Academic literature on the topic 'Polymères – Environnement'

L’information a été le moteur de la croissance socio-économique de la civilisation depuis ses débuts. Actuellement, son stockage, archivage et traitement par les centres dédiés n’offre plus de marges suffi santes d’optimisation pour faire face au déluge des données numériques et à son problématique impact environnemental. Un récent rapport de l’Académie des technologies explore une alternative prometteuse au modèle conventionnel : l’archivage des mégadonnées numériques à l’échelle moléculaire dans l’ADN ou d’autres polymères, un chantier pour les vingt ans à venir.

La formation spécialisée en plastronique à Lyon propose aux étudiants de découvrir les étapes fondamentales de cette technologie dans un environnement équipé et adapté pour stimuler leurs capacités et leur curiosité. Un travail pratique de 4 h leur offre la possibilité de découvrir la procédure et les différentes applications de multiples techniques liées à la métallisation autocatalytique et la caractérisation physico-chimique. À l’issue de ce travail, les étudiants sont capables de fournir une pièce métallisée et caractérisée, ainsi qu’un rapport détaillant leurs analyses et observations sur la méthodologie et les résultats, et soutenus par une bibliographie. Cet article décrit les étapes du travail expérimental, dont l’objectif est de réaliser un dispositif concret qui éveille l’intérêt de l’étudiant, en limitant la complexité à un niveau raisonnable.

Purpose: To determine the safety and effectiveness of three potential reagents which could be used to manage a simulated oil spill (SOS). Methods: The effectiveness of three agents used manage a simulated oil spill was evaluated: liquid soap, human hair, and Enviro-Bond 403 polymer. To evaluate safety, 1 hour-Artemia survival was evaluated; serial dilutions were employed to construct LC50 curves for a normal environment (control 1), for a SOS (control 2) and for a SOS managed with each of the 3 agents. Results: Hair and oil were effective absorbents as only 12% and 20% of the oil remained at 1 hour, repsectively; soap was ineffective with 62% of oil remaining unbound. Over a 1-hour period there was a 63% reduction in survival in Artemia exposed to an untreated SOS, when compared to natural conditions (p=0.001). Oil exposure exhibited a classic dose response curve as more Artemia died as its concentration increased; its LC50 was 17.5%. Hair and polymer were well tolerated by Artemia – neither reached their LC50 and approximately 80% of Artemia were alive at the end of one hour. Soap, with or without oil, was toxic to Artemia and its LC50 was 7%. These results were statistically significant between the three groups (ANOVA; p-value = <0.001). Conclusion: Hair and polymer we both effective and well tolerated by Artemia in a simulated oil spill. Objet: Pour déterminer la sécurité et l’efficacité de trois réactifs qui pourraient se servir à nettoyer une marée noire artificielle. Méthodes: L’efficacité de trois agents en nettoyant une marée noire artificielle a été évaluée: celle du savon liquide, de cheveux humains, et du polymère Enviro-Bond 403. Pour voir si ces agents sont sûrs, la survie de l’Artemia a été observée pendant une heure, et les dilutions en série ont été faites pour construire des courbes CL50 représentant un environnement normal (1er groupe témoin), une marée noire (2e groupe témoin), et une marée noire nettoyée avec chacun des trois agents. Résultats: Les cheveux et le polymère ont été des bons absorbants car seulement 12% et 20% du pétrole y restait après une heure, respectivement. Par contre, le savon a été inefficace car encore 62% du pétrole y restait. Pendant la première heure, la survie de l’Artemia dans une marée noire non traitée a été réduite par 63%, comparé aux conditions naturelles (p=0.001). L’exposition au pétrole a produit une courbe dose-réponse conventionnelle car plus d’Artemia sont morts quand la concentration du pétrole a été augmentée; son CL50 a été 17.5%. L’Artemia a supporté les cheveux et le polymère puisqu’aucun agent a atteint son CL50, et environ 80% de l’Artemia ont survécu après une heure. Le savon, n’importe s’il y avait du pétrole, a été toxique à l’Artemia et son CL50 a été 7%. Ces résultats ont été importants statistiquement parmi ces trois groupes (ANOVA; valeur p =<0.001). Conclusion: Les cheveux et le polymère ont été tous les deux des agents efficaces que l’Artemia a supporté dans un environnement de marée noire artificielle.

