Dissertations / Theses: 'Polymères – Environnement'

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Lorenzini, Cédric. "Elaboration de matériaux polymères issus de ressources renouvelables." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1121.

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Abstract:

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

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Poisat, Julien. "Modèle d’accrochage de polymères en environnement aléatoire faiblement corrélé." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10056/document.

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Abstract:

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

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Loriot, Marion. "Synthèse de co-polymères biodégradables pour peintures marines anti-salissures." Electronic Thesis or Diss., Lorient, 2015. http://www.theses.fr/2015LORIS366.

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Abstract:

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

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Moreno, Flores Gregorio. "Modèles de polymères dirigés en milieux aléatoires." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00489557.

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Abstract:

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.

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Méjane, Olivier. "Equations aux différences aléatoires : des fonctionnelles exponentielles de Lévy aux polymères dirigés en environnement aléatoire." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30173.

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Vargas, Vincent. "Polymères dirigés en milieu aléatoire et champs multifractaux." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00116641.

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Abstract:

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.

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Fannir, Adelyne. "Actionneur à base de polymères conducteurs présentant une déformation linéaire à l’air et compatible avec un environnement spatial." Thesis, Cergy-Pontoise, 2017. http://www.theses.fr/2017CERG0857/document.

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Abstract:

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

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Grangeat, Romain. "Durabilité des assemblages collés en environnement humide : instrumentation par capteurs à fibre optique." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4066.

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Abstract:

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

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Cosco, Clément. "Polymères dirigés et équation KPZ." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2019. http://www.theses.fr/2019USPCC037.

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Abstract:

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

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Courbon, Frédéric. "Dosimétrie par gel de polymères : évaluation de la précision dans un environnement clinique et mise au point d'un modèle expérimental pour la dosimétrie de sources non scellées d'iode 131." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30065.

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Abstract:

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. .

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Goffette, Benjamin. "Couleurs de polymères chargés pour un environnement lumineux : Application à la recherche par le design de matériau à changement chromatique." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00874665.

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Abstract:

La compréhension de la couleur de polymères chargés, utilisés en revêtement de sol pour un environnement lumineux, peut être abordée soit par une approche perceptive, soit par une approche optique et spectrale de la couleur. Sur la base d'un travail principalement expérimental, les travaux de thèse explorent cette seconde voie. A partir de films composites calandrés, nous avons d'abord montré comment les types de polymères et de pigments, leur concentration, et la mise en forme de la surface, influencent l'aspect. D'une part, une formulation PVC existante ne peut être contretypée par une nouvelle matrice PE, en raison d'un fort couplage entre luminance et chrominance. Ce sont les écarts d'indices de réfraction aux interfaces entre particules et matrice, couplés aux pertes intrinsèques des pigments, qui interviennent au premier ordre pour expliquer la couleur. D'autre part, trois types de rugosité contrôlée induits par grainage ont permis de montrer que toutes les échelles, caractérisées par rugosimétrie confocale et AFM, influencent la luminance L* des matériaux, mesurée par gonio-spectro-colorimétrie. Le modèle géométrique proposé a permis de quantifier les variations de L* en fonction de la topographie des matériaux et de leur orientation. Le rôle de l'éclairage sur la couleur a été étudié avec une source halogène et une LED. L'analyse de matériaux PVC colorés a montré que l'approche spectrale permet de déterminer l'origine du métamérisme et de rechercher ses effets maximaux, par l'association de méthodes perceptive et quantitative dans l'espace CIE-L*a*b*. Le couplage des spectres d'émission des illuminants, de réflectance des matériaux, et de réponse de l'observateur est le principal résultat utilisé pour la conception d'un matériau à changement chromatique. Ces changements sont caractérisés et validés dans un espace réel, où intervient la réflexion-diffusion liée à l'environnement. La recherche par le design a finalement permis de faire émerger de nouvelles typologies de sol, à partir d'un revêtement d'aspect changeant en fonction de l'ambiance lumineuse. Si l'innovation s'accomplit au-delà de la seule réalisation des prototypes, ceux-ci révèlent néanmoins des variations d'aspects marquées pouvant induire de nouveaux usages du sol dans l'habitat.

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Ho, Nhat-Quang. "Endommagements de composites carbone-époxy induits par la thermo-oxydation de la matrice en présence de contraintes mécaniques." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2294.

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Abstract:

Cette étude est une contribution à la compréhension des mécanismes d’endommagement de stratifiés composites carbone/époxy soumis à des contraintes thermomécaniques en environnement oxydant. Lorsque ces matériaux sont soumis à des chargements thermomécaniques à température élevée (100°C - 150°C), la présence d’oxygène favorise l’amorçage de fissures matricielles en surface et accélère leur propagation vers le cœur du stratifié, conduisant ainsi à un état catastrophique d’endommagement. Une démarche expérimentale a été mise en œuvre pour découpler les différents mécanismes d’endommagement. L’analyse des résultats, associée à un calcul par éléments finis des contraintes thermomécaniques de bord, permet de proposer un scénario d’endommagement couplé « oxydation – contraintes » pour une structure stratifiée croisée soumise à un cyclage thermique sous oxygène. Dans une deuxième partie, on étudie plus précisément les modifications de propriétés mécaniques de la matrice époxy non renforcée induites par l’oxydation. On montre que l’oxydation, via un effet d’anti-plastification interne, conduit à une augmentation du module élastique d’indentation, une diminution de la capacité d’amortissement et de la température de transition vitreuse. Par ailleurs, on a trouvé qu’il existe une corrélation entre les valeurs du module élastique du matériau oxydé et celles de la concentration en produits d’oxydation obtenues à l’aide d’un modèle cinétique d’oxydation (diffusion - réaction). Cette corrélation phénoménologique a permis d’effectuer un calcul couplé « oxydo-mécanique » afin de déterminer, pour une structure de résine non renforcée, le champ de contraintes généré par la présence d’une couche oxydée
This study contributes to the understanding of the damage mechanisms of CFRP laminates subjected to thermo-mechanical stresses in oxidative environment. When these materials are submitted to thermo-mechanical loadings at high temperatures (100°C - 150°C), the presence of oxygen enhances the initiation of surface matrix cracks and accelerates their propagation towards the laminate core, thus leading to a catastrophic damage state. An experimental procedure has been performed in order to dissociate the different damage mechanisms. The analysis of the experimental results, associated with a finite element calculation of the free edge stresses, has led us to propose a damage scenario taking into account coupling between stresses and oxidation for a cross-ply laminated structure subjected to thermal cycling in oxygen environment. In a second part, we study more precisely the changes induced by oxidation in the material properties of neat epoxy matrix. We have shown that oxidation, via an internal anti-plasticization effect, leads to an increase in the indentation elastic modulus, a decrease in the damping capacity and in the glass transition temperature. In addition, it was found that there exists a correlation between the values of the elastic modulus of oxidized material and the concentration of the oxidation products predicted by a kinetic model of oxidation (diffusion - reaction). This phenomenological correlation enables to carry out a coupled "oxido-elastic" calculation in order to determine the stress field generated by the presence of an oxidized layer in a resin structure

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Diouf-Lewis, Audrey. "Elaboration et évaluation d'additifs verts pour polymères et composites respectueux de l'environnement." Electronic Thesis or Diss., Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC028.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans le contexte identifié de la nécessité de développer de nouveaux polymères plus respectueux de l’environnement. Nous sommes convaincus que l’essor de ces matériaux « verts » exige d’utiliser des additifs « verts » lors de la formulation. Dans le but d’élaborer des additifs respectueux de l’environnement capables d’assurer la stabilisation du polymère au regard du cycle de vie, et en attachant une attention particulière à la valorisation de la biomasse, trois approches ont été étudiées. La première est une voie innovante qui consiste à utiliser un mélange de polyphénols issus des sous-produits de l’industrie vinicole, et de l’industrie du thé. La seconde voie est la valorisation d’une molécule issue du sous-produit majeur de l’industrie du blé. La troisième est une voie d’innovation récente, qui propose l’utilisation de nanocomposites hydroxydes doubles lamellaires (HDL) fonctionnalisés avec des stabilisants biosourcés. L’évaluation de leurs propriétés stabilisantes, est réalisée au regard des processus de thermo- et photo-oxydation, dans les polyoléfines. Les résultats très prometteurs de ce projet mettent en évidence le fort potentiel des molécules et composites d’origine biosourcée à maintenir les propriétés des polymères en conditions d’usages
This thesis work falls within the identified context of the need to develop new polymers that are more environmentally friendly. We are convinced that the development of these "green" materials requires the use of "green" additives during formulation. To develop environmentally friendly additives capable of stabilizing the polymer, with respect to the life cycle, and paying special attention to biomass valorization, three approaches have been studied. The first is an innovative way of using a mixture of polyphenols from winery by-products and tea industry. The second way is the valorisation of a molecule from the major by-product of the wheat industry. The third is a recent route of innovation, which proposes the use of layered double hydroxides nanocomposites (LDH) functionalized with bio based stabilizers. The evaluation of their stabilizing properties is carried out in polyolefins, against thermo- and photo-oxidation processes. The very promising results of the project highlight the strong potential of bio based molecules and composites to maintain polymers properties under conditions of use

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Merlatti, Céline. "Etude de la dégradation de matrices organiques et des interfaces dans des systèmes de peinture : contribution à la maîtrise de leur durabilité en environnement humain." Toulon, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUL0011.

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Abstract:

