montre alors que la croissance des domaines ordonnés de polymère est contrôlée par la diffusion des chaines vers la surface de ces domaines ordonnés. La taille des domaines ordonnés, perpendiculairement aux chaines polymères qui les constituent, est obtenue par diffraction des rayons X. On étudie d'autre part les membranes du polymère élaborées à partir de solutions en solvant dimethylformamide. On obtient deux lois reliant la perméabilité à l'eau (déterminée par mesures de débit d'ultrafiltration), la porosité ouverte et une grandeur caractéristique de la morphologie interne de ces membranes : la taille caractéristique des pores (déduite de mesures RMN) ou la taille des grains d'AN69 constituant les membranes.
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Des, Bourdes-Courtadeur Caroline. "Etude du transport de l'eau dans un sol labouré : modélisation 2D de l'infiltration et de la redistribution dans un sol à structure hétérogène." Paris, Institut national d'agronomie de Paris Grignon, 2002. http://www.theses.fr/2002INAP0014.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier le transport de l'eau dans un sol limoneux présentant une structure hétérogène. Nous avons caractérisé les propriétés hydriques des volumes de sol identifiés par le profil cultural. Dans la même parcelle, l'infiltration et la redistribution d'une pluie marquée au bromure sont suivies. Les résultats montrent des différences de propriétés hydriques entre les zones poreuses et tassées dans la couche labourée. Le traçage de l'eau montre la présence de flux préférentiels le long des passages de roues et une quasi absence de flux dans les zones tassées. Les flux sont importants et très hétérogènes dans les zones poreuses de l'entre-roues. Nous avons modélisé les flux (HYDRUS-2D) en considérant la géométrie des volumes et leurs propriétés hydriques. Le modèle ne reproduise pas les flux de façon quantitative mais il les reproduit de façon qualitative. Les résultats montrent que la structure de l'horizon influe sur les pertes d'eau vers la profondeurThis work is a study of water transport in a loamy soil presenting an heterogeneous structure. We characterized the hydraulic properties of the various soil recognized thought the cultivation profile. In the same plot, the infiltration and redistribution of a bromide rain were measured. Hydraulic properties differed between compacted zones and porous zones, in the ploughed layer between the wheel tracks. The bromide tracing showed preferential flows located at the border of the wheel tracks, and very limited flow within the wheel tracks. Water flows were very heterogeneous in the ploughed layer between the wheel tracks and mostly concentrated within the porous zones. We tried to reproduce the water fluxes using HYDRUS 2D model by accounting for the geometry of the soil volumes and their hydraulic properties. Water fluxes were well reproduced qualitatively. The simulations showed that the structure of the tilled layer has an important effect on
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Hovhannissian, Gaghik. "Signaux électriques, magnétiques et mécaniques associés à la percolation de l'eau en milieux saturés et non saturés." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066216.
Full textAbstract:
Les signaux associés à la circulation de l'eau dans les roches ont connu, il y a une quinzaine d'années, un regain d'intérêt quand on y a vu des précurseurs possibles de séismes. Le présent travail commence par une analyse bibliographique critique des observations de ces précurseurs. Il présente ensuite les signaux expérimentaux observés lors de la percolation d'eau dans des échantillons. Le signal "électrocinétique" ou "d'électrofiltration" est très net, il est proportionnel au gradient de pression et croît avec la résistivité de l'eau; Il est très dépendant de la nature de la roche. On a observé aussi des variations du champs magnétique dans la direction radiale qui ne peuvent s'expliquer par la circulation du courant électrique mais nécessitent que l'on considère des placements de particules magnétiques dans l'échantillon. En milieu non saturé, le potentiel électrocinétique permanent est plus important qu'en milieu saturé, il s'y ajoute des signaux transitoires, apériodiques et périodiques, de moindre amplitude qui correspondent à des remplissages et des vidanges de certains pores. Rien ne s'oppose à ce que la circulation dans les couches non saturés soit à l'origine de certains signaux de fréquences ultrabasses (ULF) observés dans les régions sismiques. Une étude théorique permet de montrer que si une structure géologique (par exemple une faille) est le siège d'un phénomène d'électrofiltration, la répartition du potentiel, du champ électrique et du champ magnétique en surface dépendra de la forme de cette structure et que le positionnement des points de mesure aura un rôle déterminant dans la mise en évidence de ce phénomène
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Macron, Thomas. "Conception de membranes semi-perméables aux gaz par assemblage dynamique d’objets moléculaires et macromoléculaires." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2012. http://www.theses.fr/2012ENCM0007.
Full textAbstract:
La stratégie de Capture et Séquestration du dioxyde de carbone (CO2) (CCS) a pour objectif de récupérer ce gaz en sortie des fumées de combustion des centrales thermoélectriques. La technologie membranaire est une des technologies envisageables. Pour les membranes polymères, de nouvelles voies d'élaboration de matériaux sont entreprises pour la séparation de gaz. Une de ces voies nous a conduits à utiliser le concept de la Chimie Dynamique Constitutionnelle (CDC). Appliqué au domaine des polymères, ce concept conduit aux polymères dynamiques moléculaires covalents (dynamères). Ils sont rendus dynamiques par création de liaisons covalentes réversibles entre unités monomériques moléculaires ou macromoléculaires, ce qui permet de moduler leurs paramètres intrinsèques et leur donnent un caractère adaptif et évolutif. L'objectif de notre étude consiste à élaborer des dynamères susceptibles d'être utilisées comme membrane permsélective par rapport au dioxyde de carbone. Dans un premier temps, le changement climatique ainsi que la technologie de séparation membranaire appliquée aux gaz sont exposés. Par la suite, les mécanismes de transferts de gaz à travers une membrane à base de polymères sont développés. Puis nous avons synthétisé trois séries de dynamères par auto-assemblage de monomères et de macromonomères de géométries et de tailles différentes en créant des liaisons imines. La variation des pourcentages en précurseurs nous permet de moduler la géométrie architecturale du système macromoléculaire. Pour vérifier cela, plusieurs méthodes de caractérisation ont été entreprises. Les analyses spectroscopiques infrarouges et RMN 1H ont permises de mettre en évidence la bonne connexion de nos précurseurs ainsi que le respect des quantités des précurseurs introduites. Les résultats des analyses DSC et de fractions de volumes libres des systèmes macromoléculaires indiquent une évolution dans la géométrie architecturale du système en fonction du pourcentage de précurseurs macromonomériques. Nous avons déterminé le coefficient de perméabilité, de diffusion et de solubilité de gaz pour les membranes dynamères synthétisées par la méthode dit du temps de retard. Au final, pour évaluer les performances de ces membranes dynamères, les résultats de permsélectivité sont reportés sur les diagrammes de Robeson. Ils indiquent que certaines membranes dynamères possèdent des performances en termes de perméabilité et de sélectivité qui sont tout à fait correctes, et ce pour plusieurs couples de gaz et en particulier ceux qui concernent le dioxyde de carboneThe strategy of Capture and sequestration of carbon dioxide (CO2) (CCS) aims to recover the gases leaving the combustion gases of thermoelectric plants. Membrane technology is one of feasible technologies. For polymeric membranes, new ways of developing materials are undertaken for gas separation. One route led us to use the concept of Dynamic Constitutional Chemistry (DCC) molecular. When applied to polymers, this concept leads to covalent polymer molecular dynamics (dynamères). They are made dynamic by creating reversible covalent bonds between molecular or macromolecular monomer units, which allows modulating their intrinsic parameters and gives them an adaptive and evolutionary nature. The aim of our study was to develop dynamers could be used as membrane for carbone dioxide separation. Firstly, climate change and membrane separation technology applied to gases are exposed. Thereafter, the transfer mechanisms of gases through membrane-based polymers are developed. Then we synthesized three series of dynamers by self-assembly of monomers and macromonomers of geometries and sizes by creating links imines. The percentage change in precursors allows us to modulate the architectural geometry of macromolecular system. To verify this, several methods of characterization were undertaken. Infrared spectroscopic analysis and 1H NMR allowed us to highlight the good connection of our precursors and respect quantities of precursors introduced. The results of DSC analysis and free volume fraction of macromolecular systems show a marked change in the geometry of the system architecture based on the percentage of precursor's macromonomerics. We determined the permeability coefficient, diffusion and solubility of gas for dynamères membranes synthesized by the method of said delay. Finally, to evaluate the performance of these membranes dynamers, permselectivity results are shown in the diagrams of Robeson. They indicate that some membranes have dynamères performance in terms of permeability and selectivity are quite correct, and those for several pairs of gases and in particular those concerning carbon dioxide
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Vacassy, Robert. "Synthèse et caractérisations de membranes minérales de nanofiltration : Modélisations du transport de matière et de la perméabilité à l'eau." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20082.
Full textAbstract:
Les recents developpements de la chimie du sol gel peuvent s'appliquer a la preparation de particules d'oxydes mineraux capables de generer une structure microporeuse apres frittage. A cette echelle, les interactions entre le materiau membranaire et les solutes deviennent tres importantes. Zro#2 et mgal#2o#4 ont ete choisis comme materiaux membranaires en raison de leur stabilite thermique. Apres optimisation des conditions de synthese au moyen de caracterisations statiques sur poudres, ces deux oxydes mineraux ont presente une structure entierement microporeuse avec des particules de taille nanometrique. De plus, ils ont developpe de grandes surfaces specifiques qui induisent des densites de charge elevees. Le developpement de la membrane zircone s'est poursuivi par une optimisation du processus d'elaboration et de depot de la couche microporeuse. Des retentions en solutes modeles dans la gamme de la nanofiltration ont ete obtenues avec des permeabilites elevees. La forte densite de charge de la zircone stabilisee assure la retention de 90% d'ions sulfates a ph basique. Le caractere amphotere du materiau membranaire a ete mis en evidence. Les caracterisations des interactions membrane-solute ont montre l'influence de l'adsorption specifique des ions sur la retention en electrolytes. Aux fortes pressions, une chute de la retention en electrolytes a ete observee et des modeles ont ete proposes pour tenter d'expliquer ce phenomene. Le modele de diagenese, utilise en geophysique des sols a permis de mettre en relation les flux developpes avec la structure granulaire du materiau. En particulier, il a ete demontre que la couche mesoporeuse intermediaire du support contribuait enormement a la resistance hydraulique totale de la membrane
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Dreux, Frédéric. "Modification des propriétés barrière à l'eau et au toluène d'un polyamide 12 par traitement plasma froid." Rouen, 2001. http://www.theses.fr/2001ROUES022.