L'épuisement progressif des ressources fossiles a entrainé ces dernières années un transfert d'intérêt des matériaux synthétiques vers les matériaux issus de ressources renouvelables. Ces derniers peuvent être élaborés à partir de polymères et/ou de synthons présents dans la biomasse. Dans ce contexte, la synthèse de nouveaux biomatériaux à base de poly(3-hydroxyalcanoate)s (PHAs) et d'isosorbide a été réalisée. L'obtention d'architectures linéaires et réticulées a permis d'obtenir des propriétés diversifiées. Dans un premier temps, nous avons préparé des unités fonctionnalisées, appelées briques élémentaires réactives, à base de PHAs et d'isosorbide. Des oligomères de PHAs téléchéliques fonctionnalisés diols, dihydroxy-acides, diallyls, di-triethoxysilanes ou encore diepoxys ont été produits en utilisant l'activation micro-ondes. Parallèlement, des dérivés d'isosorbide fonctionnalisés diallyls, diepoxys et di-triethoxysilanes ont été synthétisés via des réactions de chimie organique comme la condensation d'isocyanate ou la synthèse de Williamson. Dans un second temps, ces briques élémentaires ont été combinées pour former des structures originales dotées de propriétés novatrices. La synthèse de copolymères linéaires P(HBHV-co-isosorbide) a permis l'augmentation de la température de transition vitreuse (Tg) des PHAs jusqu'à 34°C. Plusieurs types d'architectures réticulées ont également été obtenues. Des réseaux hybrides à base de PHA et/ou d'isosorbide possédant une stabilité thermique jusqu'à 360 °C ont été synthétisés par voie sol-gel. La synthèse de réseaux organiques a permis l'élaboration d'un film polyether-co-polyester PHA/isosorbide partiellement dégradable. L'étude se termine par la synthèse par voie thiol-ène de revêtements antibactériens à base d'isosorbide; elle confirme que la synthèse de nouveaux matériaux fonctionnels peut s'envisager grâce à l'exploitation des bioressources
The progressive exhaustion of the fossil resources has entrainé these last years a transfer of interest of the synthetic materials towards materials stemming from renewable resources. The latter can be developed from polymers and/or from synthons presents in the biomass. In this context, the synthesis of new biomaterials with poly (3-hydroxyalcanoate ( PHAs) and of isosorbide was realized. The obtaining of linear architectures and réticulées allowed to obtain diversified properties. At first, we prepared fonctionnalisées units, called elementary reactive bricks, with PHAs and with isosorbide. Oligomères of PHAs téléchéliques fonctionnalisés diols, dihydroxy-acid, diallyls, di-triethoxysilanes or still diepoxys was produced