Les plateformes navales sont soumises à un environnement naturel particulièrement agressif qui peut non seulement affecter les conditions opérationnelles des navires mais également générer des coûts d'entretien élevés. La protection contre la corrosion des navires de la Marine Nationale est souvent assurée par des revêtements organiques. La durabilité attendue des systèmes se situe autour de 15 ans. Aujourd'hui, la durée d'efficacité de la protection est inférieure ce qui nécessite des travaux de maintenance fréquents. Les objectifs de ce travail sont multiples : tout d'abord, évaluer la représentativité des essais de vieillissement réalisés en laboratoire vis-à-vis du vieillissement en milieu naturel ; ensuite, définir un cycle de vieillissement artificiel plus représentatif du vieillissement naturel ; puis, comprendre les facteurs qui sont déterminants dans les pertes de protection. A l'issue de ces travaux, un ou plusieurs traceur(s) de l'évolution des performances anticorrosion pourront donc être proposé(s). Les résultats présentés ici portent sur l'étude de trois systèmes anticorrosion industriels constitués de trois couches : finition - intermédiaire - primaire. L'épaisseur totale des revêtements étudiés est comprise entre 200 et 250 μm. Dans cette étude, chaque système anticorrosion est soumis à cinq vieillissements artificiels : Brouillard Salin (BS ISO 227), trois cycles normalisés (QUV ASTM G 53, ASTM D 5894 et ISO 20340) et un cycle innovant défini au laboratoire. Parallèlement, les échantillons sont exposés durant quatre ans sur trois sites de vieillissement naturel: d'une part, à Bandol, (83, France) de classe de corrosivité C3 et d'autre part, à Pipady (83, France) et Kure Beach (Caroline du Nord, USA), de classe de corrosivité C5M qui permettent d'associer les contraintes d'un climat chaud et ensoleillé à ceux d'une atmosphère marine. Après vieillissement, la combinaison de différentes techniques de caractérisation (Microscopie IRTF, pyrolyse couplée GC-MS, Analyse Mécanique Dynamique, Microdureté Vickers et MEB) permet d'étudier les évolutions physico-chimiques dans les différentes couches. L'évolution des propriétés d'interface substrat/revêtement est évaluée par des méthodes destructives (décapage et observations) et non destructives (Spectroscopie d'impédance électrochimique classique et locale, mesures de potentiel de surface). La comparaison des dégradations physiques et physico-chimiques observées après vieillissements naturel et artificiel sont différentes. La température joue un rôle déterminant dans la représentativité des cycles artificiels. Sur la base de ces résultats, un essai de vieillissement artificiel, plus représentatif des mécanismes de dégradation en milieu naturel marin, a pu être défini. De plus, les résultats obtenus ont permis de hiérarchiser l'impact des différentes contraintes d'agressivité des vieillissements sur la durabilité des systèmes. Les évolutions chimiques et physico-chimiques identifiées ne contrôlent pas spécifiquement les pertes de propriétés anticorrosion. Par contre, nous montrons que les contraintes internes générées lors des vieillissements par les cycles chaud/froid et séchage/humidité influencent directement les performances des systèmes
In the French Navy, organic coating systems are used to protect ships from corrosion. The service life requirements for protection are a long-term durability of 15 years. Today, the protection is insufficiently durable to meet the requirements, involving important maintenance cost. Thus, coating weatherability testing must be carried out to predict coating failures. The goal of this work is to, first, evaluate whether artificial test is reliable and representative of weathering, secondly, define a new reliable artificial test and finally, understand and identify loss of protection controlling factor. Three anticorrosive systems are studied. Each system presents three layers: topcoat – basecoat – primer. The total width is comprised between 200 and 250 μm. All samples are exposed to four different standard artificial weathering tests: a neutral salt spray test (NSS ISO 9227) and three cycles (QUV ASTM G53, ASTM D5894 and ISO 20340. Besides, the same samples are exposed to a natural weathering during four years in three different locations: Bandol, (83, France) classified as a C3 site, Pipady (83, France) and Kure Beach (North Caroline, USA), classified as C5M sites. Both Kure Beach and Pipady permit to expose coatings to high intensity sunlight in a marine atmosphere. After ageing, the rate of chemical and physico-chemical changes in each layer is followed using different characterisation methods (FTIR Microscopy, Pyrolysis – GC/MS, Dynamical Mechanical Analysis, Vickers Microhardness and SEM). Substrate/primer interface properties are studied by destructive method (the corroded area measurement in the scribing area beneath the coating) and non –destructive methods (Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Local EIS, surface potential measure). By comparing the kinds of chemical and physico-chemical changes in the different tests, it is possible to assess the validity of the accelerated tests. QUV ASTM G53, ASTM D5894 and ISO 20340 artificial cycles involve chemical processes which differ from those obtained after natural exposure. Here, the temperature is believed to be a key factor to explain such differences. On the bases of these results, a new cycle has been defined, more reliable. The variety of different weathering conditions permits to determine the more severe conditions in terms of degradation. Coating durability is not directly linked to physicochemical evolution that occurs in the coating. In fact, internal stresses developed during both temperature and moisture cycles control the coating performance

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Breilly, Damien. "Synthèse d'adjuvant pour l'industrie du béton via la fonctionnalisation de lignines industrielles et la conception de nouveaux polymères biosourcés." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2022. http://www.theses.fr/2022AGPT0010.

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Abstract:

L’industrie du béton est une des industries les plus importantes, mais aussi les plus polluantes du XXIème siècle du fait de la fabrication du ciment. Plusieurs solutions existent afin d’en diminuer son impact environnemental, malheureusement elles résultent en une baisse non négligeable des propriétés recherchées du béton en termes de fluidité, maintien et résistance mécanique. L’utilisation d’adjuvants organiques permet de retrouver ces propriétés, cependant ceux-ci sont généralement pétro-sourcés et leur synthèse n’est actuellement pas durable. Nous avons proposé, dans le cadre de cette thèse, des perspectives de remplacement des superplastifiants pétrochimiques actuellement utilisés par des (macro)molécules biosourcées. Ces (macro)molécules devant, à la fois, permettre une adsorption sur le ciment et aussi posséder un effet répulsif conduisant à l’abaissement des contraintes critiques de la pâte de ciment pour une même quantité d’eau. Pour cela, nous avons présenté ici deux stratégies : (1) la modification chimique et enzymatique d’une lignine industrielle (e.g., le lignosulfonate de sodium), ainsi que (2) des voies de synthèse chimio-enzymatiques de nouveaux monomères biosourcées à partir de la vanilline, ainsi que leur polymérisation par voie ADMET permettant l’obtention de polymères post-fonctionnalisables. Les macromolécules issues de ces deux stratégies ont ensuite été testées sur coulis de ciment pour déterminer leur propriété d’adsorption ainsi que leur pouvoir fluidifiant. Bien qu’un effet non négligeable de ces molécules sur la rhéologie ait été démontré, les résultats préliminaires n’ont pas mis en lumière de propriétés comparables à celles des superplastifiants actuellement utilisés. En revanche, la grande flexibilité des voies de synthèse développées et du design structural des monomères, devrait permettre de moduler à façon les propriétés de ces nouvelles macromolécules, ouvrant ainsi la voie à de futurs développements d’adjuvants
The concrete industry is one of the most important, but also the most polluting industries of the 21st century due to the cement manufacturing. Many solutions exist in order to reduce its environmental impact, unfortunately they result in a significant drop of the properties of concrete in terms of fluidity, workability during time and mechanical resistance. The use of organic adjuvants allows recovering these properties, but these are petro-sourced and their synthesis is not currently sustainable. Here in, we have proposed prospects for replacing the petrochemical superplasticizers by biosourced (macro)molecules.These (macro)molecules must, at the same time, adsorb themselves on the cement but also possess a repulsive effect leading to the lowering of the critical stresses of the cement paste for the same quantity of water. To reach these performances, we presented here two strategies: (1) the chemical and enzymatic modification of an industrial lignin (i.e., sodium lignosulfonate), as well as (2) chemo-enzymatic synthesis routes for new bio-sourced monomers from vanillin, as well as their polymerization by the ADMET route, making it possible to obtain post-functionalizable polymers.The macromolecules resulting from these two strategies were then tested on cement slurry to determine their adsorption property as well as their fluidizing power. Although a non-negligible effect of these molecules on the rheology has been demonstrated, the preliminary results have not revealed properties comparable to those of the currently used superplasticizers. Nevertheless, the great flexibility of the developed synthetic routes and the structural design of the monomers should allow to modulate the properties of these new macromolecules, thus opening the way to future developments of adjuvants

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Camanes, Alain. "Polymères Dirigés et Réseaux Conducteurs de Chaleur - Systèmes de mécanique statistique à l'équilibre et hors équilibre." Phd thesis, Université de Nantes, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00344652.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions deux exemples issus de la mécanique statistique. Les polymères dirigés en environnement aléatoire sont un modèle de système se trouvant à l'état d'équilibre. Nous donnons un critère de comparaison entre les entropies du réseau et de l'environnement permettant d'améliorer la borne inférieure sur la température critique. Nous utilisons également certains résultats connus dans le cadre de l'équation d'Anderson parabolique pour obtenir le comportement asymptotique de l'énergie libre. Par ailleurs, nous utilisons les polymères dirigés pour donner une preuve simple de l'indépendance de la fonction de Lyapunov de l'équation d'Anderson parabolique par rapport à la condition initiale.

Les réseaux conducteurs de chaleur sont étudiés hors équilibre. Lorsque les potentiels d'interaction sont harmoniques, nous donnons une interprétation géométrique de la condition d'existence et d'unicité de la mesure invariante via un théorème de complétude. Dans le cas où cette condition fait défaut, nous explicitons une quantité invariante par le flot hamiltonien. Nous généralisons ensuite les résultats d'unicité à des potentiels analytiques. Nous montrons que la condition de Hörmander est suffisante pour avoir l'unicité de la mesure invariante via la contrôlabilité. Le principe de Lasalle est ensuite utilisé pour montrer l'unicité sans la condition d'Hörmander. Nous évoquons également le problème de l'existence de telles mesures.

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Kebe, Seydina Ibrahima. "Synthèse de matériaux monolithiques pour la séparation et la catalyse en phase liquide : problématiques environnementales et du développement durable." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1127/document.

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Abstract:

Les matériaux polymères ont connu un engouement considérable avec l’avènement de l’ère du pétrole et connaissent aujourd’hui encore un succès considérable notamment au travers de la valorisation de ressources naturelles mais également d’applications spécifiques à haute valeur ajoutée, liées à des domaines aussi divers que la chimie analytique, l’exploration spatiale, la médecine où l’enjeu premier est souvent la conception d’objet miniaturisés. Dans ce travail de thèse nous avons développé des matériaux polymères à taille micrométrique, immobilisés soit dans des microcanaux (diamètre interne = 75 µm) ou à la surface de substrats de verre (épaisseur de quelques centaines de µm). Une morphologie de type monolithique a été choisie afin de conférer auxdits matériaux des propriétés de perméabilité, résistance mécanique et thermique compatibles avec des applications dans le domaine de la chimie en flux. Afin de contrôler les propriétés d’interaction aux interfaces des matériaux, un monolithe générique, présentant des unités ester de N-hydroxysuccinimide en surface, a été préparé et fonctionnalisé à façon. Ainsi ont été immobilisés des segments moléculaires jouant le rôle de sélecteurs – pour des applications en électrochromatographie – ou de ligands de nanoparticules métalliques – pour applications en catalyse supportée – via des méthodes classiques (substituion nucléophile) ou originales (photo-addition radicalaire thiol-ène) de greffage.Les matériaux ont été caractérisés par une combinaison de méthodes spectroscopiques, microscopiques, de diffraction, de thermogravimétrie permettant de corréler les propriétés électrochromatographiques ou catalytiques avec la structure interfaciale des matériaux monolithiques. A titre d’exemples d’application, nous pouvons citer la séparation électrochromatographiques de molécules toxiques tels les polluants organiques (aniline, phénols, hydrocarbures aromatiques polycycliques, polychlorobiphényles) et les conservateurs pour les crèmes cosmétiques (parabènes), de biomarqueurs (hydrocarbures aromatiques polycycliques, bases pyrimidiques). Ces analyses ont été réalisées avec des solutions modèles de laboratoire mais aussi des matrices réelles (crèmes cosmétiques, analogues d’échantillons extraterrestres). Aussi les réactions catalytiques de réduction de nitroarènes, d’oxydation d’alcool aromatique, de couplage carbone-carbone et la détection par spectroscopie Raman exaltée de surface de pesticides (trifuraline) et d’intermédiaires de synthèse (para-nitrophénol) ont été réalisées
Polymeric materials have gained immense popularity with the golden age of petroleum and they still today meet with great success through Green polymer chemistry approaches and numerous high added value dedicated application in scientific domains such as analytical chemistry, medicine, space investigations, where one of the key for success is the design of miniaturized objects. In this contribution, micro-sized monolithic materials have been designed though either in microchannel immobilization (I.D. = 75 µm) or surface attachment on glass substrates (hundredths of microns in thickness). Polymers exhibiting monolithic morphology were considered to benefit of high permeability, mechanical and thermal resistances which are mandatory to flow chemistry applications. With the aim to control the interfacial interaction ability, a generic monolith having N-hydroxysuccinimide ester groups was used and on purpose functionalized. Molecular segments acting as selector – for electrochromatographic applications – of metal nanoparticles ligands – for supported catalysis applications – have been immobilized on the monolith surface via classical (nucleophilic substitution) or original (photo-induced thiol-ene click) grafting reactions.The so-designed materials were characterized through spectroscopic, microscopic, diffraction, thermogravimetric methods providing insight into correlation between the observed separation and catalytic abilities and the interfacial structure of the monolith. As representative examples of application, one may cite the electrochromatographic separation of toxic molecules such as organic pollutants (phenols, anilines, polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorobiphenyls), preservatives in cosmetics (parabens) and biomarkers (polycyclic aromatic hydrocarbons, pyrimidic bases). The analyses were conducted on model solutions and complex matrices (cosmetics, extraterrestrial analog samples). Flow catalytic reaction meant for the reduction of nitroarenes, the oxidation of aromatic alcohol, the carbon-carbon coupling and the sensitive detection of pesticides and synthesis intermediates (para-nitrophenol) have been achieved

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Laubé, Florian. "Compréhension des phénomènes physicochimiques régissant l’adhésion et la formulation de vernis à ongles à base de résines biosourcées : approches in silico et in vitro." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2019. http://www.theses.fr/2019LILUR014.