Full textAbstract:
Ce travail fait suite à une étude préliminaire de l'accroissement de l'effet barrière à l'eau résultant d'un traitement de surface par plasma froid CF4 sur des films de résines polyesters insaturés. Nous utilisons ici le même type de traitement sur un polyamide 12 (PA 12) pour modifier la perméance à l'eau et au toluène de ce matériau particulièrement utilisé au contact des hydrocarbures. La surface obtenue après la modification est caractérisée au moyen de différentes techniques (mesures d'énergie de surface, Spectroscopie de photoélectrons X et microscopie à force atomique) et ce, en prenant comme angle d'étude l'évolution des différents paramètres mesurés en fonction du temps d'exposition au plasma. L'influence du traitement sur le comportement perméamétrique du matériau est ensuite étudiée au moyen de deux techniques complémentaires : la sorption et la perméation, suivant le même angle d'étude. Une réduction en deux temps de la perméance aux deux liquides est observée, avec une diminution rapide pour les faibles temps de traitement puis une stabilisation après 8 minutes. Cette évolution est confirmée par celle de l'ensemble des paramètres de surface observés et se retrouve au niveau de la diffusion. Ce phénomène est attribué à une première étape de fluoration suivie de l'établissement d'un équilibre avec la dégradation engendrées par le plasma. La couche modifiée introduit un retard à la diffusion plus marqué dans le cas du toluène mais les mesures de sorption ont mis en évidence une réduction de solubilité, révélant une action du traitement plus en profondeur du PA12 telle qu'une modification de la cristallinité. Une étude complémentaire de l'effet d'un plasma CO2 sur le même matériau et vis-à-vis des mêmes perméants a conduit cette fois-ci à une augmentation de la perméance et de la diffusion de l'eau dans le matériau. La modification de surface permet donc d'en adapter l'affinité pour le perméant et ainsi d'augmenter ou d'ajuster les propriétés barrière à l'usage.
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Barthélémy, Eric. "Interactions entre l'eau et le poly(chlorure de vinyle) chloré." Aix-Marseille 1, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX11015.
Full textAbstract:
Ce travail s'est focalisé sur les interactions entre l'eau et les canalisations en poly(chlorure de vinyle) chloré employées pour la distribution d'eau chaude et froide sanitaire (ECFS). Les interactions considérées sont l'absorption d'eau par le PVCC et la migration d'espèces solubles. Elles sont étudiées pour les principales caractéristiques de fonctionnement des réseaux d'ECFS (température, renouvellement de l'eau, mode de contact, etc. ). Le PVCC s'avère être réactif avec l'eau alors que les relations structures-propriétés et l'utilisation courante ne laissent pas présager un tel phénomène. En effet, immergé dans une eau chaude, le PVCC est le siège d'un vieillissement chimique se traduisant par un endommagement osmotique faisant intervenir la production de chlorures dont l'origine est le polymère. Il en résulte, par exemple à 80 degrés C, une absorption d'eau de l'ordre de 4 % après 7000 heures d'essais. La cinétique d'absorption est probablement à relier à la formation d'espèces chlorées participant à la propagation des fissures. Les principaux facteurs accélérant ce processus sont le contact par immersion et la température. L'étude cinétique de la migration montre que certaines espèces cibles : organoétains, composés organiques volatils (chloroforme, éthyl-hexanol, etc. ) et ions calcium et chlorure migrent du PVCC vers l'eau au moins jusqu'à 1000 heures. Parmi les conditions d'expositions étudiées, la température et le renouvellement de l'eau sont les facteurs aggravant de la migration. L'endommagement favorise la migration par deux voies. D'une part, le chlorure d'hydrogène réagit avec le stabilisant organostannique et le carbonate de calcium formant des espèces plus mobiles et plus solubles dans l'eau. D'autre part, la diffusivité est augmentée principalement dans la zone proche de la surface. Par conséquent, les conditions d'exposition favorables à l'endommagement sont, en première approche, également propices à la migration. Les COV, peu influencés par le vieillissement, migrent selon une cinétique pseudo-Fickienne.
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Marcano, Aracelys. "Amélioration des performances barrière au dioxygène et à l'eau d'une enveloppe biocompatible polycarbonate uréthane par une approche multicouche." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR128.
Full text
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Mujica, Paz Hugo. "Emballage sous atmosphère modifiée : étude des transferts de gaz au travers d'un film hydrophile et application à la conservation de la mangue." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT003G.
Full textAbstract:
L'influence simultanee de la temperature et de l'humidite relative sur la permeabilite aux gaz d'un film a base de gluten de ble a ete etudiee. La permeabilite a l'oxygene, au dioxyde de carbone, a l'ethylene et la selectivite augmentent exponentiellement avec l'hr, qui s'est avere le facteur plus influent. A 0% d'hr le film de gluten presente d'excellentes proprietes barriere aux gaz et notamment a l'o 2 et au c 2h 4. Par contre a 100% d'hr et 24\c il est respectivement 26 et 3098 fois plus permeables a l'o 2 et au co 2. L'effet de l'hr a ete relie a l'augmentation de la teneur en eau du film. La temperature presente un effet propre sur la permeabilite, remarquable a forte hr. Il a ete demontre que l'evolution des permeabilites aux gaz avec la temperature a une hr donnee ne suit pas un comportement classique. Le graphique d'arrhenius presente en effet, a une temperature dependant de l'hr, un brusque changement de pente qui a pu etre rapproche du phenomene de transition vitreuse du film. Contrairement aux films synthetiques, les films de gluten presentent une large gamme de selectivite (2-28) qui pourra etre exploitee dans le domaine de la conservation de fruits et legumes. La forte permeabilite au co 2 du film en atmosphere humide (24700 amol/m s pa a 93% d'hr et 23\c) est due a une exceptionnelle augmentation de la solubilite de ce gaz (18. 9 10 3 mol/m 3 pa a 93% d'hr et 23\c), sans rapport rationnel avec la teneur en eau du film (solubilite du co 2 dans l'eau 33 10 5 mol/m 3 pa). L'hydratation du film entrainerait une modification de la repartition du volume libre qui rendrait accessible aux gaz de tres nombreux sites d'interaction presents dans le reseau proteique et specifiques au co 2. Des films de gluten de ble ont ete testes pour le conditionnement de mangues (var. Kent) sous atmosphere modifiee a 10 et 20\c, a 85% d'hr. Les atmospheres d'equilibre obtenues ont une teneur trop elevee en co 2 (52 a 65%) et les teneurs en o 2 a l'equilibre sont reduites (entre 1 et 2%). L'evolution des teneurs en o 2 et co 2 au cours du temps a ete modelise.
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Bergin, Gaëtan. "Prévision de la solubilité des hydrocarbures dans l'eau en fonction de la température et de la pression." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21335.
Full textAbstract:
Les hydrocarbures, constituants importants du pétrole, se retrouvent souvent en étroite coexistence avec l'eau. La connaissance des équilibres entre phases des systèmes hydrocarbure-eau, dans une large gamme de températures et de pressions, est essentielle pour l'exploitation effective des ressources pétrolières et gazières. Cette information s'inscrit dans l'optique de la maîtrise des processus de récupération assistée du pétrole, du stockage et du transport du pétrole et du gaz naturel, ainsi que des problèmes inhérents à la protection de l'environnement. Trois axes de recherche ont été principalement explorés, cela après concertation avec les partenaires industriels instigateurs de ce projet. Parmi les différentes familles chimiques composant les hydrocarbures, trois ont été privilégiées pour leur importance en relation avec l'eau. Celles-ci se composent des n-alacanes ayant une longue chaîne hydrocarbonée, des composés polyaromatiques et des hydrocarbures aromatiques. Un dispositif dynamique a été développé pour permettre l'acquisition de nouvelles données expérimentales de solubilité pour les n-paraffines lourdes (jusque C20), et cela sur une gamme de températures allant de l'ambiante jusqu'à une température de 473 K. Cette nouvelle information a permis d'illustrer un comportement spécifique des molécules possédant plus de douze atomes de carbone par rapport à leurs homologues de taille plus modérée. Cette caractéristique s'estompe néanmoins avec la température jusqu'à disparaître à 473 K. L'étude conernant les polyaromatiques s'est essentiellement focalisée autour de la proposition d'une méthode permettant de prévoir leur solubilité dans l'eau à différentes températures en fonction de la structure des molécules étudiées. Un réel effort de compilation des données disponibles dans la littérature fut nécessaire en association avec le test de modèles simples s'exprimant par le biais du coefficient d'activité à dilution infinie. Ce travail a permis de proposer une expression fondée sur la masse molaire des composés et permet une bonne évaluation de la solubilité d'un bon nombre de polyaromatiques dans l'eau. Le dernier point a permis de présenter un modèle thermodynamique permettant la prévision de la constante de Henry de quatre familles d'hydrocarbures : les alcanes, les cycloalcanes, les alcènes et les alkylbenzènes dans l'eau en fonction de la température et de la pression. Ce modèle se base sur un schéma de contributions de groupes permettant d'exprimer l'enthalpie libre d'hydratation qui est directement liée avec la constante de Henry. Ce modèle performant autorise une représentation avec une précision de 25% de nombreux hydrocarbures, pour des températures comprises entre 273 et 573 K et des pressions pouvant atteindre 100 MPa, ainsi que la génération de données pour des hydrocarbures n'en disposant pas
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Courgneau, Cécile. "Compréhension des mécanismes de transferts de gaz et de composés organiques dans le Polylactide (PLA)." Phd thesis, AgroParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00722348.
Full textAbstract:
La compréhension de la relation structure-propriété est un élément indispensable pour la conception et l'amélioration des matériaux, notamment ceux utilisés dans le domaine de l'emballage alimentaire. Afin de contribuer à la compréhension des phénomènes de transport dans le polylactide (PLA), les travaux de ce mémoire se sont portés sur la modulation de la microstructure du PLA en lien avec ses propriétés barrière aux gaz (oxygène, hélium) et aux composés organiques (esters éthyliques, sondes fluorescentes). La microstructure a été modulée i) par l'ajout de plastifiant (ATBC, PEG), ii) par la cristallisation selon trois procédés, le traitement thermique, la cristallisation induite par des composés organiques et le biétirage. Ces approches ont permis, respectivement, de faire varier le pourcentage de phase amorphe par rapport à la phase cristalline, la fraction de volume libre au sein de la phase amorphe, et la structure cristalline. L'augmentation de la cristallinité par recuit à partir du vitreux n'a pas conduit à une diminution systématique et importante des coefficients de transport des molécules de gaz (oxygène, hélium). Deux hypothèses principales ont ainsi été formulées pour expliquer ce comportement : la dédensification de la phase amorphe et la présence d'une phase amorphe mobile et d'une phase rigide. L'influence du biétirage sur les propriétés barrière aux gaz a été très limitée même au plus fort ratio d'étirage (4×4). Néanmoins cette technique a l'avantage de pouvoir réaliser des morphologies différentes.L'étude des coefficients de transport par plusieurs méthodes (sorption, perméation, diffusion par contact solide/solide) a mis en évidence la loi d'échelle ( ) dans le cas des molécules fluorescentes et a permis une première estimation du coefficient alpha. Une approche par Résonance Paramagnétique Electronique a permis de mettre en évidence des séparations de phase des systèmes plastifiés par ATBC et PEG. Cette méthode pourrait constituer un des moyens de sonder les hétérogénéités locales et les changements microstructuraux liés à l'interaction de molécules perméantes et de la matrice polymère, lors du transport.