Cette thèse est consacrée à l’étude du modèle d’accrochage en environnementfaiblement corrélé. Le modèle d’accrochage s’applique à de multiples situationstelles que la localisation d’un polymère au voisinage d’une interface unidimensionnelle,la transition de mouillage ou encore la dénaturation de l’ADN, le pointcommun étant la présence d’une transition entre une phase localisée et une phasedélocalisée.Nous commençons par donner un aperçu des résultats disponibles sur lescourbes et exposants critiques pour le modèle homogène puis pour le modèledésordonné lorsque le désordre est une suite de variables aléatoires indépendanteset identiquement distribuées (i.i.d.). Dans ce dernier cas, nous donnons égalementune borne sur la courbe critique quenched à haute température, dans un régimeoù le désordre est dit pertinent.Nous étudions ensuite le modèle d’accrochage désordonné dans le cas où ledésordre est gaussien et les corrélations ont une portée finie, à l’aide de la théoriedes processus de renouvellement markoviens. Nous donnons dans ce cas une expressionde la courbe annealed à l’aide de la plus grande valeur propre d’une matricede transfert ainsi que l’exposant critique annealed. Nous généralisons ensuite lescritères de pertinence et de non pertinence du désordre prouvés dans le cas i.i.d.Nous nous intéressons ensuite à des désordres dont les corrélations ont uneportée de corrélation infinie. Dans un premier temps, nous généralisons la démarcheutilisée dans le cas d’une portée de corrélations finie et obtenons le comportementcritique annealed dans le cas d’un désordre gaussien sous des hypothèses dedécroissance forte des corrélations. Nous utilisons pour cela les propriétés spectralesdes opérateurs de transfert pour des décalages sur des suites d’entiers etdes potentiels à variations sommables. Dans un deuxième temps, nous donnonsquelques résultats dans le cas où le désordre est donné par une chaîne de Markov
In this dissertation we study the pinning model with weakly correlated disorder.The pinning model applies to various situations such as localization of a polymernear a one-dimensional interface, wetting transition and DNA denaturation, whichall display a transition between a localized phase and a delocalized phase.We start by giving a survey of the available results concerning critical pointsand exponents, first for the homogeneous setup and then for the inhomogeneousone, in the case when disorder is given by a sequence of independent and identicallydistributed (i.i.d.) random variables. In the latter case, we also provide a hightemperaturebound on the quenched critical curve in a case of relevant disorder.We then study the random pinning model when disorder is gaussian and hascorrelations with finite range, using the theory of Markov renewal processes. Weexpress the annealed critical curve in terms of the largest eigenvalue of a transfermatrix and we give the annealed critical exponent. We then generalize the criteriafor disorder relevance/irrelevance that were proved for the i.i.d. case.Next we are interested in disorder sequences with infinite range correlations.At first we generalize the method used to deal with finite range correlations andobtain the annealed critical behaviour in the case of gaussian disorder assumingfast decay of correlations. We use to this end the spectral properties of transferoperators for shifts on integer sequences and potentials with summable variations.Secondly we provide some results when disorder is a Markov chain

La protection de l’environnement est au cœur de toutes les pressions sociétales. La peinture anti-fouling est un moyen efficace et peu onéreux de protection des carènes immergées. Il est nécessaire de développer de nouveaux revêtements alternatifs aux peintures organnostanniques, plus respectueux de l’environnement. L’objectif de cette thèse est de synthétiser des copolyesters biodégradables à base de -caprolactone et de -valérolactone de masse molaire et de composition contrôlées (polymérisation par ouverture de cycle). Le couple catalytique utilisé est le 2-éthylhexanoate d’étain avec l’octanol. La cristallinité des copolymères a été mesurée. Puis la mouillabilité, l’hydratation et la dégradation de films de polymère en conditions de laboratoire ont permis de déterminer la structure du liant biodégradable respectant les exigences d’un cahier des charges. Ces copolymères sont incorporés dans des formulations érodables de peintures antisalissures marines. Les peintures sont immergées afin de tester leurs propriétés anti-fouling. L’observation du microfouling est réalisée par microscopie confocale à balayage laser tandis que l’adhésion des macro-organismes est évaluée in situ. L’efficacité anti-salissure marine des revêtements a été validée pendant huit mois d’immersion au port de Kernevel (Lorient). Les perspectives de travail concernent la diminution de la quantité de biocides dans les revêtements, tout en maintenant une activité conforme aux restrictions industrielles
Antifouling paints are currently the most used hulls protection system. New antifouling coatings need to be developed with less environmental impact than organostannic paints. Copolyester of -caprolactone and -valerolactone with controlled molar mass and composition are synthesized by ring opening polymerization with stannous octanoate and octanol. Crystallinity of copolyester are measured. The evolution of water uptake, hydrophobicity properties and hydrolytic degradation of the binders surfaces have been investigated during the immersion in controlled medium. Copolymers are incorporated in an antifouling paint formulation and then immersed in natural conditions. Efficiency was validated during eight months of time immersion in the Kernevel harbour

Nous étudions plusieurs modèles de polymères dirigés en milieux aléatoires. Pour le modèle classique sur Z^d, nous étudions la convergence de l'environnement vu par la particule dans la région de faible désordre. Nous donnons des résultats très forts pour de très hautes valeurs de la température. Nous donnons ensuite un traitement complet de la fonction de partition pour un modèle de polymères dirigés en milieux aléatoires sur le réseau hiérarchique en diamant. Finalement, nous étudions l'énergie libre des polymères dirigés en milieux aléatoires sur Z^d dans des boites très asymétriques. Nous parvenons à prouver que, dans un régime approprié, elle coïncide avec l'énergie libre d'un modèle en temps continu dans un environnement Brownien. En dimension 1, la valeur exacte de cette énergie libre est connue. Nous étudions également des polymères dirigés en dimension 1 avec un drift qui tend vers l'infini. Nous donnons la valeur exacte de l'énergie libre et l'ordre des fluctuations de la fonction de partition.