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Abstract:

En plein essor, le marché des vernis à ongles représente plusieurs milliards de flacons vendus chaque année à travers le monde. Malgré un durcissement de la réglementation au cours des vingt dernières années, la composition des vernis reste problématique d’un point de vue environnemental. L’agent filmogène secondaire, ou résine, qui permet d’apporter le supplément d’adhésion, de brillance et de stabilité faisant défaut à la nitrocellulose, est le principal obstacle à l’obtention d’un vernis 100 % biosourcé. Dans ce contexte, nous nous sommes attachés à comprendre la physicochimie de ces systèmes complexes, en vue d'orienter la conception de nouvelles résines biosourcées compatibles par l'établissement de relations structures-propriétés. En premier lieu, des caractérisations physicochimiques complètes (état de surface, composition, perméabilité) ont été menées sur l’ongle et deux modèles semi-synthétiques. Un test d’adhésion a été mis au point afin d’évaluer l’adhérence de formulations sur ces substrats. La corrélation des résultats a permis d’identifier le meilleur modèle de l’ongle natif et mis en évidence les mécanismes d’adhésion vernis-ongle. Parallèlement, les résines benchmarks ont été caractérisées afin de définir un cahier des charges précis. L’adaptation d’outils de prédiction aux polymères a permis de relier des modifications structurales à la solubilité et a été validée à l’aide d’oligoesters modèles synthétisés. L’impact de certains motifs structuraux sur la brillance ou la dureté des résines a été mis en évidence et les relations structures-propriétés identifiées ont été confirmées via l'évaluation des performances de nouvelles résines polyesters biosourcées
Several billion nail polishes are sold every year throughout the world, and the market is still fast-growing. Despite a tightening of regulations over the past twenty years, the composition of varnishes remains problematic from an environmental point of view. The main obstacle to reach a 100% bio-based varnish is the secondary film-forming agent, or resin, which provides the additional adhesion, the gloss and the stability that nitrocellulose lacks. In this context, we have focused on understanding the physicochemistry of these complex systems in order to assist the design of new compatible biosourced resins through the establishment of structures-properties relationships. First, complete physicochemical characterizations (surface aspect and surface energy, composition, permeability) were carried out on native nails and two semi-synthetic models. An adhesion test was developed to evaluate the adhesion of formulations onto substrates. Correlated to physicochemical characterizations, these results allowed to identify the best model of the native nail and highlighted the adhesion mechanisms at the varnish-nail interface. In parallel, the "benchmarks" resins were characterized in order to define precise specifications according to their application performances. Thanks to the adaptation of prediction tools to polymers, we managed to link structural modifications to solubility and was validated using synthesized model oligoesters. The impact of some structural features on the gloss or the hardness of resins has been highlighted and the identified structures-properties relationships were confirmed through the evaluation of the performances of new bio-based polyester resins

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Deroiné, Morgan. "Étude du vieillissement de biopolymères en milieu marin." Electronic Thesis or Diss., Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS354.

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Abstract:

Les matériaux polymères ont de nombreux avantages comme la légèreté, le coût, la formabilité… mais sont aussi à l’origine de certains problèmes environnementaux actuels. La substitution des polymères conventionnels d’origine pétrochimique et non biodégradables par des polymères biosourcés et biodégradables tels que le polylactide (PLA) ou les polyhydroxyalcanoates (PHA) peut apparaître comme une alternative crédible. Cependant, un des freins à leur développement demeure la faible connaissance de la durée de vie de ces biopolymères lorsqu’ils sont exposés à différents types d’environnements, en particulier en milieu marin si l’on considère une application marine. Dans le cadre de cette étude, il a donc été entrepris de suivre le vieillissement naturel et le vieillissement accéléré du PLA et des PHA en milieu marin dans l’objectif d’appréhender les mécanismes et les cinétiques de dégradation. Dans le but de découpler les effets liés à l’eau, aux sels minéraux et aux microorganismes, les échantillons ont été immergés dans différentes conditions, i.e. en eau distillée, en eau de mer naturelle et en eau de mer filtrée et renouvelée à différentes températures. L’influence du milieu sur la dégradation de ces biopolymères est analysée et discutée, de même que l’influence de la géométrie des pièces (films de différentes épaisseurs, éprouvettes ou fibres). Enfin, la prédiction de la durée de vie de ces polymères a été envisagée par l’intermédiaire de deux approches, conduisant à une estimation de leur durabilité dans un milieu bien défini et au regard d’une propriété donnée
Pollution of nature by plastics is a major environmental problem and better management of the lifetime of polymers is a major challenge for the future. In recent years, bio-based and biodegradable polymers, such as polylactide (PLA), or polyhydroxyalkanoates (PHA) have appeared as an alternative solution in order to solve these problems. One of the limits remains the relative lack of knowledge of their lifetime and degradation behaviour in aqueous environments, and more specifically in the marine environment. In this study natural and accelerated ageing tests were performed under several conditions, distilled water, filtered and renewed seawater and natural seawater, at different temperatures, in order to decouple enzymatic and hydrolytic mechanisms. The aim of this study is to establish a baseline on degradation mechanisms and kinetics, in order to make lifetime predictions of biopolymer behaviour in seawater.Degradation phenomena have been identified. Biodegradation tests were also performed in a marine environment by following the release of CO2. Then, lifetime predictions of the properties of these biopolymers at seawater temperature were made using two different approaches

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Ecochard, Yvan. "Élaboration de polymères 100 % biosourcés pour matériaux composites à impact environnemental réduit." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS070.

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Abstract:

L’entreprise DIAM Bouchage développe des matériaux composites à base de farine de liège et de liant pour l’élaboration de bouchons technologiques mis en forme par moulage. DIAM souhaite remplacer le liant actuel à base de polyuréthanes par un nouveau polymère 100% biosourcé permettant de s’affranchir de l’utilisation d’isocyanates et de composés classifiés CMR. Pour cela, les Non-Isocyanate PolyUréthanes (NIPUs), et plus particulièrement les Polyhydroxyuréthanes (PHUs), ont été choisis. Ces travaux de thèse présentent donc la synthèse, la caractérisation et la formulation d’un nouveau liant PHU à base de cyclocarbonates et d’amines.Parmi les réactifs biosourcés et les différentes voies de synthèse des cyclocarbonates, plusieurs composés ont été sélectionnés en cohérence avec le cahier des charges. Cette sélection a ensuite mené à l’élaboration de matériaux PHUs et de bouchons composites afin d’identifier les formulations les plus prometteuses pour l’application visée. De nouvelles voies hybrides ont finalement été envisagées pour résoudre les problèmes liés aux faibles conversion et réactivité des PHUs. L’utilisation d’acrylates en tant qu’additifs réactifs ou réticulants de prépolymères PHU-amino téléchéliques a tout d’abord été décrite. Afin de répondre aux problématiques de mise en œuvre, de nouveaux monomères cyclocarbonate-siloxanes ont également été synthétisés afin d’obtenir des monomères fonctionnels de faible viscosité
DIAM Bouchage develops composites from cork flour and binder in order to produce technological cork-stoppers carried out by a molding process. To get rid of the use of isocyanates for polyurethanes synthesis, new pathways for 100% biobased polymers without the use of CMR substances are considered. As the most promising route for Non-Isocyanate PolyUrethanes (NIPUs) synthesis, Polyhydroxyurethanes (PHUs) have been chosen. The presented study concerns the synthesis, the characterization and the formulation of a new PHU binder from cyclocarbonates and amines.Among available biobased reactants and synthetic pathways, few monomers have been selected in accordance with specifications. This has led to PHUs materials and cork-stoppers development to identify the best formulations. New hybrids routes have finally been developed to overcome PHUs limitations such as reactivity and conversion. Acrylates have been used as reactive additives or cross-linkers for PHU-amino telechelic prepolymers. New cyclic carbonates monomers of low viscosity and high functionality have also been synthesized to solve process issues

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Gammoudi, Ibtissem. "Biocapteur à base de bactéries pour le contrôle environnemental." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14535.

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Notre projet vise la conception d’un biocapteur ultra-sensible à base de bactéries pour la détection de métaux lourds (contrôle environnemental). Ces travaux concernent le développement de systèmes impédimétriques et à ondes acoustiques de Love, associés à une puce microfluidique et fonctionnalisés par des bactéries Escherichia coli immobilisées sur une multicouche de polyélectrolytes déposés par la méthode « Layer by Layer » . L’ étude fondamentale des interactions physiques-chimiques-biologiques mises en jeu lors des étapes de fonctionnalisation du capteur, et de son application à la détection de cadmium et de mercure, est également abordée, à travers le suivi en temps réel par le capteur acoustique, ainsi que par microscopie à force atomique en milieu sec ou liquide.Des seuils de détection inférieurs à 10-12M en quelques minutes ont été observés
Our works aim the study of an ultra-sensitive bacteria-based biosensor for the detection of heavy metals (environmental control). They include the development of impedimetric and of Love acoustic wave devices, both associated with a microfluidic chip and functionalized with Escherichia coli immobilized on a polyelectrolyte multilayer deposited by the method "Layer by Layer." The theoretical study of physico-chemical interactions and biological phenomena involved during the steps of functionalization of the sensor surface, and during its application to the detection of cadmium and mercury, is also addressed through the real-time monitoring by the acoustic sensor and by atomic force microscopy in air or liquid medium. Detection threshold better than10-12M within only a few minutes have been observed

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Marchyk, Nataliya. "Molecularly imprinted polymers as synthetic receptors for glucuronates, and their use for biochemical sensing." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2053.