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Sergiani, Bruno. "Étude expérimentale des écoulements diphasiques en fractures verticales : ségrégation de phases et perméabilités relatives." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT018H.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire porte sur l'étude expérimentale et théorique des lois de frottement analysées en terme de perméabilités relatives pour des écoulements diphasiques eau-air horizontaux en fissure verticale où les fluides, répartis de manière finement dispersée en entrée sont susceptibles ensuite de se séparer par ségrégation gravitaire. La partie expérimentale présente le dispositif mis en œuvre à l'issue de l'étude de faisabilité d'une technique de mesures acoustiques du taux de vide local en fracture, et comprend la description des moyens et méthodes de mesure, puis les tests de qualification réalisés sur deux modèles de fissures rectangulaires lisses planes d'ouverture de 400 microns obtenues par assemblage de plaques de matériaux différents, l'une en verre et l'autre en brique. Les expérimentations sont menées pour les deux modèles, fixés d'abord horizontalement, puis montés verticalement. En fissure horizontale, les écoulements restent finement dispersés et le caractère polynomial de la loi d'évolution de la perméabilité relative gaz a été vérifié jusqu'à des petites saturations liquides. En fissure verticale, l'effet de la gravité est important et se traduit par l'existence d'une zone de ségrégation de longueurs variables avec les débits, caractérisée par des écoulements finement mélangés bidirectionnels, à l'issue de laquelle, les phases sont structurées de manière stratifiée ou selon une configuration de type poche. Dans le premier cas, les perméabilités relatives évoluent sous l'effet de la ségrégation gravitaire vers les lois linéaires. La partie théorique modélise la transition de ces paramètres connaissant les lois d'écoulements dispersés et la forme des interfaces de séparation, puis se propose la détermination de la longueur de ségrégation par la détermination d'un des deux profils de séparation obtenu par l'étude de la dynamique d'un amas dispersé colinéaire à ce profil.
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Amiali, Malek. "Caractérisation des films de chitosane par la perméabilité à la vapeur d'eau et aux gaz (CO¦2O¦2)." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp03/MQ48993.pdf.
Full text
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Barral, Camille. "Etude des transferts d'eau et de gaz dans les géomatériaux argileux utilisés dans les couvertures des Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND)." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0110/these.pdf.
Full textAbstract:
La barrière d'étanchéité en couverture du massif de déchets, dans une Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND), joue un rôle fondamental sur les risques de pollution de l'environnement à moyen et long terme. Elle doit remplir de multiples fonctions: drainage du biogaz et de l'eau de pluie, étanchéité, confinement des déchets durant toute la durée de vie du site et ceci malgré les sollicitations auxquelles elle est soumise : mécaniques, climatiques, chimiques et hydrauliques. La présente thèse étudie les transferts d'eau et de gaz dans les couvertures des ISDND, avec un suivi sur site et des essais en laboratoire. Concernant les flux hydriques le travail s'est déroulé à trois échelles différentes. Sur site ou des expérimentations à grande échelle ont été installées afin de suivre l'infiltration de l'eau de pluie dans différentes barrières munies de GéoSynthétiques Bentonitiques (GSB). En laboratoire où des essais ont été menés sur les géomatériaux pour évaluer la compatibilité entre le GSB et les sols de couverture. A une échelle intermédiaire où les couvertures étudiées sur le site ont été reconstituées dans des pilotes pour palier le manque de données difficiles à atteindre lors d'expérimentations à grandes échelles. Concernant les flux de gaz et en l'absence d'essais existants adaptés à l'étude des barrières, le travail a consisté à mettre au point une méthode d'essai afin de déterminer la perméabilité au gaz des géomatériaux en régime variable basée sur le suivi de la chute de pression. L'applicabilité de cette méthode a été vérifiée expérimentalement pour différents dispositifs expérimentaux permettant un couplage avec la déformation des matériauxIn a municipal solid waste landfill, the cover must ensure the containment of waste, control water infiltrations, limit biogas leakage to the atmosphere and maintain its characteristics during all the lifespan of the site despite all the stresses to which it is subjected: mechanical, climatic, chemical and hydraulic. The subject of the Ph. D. Thesis is the study of the water and gas transfer through the clayey geomaterials used in landfill cap cover. The water transfer is studied at three scales. On site the hydraulic behaviour of several covers involving Geosynthetic Clay Liners (GCLs) is followed with the quantification of the volume of water reaching the solid mass of waste using lysimeters. In laboratory, tests with the oedopermeameter allowed to characterize the initial state of the GCLs and to evaluate possible decrease in performances due to ageing or alteration. Finally, the cap cover of the landfill cell has been reconstructed in six pilot cells. This experimental device allows to compensate the lack of some data which are difficult to achieve during large-scale experimentations. Concerning the gas transfer, a new laboratory method to measure the gas permeability of porous materials with an imposed deformation has been developed using the method of the falling pressure test. This method is applied to laboratory tests to compare different cover liners (Compacted Clay Liners and GCLs)
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Habba, Yamina Ghozlane. "Étude des nanostructures de ZnO pour leur application dans l'environnement : détection de gaz et dépollution de l'eau." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1094/document.
Full textAbstract:
L’oxyde de zinc (ZnO) est un semi-conducteur II-VI remarquable et très prometteur dans le développement des nouveaux matériaux pour l’énergie renouvelable et pour l’environnement. ZnO est l’un des rares matériaux multifonctionnels. Grâce à ses nombreuses propriétés physiques, chimiques et optoélectroniques très intéressantes, lui confèrent d’être un matériau utilisé dans différents domaines d’applications telles que les cellules solaires, les diodes électroluminescentes, les capteurs de gaz, la dépollution de l’eau et de l’air par effet photocatalytique, etc.Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés tout d’abords à optimiser l’élaboration de nanofils de ZnO (ZnO NWs) par méthode hydrothermale. Un procédé à deux étapes a été optimisé qui nous a permis d’obtenir des nanofils de ZnO ayant des excellentes propriétés morphologiques et structurales, avec une très bonne reproductibilité. Une nouvelle méthode d’élaboration, dite Electrospinning, a été mise au point. Ce procédé nous permet d’obtenir des micro- et nanofibres contenant des nanocristallites de ZnO. La combinaison des deux méthodes de synthèse nous a permis d’obtenir des nanostructures hiérarchiques de ZnO (NWs/NFs) possédant une surface effective beaucoup plus importante que la nanostructure classique (ZnO NWs).Deux applications ont été développées dans cette thèse. Dans un premier temps, des tests de détection de trois gaz réducteurs ont été réalisés sur les deux types de nanostructures de ZnO. Par la suite, une étude de purification de l’eau par effet photocatalytique a été réalisée sur un réseau de nanofils de ZnO sous irradiation UV pour les trois colorants (MB, MO et AR14). Afin d'améliorer la performance de la photocatalyse, deux nouvelles méthodes ont été développées. La première consiste à mettre en place un système microfluidique en utilisant des microréacteurs contenant des nanofils de ZnO comme photocatalyseur permettant ainsi à raccourcir considérablement le temps de dépollution. La seconde méthode est basée sur un procédé de dopage de ZnO permettant ainsi d’améliorer l'efficacité de la photocatalyseZinc oxide (ZnO) is a remarkable and very promising wide-gap II-VI semiconductor in the development of new materials for renewable energy and for the environment. Thanks to its many interesting physical, chemical and optoelectronic properties, this multifunctional material is used in many application fields such as solar cells, light emitting diodes, gas sensors, and water & air purification by photocatalytic effect, etc.In this thesis, we were interested in optimizing the synthesis of ZnO nanowires (ZnO NWs) by hydrothermal method. A two-step process has been optimized allowing us to obtain ZnO NWs having excellent morphological and structural properties, with very good reproducibility. A new synthesis method “Electrospinning” has been developed and the micro- & nanofibers containing ZnO nanocristallites can be obtained by this process. The combination of the two synthesis methods results a hierarchical nanostructure of ZnO (NWs/NFs) with an effective surface much larger than the classical one (ZnO NWs).Two applications have been developed in this thesis. Firstly, three reducing gases sensing tests have been carried out on the two types of ZnO nanostructures. Then, a photocatalytic water purification study has been carried out on a ZnO nanowire array under UV irradiation for the three dyes (MB, MO and AR14). In order to improve the photocatalysis performance, two new methods have been developed. The first is to set up a microfluidic system using microreactors containing ZnO NWs as a photocatalyst, thus the depollution time has been considerably shortened. The second method is based on the ZnO doping in order to improve the photocatalysis efficiency
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Djerbi, Assia. "Influence de l 'endommagement mécanique sur la perméabilité au gaz et sur la diffusion des ions chlorure des bétons." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2018.