Dans cette thèse, on étudie certaines propriétés asymptotiques d'un modèle de polymère dirigé en milieu aléatoire. Plus précisément, on étudie les liens entre la fonction de partition et la mesure de polymère lorsque la taille du système tend vers l'infini. On construit également des champs multifractaux qui vérifient certaines propriétés statistiques du champ de vitesse d'un écoulement turbulent.

Ces travaux de thèse s’intéressent à la conception et à la mise en forme d’actionneurs à base de polymères conducteurs électroniques dans l’optique d’un actionnement linéaire à l’air pour une application spatiale. Actuellement, et alors que certaines problématiques récurrentes de légèreté, de flexibilité et de robustesse peuvent être résolues par ces actionneurs, des limitations restreignent encore leurs utilisations dans un environnement spatial pour une déformation linéaire.En premier lieu, nos matériaux composés de réseaux interpénétrés de polymères (RIP) poly (oxyde d’éthylène) (PEO), caoutchouc nitrile (NBR) et de polymère conducteur électronique (PCE) (poly (3,4-éthylènedioxythiophène)) (PEDOT) sont décrits et les différentes caractérisations mécaniques, microscopiques et électrochimiques traditionnelles sont expliquées. Des caractérisations plus spécifiques à un actionnement linéaire ont également été développées.Une étude sur la compatibilité d’actionneurs à base de RIP NBR/PEO et de PEDOT avec un environnement spatial a été réalisée en partenariat avec le CNES. Les conditions auxquelles les échantillons ont été exposés pour simuler un environnement spatial sont des variations de températures importantes, un vide poussé et des radiations gamma. Cette étude a été réalisée sur des actionneurs classiques dont la synthèse et les méthodes de caractérisation sont maîtrisées.Par la suite, nous nous sommes intéressé à la conception d’un actionneur basé sur les mêmes composants qu’un actionneur classique mais permettant une déformation linéaire. Pour cela, un modèle électromécanique a été élaboré en collaboration avec le Pr J. Madden (Vancouver, Canada). Ce modèle permet de déterminer une géométrie adaptée à un actionnement linéaire et d’en optimiser les performances. Un prototype d’actionneur linéaire a donc été synthétisé sur la base de ce modèle.Enfin, la dernière partie a été dédiée à une amélioration des performances de l’actionneur en modifiant la voie de synthèse du PCE. L’électropolymérisation permet en effet de contrôler le type de PCE déposé, sa morphologie ou encore sa quantité. Différents actionneurs à géométrie classique ont alors été réalisés avec du PEDOT électrochimique puis caractérisés. Ces actionneurs ont ensuite été considéré comme candidat potentiel pour constituer une ou plusieurs électrodes de l’actionneur linéaire
This PhD work deals with the conception and shaping of actuators based on electronic conductive polymers for a linear actuation in open air with an application in space field. Currently, while some recurrent problems of lightness, flexibility and robustness can be resolved by these actuators, limitations still restrict their use in a spatial field providing a linear motion.First, our materials composed of interpenetrating polymer networks (IPN) poly (ethylene oxide) (PEO), nitrile butadiene rubber (NBR) and electronically conductive polymer (ECP) (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) (PEDOT) are described and several mechanical, microscopic and electrochemical characterizations are explained. More particular characterizations have been developed for linear actuators.A study about PEO/NBR/PEDOT based actuator compatibility with space environment have been carried out in partnership with CNES. Samples have been exposed to high temperature variations, a strong vacuum, and gamma radiations to simulate space conditions. This study has been carried out on usual actuator, whose synthesis and characterization technics are mastered.Afterward, the conception of an actuator based on the same compounds as a usual actuator but with linear motion has been studied. To do so, an electromechanical model has been developed with the collaboration of Pr. J. Madden (Vancouver, Canada). This model allows us to determine an adapted geometry for linear motion and to optimize the actuator’s performances. Thus, a prototype of linear actuator has been synthesized based on this model.The last part was dedicated to the improvement of the actuator performances by changing the synthesis of the ECP. Electropolymerization allows us to control what type of ECP is deposited, the morphology or the amount. Several actuators with a usual geometry have been synthesized with electrochemical PEDOT and then they have been characterized. Afterward, those actuators have been used in the model to be part of the potential candidate for the making of a linear actuator