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Abstract:

La reconnaissance moléculaire est un processus fondamental dans les systèmes biologiques. La création des récepteurs synthétiques imitant les processus biologiques est d'une grande importance dans l'application pratique en raison de leur plus grande stabilité aux milieu très rigoureux, long-durée de conservation et la flexibilité d'application par rapport à leurs homologues naturels. Polymères à empreintes moléculaires (MIPs) bien remplissent ces conditions. Les MIPs sont faits sur mesure récepteurs synthétiques qui sont capables de reconnaître spécifiquement une molécule cible. Leur synthèse est basée sur la présence d'une molécule cible qui dirige l'auto-assemblage autour des monomères fonctionnels. Les monomères copolymérisent dans un excès d'agent de réticulation. Par la suite, l’extraction d’une molécule cible libère des sites à trois dimensions dans la matière qui sont complémentaires dans la taille, la forme et la position des groupements fonctionnels de la cible. En raison de la complexité de la composition et des facteurs d’influence divers, la conception rationnelle devrait être utilisée afin d'améliorer la performance des systèmes à empreintes moléculaires. Les nanoparticules du type noyau/coquille proposent une possibilité unique d'incorporer des agents avec des propriétés optiques ou magnétiques dans le noyau, offrant des possibilités plus larges pour l'application des MIPs, par exemple dans l’imagerie biologique et de surveillance. Le travail de la thèse est axé sur le développement de MIPs pour la reconnaissance spécifique de glucuronates en milieu aqueux avec des perspectives d'application dans les systèmes biologiques. La conception rationnelle compris la modélisation moléculaire, l'analyse spectroscopique et la conception des expériences. La modélisation moléculaire a simulé des interactions intermoléculaires et a permis de découvrir les combinaisons d’analyse-monomère le plus prometteurs et qui pourraient être vérifiées in situ par spectroscopie. La conception des expériences avec l’optimisation multi-objectifs a permis de trouver la composition de MIP avec la meilleure performance pour le glucuronate ainsi que de comprendre les effets des facteurs d’influence, les concentrations des composés en particulier, sur la performance de MIPs. Transfert d'énergie par résonance de type Förster a été utilisée pour évaluer la reconnaissance de l'analyse cible par MIP. Dans la perspective de l'application dans les systèmes biologiques, l’approche nouvel de la synthèse des nanoparticules du type noyau/coquille a été proposé. Le principe est basé sur une synthèse en un seul récipient par polymérisation en émulsion classique des graines à iniferter qui servent de noyaux pour les particules finales. Les particules de conversion ascendante (UCPs) possèdent des propriétés optiques uniques pour absorber la lumière à longueur d'onde plus élevée et l'émettre à longueur d'onde plus courte. Cela les rend très prometteuse dans l’imagerie biologique, car l'autofluorescence des échantillons biologiques peuvent être considérablement diminuée. La stratégie a été proposée de synthétiser des nanoparticules composites du type noyau/coquille où des UCPs ont été utilisées comme source de la lumière locale seconde pour lancer la polymérisation de la surface des particules
Molecular recognition is a fundamental process in biological systems. The creation of synthetic receptors mimicking the biological processes is of high importance in practical application due to their higher stability to harsh environments, long on-shelf life and application flexibility comparing to natural counterparts. Molecularly imprinted polymers (MIP) readily meet these conditions. MIPs are tailor-made synthetic receptors that are able to specifically recognize a certain target molecule. Their synthesis is based on the presence of a molecular template that directs the self-assembly of functional monomers around. In an excess of cross-linking agent the monomers copolymerize, and subsequent removal of the template molecule generates three-dimensional binding sites in the material that are complementary to the template in size, shape and position of the functional groups. Due to complexity of composition and various influencing factors, the rational design should be employed in order to improve the performance of MIP systems. Core-shell nanoparticles provide a unique possibility to incorporate agents with optical or magnetic properties into the core, providing broader possibilities for MIPs application, such as in bioimaging and monitoring. The work of the thesis is focused on development of MIPs for the specific recognition of glucuronates in aqueous environment with outlook for applicability in biological systems. The rational design framework included molecular modelling, spectroscopic analysis and the design of experiments. Molecular modelling simulated intermolecular interactions and allowed to discover the most promising analyte-monomer combinations which could be verified in situ via spectroscopic (NMR) method. The design of experiments with multi-objective optimization allowed finding the composition of MIP with the best performance to glucuronate as well as to understand the effects of influencing factors, compounds concentrations in particular, onto the MIP performance. Förster resonance energy transfer (FRET) was applied in order to evaluate the recognition event of the target analyte in the MIP system. Bearing in mind the application in biological systems, a new approach for the synthesis of core-shell nanoparticles was proposed. The principle is based on one-pot synthesis by conventional emulsion polymerization of iniferter seeds which serve as cores for final particles. The up-converting particles (UCPs) possess unique optical properties to absorb the light at higher wavelength and emit it at lower wavelength. That makes them very promising in bioimaging, since the autofluorescence of biological samples can be decreased significantly. A novel strategy was proposed to synthesize composite core-shell nanoparticles where UCPs were employed as the second local light source to initiate the polymerization from the particles’ surface

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Dentzer, Laetitia. "Compréhension du suivi de polymérisation d’un système réactif phénolique fortement dilué en présence d’une phase latex pour l'élaboration d’un adhésif sans formaldéhyde." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI043.

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Abstract:

Un nouveau système réactif de type phénolique plus respectueux de l’environnement, c’est-à-dire sans phénol, résorcinol ou formaldéhyde a été caractérisé lors de ces travaux de thèse. Ce système implique la copolymérisation du phloroglucinol et du téréphthalaldéhyde (TPA) en solution aqueuse très diluée. Dans un premier temps, une recherche bibliographique a permis de sélectionner les techniques expérimentales pertinentes pour suivre l’avancement de ces systèmes évolutifs complexes en solution. La combinaison d’analyses chromatographiques et spectroscopiques a été nécessaire pour la caractérisation de la partie soluble du système phloroglucinol-TPA. Un mécanisme de polymérisation conduisant à des espèces linéaires a été proposé pour des temps courts de réaction. L’augmentation de la fraction insoluble lors de la réaction dans les analyses nécessitant une étape de solubilisation met en évidence un second mécanisme de réaction des oligomères entre eux. Une méthode de suivi de l’état du système par mesures rhéologiques a été également développée pour le contrôle de production. Dans un deuxième temps, ce système a été utilisé pour la conception d’un adhésif Phloroglucinol-TPA-Latex. Celui-ci a été étudié à l’état liquide lors du ‘mûrissement’ et à l’état solide après réticulation sous la forme de films libres pour différentes situations modèles. La stabilité de l’adhésif lors du ‘mûrissement’ a été vérifiée même si des réactions de condensation au sein du système Phloroglucinol-TPA se poursuivent. Après réticulation, la morphologie à deux phases des films observée est spécifique à la nature de la phase latex. Il a été conclu que le nouveau système phloroglucinol-TPA a un comportement similaire à celui du système résorcinol-formaldéhyde en termes de mécanismes de réaction et lors de son utilisation en présence de latex. Celui-ci a donc la capacité de remplacer le système initial dans l’élaboration d’un nouvel adhésif plus respectueux de l’environnement
A new phenolic-type reactive system more environment friendly, namely phenol-, resorcinol- or formaldehyde-free, was characterized during this Ph.D. This system consists in the copolymerization of Phloroglucinol and Terephthalaldehyde (TPA) in highly diluted water solution conditions. First, a literature study allowed a selection of relevant experimental technics in order to follow the advancement of these complex systems in solution. The combination of chromatographic and spectroscopic analyses is required to characterize the soluble part of the Phloroglucinol-TPA based system. A mechanism of reaction to synthesize linear oligomers was proposed for short reaction times. The increase of the non-soluble part during the reaction in the analyses made after a solubilization step leaded to the conclusion of another type of mechanism where the oligomers are involved. A monitoring method to follow the state of the system by rheological measurement was also developed for the production process. Secondly, this system was used in the preparation of an adhesive based on Phloroglucinol, TPA and Latex. This adhesive was studied in a liquid state during it ‘maturation’ and in a solid state after curing resulting in films from several model systems. The stability of the system during maturation was checked even if condensation reactions of the Phloroglucinol-TPA still took place. After curing, a two-phase morphology of the films was observed which was found to be specific to the nature of the latex phase. It was concluded that the new Phloroglucinol-TPA system has a similar behavior to the one of Resorcinol-Formaldehyde in terms of mechanism and use in presence of latex. It showed the capability to replace the initial system in the preparation of a new adhesive more environment friendly

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Julienne, Fanon. "Fragmentation des plastiques : effet de l’environnement et de la nature du polymère sur la taille et la forme des fragments générés." Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA1033.

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Abstract:

Les déchets plastiques s'accumulent depuis plusieurs décennies dans les océans où ils se fragmentent en particules appelés microplastiques lorsque leur taille est inférieure à 5 mm. Ces microplastiques sont retrouvés dans toutes les eaux du globe, dans les sédiments ainsi que dans de nombreux organismes marins. Le devenir physicochimique à long terme de ces particules et leur possible fragmentation en nanoplastiques sont complexes, encore peu documentés et nécessitent des études en laboratoire.Afin de comprendre les processus liés à la photodégradation et à la fragmentation des polymères dans l’environnement, mais également dans le but d’'appréhender l’évolution des fragments générés au cours de l’irradiation, un protocole de vieillissement accéléré en milieu abiotique a été mis en place sur des polymères modèles. Le suivi de l’oxydation et de la fragmentation des deux polymères étudiés,polyéthylène basse densité et polypropylène, a été mené à l’aide de techniques spectroscopiques (infrarouge, Raman), DSC, angles de contact, et microscopiques (lumière polarisée, MEB, AFM…).Ce travail a permis de mettre en évidence l’influence significative de l’environnement et de la morphologie initiale des polymères sur leurs cinétiques de vieillissement et leurs mécanismes de fissuration. Ainsi des distributions en nombres, tailles et formes de fragments très différentes ont été obtenues pour les deux polymères selon la présence d’eau. Enfin, après un long temps d’irradiation, des produits de dégradation ont pu être détectés mais la production significative de nanoplastiques n’a pas été démontrée. L'hypothèse d'une taille limite de fragmentation devrait être envisagée
Plastic wastes have been accumulating for several decades in the oceans where they break up into particles called microplastics when their size is less than 5 mm. These microplastics are found in all earth’s waters, in sediments and in many marine organisms. Their long-term physico-chemical fate and their possible fragmentation into nanoplastics are complex, still poorly documented and require laboratory studies.In order to understand the processes related to photodegradation and fragmentation of polymers, but also in order to understand the evolution of these fragments during irradiation, an accelerated aging protocol in abiotic conditions has been set up. The oxidation and fragmentation of two model polymers, low density polyethylene and polypropylene, were monitored using spectroscopic techniques (InfraRed, Raman), DSC, contact angles and microscopic technics (light microscopy, polarized light, SEM, AFM ...).This work has demonstrated a significant influence of the environment and the initial morphology of the polymers on their kinetics of aging and cracking mechanisms. This lead to significantly different distributions in numbers, sizes and shapes of the generated fragments. Moreover, after a long time of irradiaiton, other degradation products could be detected but the significant production of nanoplastics has not been demonstrated. The possibility of a size limit below which the fragmentation rate of plastics would strongly decrease should be considered

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Grima, Sophie. "Biodégradation de matériaux polymères à usage agricole : étude et mise au point d'une nouvelle méthode de test, analyse des produits de dégradation et impact environnemental." Toulouse, INPT, 2002. http://www.theses.fr/2002INPT028G.

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Abstract:

Les problèmes d'accumulation des déchets solides dans l'environnement ont provoqué un intérêt croissant pour les polymères biodégradables. Afin de vérifier leur innocuité sur l'écosystème nous avons analysé les produits de dégradation de 3 matériaux tests. Pour cela, nous avons dévelppé un nouveau test de biodégradation en simulation de sol, sur support inerte. Puis nous avons mis au point une méthode d'extraction quantitative et rapide par ultra-sons nous permettant de récupérer les produits et résidus de dégradation. L'utilisation de la chromatographie par perméation de gel, de la spectroscopie IR et IRMN, de l'analyse enthalpique différentielle et de la microscopie électronique à balayage, sur les porduits extraits, nous a permis d'étudier le comportement de ces matériaux vis-à-vis de la dégradation dans différentes conditions : simulation de sol et de compost et enfouissement in situ. Parallèlement, des tests d'écotoxicité terrestre, aquatique et agronomiques ont été menés.

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Denis, Maxinne. "Synthèse d'additifs retardateurs de flamme biosourcés phosphorés pour l'élaboration de nouveaux polymères pour peinture bois à faible impact environnemental." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2022. http://www.theses.fr/2022ENCM0021.