Full textAbstract:
La durabilité des ouvrages en béton armé en environnement marin est liée à la pénétration des ions chlorure dans le réseau poreux et dans les fissures du béton d’enrobage. Cette thèse a pour but d’étudier l’influence de la fissuration d’origine mécanique sur les paramètres de transfert, perméabilité au gaz et coefficient de diffusion des ions chlorure, qui ont été définis comme critères de durabilité. Trois types de béton sont étudiés : un béton ordinaire et deux bétons hautes performances dont un contient des fumées de silice. La fissuration du béton peut être obtenue par deux catégories d’endommagement: un endommagement quasi-uniforme et modéré généré par l’application d’une compression uniaxiale pour des chargements variant entre 60% et 90% de la force ultime : il se traduit par l’apparition de microfissures. Un endommagement localisé obtenu par essai de traction par fendage : les largeurs de fissuration traversante étudiées varient entre 16 et 240 µm. La perméabilité au gaz est mesurée sur des échantillons sains et endommagés à l’aide d’un perméamètre à charge constante de type Cembureau. Puis ces échantillons sont saturés pour évaluer le coefficient de diffusion déterminé par essai de migration accélérée en régime stationnaire. Les résultats montrent que la microfissuration affecte plus particulièrement la perméabilité et le coefficient de diffusion du béton qui présente une porosité plus élevée c'est-à-dire le béton ordinaire. Une relation, indépendante de la nature du matériau, a été établie entre la variable d’endommagement d et les deux propriétés de transfert. Lorsque la fissuration est traversante, l’évolution de ces propriétés est plus importante pour le béton qui présente une microstructure très dense à l’état sain c'est-à-dire le béton à haute performance contenant des fumées de silice. En considérant que le flux traversant l’échantillon est égal à la somme du flux passant dans la porosité du matériau et du flux passant par la fissure, on peut calculer le coefficient de diffusion dans la fissure Defis. Celui-ci est indépendant de la composition du béton. Il augmente linéairement avec la largeur de fissuration et devient constant pour des largeurs supérieures à 80 µm, la valeur obtenue alors est celle de la diffusion libre dans l’eau. Cette largeur critique a été vérifiée avec des essais de diffusion pure afin de s’affranchir de l’influence du champ électriqueThe existence of cracks in the reinforced concrete structures exposed to sea environment, can greatly modify the transport properties of concrete. These cracks provide easy acess to aggressive salts as chloride ions which can induce the steel corrosion. The goal of this research is to study the effect of a mechanical damage on the transport properties of concrete (gaz permeability and chloride diffusion). The experimental study is carried out on three types of concrete: ordinary concrete, high performance concrete, and high performance with silica fumes. Two kinds of damage are considered and generated in samples : a continuous damage is obtained by uniaxial compression : the load application is varying from 60% to 90% of the ultimate strength. It is characterised by a diffuse microcracking and by a loss of stiffness. A discrete or localised damage is obtained using a splitting tensil test, the traversing crack width is ranging from 16 to 240 µm. Gas permeability was measured before and after loading and evaluated using a constant head, Cembureau type, permeameter. The chloride diffusion coefficient was measured by a migration test under steady state condition. The results indicate that the microcracking affect the mass transport properties of the ordinary concrete which presents the higher porosity. A relationship, which is independant of the types of concrete, is obtained between the damage coefficient and theses transport properties. If the crack is traversing the variation of these transport properties is significant for the high performance concrete with silica fumes which has the lower porosity. Considering that the chloride diffusion flux of the cracked concrete is the sum of the flux in uncracked specimen and the flux in the crack, the diffusion coefficient through the crack Dcr can be evaluated. Dcr is independent of the material effect. A linear variation is obtained between this coefficient and the crack width. When the crack width is approximately 80 µm or more Dcr becomes constant and the value obtained is the diffusion coefficient species in free solution. This critical crack width is checked on concretes with pure diffusion test
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Marchand, Baptiste. "Performance et durabilité de traitements de puits de stockage de gaz à base de coulis de géopolymères." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2019. http://www.theses.fr/2019ECLI0021.
Full textAbstract:
L’utilisation des géopolymères sous forme de coulis est investiguée dans le contexte des venues de solides dans les puits de stockage de gaz naturel. Il s’agit à la fois de consolider le massif de stockage, sans impacter significativement ses capacités de production de gaz. Les venues de solides sont, actuellement, prévenues par des solutions chimiques qui ont une efficacité limitée dans le temps et en présence d’eau.Nous avons mis au point un sable compacté (analogue au grès des réservoirs), et adapté une formulation de géopolymère (métakaolin activé au silicate de soude) de référence (1 Al2O3, 3,6 SiO2, 1 Na2O, 11 H2O). Nous avons dilué cette formulation pour obtenir une viscosité du même ordre que celle de l’eau. La granulométrie de la poudre commerciale a été affinée par broyage en phase humide, afin de garantit une bonne injectabilité au travers du sable compacté.À une échelle centimétrique tout d’abord, l’impact des coulis sur la consolidation et sur la perméabilité au gaz du sable sont quantifié par un essai de fluidisation. La résistance à l’eau des coulis de géopolymères a aussi été prouvée.À une échelle pluri-centimétrique, l’adéquation des coulis est quantifiée via un dispositif expérimental d’essai triaxial à rupture et par une mesure de perméabilité au gaz avant et après consolidation par le coulis.Les résultats obtenus sont concluants. L’impact des coulis de géopolymère sur la perméabilité au gaz du sable compacté est inférieur à 10%, comme requis par le cahier des charges industriel. La consolidation par coulis de géopolymère s’est révélée supérieure, de façon significative, à celle d’une solution chimique déjà utilisée in situ (polymère Polyacrylamide)The use of geopolymer cements is investigated as grouts in the industrial context of sand production from natural gas storage wells. The aim is to reinforce the sandstone storage pocket, without impairing its gas transport ability. Sand production is currently hindered by chemical methods only efficient over a limited timeframe and in the absence of underground water seepage or brine.A compacted sand medium has been developed, which is analogous to in situ sandstones. A reference geopolymer cement has been adapted from a stoichiometry of (1 Al2O3, 3.6 SiO2, 1 Na2O, 11 H2O), made with sodium silicate alkali-activated metakaolin. The grout has been diluted to reach a viscosity on the order of that of water. The metakaolin powder granulometry has been refined by wet grinding, in order to guarantee adequate injectability of the geopolymer solid-liquid suspension.At a centimeter scale, the impact of geopolymer grouts has been quantified on both its consolidation ability and its gas permeability, using a fluidization experiment. The water resistance of geopolymer grouts has been proven at this scale.At a multi-centimeter scale, the adequacy of our geopolymer grouts is quantified using an experimental set-up developed from the typical triaxial failure test in soil mechanics. It follows a gas permeability test of compacted sand, before and after consolidation by the geopolymer grout. Our results have proven conclusive. In particular, the impact of geopolymer grouts is smaller than 10% on gas permeability, as required by the industrial specifications. Consolidation by geopolymer grouts is also significantly better than an existing chemical grout solution (based on Polyacrylamide)
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Fu, Xiaojian. "Coupure Hydraulique et Potentiel de Production en Gaz de Réservoirs de Grès « Tight » : Etude Expérimentale." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2013. http://www.theses.fr/2013ECLI0021/document.
Full textAbstract:
Les réservoirs dits « tight gas » sont constitués de grès de faible perméabilité ayant des propriétés petro-physiques susceptibles de nuire à la productivité du gisement. Une importante zone de transition est observée in situ dans laquelle ni l’eau ni le gaz ne sont suffisamment mobiles pour permettre une extraction industrielle : c’est ce que l’on appellera le « permeability jail ». Cette étude vise principalement à caractériser l’influence du chargement mécanique (via l’utilisation de différentes pressions de confinement) et de la nature des roches (roches provenant de différents puits et prélevées à différentes profondeurs) sur les courbes de perméabilité relative au gaz et les caractéristiques poro-mécaniques de ces roches. La porosité accessible à l’eau mesurée est de 2 à 12%. La perméabilité intrinsèque au gaz a mis en évidence de fortes disparités sans lien avec la porosité des échantillons. Une grande sensibilité de la perméabilité relative au confinement a été observée dès l’application de pressions de confinement de 15 à 30 MPa. Deux familles d’échantillons ont ainsi été identifiées. Les échantillons les plus perméables (perméabilité compris entre 100 – 1000 μD), sont peu sensibles au confinement et leur perméabilité relative ne chute qu’à partir de saturations de l’ordre de 50%. Les échantillons les moins perméables apparaissent beaucoup plus sensibles à la fois au confinement et à la saturation.Des méthodes classiquement utilisées dans le domaine pétrolier reposant sur l’interprétation d’essais de porosimétrie par intrusion mercure, ont également été mise en œuvre pour évaluer les perméabilités relatives et les comparer aux mesures expérimentalesSo-called tight gas reservoirs are constituted of low permeability sandstones, which petro-physical properties may interfere with proper gas recovery. They have a low absolute permeability (below 0.1 mD under ambient conditions), a porosity lower than 10%, and a strong sensitivity to in situ stresses as compared to conventional reservoirs. Moreover, an important transition zone is observed in situ, where partial water saturation is present, and which may extend over several hundred meters over the free water table. In such zone, where water saturation is on the order of 40-50%, neither gas nor water seems sufficiently mobile for industrial extraction: this is the permeability jail. Our aim is to assess their actual petro-physical properties, namely porosity, gas permeability under varying hydrostatic stress and water saturation level, in relation with sandstone microstructure. Accessible water porosity measured is between 2 to 12%. The intrinsic permeability to gas did not appeared related to the porosity of samples. A high sensitivity of gas permeability to confinement was observed. Two families of samples were identified. The more permeable samples (permeability between 100-1000 μD), are relatively insensitive to confinement and their relative permeability decrease for water saturation higher than 50%. Less permeable samples appear much more sensitive to mechanical loading and saturation.Methods classically used in oil and gas industry based on the interpretation of mercury intrusion porosimetry tests have also been used to evaluate relative permeability and compared with experimental measurements
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Tenn, Nadine. "Amélioration des propriétés barrière à l’eau et au dioxygène des films EVOH et PLA par traitements de surface par plasma froid et incorporation de nanocharges." Rouen, 2012. http://www.theses.fr/2012ROUES027.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse ont pour objectif l’étude des propriétés de transport à l’eau et au dioxygène des films à base de poly(éthylène-co-alcool vinylique) EVOH et à base de poly(acide lactique) PLA. Ces matériaux polymères destinés à l’emballage ont des performances limitées en termes de propriétés barrière à l’eau. Per effet de plastification leur perméabilité au dioxygène augmente aux fortes humidités relatives. C’est pourquoi deux voies de modifications ont été envisagées : les traitements de surface par plasma froid et incorporation de nanocharges inorganiques lamellaires. La première voie a consisté à modifier la surface des films de polymère en utilisant des traitements par plasma fluorés (CF4, CF4/H2 et CF4/C2H2) et silané (TMS) afin de rendre la surface des films plus hydrophobe. Ces traitements ont permis une amélioration des propriétés barrière à l’eau par diminution de la solubilité de l’eau dans les films de polymères traités. L’impact des différents traitements par plasma a été analysé en fonction de la nature du traitement et de la nature du polymère mis en jeu. La seconde voie a consisté à élaborer des nanocomposites à base de PLA et de Cloisite® 30B. L’idée d’introduire des entités imperméables dans la matrice réside dans l’allongement du chemin de diffusion pour le passage des molécules d’eau et de dioxygène par effet de tortuosité. Cette voie a conduit à une amélioration significative des propriétés barrière à l’eau et au dioxygène. Pour les deux voies de traitement envisagées et malgré l’effet barrière obtenu, la plastification par l’eau des films élaborés est toujours présente. L’exploitation des résultats a permis de corréler les mécanismes de transport aux propriétés structurales des films de polymères modifiésThe aim of the present work was to study the water and oxygen transport properties of EVOH and PLA films destinated for packaging application. Unfortunately, their structural characteristics limit their practical application. In order to overcome this drawback two different types of modification were proposed: surface modification by plasma treatment and bulk modification by incorporation of inorganic nanoparticles. The surface modification of the polymer film was performed by hydrophobic plasma treatment using CF4, CF4/H2 and CF4/C2H2 gases and tetramethyl silane. It was shown that such treatments improved the water barrier properties by decreasing the water solubility in the treated polymer films. The influence of different plasma treatments on the film properties was found to be a function of the polymer nature. Also, the elaboration of nanocomposites based on PLA matrix and Cloisite® 30B nanoparticles were elaborated. The incorporation of impermeable nanoparticles into PLA matrix increased the diffusion pathway due to the tortuous effect. An improvement of the water and oxygen barrier properties was observed due to the decreasing of the permeant molecule diffusion through the nanocomposites. In the case of both modifications, the presence of the plasticization effect was noticed. Finally, the correlation between the transport mechanism and the physical and structural properties of the polymer films was determined
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May, Laurence. "Ecoulements diphasiques lors de la vidange de gaz liquéfiés initialement sous saturés. Validation par l'eau et le CFC11." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00842921.