Les assemblages collés étant de plus en plus utilisés dans le monde industriel, il est important d’étudier leurs comportements à long termes. Ce manuscrit se compose de quatre chapitres. Le premier permet de positionner ces travaux de recherche dans un contexte industriel et académique afin d’introduire les différentes problématiques abordées. Dans un second temps, le procédé de mise en œuvre d’un adhésif structural époxy est étudié. Ce procédé est ensuite contrôlé à l’aide d’un capteur à fibre optique basé sur la réflexion de Fresnel. Le troisième chapitre, quant à lui s’oriente autour de la diffusion d’eau et de la mesure de teneur en eau locale au sein de l’adhésif. Les différents résultats obtenus sur la mise en œuvre et sur le vieillissement permettent d’introduire le dernier chapitre. Celui-ci s’intéresse exclusivement aux assemblages collés. Tout d’abord, les interphases sont mises en évidence au cours leurs créations lors de la réaction de réticulation. Leurs propriétés diffusives par rapport à l’eau sont ensuite caractérisées. Pour terminer, un modèle hygroélastique est déterminé, afin de simuler la prise en eau et les contraintes hygroscopiques au sein d’un assemblage collé
A bonded assemblies are increasingly used in the industrial world, it is important to study their long term behavior. This manuscript consists of four chapters. The first one makes it possible to place this research work in an industrial and academic context in order to highlight the different scientific locks reached. In the second chapter, the process of manufacturing an epoxy structural adhesive is studied. This process is then controlled using a fiber optic sensor based on Fresnel reflection. The third chapter focuses on the study of water diffusion and the measurement of local water content in the adhesive. The different results obtained on the manufactured process and on the ageing allow to introduce the last chapter. This one is exclusively interested in bonded assemblies. First of all, the interphases are highlighted during their creations during the crosslinking reaction. Their diffusive properties in relation to water are then characterized. Finally, a hygroelastic model is determined, in order to simulate the water uptake and hygroscopic stresses within a bonded assembly

Cette thèse est consacrée à l’étude des liens entre les polymères dirigés en milieu aléatoire,l’équation de la chaleur stochastique avec bruit multiplicatif (SHE) et l’équation Kardar-Parisi-Zhang (KPZ), en différentes dimensions d’espace. En dimension d = 1, l’équation KPZ et l’équation SHE font partie d’une classe de modèle possédant des coefficients d’échelle et des limites d’échelle non-standards, appelée la classe d’universalité KPZ. Il est possible de montrer que certains modèles particuliers de polymères, dits exactement solubles, font partie de la même classe, mais un des problèmes ouverts du domaine est de montrer l’universalité de ce résultat pour des modèles généraux de polymères dirigés. Toutefois, sous un changement d’échelle diffusif, on peut montrer que la fonction de partition point-à-point des polymères généraux converge vers la solution de l’équation de la chaleur stochastique, montrant un résultat d’universalité KPZ faible des modèles de polymères. En dimension supérieure, il n’est pas encore certain que les équations KPZ et SHE soient bien posées. Pour étudier ces équations en dimension supérieure, l’approche que l’on considérera consiste à régulariser les équations KPZ et SHE avec un bruit moyenné en espace, puis à regarder la limite des solutions lorsque la régularisation est dissipée. Il se trouve que dans un certain régime de paramètres, les solutions de ces équations régularisées sont reliées aux fonctions de partition d’un modèle de polymère dirigé, et l’on peut mettre à profit les techniques et résultats de la littérature des polymères pour les étudier
This thesis is dedicated to the study of the links between directed polymers in random environment, the stochastic heat equation with multiplicative noise (SHE) and the Kardar-Parisi-Zhang equation (KPZ), under different space dimensions. In dimension d= 1, the KPZ equation and the SHE equation belong to a particular class of models which feature non-standard scaling coefficients and non-standard scaling limits. This class is called the KPZ universality class. It is possible to prove that some specific polymer models, which are called exactly solvable models, belong to this class, but one of the open problems in this field is to show that this result should be universal, that is that polymer models should belong to the KPZ universality class for very general types of environment. Nevertheless, one can prove that under a scaling limit, the point-to-point partition function of general polymer models converges towards the solution of the SHE equation, which can be seen as a weak universality result for the polymer models. In higher space dimension, it is not clear whether the KPZ and SHE equations should be well-posed. In order to study these equations in higher dimension, we will consider them with a noise that is be regularized in space (in this case, the solutions of the equations are well-defined) and try to look at the limiting behaviour of the solutions when the regularization is removed. It turns out that for a certain choice of parameters, the solutions of the regularized equations are linked to the partition functions of a directed polymer model, and one can use standard polymer techniques to study the asymptotic behaviour of the solutions