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Synthèse de nouveaux monomères RF phosphorés réactifs difonctionnels et étude de leur introduction dans la matrice polymère par copolymérisation. Essais de post-fonctionnalisation sur les résines polymères classiques puis évaluation des propriétés ignifugeantes du revêtement. Synthèse de nouveaux RF phosphorés réactifs issus de ressources renouvelables pour les intégrer à une formulation polymère partiellement biosourcée
Synthesis of new difunctional reactive phosphorus flame retardants monomers and study of their introduction into the polymer matrix by copolymerization. Tests of post-functionalization on conventional polymeric resins and evaluation of the flame retardant properties of the coating. Synthesis of new reactive phosphorus flame retardants from renewable resources to integrate in a partially biosourced polymer formulation

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Loriot, Marion. "Synthèse de co-polymères biodégradables pour peintures marines anti-salissures." Thesis, Lorient, 2015. http://www.theses.fr/2015LORIS366.

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Abstract:

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

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Arnault, Joris. "Formulation de nouvelles mousses d'extinction d'incendie avec impact réduit sur environnement." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1313.

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Abstract:

Les mousses extinctrices sont utilisées sur les feux de catégorie B (solvants inflammables). L’efficacité des mousses actuelles contenant des agents moussants fluorés est apportée par la formation d’un film aqueux à la surface du carburant enflammé. Les entreprises recherchent et développent de nouveaux agents moussants sans fluor car ce type de tensioactif est nocif pour l’environnement et la santé. Des mousses très stables sont nécessaires pour qu'une couche épaisse de mousse résiste aux températures élevées et au démoussage par le solvant et évite ainsi la ré-inflammation.Dans ce travail, l’amélioration de la stabilité de la mousse a été réalisée en utilisant des épaississants dans une solution moussante avec des tensioactifs non fluorés. Des polysaccharides tels que la gomme xanthane ont été utilisés et ses interactions avec des tensioactifs ont été étudiés. Les complexes formés par ces interactions ont été utilisés dans le but d’améliorer la stabilité de la mousse et sa résistance aux flammes. Ceci engendre des mousses de plus faible moussabilité mais de plus grande stabilité. Des tests à échelle réduite ont été réalisés selon la norme EN1568 et ont montré l’efficacité de l’addition de gomme xanthane. Ces formulations innovantes associant des polysaccharides et des agents moussants sont de bonnes alternatives aux formules contenant des tensioactifs fluorés. Le mécanisme d’action des hydrotropes améliorant la moussabilité a aussi été étudié
Firefighting foams are used on class B fires (flammable solvents). The efficiency of currently used foams containing fluorinated foaming agents is ensured by the formation of an aqueous thin film on top of the burning solvent. The formation of such film requires the use of fluorinated surfactants that specifically adsorb at the water-air interface. Companies currently develop fluorine-free products for firefighting foams because this kind of surfactants is harmful for the environment and health. Very stable foams are necessary to the formation of a thick layer of foam that resists high temperatures and defoaming by the solvent, preventing fire re-ignition.In this work, improved foam stability was achieved by using thickeners in the foaming fluid together with the non-fluorinated surfactants. Polysaccharides such as xanthan gum were used and their interactions with surfactants were investigated. Complex species formed by such interactions were used in order to improve foam stability and resistance against flames. This causes a lower foamability but higher stability of foams. Small scale fires extinguishing experiments performed following the standard EN1568 showed the efficiency of xanthan gum addition. These innovative formulations combining polysaccharides and foaming agents are suitable alternatives to those containing fluorinated surfactants. The action mechanism of hydrotropes improving foamability has also been studied

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Andrianary, Juliana. "Etude de la contamination des denrées alimentaires par le relargage de produits organovolatils issus de l'emballage." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30173.

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Abstract:

Ce travail a comme sujet le dosage de polluants volatils dans des denrees alimentaires. Deux techniques de preparation sont alors evaluees et optimisees. D'une part, l'espace de tete statique et d'autre part, l'espace de tete dynamique, couplees a la chromatographie en phase gazeuse, equipee de deux detecteurs (ecd et fid) montes en serie. L'extraction de micropolluants organiques couvrant une large gamme de volatilite est alors etudiee pour une matrice simple, l'eau. L'influence relative des divers parametres operatoires est examinee. La technique d'espace de tete permet d'extraire les composes organovolatils ayant un point d'ebullition compris entre -30c et 220c en moins d'une heure avec des rendements variables. Une etude de compatibilite du couple emballage-produit a ete rendue possible par la technique d'espace de tete. La cinetique de migration de trois composes volatils de l'emballage (acetate d'ethyle, hexanal et pentamethylheptane) vers 5 types de produits alimentaires differents a ete suivie. D'apres les resultats obtenus, nous avons voulu mettre en evidence l'importance des parametres inherents a l'emballage et aux caracteristiques propres du produit contenu. Une simulation du phenomene de migration avec differents supports liquides et solides est proposee. Les resultats de modelisation ainsi obtenus concordent avec la litterature. Avec les simulants liquides, le niveau de relargage est en moyenne superieur a celui des simulants solides. Le melange eau-methanol a 5% semble etre un bon compromis pour reproduire le transfert de composes organovolatils de l'emballage vers les denrees alimentaires de type biscuit

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Barreteau, Donatien. "Le développement d'un modèle de simulation prédictif des émissions des matériaux dans l'habitacle pour optimiser le bien-être à bord." Thesis, Pau, 2018. http://www.theses.fr/2018PAUU3033.

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Abstract:

La thèse a été réalisée dans le cadre d’un partenariat entre le laboratoire d’accueil (C2MA, IMT Mines d’Alès), l’entreprise Renault et un contrat Cifre. La prise de conscience de la dégradation de la qualité de l’air s’étend à tous les environnements, que ce soit à l’intérieur ou à l’extérieur. En Asie, cette prise de conscience se traduit par de très strictes réglementations de la qualité de l’air dans l’habitacle automobile. Les constructeurs se doivent de respecter ces nouvelles réglementations afin de pouvoir vendre leurs véhicules dans ces pays où le marché automobile est en pleine croissance (principalement en Chine). C’est dans ce contexte que Renault a décidé d’améliorer la prise en compte de la qualité de l’air habitacle dans le développement de ses véhicules. Les contraintes techniques et la numérisation des outils de travail ont orienté le travail de thèse vers la modélisation de cette qualité de l’air habitacle. Afin de pouvoir tendre vers cet objectif, plusieurs points ont été traités. Tout d’abord, l’émission des matériaux d’habitacle a été caractérisée afin de comprendre quels composés organiques volatils et quels matériaux étaient responsables de la dégradation de la qualité de l’air dans le véhicule. Ensuite, une nouvelle approche expérimentale a été développée permettant une caractérisation plus représentative de l’émission des matériaux dans l’habitacle. Ces travaux ont permis de confirmer l’importance de l’impact des conditions environnementales sur l’émission des matériaux qui avait été observé dans la littérature. L’étude de ces paramètres environnementaux a été traitée tant dans l’application de modèles présentées dans la littérature que de détermination de facteurs expérimentaux permettant une extrapolation maitrisée de la mesure de l’émission des matériaux à la qualité de l’air dans l’habitacle du véhicule. Enfin, une première méthodologie de modélisation a pu être proposée et appliquée à des systèmes simplifiés permettant de montrer la cohérence de la démarche empruntée
The thesis is the result of a partnership between the C2MA (IMT Mines Alès) laboratory and Renault, a car manufacturer, as part of a Cifre contract. The awareness of air quality pollution spread among all indoor or outdoor environments. In Asia, strict regulations about vehicle interior air quality have been released to answer this social realisation. The car manufacturers must fulfil these requirements to be able to market their products in these countries (mainly in China). In these circumstances, Renault decided to improve the way they consider the vehicle interior air quality during the design of the vehicles. The thesis work concerns the modelling of vehicle interior air quality because of the technical obligations and the digitalisation. Different research question came up to follow this objective. First of all, the emission of passenger compartment’s materials has been characterised to understand what Volatile Organic Compounds (VOC) are responsible of the degradation of air quality inside a car and what are the sources. Then, a new characterisation approach of emission has been developed allowing to get a better toughness and representativeness of the results. These studies showed the significance of environmental conditions on the emission ofmaterials that had been studied in the scientific literature. The study of the impact of these environmental factors on the material’s emission was the next step and two different research axes has been explored: the study and development of the modelling available in the literature and the establishment of experimental factors leading to a mastered extrapolation of the characterisation of material’s emission to vehicle interior air quality. Finally, a first methodology has been proposed and applied to simplified systems showing the consistency of the developed process

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Anton, Rukshala. "Etude et compréhension des mécanismes d’interaction de Composés Organiques Volatils (COV) par des couches polymères : application à la microdétection des polluants des environnements intérieurs." Thesis, Cergy-Pontoise, 2013. http://www.theses.fr/2013CERG0644.

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Abstract:

