Academic literature on the topic 'Synthèse à température ambiante'

Le stress thermique des vaches laitières a pour conséquence de lourdes pertes économiques pour les éleveurs laitiers. Un groupe de travail pluridisciplinaire a fait le point sur le stress thermique des vaches laitières, a évalué les systèmes mis en place pour lutter contre ce stress et a proposé des solutions pour la conception, l’aménagement et l’utilisation des bâtiments. Ce travail a été présenté lors d'un colloque en décembre 2019. Cet article est une synthèse de ce colloque. Un nouvel indice, l‘indice de charge de chaleur (Heat Load Index), permet de prendre en compte tous les facteurs qui ont une influence sur le stress thermique : température ambiante, humidité, augmentation de la sensation de chaleur par radiation et vitesse de l’air. Il permet de cartographier les bâtiments en fonction du risque de stress et de juger de l’efficacité des solutions mises en place. L’indice température-humidité, facile à utiliser, reste un outil intéressant. En région tempérée, une adaptation des anciens bâtiments et la prise en compte du risque de stress thermique à la conception des nouveaux bâtiments peuvent suffire pour en limiter l’impact. Dans des régions plus continentales, des solutions mécaniques sont indispensables associées plus ou moins à de la brumisation ou au douchage des animaux.

Depuis le milieu du siècle dernier, nous savons que le fer existe à son degré d'oxydation supérieur VI dans l'ion tétraoxoferrate(VI) FeO42-, isostructural de SO42-, CrO42-, MnO42-. Cette espèce mise en solution aqueuse oxyde l'eau en O2, et ce quelque soit le pH de cette solution. La vitesse de cette réaction est très grande en milieu acide, plus lente en milieu alcalin où elle conduit à la précipitation de Fe(OH)3. On peut donc envisager son emploi comme réactif polyfonctionnel : oxydant et floculant, dans le traitement de certaines eaux. La première partie de ce travail décrit une voie originale de synthèse à l'état solide, à la température ambiante, du sel de formule K2(Fe,S)O4, appelé sulfatoferrate de potassium, qui contient l'entité FeO42-. En effet, jusqu'à ce jour seules des synthèses par voie aqueuse, à rendements très faibles, chimiques ou électrochimiques, ont été utilisées pour obtenir FeO42-. Dans une seconde partie, nous avons mesuré les propriétés oxydantes et floculantes du sulfatoferrate de potassium agissant sur deux types d'eaux usées urbaines, chargées (MEST=258 mg.L-1, DCO=549 mg.L-1) et peu chargées (MEST=9 mg.L-1, DCO=37 mg.L- 1). Cette étude effectuée en collaboration avec le Centre International de l'Eau de Nancy (NANC.I.E.) nous a permis de préciser les conditions optimales d'emploi de K2(Fe,S)O4 et de comparer ses performances à celles de FeCl3.6H2O et Al2(SO4)3.18H2O. Sur une eau chargée, l'abattement de la MEST est meilleur avec FeCl3.6H2O et Al2(SO4)3.18H2O, tandis que K2(Fe,S)O4 est plus efficace vis à vis de l'abattement de la DCO. Sur une eau peu chargée, c'est l'effet bactéricide de K2(Fe,S)O4 qui est le plus remarquable; une dose de 10 mg.L-1 en fer (VI) anéantit 99,70% des coliformes totaux et 99,90% des coliformes fécaux.

Le glutamate industriel (glutamate monosodique) représente à l’heure actuelle l’un des exhausteurs de goût les plus produits et consommés dans le monde. Cependant face à la menace de cet additif de synthèse sur la santé des consommateurs, des exhausteurs de goût d’origines naturelles sont de plus en plus recherchés dans notre alimentation. L’objectif de la présente étude est de produire des exhausteurs de goût d’origine naturelle à partir des coproduits issus de la production du Kilishi tels que les os, les parures de viande, des épices et ingrédients. Dans cette étude deux formulations de fonds de sauce concentrés de types Kilishi et deux formulations de fonds de sauce séchés ont été produits. Les qualités microbiologiques, nutritionnelles et sensorielles des fonds ont été évalués. Les résultats des analyses ont montré que les fonds de sauces concentrés de type Kilishi étaient de bonnes qualités nutritionnelles, microbiologiques, sensorielles, se conservaient bien à température ambiante et amélioreraient les goûts des saucisses. Par contre, les résultats des analyses microbiologiques ont montré que les fonds de sauces séchés n’étaient pas de bonne qualité microbiologique. La présente étude est une contribution à la diversification des exhausteurs de goût d’origine naturelle. English title: Development of sauce base technology using co-products from the Kilishi production Industrial glutamate is currently one of the most widely produced and consumed flavor enhancers in the world. But faced with the threat of this synthetic additive on health of consumers, flavor enhancers of natural origin are increasingly sought after in our food. The aim of the present study was to produce non-synthetic broths used as flavor enhancers (sauces bases) from the co-products from Kilishi production such as bones, meat trimmings, spices and ingredients. In this study two formulations of concentrated sauce bases and dried sauces bases Kilishi -types were produced. The microbiological, nutritional and sensory qualities of different formulations of sauces bases were evaluated according to the respective standards methods. The results showed that the concentrated sauce bases of the Kilishi type were of good nutritional, microbiological and sensory qualities and kept well at room temperature. However, the results from microbiological analyzes showed that the dried sauce bases Kilishi- types were not of good microbiological quality. This study is a contribution to the diversification of natural flavor enhancers.