L'imagerie de résonance magnétique nucléaire de gels de polymères irradiés permet de visualiser la distribution spatiale de la dose. Ceci serait intéressant dans le cas d'irradiation avec des sources non scellées telles que l'iode 131. La plupart des travaux sur la dosimétrie par gel sont réalisés par des équipes de recherche et l'application aux cas de sources non scellées n'est pas étudiée à ce jour. L'objectif de ce travail est double : - Evaluer la précision de la dosimétrie avec de faibles quantités de gel importé, sans logiciel dédié de traitement d'image ni de séquences spécifiques d'acquisition Evaluer la précision de la dosimétrie avec de faibles quantités de gel importé, sans logiciel dédié de traitement d'image ni de séquences spécifiques d'acquisition IRM. - Mettre au point un modèle de gel adapté à la dosimétrie pour des sources non scellées. La reproductibilité des mesures est étudiée en faisant varier la taille du fantôme de gel, sa position dans l'antenne, la taille des voxels et la méthode de calcul des vitesses de relaxation R2. La précision de la dosimétrie par gel, même dans un environnement clinique, est en accord avec les données de la littérature (3 ± 0. 5 %). Cependant, cette précision est insuffisante à forte dose (>40Gy) et dans les zones de forts gradients de dose. Un certain type de gel de polymère très récemment décrit dans la littérature (MAGIC gel) peut être utilisé pour la dosimétrie de l'iode 131 en solution. La réponse des gels (R2 fonction de la dose cumulée) est reproductible ; elle ne dépend pas de la durée d'exposition mais de la dose reçue. Cette réponse est cependant différente de celle observée dans le cas d'irradiation externe. La sensibilité des gels apparaît en effet, réduite aux faibles doses. Nous avons démontré que des gels de polymères peuvent être utilisés pour la dosimétrie de sources non scellées et nous savons quels aménagements sont nécessaires pour en améliorer la précision. Nous proposons maintenant d'utiliser ce procédé pour valider des modèles mathématiques employés pour la dosimétrie de l'iode 131 mais aussi pour la quantification des images scintigraphiques de rayonnement de freinage de l'Yttrium 90
Magnetic resonance imaging (MRI) allows to measure in the 3 dimensions the dose delivered to irradiated polymer gels. This information would be very useful to improve either the accuracy of non-sealed sources dosimetry (NSSD) or quantitative scintigraphy. To our knowledge MRI gel dosimetry is mainly carried out by research units and its usefulness for NSSD has to be established. The aim of our study is to assess the accuracy of gel dosimetry in a clinical environment (imported gel, restricted access to a clinical MRI, data analysis without dedicated software) and to find a way to use this kind of gel for NSSD. For this purpose we analyse the reproducibility of R2 measurements depending on the size of the voxel, the position of the gel inside the coil and the methods used to calculate relaxation times. The accuracy of our measurement is in good acceptance with literature except in cases of low relaxation times (i. E. High doses) and high dose gradient deposition. .