Les moisissures sont des biocontaminants courants des environnements intérieurs causant la biodégradation des matériaux qu'ils colonisent et favorisant l'apparition de diverses pathologies, notamment respiratoires telles que des allergies, des infections ou des toxi-infections.En raison de ces impacts, la maîtrise de la contamination fongique constitue une préoccupation majeure pour des secteurs aussi divers que les industries agro-alimentaires, pharmaceutiques, les hôpitaux ou encore les établissements patrimoniaux. Actuellement, les techniques utilisées pour surveiller ces environnements sensibles reposent sur la mesure de particules biologiques en suspension dans l'air émises après sporulation des moisissures. Afin de prévenir les effets de la prolifération de moisissures, le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) a développé un indice de contamination fongique basé sur la détection de Composés Organiques Volatils (COV) spécifiques émis dès le début de cette croissance microbienne avant même l'émission dans l'air de particules délétères (Moularat, Robine et al. 2008; Moularat, Robine et al. 2008). Cet outil, breveté en 2007 (Moularat 2007), a été employé lors de différentes campagnes de mesures dans l'habitat, les bureaux, les écoles, les crèches, les musées…(Moularat, Derbez et al. 2008; Joblin, Moularat et al. 2010; Moularat, Hulin et al. 2011; Hulin, Moularat et al. 2012). Depuis le CSTB a élaboré un prototype de balise de surveillance intégrant cet indice et constitué de capteurs gaz à base de Polymères Conducteurs Electroniques (PCE), en collaboration avec l'ESIEE Paris (l'Ecole d'Ingénieurs de la Chambre de Commerce et d'Industrie de Paris) (pour la balise) et le Laboratoire de Physico-chimie des Polymères et des Interfaces (LPPI) (pour les PCE). Ainsi des capteurs à base de polypyrrole (PPy) et de Poly-(3,4-éthylènedioxythiophène)-poly(styrènesulfonate) (PEDOT-PSS) ont permis de différencier un environnement contaminé d'un environnement sain. Si ces couches sensibles se sont montrées efficaces pour la détection par l'identification d'une empreinte globale de COV d'origine fongique, elles ne s'avèrent pas encore suffisamment sélectives pour réaliser l'identification de chaque COV, indispensable pour le calcul de l'indice.Dans le cadre de la surveillance de la qualité microbiologique de l'air des environnements intérieurs, cette thèse a pour ambition de prolonger ces travaux en étudiant les mécanismes d'interaction entre COV et PCE en vue de l'application au développement de micro-capteurs chimiques adaptés à la mesure in situ. Cette recherche implique à la fois l'optimisation de la sensibilité et de la sélectivité de ces polymères et le développement d'une matrice de capteurs.Le premier aspect de cette étude a consisté à synthétiser de nouveaux PCE, plus spécifiques sur la base de ceux identifiés comme pertinents lors de la thèse de Joblin en 2011. Ainsi, des polymères, à base de pyrrole fonctionnalisés en position 1 et 3, ont été synthétisés par voie électrochimique. Le PEDOT-PSS, polymère commercial (sous forme de suspension dans l'eau), a, quant-à-lui, été conditionné par différents traitements thermiques.Le second aspect a porté sur l'étude de l'influence de l'exposition des COV à ces PCE sur leurs propriétés physico-chimiques. Ainsi, des caractérisations morphologiques, électrochimiques, optiques ainsi que la variation des propriétés de surface ont permis de mettre en évidence des interactions faibles, en général de type van der Waals ou par liaison hydrogène, entre COV et PCE.Enfin, le dernier aspect a porté sur l'étude expérimentale de la réponse des capteurs en contact avec différents COV issus ou non du métabolisme fongique. Cette dernière étape a permis de vérifier les hypothèses de mécanismes d'interaction. Par ailleurs, la spécificité de la matrice de capteurs vis-à-vis des composés fongiques a été démontrée. Cette matrice de capteurs a également permis d'obtenir des signatures spéci
Conducting polymers can be used as active materials of sensing devices that find application in different areas, such as quality control of products in industries such as food and beverage, cosmetics and solvents, in the monitoring of air quality for environmental and safety purposes, and as an auxiliary tool in the diagnosis of diseases. In spite of this, as a general rule, the details of the prevailing interactions of the volatile compounds and the polymer are not well understood. For this reason, we have focused the work of this thesis on the characterization of the interactions between vapors of volatile organic compounds and thin films of conducting polymers. These films, that were the active components of the sensors, were prepared atop of different geometry of interdigitated electrodes via electropolymerization, where several preparation parameters (such as doping agents nature and concentrations, monomer nature, thermal annealing) were observed to assure an homogeneous growth of the polymeric film. Several characterizations such as electrochemical studies, AFM observations and UV-VIS-NIR spectra studies were used to obtain detailed information about the interaction mechanisms between VOC and conducting polymers. We have also measured the contact angle of water, formamide and diiodomethane deposited on the surface of the polymeric films to evaluate surface free energy (and its acid-base and dispersive components). The selectivity and sensitivity of the polymeric sensors when exposed to different volatile organic compounds (VOCs) have shown to be dependent not only of the properties of the analyzed VOC but also on the nature of the counter-ion used to dope the polypyrrole film. As a final conclusion, we can say that as a result of this work it becomes possible to optimize the design of an arrangement of sensors such that both a better sensitivity and a better selectivity sensitivity to a given chemical environment can be achieved

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Villavicencio, Rojas Maria Daniela. "Predictive modelling of the tribological behaviour of self-lubricating composite materials." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI040.

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Abstract:

Dans les matériaux composites autolubrifiants, la génération de particules d’usure est nécessaire pour assurer la lubrification. Dans les roulements à billes, ce type de lubrification est possible grâce au matériau de la cage, composé d’un matériau composite autolubrifiant, tandis que le reste du roulement est fait en métal (AISI 440C). Pour les applications spatiales, le RT/Duroid 5813 est un composite autolubrifiant reconnu pour les cages de ce type de roulements. Ce matériau a été largement utilisé car il a répondu aux besoins de la lubrification sèche dans l’espace. Cependant, la production de ce matériau a été arrêtée dans les années 90. Cette situation a conduit à la recherche d’un « matériau équivalent » , répondant à la fois aux besoins du marché spatial et aux « besoins tribologiques ». Aujourd’hui, le principal inconvénient lié à ces matériaux est le manque de prévisibilité de leur comportement tribologique. Dans ce travail, une approche couplée expérimentale et numérique a été proposée afin de modéliser le comportement tribologique des matériaux composites autolubrifiants. Le modèle numérique proposé a été nourri par des caractérisations expérimentaux (comme la tomographie à rayons X pour la création de la morphologie du matériau numérique, ou la microscopie à force atomique pour informer la valeur de l’adhésion entre les composants). Le but d’une telle démarche numérique est de palier les limites d’une approche entièrement expérimentale qui ne permet pas d’observer in-situ le contact de par son caractère confiné. L’objectif du présent travail est de donner une réponse au problème de compréhension du comportement tribologique de matériaux composites autolubrifiants dans le mécanisme de double transfert. Ceci en vue de contribuer au développement d’un nouveau matériau tribologique répondant aux besoins des applications spatiales. Parmi tous les matériaux autolubrifiants, le PGM-HT a été sélectionné dans cette étude car sa morphologie grossière a permis de construire une version numérique du matériau (avec la résolution du tomographe à rayons X utilisé dans ce travail). Néanmoins, l’approche proposée ici pour construire le modèle numérique peut être étendue à d’autres matériaux composites autolubrifiants. Le modèle numérique proposé dans ces travaux ouvre de nouvelles perspectives en termes de conception de matériaux, car il permet d’étudier directement les scénarios de dégradation et d’usure des matériaux composites. D’un point de vue général, il est à noter que la tribologie numérique est un outil offrant de multiples possibilités pour la compréhension des matériaux autolubrifiants, et permet d’aider dans le processus de prédiction du comportement tribologique des matériaux autolubrifiants
In self-lubricating composite materials, the generation of a stable third body layer is necessary to ensure contact lubrication. This is specially true for the contact in which these materials are directly involved, and also in other contacts implicating its counterface. Such type of lubrication is possible in self-lubricating bearings thanks to its cage material, which is made of the self-lubricating composite, while the rest of the bearing is usually made of AISI 440C. For space applications, RT/Duroid 5813 is a recognized self-lubricating composite cage material for this kind of bearings. This material has been widely used not only because of the space heritage, but also because it has satisfied the needs of space dry lubrication. However, the production of this material has been stopped in the 90’s, and it has placed the latter out of the market. This situation has led to the search for an equivalent material, that meets both the needs of the space market and the "tribological needs." Today, the main inconvenient related to these materials is the lack of predictability of their tribological behaviour. In this work, the "making of" a coupled numerical-experimental approach has been proposed in order to carry out the understanding of these materials. The goal of this numerical approach is to let to "complement" the limitations of a fully experimental or a fully numerical approach (the confined nature of the contact does not allow in situ observation). Such numerical approach has been informed with experimental test (as X-ray tomography for the creation of the numerical morphology, or atomic force microscopy to inform the value of adhesion between the components). Among all the self-lubricating materials, PGM-HT has been selected in this study because its coarse morphology let to build a numerical version of the material (with the resolution of the X-ray tomograph used in this work). Nevertheless, the approach that has been proposed here to build the numerical model, can be extended to other self-lubricating composite materials. The numerical model developed in this work opens new perspectives in terms of material design, as it makes it possible to directly study the scenarios of damage and wear of self-lubricating composite materials. From a general point of view, from this work it can be highlighted that numerical tribology is a tool that offers multiple possibilities in the understanding of self-lubricating materials, and that helps in the predictionof the tribological behaviour of self-lubricating materials. This work has then let to advance in the understanding of these materials

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Issoupov, Vitali. "Proposition d'une procédure pour la simulation de l'effet d'un environnement spatial d'orbite basse sur des matériaux composites." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30074.

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Rival, Guilhem. "Vieillissement sous irradiation électronique du PolyEtherEtherKetone : optimisation des propriétés électriques pour applications en environnement spatial." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30073.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans une thématique de recherche liée au comportement des polymères en environnement spatial. Elle présente deux objectifs : étudier le vieillissement du PolyEtherEtherKetone (PEEK) sous irradiation électronique et optimiser ses propriétés électriques afin de limiter les phénomènes de charge de surface. Pour cela, des composites PEEK/Fibres Courtes de Carbone ont été élaborés. Le seuil de percolation électrique des fibres a été déterminé à un taux volumique de 9%. Les applications spatiales du PEEK nécessitant un comportement isolant électrique, le taux de charges de 3 %vol a été sélectionné. La présence des fibres permet d'améliorer la conductivité électronique à température ambiante, même en-dessous du seuil de percolation électrique. Les matériaux ont alors été soumis à un flux d'électrons de haute énergie afin de simuler leur vieillissement en environnement spatial. L'analyse des échantillons irradiés a mis en évidence deux phénomènes de vieillissement simultanés : une réticulation de la phase amorphe et une amorphisation de la phase cristalline. L'irradiation au voisinage de la transition vitreuse (165 °C) conduit à une densité de réticulation plus importante due à un taux de recombinaison des radicaux plus élevé. Dans les composites, les fibres limitent l'amorphisation et stabilisent le comportement mécanique. Vis-à-vis des propriétés électriques, le vieillissement induit une diminution de la conductivité ionique au-dessus de Tg. Dans les composites, cette diminution est amplifiée. À température ambiante, l'irradiation à 25 °C ou à 165 °C conduit à des évolutions opposées du transport électronique associées à la compétition entre réticulation et amorphisation. Dans les composites, les fibres stabilisent l'évolution de la relaxation de potentiel et permettent toujours un écoulement plus rapide des électrons
This thesis is part of a research concerning the behaviour of polymers in space environment. It has two goals: to study the ageing of PolyEtherEtherKetone (PEEK) under electronic irradiation and to optimise its electrical properties in order to limit surface charge phenomena. For this purpose, PEEK/Short Carbon Fibre composites have been developed. The electrical percolation threshold of the fibres was determined at a volume content of 9 %. As space applications of PEEK require an electrical insulating behaviour, a filler content of 3 %vol was selected. The presence of the fibres improves electronic conductivity at room temperature, even below the electrical percolation threshold. Samples were then subjected to a high-energy electron beam to simulate their ageing in a space environment. Analysis of the irradiated samples revealed two simultaneous ageing phenomena: cross-linking of the amorphous phase and amorphisation of the crystalline phase. Irradiation near the glass transition (165 °C) leads to a higher cross-linking density due to a higher recombination rate of radicals. In composites, fibres limit amorphisation and stabilise the mechanical behaviour evolution. With regard to the electrical properties, ageing induces a decrease in ionic conductivity above Tg. In composites, this decrease is amplified. At room temperature, irradiation at 25 °C and at 165 °C leads to opposite evolutions in electronic transport which are associated with competition between cross-linking and amorphisation. In composites, fibres stabilize the evolution of potential relaxation and always allow a faster flow of electrons

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Diouf-Lewis, Audrey. "Elaboration et évaluation d'additifs verts pour polymères et composites respectueux de l'environnement." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC028/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans le contexte identifié de la nécessité de développer de nouveaux polymères plus respectueux de l’environnement. Nous sommes convaincus que l’essor de ces matériaux « verts » exige d’utiliser des additifs « verts » lors de la formulation. Dans le but d’élaborer des additifs respectueux de l’environnement capables d’assurer la stabilisation du polymère au regard du cycle de vie, et en attachant une attention particulière à la valorisation de la biomasse, trois approches ont été étudiées. La première est une voie innovante qui consiste à utiliser un mélange de polyphénols issus des sous-produits de l’industrie vinicole, et de l’industrie du thé. La seconde voie est la valorisation d’une molécule issue du sous-produit majeur de l’industrie du blé. La troisième est une voie d’innovation récente, qui propose l’utilisation de nanocomposites hydroxydes doubles lamellaires (HDL) fonctionnalisés avec des stabilisants biosourcés. L’évaluation de leurs propriétés stabilisantes, est réalisée au regard des processus de thermo- et photo-oxydation, dans les polyoléfines. Les résultats très prometteurs de ce projet mettent en évidence le fort potentiel des molécules et composites d’origine biosourcée à maintenir les propriétés des polymères en conditions d’usages
This thesis work falls within the identified context of the need to develop new polymers that are more environmentally friendly. We are convinced that the development of these "green" materials requires the use of "green" additives during formulation. To develop environmentally friendly additives capable of stabilizing the polymer, with respect to the life cycle, and paying special attention to biomass valorization, three approaches have been studied. The first is an innovative way of using a mixture of polyphenols from winery by-products and tea industry. The second way is the valorisation of a molecule from the major by-product of the wheat industry. The third is a recent route of innovation, which proposes the use of layered double hydroxides nanocomposites (LDH) functionalized with bio based stabilizers. The evaluation of their stabilizing properties is carried out in polyolefins, against thermo- and photo-oxidation processes. The very promising results of the project highlight the strong potential of bio based molecules and composites to maintain polymers properties under conditions of use

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Gammoudi, Ibtissem. "Biocapteur à base de bactéries pour le contrôle environnemental." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00985827.