Full textAbstract:
Pour les études de sécurité industrielle, il est nécessaire d'évaluer le débit diphasique lors des vidanges accidentelles de stockages de gaz liquéfiés sous pression. Or, le flux massique dépend fortement des conditions initiales. Il est donc primordial de pouvoir le calculer dans le cas où il est le plus élevé, c'est à dire quand le fluide est initialement sous saturé. Nous avons conçu un montage expérimental comprenant un réservoir d'essai de 233 L, un réservoir de récupération de 4 m3 et entre les deux une conduite d'essai de 0,535 m de long. Les fluides que nous avons utilisés sont l'eau et le CFC11. Les mesures effectuées montrent une bonne maîtrise des conditions thermodynamiques à l'entrée de la conduite (P à 15 mbar et T à 0,15°C). La confrontation de nos essais avec ceux de la littérature nous a amené à effectuer des expériences supplémentaires avec un autre diamètre (8 mm au lieu de 4 mm) et un autre matériau (cuivre au lieu d'acier inoxydable). Les flux massiques mesurés sont alors comparés avec différents modèles. Il nous a fallu prendre en compte les frottements dans la région monophasique. Nous avons alors constaté que le modèle H.E.M. étendu estime parfaitement le flux massique (aussi bien pour l'eau que pour le CFC11), lorsque l'écart à la saturation initial réduit par les frottements est supérieur à 1,5 bar, c'est à dire à fort écart à la saturation. Afin de prédire correctement la zone de faible écart à la saturation, il faut utiliser des modèles hors équilibre comme D.E.M. (modèle de retard à l'équilibre) ou H.R.M. (modèle homogène de relaxation).
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Nunes, Pitanga Heraldo. "Caractérisation du comportement hydraulique et mécanique des géocomposites bentonitiques et d'autres systèmes géosynthétiques utilisés en couverture de centres de stockage de déchets." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00260493.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente une étude de la perméabilité aux gaz et du frottement d'interface des géocomposites bentonitiques (GCBs) et d'autres systèmes géosynthétiques utilisés en couverture des centres de stockage des déchets. La perméabilité aux gaz a pu être étudiée grâce à la conception d'un équipement et d'une nouvelle méthodologie d'essai permettant la mesure de la perméabilité aux gaz en régime transitoire des géocomposites bentonitiques partiellement hydratés. Comparée à la méthode conventionnelle de détermination de ce paramètre en régime stationnaire, la méthode proposée a donné des résultats similaires, mais plus rapidement et avec un appareillage plus simple. La caractérisation du frottement d'interface de géosynthétiques a été réalisée à travers l'emploi de l'équipement « plan incliné », adapté aux faibles contraintes de confinement. Cette étude a montré que les géosynthétiques sont sensibles à la déformation cumulée sur leurs surfaces, ce qui joue sur leurs propriétés de résistance au cisaillement d'interface. Les constats experimentaux conduisent à une discussion sur l'usage des géosynthétiques de renforcement du sol de couverture selon la méthodologie constructive traditionnelle qui utilise ces géosynthétiques pour renforcer l'interface sol-géotextile supposée critique. De plus, des interfaces géosynthétiques avec géocomposites bentonitiques ont été étudiées pour évaluer leur comportement résistant en fonction du degré d'hydratation de la composante bentonite, de l'incidence des cycles de sèchage-humidification, du ruissellement d'eau au niveau de l'interface, de l'humidification de l'interface et du type de géotextile de contact.
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Ai, Wei. "Glissement moléculaire dans les matériaux lignocellulosiques : mesures de perméabilité apparente et identification de paramètres morphologiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC074/document.
Full textAbstract:
La perméabilité est l'un de paramètres importants pour tous les procédés faisant intervenir des transferts couplés de chaleur et de masse. Sa valeur est directement liée à la morphologie du réseau de pores, clairement double échelle dans le cas du bois. Il existe plusieurs outils d’investigation 3-D par exemple la micro-tomographie voire nano-tomographie pour décrire la morphologie des pores. Néanmoins, ces investigations 3-D échouent pour les plus petits pores dans le bois, qui peuvent avoir une taille largement inférieure au micromètre. Ce travail de thèse utilise l'effet du libre parcours moyen du gaz sur la perméabilité apparente pour identifier la taille des pores utilisés par le cheminement du fluide.Une approche équilibrée entre expérimentation et modélisation est proposée. Dans la première partie du travail, nous avons développé un dispositif original destiné à mesurer la perméabilité apparente sur une large plage de niveau de pression moyenne. Ce dispositif ne comporte pas de débitmètre : le flux massique est simplement obtenu par la relaxation de la différence de pression entre deux réservoirs de volume connu.Ce dispositif a permis de mesurer la perméabilité apparente en fonction de la pression moyenne pour différents matériaux. Les valeurs obtenues de perméabilité intrinsèque sont en bon accord avec les publications précédentes.L'effet de la pression moyenne sur la perméabilité apparente a été analysé pour identifier des paramètres structuraux des milieux poreux. Partant d'un agencement série/parallèle de pores, les paramètres structuraux sont identifiés par méthode inverse en tirant profit du changement de régime d’écoulement avec le nombre de Knudsen (du régime de Darcy vers le régime de glissement moléculaire lorsque le nombre de Knudsen passe de zéro à l’infini).Cette approche a été validée avec des membranes à pore monodisperse grâce à une observation en microscopie électronique à balayage. Les paramètres ont ensuite été identifiés sur des échantillons de bois, selon différentes directions et sur des matériaux à base de bois. Ils confirment certaines données de la littérature, et apportent un éclairage nouveau, notamment sur les chemins de migration transverse chez le hêtrePermeability is one of the important parameters for all processes involving coupled heat and mass transfer. Its value is directly related to the morphology of the pore network, clearly a dual scale organisation in the case of wood. Nowadays, several 3D investigative tools exist, such as micro-tomography or nano-tomography. However, these 3-D investigations fail for the smallest pores active in fluid flow in wood, due to their submicron size. The present work takes advantage of the effect of the mean free path on the apparent gaseous permeability to identify the pore size of the pore network.A balanced approach between experimentation and modelling is proposed. In the first part of the work we have developed an original device for measuring the apparent permeability over a wide range of average pressure. This device was conceived to work without flowmeter: the mass flow is obtained by the relaxation of the pressure difference between two tanks. This device was used to measure the apparent permeability as a function of the average pressure for different materials.The intrinsic permeability values obtained are in good agreement with literature data.The effect of the average pressure on the apparent permeability was analysed to identify structural parameters of the porous media. Starting from a serial / parallel arrangement, the structural parameters are identified by inverse method taking advantage of the dependence of the flow regime with Knudsen's number (from Darcy's regime to pure molecular slip regime when Knudsen's number shifts from zero to infinity).This approach was validated with a monodisperse membrane, whose pore size was determined using a scanning electron microscopy. Structural parameters were then identified on wood samples, measured along different directions and on wood-based materials. They confirm literature data and bring new outcomes, namely regarding the fluid pathway in beech in radial and tangential directions
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Allard, Patrick. "Géochimie isotopique et origine de l'eau, du carbone et du soufre dans les gaz volcaniques zones de Rift, marges continentales et arcs insulaires." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375955010.
Full text
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Yang, Diansen. "Caractérisation par la mesure de perméabilité au gaz de l'endommagement mécanique et hydrique dans l'EDZ des argilites du Callovo-Oxfordien." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004660.
Full textAbstract:
Dans l'étude de faisabilité d'un stockage géologique profond des déchets radioactifs, les questions essentielles posées aux ingénieurs et chercheurs en géomécanique sont la stabilité des ouvrages pendant la période de réversibilité et la variation des propriétés de confinement de la roche hôte induite par le creusement des cavités et par le stockage lui-même. Le présent travail porte sur l'étude des propriétés de confinement vis-à-vis des gaz des argilites du Callovo-Oxfordien du site de Meuse/Haute-Marne, étudié par l'ANDRA depuis 1995, au voisinage d'un puits d'accès. Un protocole de mesure de la perméabilité au gaz a été élaboré en prenant en compte la très faible perméabilité des argilites et les effets de désaturation. Les trajets de chargement mécanique et de pression de gaz ont été déterminés par rapport aux chargements in situ. Deux méthodes d'interprétation, une fondée sur une solution analytique simplifiée et l'autre sur une solution numérique, ont été utilisées pour déterminer la valeur de perméabilité au gaz. Des mesures de la perméabilité au gaz sur des éprouvettes prélevées à différentes distances, de 0,1 à 12,5 m, de la paroi du puits d'accès au Laboratoire Souterrain de Meuse/Haute- Marne ont été effectuées pour caractériser l'endommagement mécanique induit suite au fonçage du puits. Les résultats obtenus sous une contrainte isotrope de 11 MPa sont compris entre 10-21 et 10-22 m² et ils ne présentent pas de variations significatives entre la zone potentiellement endommagée (éprouvette proximité à la paroi) et la zone présumée intacte (éprouvette à 12,5 m de la paroi). Ce résultat est cohérent avec les caractérisations de l'endommagement menées in situ. Sous chargement déviatorique, la variation des mesures de perméabilité est inférieure d'un ordre de grandeur par rapport à celle mesurée sous contrainte isotrope ; elle est donc peu significative compte tenu de la précision du dispositif de mesure. Des éprouvettes jumelles d'argilites supposés intactes ont subi différents paliers hydriques à l'aide des solutions salines sursaturées (HR variant de 25 % à 98 %) pour constituer un cycle complet désaturation - resaturation. Pour chacune des valeurs du degré de saturation, des mesures de perméabilité ont été effectuées. La cinétique de désaturation, la courbe de rétention, les déformations hydriques ainsi que la fissuration hydrique des éprouvettes ont été mesurées et analysées. La valeur du coefficient de diffusivité hydrique déterminée d'après l'évolution de la masse des éprouvettes est estimée à 5.10-10 m².s-1. La perméabilité au gaz mesurée des éprouvettes, sous un confinement de 5 MPa, augmente de 10-21 m² à 10-18 m² lorsque l'humidité relative à laquelle les éprouvettes ont été conditionnées varie de 98 % à 25 %. La perméabilité au gaz (k) et le degré de saturation (Sr) de la roche présentent une relation quasi-linéaire dans un repère log(k) - Sr. L'évolution de la perméabilité au gaz en fonction d'un déviateur de contraintes a aussi été étudiée pour différents degrés de saturation. Les résultats confirment que l'effet du déviateur de contraintes sur la perméabilité n'est pas significatif, même si le déviateur de contraintes dépasse le seuil d'endommagement et s'il est proche du seuil de rupture. Ces résultats ont été comparés à ceux obtenus par d'autres laboratoires utilisant des techniques différentes (Zhang 2007). La déformabilité et la vitesse des ondes des éprouvettes d'argilites ont été suivies pendant les essais. La microstructure des argilites a été étudiée à l'aide de la porosimétrie au mercure. Les facteurs influençant la mesure de perméabilité tels que : l'effet Klinkenberg, la variation du degré de saturation pendant l'essai, la dissolution du gaz et le déplacement d'eau par le gaz, et surtout l'étanchéité du système, ont été abordés dans cette étude.