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Abstract:

Notre projet vise la conception d'un biocapteur ultra-sensible à base de bactéries pour la détection de métaux lourds (contrôle environnemental). Ces travaux concernent le développement de systèmes impédimétriques et à ondes acoustiques de Love, associés à une puce microfluidique et fonctionnalisés par des bactéries Escherichia coli immobilisées sur une multicouche de polyélectrolytes déposés par la méthode " Layer by Layer " . L' étude fondamentale des interactions physiques-chimiques-biologiques mises en jeu lors des étapes de fonctionnalisation du capteur, et de son application à la détection de cadmium et de mercure, est également abordée, à travers le suivi en temps réel par le capteur acoustique, ainsi que par microscopie à force atomique en milieu sec ou liquide.Des seuils de détection inférieurs à 10-12M en quelques minutes ont été observés.

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Rivera, Zambrano Juan Francisco. "Développement d'un procédé d'élimination de l'Arsenic en milieu aqueux, associant électrocatalyse et filtration." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENV073/document.

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Abstract:

Ce mémoire est essentiellement consacré à la synthèse électrochimique et à la caractérisation structurale de matériaux composites d'électrode nanostructurés du type polymère fonctionnalisé contenant une dispersion homogène de nanoparticules d'oxydes de ruthénium ou d'iridium, ainsi qu'à l'étude de leurs propriétés électrocatalytiques vis-à-vis de l'oxydation en milieu aqueux de l'arsenic(III) en arsenic(V). La combinaison de l'oxydation électrocatalytique de l'arsenic(III) avec la technique d'ultrafiltration LPR (Liquid phase Polymer-assisted Retention) nous a permis de confirmer tout l'intérêt de cette approche combinée pour éliminer l'arsenic. Dans ce processus, les matériaux nanocomposites à base d'oxyde d'iridium ont montré les propriétés les plus intéressantes, car ils sont capables de catalyser l'oxydation de l'arsénite en milieu neutre et à des potentiels peu positifs. Enfin, les matériaux d'électrode nanostructurés à base d'oxyde d'iridium sont également efficaces pour l'oxydation catalytique à 4 électrons de l'eau en dioxygène et présentent donc un fort intérêt potentiel dans le contexte de la réaction de dissociation de l'eau. Mots clés : oxyde de ruthénium, oxyde d'iridium, nanocomposite, électrocatalyse, arsenic, ultrafiltration, oxydation de l'eau
This work deals with the electrochemical synthesis and structural characterisation of composite nano-structured functionalized polymer electrodes containing a homogeneous dispersion of ruthenium oxide or iridium oxide nanoparticles, and the study of their electrocatalytic properties towards arsenic (III) oxidation to arsenic (V) in aqueous medium. The combination of electrocatalytic oxidation of arsenic (III) with the ultrafiltration technique LPR (Liquid Phase Polymer-assisted Retention) allowed us to confirm the usefulness of this combined approach for arsenic removal. In this process, the nanocomposite materials based on iridium oxide showed the most interesting properties because they are capable of catalyzing the oxidation of arsenite in neutral and slightly positive potential. Finally, the iridium oxide nanostructured electrodes are also effective for the catalytic water oxidation of 4-electrons in oxygen and thus have the potential to be used in the context of the dissociation reaction of water. Keywords: ruthenium oxide, iridium oxide, nanocomposite, electrocatalysis, arsenic, ultrafiltration, water oxidation

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Rivera, zambrano Juan francisco. "Développement d'un procédé d'élimination de l'Arsenic en milieu aqueux, associant électrocatalyse et filtration." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00863977.

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Abstract:

Ce mémoire est essentiellement consacré à la synthèse électrochimique et à la caractérisation structurale de matériaux composites d'électrode nanostructurés du type polymère fonctionnalisé contenant une dispersion homogène de nanoparticules d'oxydes de ruthénium ou d'iridium, ainsi qu'à l'étude de leurs propriétés électrocatalytiques vis-à-vis de l'oxydation en milieu aqueux de l'arsenic(III) en arsenic(V). La combinaison de l'oxydation électrocatalytique de l'arsenic(III) avec la technique d'ultrafiltration LPR (Liquid phase Polymer-assisted Retention) nous a permis de confirmer tout l'intérêt de cette approche combinée pour éliminer l'arsenic. Dans ce processus, les matériaux nanocomposites à base d'oxyde d'iridium ont montré les propriétés les plus intéressantes, car ils sont capables de catalyser l'oxydation de l'arsénite en milieu neutre et à des potentiels peu positifs. Enfin, les matériaux d'électrode nanostructurés à base d'oxyde d'iridium sont également efficaces pour l'oxydation catalytique à 4 électrons de l'eau en dioxygène et présentent donc un fort intérêt potentiel dans le contexte de la réaction de dissociation de l'eau. Mots clés : oxyde de ruthénium, oxyde d'iridium, nanocomposite, électrocatalyse, arsenic, ultrafiltration, oxydation de l'eau

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Boughanmi, Walid. "Eco-conception des motorisations électriques : Application à la machine asynchrone." Electronic Thesis or Diss., Artois, 2012. http://www.theses.fr/2012ARTO0207.

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Abstract:

Environ 300 millions de moteurs électriques, de puissance moyenne comprise entre 0,75 kW et 300 kW, sont utilisés dans l’industrie, l’infrastructure et les grands bâtiments. En plus, 30 millions sont renouvelés chaque année. En France, l’énergie électrique consommée par ces moteurs représente environ deux-tiers l’énergie électrique consommée dans l’industrie. Une amélioration, même faible, des performances environnementales de chaque unité apporte donc des gains environnementaux conséquents. La démarche d’éco-conception d’une machine électrique permet d’introduire, contrairement aux autres démarches classiques, les aspects environnementaux lors de la conception de la machine en tenant compte de toutes les phases du cycle de vie, depuis l’extraction des matières premières nécessaires à la fabrication des pièces de la machine jusqu’à son démantèlement et son recyclage. Cette démarche permet de concevoir une machine électrique avec un meilleur écobilan global. Dans ce travail, un outil performant destiné à l’Analyse du Cycle de Vie (ACV), prenant en compte plusieurs critères d’impacts afin d’éviter le transfert de pollution d’un critère à l’autre, a été utilisé pour améliorer significativement les performances éco-énergétiques des moteurs électriques. Un premier prototype de moteur « vert » réalisé avec de nouveaux concepts a été fabriqué et comparé à une machine de référence. Sa réalisation a été dictée par le souci de réduire au maximum son empreinte environnementale en utilisant des matériaux plus respectueux de l’environnement, mais aussi en augmentant son efficacité énergétique. Le prototype est ainsi fabriqué à base de tôle à grains orientés, de fil émaillé UV sans solvant, de plastique d’origine végétale et de roulements éco-énergétiques. Ce moteur prototype possède une haute éco-efficacité énergétique puisque son rendement est augmenté de l’ordre de trois points par rapport au moteur standard, sans augmenter sa masse, de plus il comporte un système d’isolation qui n’utilise pas de solvant et des plastiques biosourcés
Approximately 300 million of electric motors, with average power range from 0.75 kW to 300 kW, are used in industry, infrastructure and large buildings. In addition, 30 millions are renewed each year. In France, the electrical power consumed by these motors is about two-third of the electrical energy consumed in the industry. Thus, an improvement, even small, of the environmental performance of each motor would provide substantial environmental benefits. Contrary to the conventional approaches, the eco-design of an electrical machine can introduce environmental aspects during the design of the machine, taking into account all phases of the life cycle from the extraction of raw materials to the decommissioning and the recycling. This approach has been applied in this study to design an electrical motor, which has a better global energetic eco-balance. Therefore, a Life Cycle Analysis (LCA) tool is used; it takes into account several impact criteria to avoid pollution transfers from one criterion to another. A first "Green" prototype motor made with a high energetic eco-efficiency was fabricated and tested. The study was dictated by the need to minimize its global environmental impact by using materials more environmentally friendly, but also in order to increase its energy efficiency. The prototype is made with a grain oriented steel sheets, an enameled wire polymerized by UV and without solvents, some plastic based on biopolymers and with eco-energetic bearings. The eco-designed motor has a high energetic eco-efficiency; its performance is increased by about 3 % compared to the standard motor and without increasing its mass

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Diaz, Mendoza Alvaro. "Conception of a fibrous composite material for the retention of heavy metals." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI125.

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Abstract:

La contamination par les métaux lourds est un problème actuel qui affecte les écosystèmes et leurs organismes constitutifs. Ce problème a été reconnu dans le monde entier comme l'un des plus grands défis de notre époque. Depuis le milieu du siècle dernier, les innovations dans le domaine de la science des matériaux ont permis de mettre au point de nouvelles méthodes pour faire face à ce risque, avec des techniques telles que la précipitation chimique ou la flottation. Toutefois, il reste encore beaucoup à faire dans ce domaine. En outre, des recherches récentes ont exploré comment combiner des biomolécules telles que les protéines avec des matériaux tels que les polymères pour créer des solutions plus actives. Ce travail de thèse vise à créer un prototype de matériau adsorbant hybride capable de capturer spécifiquement les ions métalliques divalents Ni(II), Cd(II) et Pb(II) grâce à la présence d'une métalloprotéine synthétique dans sa structure. Pour atteindre cet objectif, le travail de thèse se concentre sur le développement d'une métalloprotéine synthétique capable de capturer spécifiquement les trois ions métalliques cibles, de la conception in silico à sa synthèse in vivo. D'autre part, le support de matériau est traité avec la technique d'électrofilage qui consiste en un matériau membranaire fibreux, étant optimisé pour accueillir la métalloprotéine synthétique dans sa structure. En outre, une méthode permettant d'intégrer la métalloprotéine dans le support polymère est recherchée. Ceci est réalisé au moyen d'une voie de greffage à travers des nanoparticules de silice modifiées en surface. À la fin, l'intégration des deux composants crée le prototype attendu de matériau biosorbant synthétique. Ce matériau a été caractérisé afin d'évaluer sa capacité à adsorber les trois ions métalliques d'intérêt, ce qui permet de dégager certaines tendances des perspectives futures de développement pour créer des matériaux plus efficaces pour l'industrie
Heavy metal contamination is a current problem which affects the ecosystems and their constituent organisms. This problem has been worldwide recognized as one of the biggest challenges of our time. Since the middle of the last century, innovations in the material science field have developed new methods to confront this risk, with techniques such as chemical precipitation or flotation. However, there is still significant room for improvement in this line. Furthermore, recent research has explored how to combine biomolecules such as proteins with materials like polymers to create more active solutions. This thesis work seeks to create a prototype hybrid biosorbent material capable to capture specifically the divalent metal ions Ni(II), Cd(II) and Pb(II) thanks to the presence of a synthetic metalloprotein in its structure. To address this objective, the thesis work focuses on the development of a synthetic metalloprotein capable to specifically capture the three target metal ions, from the in silico conception to its in vivo synthesis. On the other hand, the biosorbent material support is processed with the electrospinning technique that consists of a fibrous membrane material, being optimized to host the synthetic metalloprotein in its structure. Additionally, a method to integrate the metalloprotein into the polymeric support is researched. This is achieved by means of a grafting route through surface modified silica nanoparticles. At the end, the integration of both components creates the expected prototype synthetic biosorbent material. This material has been characterized to evaluate its capacity to adsorb the three metal ions of interest, providing some trends of the future perspectives for further development to create more efficient materials for the industry

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Deroiné, Morgan. "Étude du vieillissement de biopolymères en milieu marin." Thesis, Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS354/document.

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Abstract:

Les matériaux polymères ont de nombreux avantages comme la légèreté, le coût, la formabilité… mais sont aussi à l’origine de certains problèmes environnementaux actuels. La substitution des polymères conventionnels d’origine pétrochimique et non biodégradables par des polymères biosourcés et biodégradables tels que le polylactide (PLA) ou les polyhydroxyalcanoates (PHA) peut apparaître comme une alternative crédible. Cependant, un des freins à leur développement demeure la faible connaissance de la durée de vie de ces biopolymères lorsqu’ils sont exposés à différents types d’environnements, en particulier en milieu marin si l’on considère une application marine. Dans le cadre de cette étude, il a donc été entrepris de suivre le vieillissement naturel et le vieillissement accéléré du PLA et des PHA en milieu marin dans l’objectif d’appréhender les mécanismes et les cinétiques de dégradation. Dans le but de découpler les effets liés à l’eau, aux sels minéraux et aux microorganismes, les échantillons ont été immergés dans différentes conditions, i.e. en eau distillée, en eau de mer naturelle et en eau de mer filtrée et renouvelée à différentes températures. L’influence du milieu sur la dégradation de ces biopolymères est analysée et discutée, de même que l’influence de la géométrie des pièces (films de différentes épaisseurs, éprouvettes ou fibres). Enfin, la prédiction de la durée de vie de ces polymères a été envisagée par l’intermédiaire de deux approches, conduisant à une estimation de leur durabilité dans un milieu bien défini et au regard d’une propriété donnée
Pollution of nature by plastics is a major environmental problem and better management of the lifetime of polymers is a major challenge for the future. In recent years, bio-based and biodegradable polymers, such as polylactide (PLA), or polyhydroxyalkanoates (PHA) have appeared as an alternative solution in order to solve these problems. One of the limits remains the relative lack of knowledge of their lifetime and degradation behaviour in aqueous environments, and more specifically in the marine environment. In this study natural and accelerated ageing tests were performed under several conditions, distilled water, filtered and renewed seawater and natural seawater, at different temperatures, in order to decouple enzymatic and hydrolytic mechanisms. The aim of this study is to establish a baseline on degradation mechanisms and kinetics, in order to make lifetime predictions of biopolymer behaviour in seawater.Degradation phenomena have been identified. Biodegradation tests were also performed in a marine environment by following the release of CO2. Then, lifetime predictions of the properties of these biopolymers at seawater temperature were made using two different approaches

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Laubé, Florian. "Compréhension des phénomènes physicochimiques régissant l’adhésion et la formulation de vernis à ongles à base de résines biosourcées : approches in silico et in vitro." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R014.

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Abstract:

En plein essor, le marché des vernis à ongles représente plusieurs milliards de flacons vendus chaque année à travers le monde. Malgré un durcissement de la réglementation au cours des vingt dernières années, la composition des vernis reste problématique d’un point de vue environnemental. L’agent filmogène secondaire, ou résine, qui permet d’apporter le supplément d’adhésion, de brillance et de stabilité faisant défaut à la nitrocellulose, est le principal obstacle à l’obtention d’un vernis 100 % biosourcé. Dans ce contexte, nous nous sommes attachés à comprendre la physicochimie de ces systèmes complexes, en vue d'orienter la conception de nouvelles résines biosourcées compatibles par l'établissement de relations structures-propriétés. En premier lieu, des caractérisations physicochimiques complètes (état de surface, composition, perméabilité) ont été menées sur l’ongle et deux modèles semi-synthétiques. Un test d’adhésion a été mis au point afin d’évaluer l’adhérence de formulations sur ces substrats. La corrélation des résultats a permis d’identifier le meilleur modèle de l’ongle natif et mis en évidence les mécanismes d’adhésion vernis-ongle. Parallèlement, les résines benchmarks ont été caractérisées afin de définir un cahier des charges précis. L’adaptation d’outils de prédiction aux polymères a permis de relier des modifications structurales à la solubilité et a été validée à l’aide d’oligoesters modèles synthétisés. L’impact de certains motifs structuraux sur la brillance ou la dureté des résines a été mis en évidence et les relations structures-propriétés identifiées ont été confirmées via l'évaluation des performances de nouvelles résines polyesters biosourcées
Several billion nail polishes are sold every year throughout the world, and the market is still fast-growing. Despite a tightening of regulations over the past twenty years, the composition of varnishes remains problematic from an environmental point of view. The main obstacle to reach a 100% bio-based varnish is the secondary film-forming agent, or resin, which provides the additional adhesion, the gloss and the stability that nitrocellulose lacks. In this context, we have focused on understanding the physicochemistry of these complex systems in order to assist the design of new compatible biosourced resins through the establishment of structures-properties relationships. First, complete physicochemical characterizations (surface aspect and surface energy, composition, permeability) were carried out on native nails and two semi-synthetic models. An adhesion test was developed to evaluate the adhesion of formulations onto substrates. Correlated to physicochemical characterizations, these results allowed to identify the best model of the native nail and highlighted the adhesion mechanisms at the varnish-nail interface. In parallel, the "benchmarks" resins were characterized in order to define precise specifications according to their application performances. Thanks to the adaptation of prediction tools to polymers, we managed to link structural modifications to solubility and was validated using synthesized model oligoesters. The impact of some structural features on the gloss or the hardness of resins has been highlighted and the identified structures-properties relationships were confirmed through the evaluation of the performances of new bio-based polyester resins

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Boughanmi, Walid. "Eco-conception des motorisations électriques : Application à la machine asynchrone." Thesis, Artois, 2012. http://www.theses.fr/2012ARTO0207/document.

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Abstract:

Environ 300 millions de moteurs électriques, de puissance moyenne comprise entre 0,75 kW et 300 kW, sont utilisés dans l’industrie, l’infrastructure et les grands bâtiments. En plus, 30 millions sont renouvelés chaque année. En France, l’énergie électrique consommée par ces moteurs représente environ deux-tiers l’énergie électrique consommée dans l’industrie. Une amélioration, même faible, des performances environnementales de chaque unité apporte donc des gains environnementaux conséquents. La démarche d’éco-conception d’une machine électrique permet d’introduire, contrairement aux autres démarches classiques, les aspects environnementaux lors de la conception de la machine en tenant compte de toutes les phases du cycle de vie, depuis l’extraction des matières premières nécessaires à la fabrication des pièces de la machine jusqu’à son démantèlement et son recyclage. Cette démarche permet de concevoir une machine électrique avec un meilleur écobilan global. Dans ce travail, un outil performant destiné à l’Analyse du Cycle de Vie (ACV), prenant en compte plusieurs critères d’impacts afin d’éviter le transfert de pollution d’un critère à l’autre, a été utilisé pour améliorer significativement les performances éco-énergétiques des moteurs électriques. Un premier prototype de moteur « vert » réalisé avec de nouveaux concepts a été fabriqué et comparé à une machine de référence. Sa réalisation a été dictée par le souci de réduire au maximum son empreinte environnementale en utilisant des matériaux plus respectueux de l’environnement, mais aussi en augmentant son efficacité énergétique. Le prototype est ainsi fabriqué à base de tôle à grains orientés, de fil émaillé UV sans solvant, de plastique d’origine végétale et de roulements éco-énergétiques. Ce moteur prototype possède une haute éco-efficacité énergétique puisque son rendement est augmenté de l’ordre de trois points par rapport au moteur standard, sans augmenter sa masse, de plus il comporte un système d’isolation qui n’utilise pas de solvant et des plastiques biosourcés
Approximately 300 million of electric motors, with average power range from 0.75 kW to 300 kW, are used in industry, infrastructure and large buildings. In addition, 30 millions are renewed each year. In France, the electrical power consumed by these motors is about two-third of the electrical energy consumed in the industry. Thus, an improvement, even small, of the environmental performance of each motor would provide substantial environmental benefits. Contrary to the conventional approaches, the eco-design of an electrical machine can introduce environmental aspects during the design of the machine, taking into account all phases of the life cycle from the extraction of raw materials to the decommissioning and the recycling. This approach has been applied in this study to design an electrical motor, which has a better global energetic eco-balance. Therefore, a Life Cycle Analysis (LCA) tool is used; it takes into account several impact criteria to avoid pollution transfers from one criterion to another. A first "Green" prototype motor made with a high energetic eco-efficiency was fabricated and tested. The study was dictated by the need to minimize its global environmental impact by using materials more environmentally friendly, but also in order to increase its energy efficiency. The prototype is made with a grain oriented steel sheets, an enameled wire polymerized by UV and without solvents, some plastic based on biopolymers and with eco-energetic bearings. The eco-designed motor has a high energetic eco-efficiency; its performance is increased by about 3 % compared to the standard motor and without increasing its mass

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Makdessi, Maawad. "Modélisation, vieillissement et surveillance de l'état de santé des condensateurs films utilisés dans des applications avioniques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01058227.

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Abstract:

Le domaine aéronautique connait de nos jours un engouement sans précédent autour de l'avion plus électrique. L'importance du nombre d'équipements électriques est à un tel point que l'amélioration de leur fiabilité devient incontournable. Actuellement, les composants passifs occupent 75 % des éléments électroniques utilisés en avionique dont la moitié correspond à des condensateurs. Ces derniers doivent donc répondre aux exigences environnementales avioniques assez contraignantes. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés particulièrement à l'étude des condensateurs à technologie film utilisant le polypropylène ou le polyester comme diélectrique. Afin de mieux comprendre le comportement fréquentiel de cette technologie, deux modèles fins de condensateurs films ont été développés, permettant ainsi de suivre les évolutions de leurs grandeurs électriques dans des conditions cohérentes avec l'application. Dans un deuxième temps, l'effet des contraintes en tension et en température constantes a été étudié sous la forme de facteurs d'accélération du vieillissement. Cela a été établi par l'intermédiaire de plusieurs essais, permettant d'établir les lois d'évolutions temporelles des paramètres électriques des condensateurs. Comme ces contraintes constantes ne sont pas toujours représentatives des conditions réelles d'utilisation, les cinétiques de dégradation ont été comparées à celles où les condensateurs sont sollicités par de fortes ondulations de courant, seules ou associées à une tension continue. Enfin, la dernière partie de notre travail expose l'utilisation des données expérimentales issues des essais de vieillissement dans un objectif de diagnostic en ligne. Les techniques utilisées assurent l'analyse de la dégradation de ces composants, étape essentielle dans la prédiction de l'état de santé des condensateurs en ligne

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Dissertations / Theses on the topic 'Polymères – Environnement'

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