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Yang, Diansen. "Caractérisation par la mesure de perméabilité au gaz de l’endommagement mécanique et hydrique dans l’EDZ des argilites du Callovo-Oxfordien." Paris, ENMP, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004660.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l’étude des propriétés de confinement vis-à-vis des gaz des argilites du Callovo-Oxfordien du site de Meuse/Haute-Marne au voisinage d’un puits d’accès afin de répondre les questions sur la stabilité des ouvrages souterrain. Un protocole de mesure de la perméabilité au gaz a été élaboré en prenant en compte la très faible perméabilité des argilites et les effets de désaturation. Les trajets de chargement mécanique et de pression de gaz ont été déterminés par rapport aux chargements in situ. La perméabilité au gaz sur des éprouvettes prélevées à différentes distances, de 0,1 à 12,5 m, de la paroi du puits d’accès au LSMHM a été mesurée pour caractériser l’EDZ. Les résultats obtenus sous iso de 11 MPa sont compris entre 10-21 et 10-22 m² et ils ne présentent pas de variations significatives entre la zone potentiellement endommagée et la zone présumée intacte. Sous chargement déviatorique, la variation des mesures de perméabilité est peu significative compte tenu de la précision du dispositif de mesure. Des éprouvettes jumelles d’argilites supposés intactes ont subi différents paliers hydriques à l’aide des solutions salines (HR variant de 25 % à 98 %) pour constituer un cycle complet désaturation – resaturation. Pour chacune des Sr imposées, des mesures de perméabilité ont été effectuées. Les caractéristiques de sorption et désorption ont été mesurées et analysées. Kgaz sous iso de 5 MPa augmente de 10-21 m² à 10-18 m² lorsque HR varie de 98 % à 25 %. Kgaz et Sr d’argilites présentent une relation quasi-linéaire dans un repère log(k)-Sr. L’étude de l’évolution de kgaz en fonction de 1-3 confirme un faible effet du 1-3 sur kgaz, même si 1-3 dépasse le seuil d’endommagement et s’il est proche de rupture. La déformabilité et la vitesse des ondes des éprouvettes d’argilites ont été suivies pendant les essais. La microstructure des argilites a été étudiée à l’aide de la porosimétrie au mercure. Les facteurs influençant la mesure de perméabilité tels que : l’effet Klinkenberg, la variation du degré de saturation pendant l’essai, la dissolution du gaz et le déplacement d’eau par le gaz, et surtout l’étanchéité du système, ont été abordés dans cette étudeThe work presented here covers the investigations on the variation of geomechanical proprieties of the approximately 500 m deep MHM in France (mudstone in the departments of Meuse/Haute-Marne), chosen as a potential medium for nuclear waste disposal by ANDRA. In order to measure the very low permeability of mudstone and to observe the dependency on saturation, a special test scheme on measurement of gas permeability has been developed. In the scheme, in situ referenced stresses have been chosen as the stresses acting on the solid matrix. To estimate the mechanical damage of storage induced by the excavation, laboratory tests on gas permeability have been conducted on samples recovered from different locations situated at different distances from the wall of the main access shaft of the MHM (from 0,1 m to 12,5 m). Results of gas permeability obtained under iso of 11 MPa vary between 10-21 and 10-22 m² and do not show significant variations between damaged zones and intact zones. The variation of gas permeability under the cycle of loading and unloading is not significant. The oviparous intact samples have been imposed different saturations by salt solutions (with HR from 25 % to 98 %) to form a cycle of de- and re-saturation. The characters of mudstone during the sorption and desorption were measured and analyzed. Kgaz under iso of 5 MPa increases from 10-21 to 10-18 m² when the HR decreases from 98 % to 25 %. A quasi-linear relation between log(k) and Saturation has been observed and mathematically formulated. The study of kgaz as a function of deviator stress confirms that the effect of the deviator is not evident, even when the deviator excesses the damage threshold. The deformation and the acoustics velocity of samples have been traced during the tests and the microstructure of mudstone has been studied with the method of mercury intrusion. The factors influencing the measure of gas permeability, such as the Klinkenberg effect, the variation of saturation during the tests, the dissolution of gas in water and the water transformation due to the gas pressure, especially the leak tightness of the testing system, have been discussed in the study
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Aubaud, Cyril. "Processus de dégazage et sources mantelliques dans les magmas de type MORB et OIB : le carbone, l'eau et les gaz rares : aspects chimiques et isotopiques." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077011.
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Parvaresh, Firooze. "Étude et utilisation d'enzymes en phase gazeuse : mise au point d'un bioréacteur gaz-solide." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD311.
Full textAbstract:
Tous les systèmes enzymatiques mentionnés jusqu'ici permettent la réalisation des réactions en phase liquide, alors que dans plusieurs réactions typiques utilisées dans les industries chimiques et pétrochimiques, les technologies de conversion sont appliquées a des produits et des substrats qui existent normalement en phase gazeuse. La recherche que nous nous sommes proposée dans ce travail porte essentiellement sur la mise au point et l'utilisation d'un système de conception originale comportant des bioréacteurs gaz-solide ou l'enzyme sous forme solide est en contact avec les substrats en phase vapeur. A partir de ce système qui, a notre connaissance, a été réalise pour la première fois, nous avons montre la faisabilité de l'utilisation des enzymes dans des réacteurs gaz-solide, à l'aide des alcools déshydrogénases. Par la suite, a l'aide des lipases, nous avons réalise des réactions non conventionnelles de transestérification avec différents substrats et nous avons constate que les vitesses de réaction dépendent étroitement du type de substrat et de la température utilisés. Les expériences effectuées a différentes températures ont montre que, dans un système gaz-solide, la stabilité enzymatique était satisfaisante et que l'activité enzymatique dépend étroitement a l'activité de l'eau (aw) initiale des préparations enzymatiques. Par ailleurs, nous avons pu montre que la perte d'activité enzymatique était suivie d'une déshydratation des préparations enzymatiques. Ce qui nécessitera la réalisation de système gaz-solide avec l'aw contrôlable afin d'obtenir de meilleures stabilité et activité enzymatique. Les résultats obtenus avec des enzymes d'origines différentes montrent que l'étude et l'utilisation des enzymes en phase gazeuse pourraient être généralisées afin de réaliser d'autres types de réactions enzymatiques en phase gazeuse.
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DESMAREST, PHILIPPE. "Etude des proprietes dynamiques de l'eau et des melanges eau-chlorure de sodium pres du point critique gaz-liquide." Paris 7, 1989. http://www.theses.fr/1989PA077043.
Full textAbstract:
Le temps caracteristique des fluctuations de densite a ete mesure pres du point critique, dans l'eau pure et les melanges eau-chlorure de sodium fortement dilues, au moyen d'une technique (homodyne) de diffusion de la lumiere. Le long de l'isochlore critique, les resultats experimentaux sont en accord satisfaisant avec la theorie (modes couples et groupe de renormalisation), a condition de calculer la longueur de correlation avec une methode de transformations d'echelle. Par contre, les resultats obtenus le long des isochores situees de part et d'autre de la densite critique presentent d'importants ecarts
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Stinga, Nicoleta Camelia. "Utilisation de la chimie chromatogénique pour la conception et la réalisation de matériaux cellulosiques barrières à l'eau, aux graisses et aux gaz." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10095.
Full textAbstract:
La chimie chromatogénique est un nouveau procédé de chimie propre qui permet le greffage moléculaire de matériaux hydroxylés avec des acides gras à longue chaîne. Dans cette étude, elle a été appliquée à la conception et à la réalisation de matériaux cellulosiques présentant les propriétés barrière requises pour l'emballage alimentaire (barrière à l'eau, aux graisses, aux gaz ...). Dans un premier temps, nous avons voulu approfondir notre connaissance du mécanisme de la réaction de greffage des supports cellulosiques et nous avons ainsi développé un test simple permettant la visualisation de l'avancement de la réaction dans le plan de la feuille de papier, le « Droplet Surface Migrating Test ». Nous avons ensuite caractérisé les propriétés acquises par ces supports après greffage : les papiers greffés présentaient une augmentation marquée de leur hydrophobie ainsi qu'une bonne aptitude à l'écriture. Les propriétés barrière restaient toutefois faibles par suite de la perméabilité du support. Ceci nous a amené à étudier les propriétés barrière des supports papier/carton enduits avec des polymères filmogènes, hydroxylés (amidon, alcool polyvinylique-PVA) puis soumis à la réaction de greffage. Il est alors apparu que la combinaison d'une enduction du papier avec certaines qualités de PVA et un greffage de la face enduite permet d'obtenir des propriétés barrière (à l'eau, vapeur d'eau, gaz et graisses) particulièrement intéressantes. Une analyse structurelle du nouveau matériau a permis de mettre en évidence que la qualité de ces propriétés barrière dépend de la masse moléculaire du PVA, de son degré d'hydrolyse et qu'elles sont dues à la formation d'un copolymère bloc organisé, généré par le greffage séquentiel de la chaîne de PVA.
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Stinga, Nicoleta Camelia. "Utilisation de la chimie chromatogénique pour la conception et la réalisation de matériaux cellulosiques barrières à l'eau, aux graisses et aux gaz." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00452688.
Full textAbstract:
La chimie chromatogénique est un nouveau procédé de chimie propre qui permet le greffage moléculaire de matériaux hydroxylés avec des acides gras à longue chaîne. Dans cette étude, elle a été appliquée à la conception et à la réalisation de matériaux cellulosiques présentant les propriétés barrière requises pour l'emballage alimentaire (barrière à l'eau, aux graisses, aux gaz ...). Dans un premier temps, nous avons voulu approfondir notre connaissance du mécanisme de la réaction de greffage des supports cellulosiques et nous avons ainsi développé un test simple permettant la visualisation de l'avancement de la réaction dans le plan de la feuille de papier, le « Droplet Surface Migrating Test ». Nous avons ensuite caractérisé les propriétés acquises par ces supports après greffage : les papiers greffés présentaient une augmentation marquée de leur hydrophobie ainsi qu'une bonne aptitude à l'écriture. Les propriétés barrière restaient toutefois faibles par suite de la perméabilité du support. Ceci nous a amené à étudier les propriétés barrière des supports papier/carton enduits avec des polymères filmogènes, hydroxylés (amidon, alcool polyvinylique-PVA) puis soumis à la réaction de greffage. Il est alors apparu que la combinaison d'une enduction du papier avec certaines qualités de PVA et un greffage de la face enduite permet d'obtenir des propriétés barrière (à l'eau, vapeur d'eau, gaz et graisses) particulièrement intéressantes. Une analyse structurelle du nouveau matériau a permis de mettre en évidence que la qualité de ces propriétés barrière dépend de la masse moléculaire du PVA, de son degré d'hydrolyse et qu'elles sont dues à la formation d'un copolymère bloc organisé, généré par le greffage séquentiel de la chaîne de PVA.
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Dal, Pont Stefano. "Lien entre la perméabilité et l'endommagement dans les bétons à haute température." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001001.
Full textAbstract:
Le béton est un matériau de construction qui trouve son champ d'utilisation dans pratiquement tous les domaines du génie civil. Actuellement il est sans doute le plus utilisé pour les avantages économiques et techniques qu'il présente. Cependant, bien que largement utilisé depuis presque deux siècles, il s'agit d'un matériau dont le comportement n'a pas encore été totalement compris. Sa microstructure poreuse rend son comportement difficilement prévisible, spécialement dans des conditions particulières comme, par exemple, pendant une élévation de température. Celle-ci peut se produire essentiellement dans deux cas: des conditions accidentelles (par exemple un incendie) et des conditions normales d'utilisation (par exemple un stockage de déchets nucléaires). Ce travail vise à apporter une contribution à l'étude des phénomènes mis en jeu dans une telle situation et, en particulier, vise à étudier l'évolution de la perméabilité intrinsèque en fonction de l'évolution des caractéristiques du béton. La caractérisation de la perméabilité intrinsèque (qui n'est pas facilement mesurable à chaud) est, en fait, indispensable pour décrire et modéliser de manière correcte les phénomènes de transport qui se produisent dans un milieu poreux. Une étude expérimentale en collaboration avec le CEA a été menée sur une éprouvette cylindrique à échelle réelle pour la mesure de l'évolution des températures et des pressions du gaz dans le béton. Nous avons modélisé la maquette à l'aide de deux modèles mathématiques: un modèle thermo-hydro-chimique (THC) et un modèle thermo-hydrochémo-mécanique (THCM). L'utilisation du modèle THC, implémenté à l'aide de la méthode des volumes finis, a permis une première étude, qualitative, du comportement du béton soumis à un chauffage. Cette modélisation, qui, par souci de simplicité, a négligé les effets liés à la mécanique, a permis une première description des phénomènes de transport, changement de phase, évolution de la microstructure auxquels le béton est sujet lorsqu'on élève la température. Ensuite, la modélisation a été complétée à l'aide du modèle THCM par éléments finis, implémenté dans le code de calcul Hitecosp (développé à l'université de Padoue). Ce code donne une description très complète du comportement du béton et prend en compte les effets liés à la mécanique à l'aide d'une loi de comportement du béton élastiqueendommageable. Grâce à une comparaison entre les résultats issus des analyses expérimentales et numériques, nous avons pu aboutir à la proposition d'une loi pour décrire l'évolution de la perméabilité intrinsèque en fonction de l'endommagement total.
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Faure, François. "Etude par simulation moléculaire de la solubilité et de la diffusion de gaz dans des matrices polymères." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112165.
Full textAbstract:
L'étude de la perméation de gaz dans les polymères fait l'objet d'enjeux industriels importants. L'objectif de ce travail est de mettre au point un modèle prédictif de perméation de gaz dans le polyéthylène par la simulation moléculaire. La modélisation moléculaire des molécules à longue chaîne, comme les polymères, est difficile du fait des nombreux degrés de liberté qu'il faut échantillonner. Cela a nécessité l'implémentation de plusieurs mouvements Monte Carlo spécifiques aux polymères dans le code de simulation. Afin de reproduire au mieux les conditions rencontrées lors des expériences de perméabilité, l'ensemble osmotique a également été implémenté. Des calculs de solubilité, en Monte Carlo, et de diffusion, en dynamique moléculaire, de gaz dans le polyéthylène fondu ont été menés afin de valider les méthodes et les potentiels utilisés. Les résultats obtenus pour des gaz comme le méthane, le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène, sont en bon accord avec les données expérimentales disponibles. A basse température, le polyéthylène est semi-cristallin mais seule la phase amorphe peut être modélisée. L'influence de la phase cristalline, imperméable aux gaz, sur la phase amorphe a été prise en compte dans l'ensemble osmotique, au moyen d'une contrainte isotrope différente de la pression. La détermination de la valeur de cette contrainte s'est basée sur des données expérimentales de solubilité du dioxyde de carbone dans le polyéthylène[The study of gas permeation in polymers is at the centre of numerous industrial problems. The aim of this work is to develop a predictive model of gases permeation in polyethylene using molecular simulation. The molecular simulation of long chain molecules such as polymers is very difficult as these molecules have a lot of degrees of freedom to sample. Several Monte Carlo moves, designed specifically for polymers, had to be added to our simulation code. The osmotic ensemble has also been implemented in the code to better reproduce the usual conditions used in permeability experiments. Solubility, by Monte Carlo simulations, and diffusion, by molecular dynamics simulations, have been computed for methane, carbon dioxide and hydrogen sulphide in polyethylene melts in order to validate methodologies and potentials. The results are in good agreement with available experimental data. At lower temperatures, polyethylene is semi-crystalline but only the amorphous phase can be simulated. The influence of the impermeable crystalline phase on the amorphous phase has been modelled in the osmotic ensemble with an isotropic stress which differs from the gas pressure. A value of this stress has been determined by adjustment on experimental data for carbon dioxide in polyethylene. ]
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Yuan, Haifeng. "Caractérisation expérimentale des propriétés de poromécaniques et de transfert de l’argilite du COx." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0030/document.
Full textAbstract:
L’argilite du COx a été choisie comme roche hôte pour le stockage des déchets radioactifs de haute activité et vie longue (HAVL) en France. Ce matériau subira l'intrusion de gaz et d'eau sous, parfois, des conditions thermiques sévères. Par conséquent, afin d'évaluer la sécurité de cette barrière naturelle, il est très important de comprendre les propriétés poromécaniques et de transfert de ce matériau ainsi que l’effet de la température. Ce travail aborde les mesures au gaz du coefficient de Biot et montrent que celui-ci est presque égal à 1 en conditions humides. Il y a cependant sur le matériau sec un effet de l'adsorption du gaz et une déformation supplémentaire de gonflement du matériau. Cet effet a aussi un effet important sur les propriétés de transfert du gaz selon sa nature. Les propriétés de transfert et de saturation ont été examinées par des techniques gaz et comparées aux mesures usuelles. Les essais montrent aussi que la perméabilité à l'eau de site est d'environ 10-20 - 10-21 m² et beaucoup plus faible que celle au gaz. Enfin, on constate que le coefficient de Biot n'est pas affecté significativement par les effets thermiques mais que ces effets jouent sur la perméabilité relative au gaz de l'argiliteCOx argillite has been selected as the host rock for the storage of high-activity long-live (HALL) radioactive waste in France. It will suffered the gas and water intrusion, sometimes suffered the severe thermal conditions during the sealing process. Therefore, in order to evaluate the safety of this natural barrier, it is very important to understand the poromechanical properties and transport properties of this material as well as the thermal effects. This work use gas to measure Biot’s coefficient and shows that it is nearly equal to 1 in humid conditions. However, there is a gas adsorption and induced an additional swelling deformation on dry material, this effect also has a significant effect on the transport properties of the gas according to its nature. The transport and saturation properties were examined by gas technique and compared with the usual measurements. The tests also show that the permeability of in situ water is about 10-20-10-21 m² and much lower than gas. Lastly, it is found that Biot’s coefficient is not significantly affected by the thermal effect, but the relative gas permeability of argillite is significantly affected by this effect
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Lozano, Anne-Laure. "Etude expérimentale du changement de phase liquide/gaz dans un sol hygroscopique : évaporation et condensation de l'eau : dissolution du CO²." Phd thesis, Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20054.
Full textAbstract:
Le développement théorique d'un modèle macroscopique de description des milieux poreux non saturés conduit à l'établissement d'une loi phénoménologique de changement de phase de non-équilibre. La réponse du système à un déséquilibre liquide/vapeur imposé est modélisée dans les domaines proche et loin de l'équilibre. Différents phénomènes de changement de phase liquide/gaz tels que l'évaporation, la condensation de l'eau et la dissolution du CO2 sont étudiés. Bien que ces mécanismes soient différents, des temps de retour à l'équilibre importants sont observés. L'étude de l'influence de la texture, de la pression de la phase gazeuse et de la température sur le taux de changement de phase montre que la vitesse de ce phénomène est influencée par l'état thermodynamique de l'eau dans le sol et que le caractère hygroscopique du matériau joue un rôle majeur. L'interprétation des résultats est basée sur une description des phénomènes de rééquilibrage à l'échelle microscopiqueA theoretical approach of a macroscopic model for describing the water transport in unsaturated porous media leads to develop a phenomenological relation of non-equilibrium phase change. The thermodynamic response to an imposed liquid/vapour non-equilibrium is modelled close and far from equilibrium conditions. Various phenomena of liquid/gas phase change are investigated, such as evaporation, condensation of water and dissolution of CO2. Whatever the mechanism involved in the phase change, large times are observed for the return to equilibrium. This work focuses on the influence of texture, total gas pressure and temperature on the phase change rate. It shows that the kinetics of this phenomenon highly depends on the water thermodynamic state in soil, and that the hygroscopic property of material plays a major role. Some phenomenological interpretations of these results are proposed based on a microscopic description of the return to equilibrium
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Lozano, Anne-Laure. "Etude expérimentale du changement de phase liquide/gaz dans un sol hygroscopique - Evaporation et condensation de l'eau, dissolution du CO2." Phd thesis, Montpellier 2, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00567001.
Full textAbstract:
Le développement théorique d'un modèle macroscopique de description des milieux poreux non saturés conduit à l'établissement d'une loi phénoménologique de changement de phase de non-équilibre. La réponse du système à un déséquilibre liquide/vapeur imposé est modélisée dans les domaines proche et loin de l'équilibre. Différents phénomènes de changement de phase liquide/gaz tels que l'évaporation, la condensation de l'eau et la dissolution du CO2 sont étudiés. Bien que ces mécanismes soient différents, des temps de retour à l'équilibre importants sont observés. L'étude de l'influence de la texture, de la pression de la phase gazeuse et de la température sur le taux de changement de phase montre que la vitesse de ce phénomène est influencée par l'état thermodynamique de l'eau dans le sol et que le caractère hygroscopique du matériau joue un rôle majeur. L'interprétation des résultats est basée sur une description des phénomènes de rééquilibrage à l'échelle microscopique.
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Guillon, Sophie. "Détection et migration des gaz dans les milieux géologiques : Expériences et simulations au Laboratoire Naturel de Roselend." Phd thesis, Institut de physique du globe de paris - IPGP, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00965028.
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La migration des gaz dans les roches résulte de processus naturels et artificiels. Sa compréhension intéresse en particulier le Traité d'interdiction complète des essais nucléaires (Tice), afin d'améliorer la détection des explosions nucléaires souterraines par la mesure des gaz radioactifs. Ces travaux s'inscrivent également dans de nombreux domaines des Sciences de la Terre, tant fondamentaux qu'appliqués. Les principaux enjeux de l'amélioration de la détection et de la compréhension de la migration des gaz dans les milieux géologiques sont les suivants: quels sont les moteurs de la migration des gaz d'une source en profondeur vers la surface? Quelle proportion des gaz produits en profondeur arrive-t-elle en surface? Cette migration entraîne-t-elle des délais temporels entre la production et l'arrivée en surface? Pour répondre à ces questions, nous nous sommes attachés dans cette thèse à identifier les mécanismes de transport des gaz dans les roches fracturées, à partir d'expériences en site naturel et de simulations numériques. Le Laboratoire Naturel de Roselend (Savoie) est un cadre privilégié pour l'étude de la migration des gaz en zone non saturée à une échelle représentative des processus naturels. Les paramètres du milieu géologique ainsi que les forçages extérieurs y ont été déterminés. Un tunnel et une chambre isolée, à 55 m de profondeur, ainsi que de nombreux forages, en profondeur et en surface, permettent de mesurer les gaz présents au cœur de la roche. Les propriétés pneumatiques du milieu, perméabilité et porosité, ont été déterminées à des échelles allant de 1 m à 55 m à partir de tests d'injection pneumatique et de mesures des fluctuations de pression, ainsi que de modélisations numériques de l'écoulement des fluides dans les milieux poreux. Une approche de modèle inverse a permis en outre d'estimer les incertitudes associées. Les résultats soulignent la forte hétérogénéité spatiale du milieu fracturé. La dynamique naturelle de trois gaz, CO2, SF6 et 222Rn, a été mesurée en continu pendant plus d'un an. Les résultats, interprétés à l'aide de modélisations numériques, ont mis en évidence que les mécanismes qui contrôlent l'évolution naturelle, ou ligne de base, des gaz sont les fluctuations de la pression atmosphérique et les mouvements d'eau. Ces mouvements d'eau sont également à l'origine des anomalies de concentration en gaz observées dans le tunnel. Deux expériences de traçage ont été réalisées à l'échelle de 55 m entre la chambre isolée et un forage horizontal situé en surface. Du SF6 a d'abord été injecté avec une surpression de 167 mbar, puis de l'hélium-3 un an plus tard avec une surpression de seulement 20 mbar. Le suivi des traceurs en surface a été maintenu pendant plus d'un an après leurs injections. Une percée rapide des traceurs (de 10 à 50 h) a été observée en surface, mais avec une dilution forte, d'un facteur 10^4 à 10^6. Elle est expliquée par l'advection des gaz dans un petit nombre de fractures, sous l'effet des surpressions même modestes qui accompagnent l'injection. Dans les mois qui suivent l'injection, les traceurs migrent plus lentement dans l'ensemble du réseau de fractures, sous l'effet du pompage barométrique. Ces mécanismes de transport, identifiés et quantifiés, sont à prendre en compte dans une chaîne d'analyse complète prenant en compte les interactions des gaz avec la géosphère afin d'améliorer la détection des explosions nucléaires souterraines par les gaz radioactifs.
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Faure, FranÇois. "Etude par simulation moléculaire de la solubilité et de la diffusion de gaz dans des matrices polymères." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00193492.
Full textAbstract:
L'étude de la perméation de gaz dans les polymères fait l'objet d'enjeux industriels importants. L'objectif de ce travail est de mettre au point un modèle prédictif de perméation de gaz dans le polyéthylène par la simulation moléculaire. La modélisation moléculaire des molécules à longue chaîne, comme les polymères, est difficile du fait des nombreux degrés de liberté qu'il faut échantillonner. Cela a nécessité l'implémentation de plusieurs mouvements Monte Carlo spécifiques aux polymères dans le code de simulation. Afin de reproduire au mieux les conditions rencontrées lors des expériences de perméabilité, l'ensemble osmotique a également été implémenté.
Des calculs de solubilité, en Monte Carlo, et de diffusion, en dynamique moléculaire, de gaz dans le polyéthylène fondu ont été menés afin de valider les méthodes et les potentiels utilisés. Les résultats obtenus pour des gaz comme le méthane, le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène, sont en bon accord avec les données expérimentales disponibles.
A basse température, le polyéthylène est semi-cristallin mais seule la phase amorphe peut être modélisée. L'influence de la phase cristalline, imperméable aux gaz, sur la phase amorphe a été prise en compte dans l'ensemble osmotique, au moyen d'une contrainte isotrope différente de la pression. La détermination de la valeur de cette contrainte s'est basée sur des données expérimentales de solubilité du dioxyde de carbone dans le polyéthylène.
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Nanakassé, Sidiki. "Sur l'utilisation du gel de silice dans des machines frigorifiques à affinité : adsorption de l'eau et du méthanol." Dijon, 1986. http://www.theses.fr/1986DIJOS070.
Full textAbstract:
Etude théorique de l'évolution morphologique du gel de silice (Rhône-Poulenc, Prolabo) sous l'action combinée de la température et de la vapeur d'adsorbat (eau, méthanol). Application à la réfrigération. Le système gel de silice-adsorbat (eau, méthanol) est très efficace dans le cas des faibles différences de température entre la source froide et la source chaude, et la source froide et la température de l'évaporateur; mais il est très sensible aux écarts de température au niveau de l'adsorbeur. La faible vitesse d'adsorption entraine quelques difficultés à utiliser ce système pour la mise en froid d'une charge. Par contre, il sera facilement utilisable pour la compensation des pertes thermiques.
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Marijon, Grossi Nathalie. "Réalisation de membranes composites à cavités contrôlées pour la perméation gazeuse : introduction de cyclodextrines dans un polymère ionique et dans un polyalcool." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10243.
Full textAbstract:
Le present travail concerne la realisation de membranes composites a cavites controlees pour la permeation et la separation gazeuse. Le but est d'ameliorer simultanement les flux et les selectivites en associant une matrice polymere (nafion et alcool polyvinylique pva) a une molecule cage, la -cyclodextrine (cd). L'idee initiale est de realiser une dispersion moleculaire susceptible d'apporter des volumes libres pour les molecules de petites tailles (gaz simples et vapeur d'eau) et des effets de transport facilite par inclusion solubilite dans les cages pour des organiques tels que l'ethanol. La percolation eventuelle (collier de perles) des cd dans l'epaisseur de la membrane est a fortiori recherchee d'autant plus qu'une etude preliminaire a montre que la phase massique cd presente de tres mauvaises proprietes de transport vis-a-vis de toutes ces molecules. Les membranes composites nafion a cd ioniques montrent une diminution de tous les flux en fonction de la teneur en cd associee a une diminution de la diffusivite. Plus precisement, les molecules cages dans les clusters sont en fait exclues au passage des gaz qui diffusent preferentiellement a l'interface ptfe/cluster. Vis-a-vis de l'eau, elles limitent le gonflement caracteristique des clusters et diminuent la diffusivite globale du materiau sans apporter son role de volume libre. Les membranes composites pva a cd neutres montrent une augmentation tres limitee de tous les flux associee a une augmentation des diffusivites sans grande variation des solubilites moyennes. En particulier, la cd ne remplit pas son role de transporteur par solubilite de l'ethanol. Ainsi, les cd ne presentent pas dans les deux cas etudies les proprietes d'une dispersion moleculaire. Au contraire, elles apportent a la matrice les proprietes massiques d'une phase peu diffusives. Toutefois, dans le cas pva/cd, l'interphase presente des proprietes diffusives plus favorables et elle apparait predominante dans le transport gazeux.
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Coussot, Cahuzac Aline. "Etude de nouveaux monomères et oligomères fluorés photoréticulables : application aux revêtements étanches à l'eau pour fibres optiques télécommunication." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20098.
Full textAbstract:
Cette etude se situe dans le cadre du developpement de nouveaux revetements photoreticulables pour fibres optiques, possedant une bonne hydrophobie et une faible permeation a la vapeur d'eau. Cette etude comporte deux voies: dans la premiere, plusieurs diluants reactifs acrylates fluores ont ete synthetises et caracterises, puis testes en melange avec des formulations commerciales pour revetements fibres optiques. Dans la seconde, la synthese d'oligomeres urethanes acryalates fluores, nous a permis d'acceder a des formulations fluorees photoreticulables. Les revetements obtenus ont ensuite ete testes en hydrophobie et en permeation a la vapeur d'eau. Les resultats obtenus montrent que ces formulations presentent les qualites requises pour etre utilisees en tant que precurseurs pour revetements fibres optiques resistants a l'eau