Au cours de deux essais on a mesuré la perte de poids vif de canards de Barbarie en fonction de plusieurs paramètres : présence ou absence d’abreuvement, pesée en cages de transport ou individuelle, température ambiante. Les animaux ont été mis à jeun pendant 8 heures puis placés en cages de transport. La reproductibilité des pertes au cours des 8 premières heures de jeûne est médiocre. En revanche les pertes de poids en cages sont très reproductibles. Elles peuvent être considérées comme linéaires en fonction du temps ; la décroissance étant de 0,20 % par heure. Une température ambiante de l’ordre de 20°C accentue ces pertes par rapport à celle de 10°C. L’abreuvement n’exerce aucune influence significative.

RESUME Objectif : Helicoverpa armigera (Hüb.) provoque des pertes de tomate atteignant 80% des fruits au Burkina Faso. L’objectif de cette étude était d’évaluer l’efficacité biologique et l’innocuité de deux bioinsecticides sur la noctuelle et ses ennemis naturels. Méthodologie et résultats : Pour cela, huit traitements ont été répétés quatre fois dans un dispositif de Fisher complètement randomisé. Six doses dont trois (2,5 L/ha, 5 L/ha et 8,33 L/ha) de chacun des deux formulations à base de poudres de Balanites aegyptiaca L. Drel. et de Moringa oleifera Lam ont été comparées à un insecticide de synthèse, la Deltaméthrine 12,5 g/L et un témoin non traité. Les formulations ont été préparées à partir des macérats des poudres végétaux dans l’éthanol 96% (rapport 1/10 ; m/v) pendant 24 heures à température ambiante (40°±5°C). Les bouillies insecticides ont été appliquées aux plantes de tomates par pulvérisation foliaire. Le suivi des insectes et de leurs incidences est effectué par observations directes et par des pièges à eaux adjuvantée. Les différentes doses ont causé des réductions hautement significatives variables de 71,42% à 92,85% des effectifs larvaires et de de 56,21% à 98,32% de leurs dégâts comparativement au témoin non traité. Les doses fortes de 8,33 L/ha de B. aegyptiaca et de M. oleifera ont été plus efficaces avec les plus hauts rendements respectifs de 10,35 t/ha et 21,91 t/ha, correspondant à une hausse de 206% et 436% par rapport au témoin non traité. Par ailleurs, l’inventaire des Hyménoptères parasitoïdes et coccinelles prédatrices n’a révélé aucun impact significatif sur leurs effectifs. Conclusion et application des résultats : A 8,33 L/ha, les deux bioinsecticides sont efficaces contre les larves de la noctuelle et non toxiques pour les ennemis naturels. Ils pourraient être utilisés en lutte intégrée comme alternatifs aux pesticides de synthèse en culture de tomates. Mots-clés : Bioinsecticides, efficacité, innocuité, Helicoverpa armigera, ennemis naturels 18171 Mano et Nana, J. Appl. Biosci. Vol: 175, 2022 Bios efficacités et innocuité de bioinsecticides à base de poudres de Balanites aegyptiaca L. Drel. et de Moringa oleifera Lam. sur Helicoverpa armigera (Hübner) et ses ennemis naturels ABSTRACT Bio efficacy and innocuousness of bioinsecticides based of powders of Balanites aegyptiaca L. Drel. and Moringa oleifera Lam. on Helicoverpa armigera (Hüb.) (Lepidoptera: Noctuidae) and its natural enemies Objective: Helicoverpa armigera (Hüb.) Constitutes a constraint in tomato production in Burkina Faso. It can cause 80 % of fruit yields loss. The objective of this study was to evaluate the biological efficacy and innocuousness of two bioinsecticides of powders of Balanites aegyptiaca L. Drel. and Moringa oleifera Lam. on Helicoverpa armigera and on its natural enemies. Methodology and results: For that, eight treatments were repeated four times in a completely randomized Fisher device. Six doses of which three (2.5 L/ha, 5 L/ha and 8.33 L/ha) of each of the two formulations were compared with a synthetic insecticide, Deltamethrin 12.5 g/L and an untreated control. The formulations were prepared from macerates of plant powders in ethanol 96° (ratio 1/10; m/v) for 24 hours at room temperature (40 ± 5°C). Insecticidal liquid were applied to tomato plants by foliar spray. The monitoring of insects and their impacts is carried out by direct observations and by water traps. The results show that the different doses caused highly significant reductions varying from 71.42% to 92.85% of the larval numbers and from 56.21% to 98.32% of their damage compared to the untreated control. The high doses of 8.33 L/ha of B. aegyptiaca and M. oleifera were more effective with the respective highest yields of 10.35 t / ha and 21.91 t / ha, corresponding to an increase of 206% and 436% compared to the untreated control. Furthermore, the inventory of parasitoid Hymenoptera and predatory ladybirds did not reveal any significant impact on their numbers. Conclusion and application of results: With the high dose of 8.33 L/ha, this two bioinsecticides are efficient against the moth and not toxic on the natural enemies. They could be used as bioinsecticides alternative to synthetic pesticides against tomato moth in integrated pest management. Keywords: Bioinsecticides, efficacy, innocuousness, Helicoverpa armigera, natural enemies

Les cellules solaires photovoltaïques (PV) perdent de leur efficacité lorsqu’elles fonctionnent sous haute température, notamment dans les régions sahariennes comme le sud de l’Algérie. Dans cette étude, nous proposons un nouveau système de refroidissement des cellules photovoltaïques. Ce système est basé sur l’intégration d’un module Peltier sous la cellule PV afin de la refroidir. Ce dispositif constitue un module hybride photovoltaïque-thermoélectrique (PV-TE) faisant intervenir simultanément l’effet photovoltaïque et l’effet Peltier. L’effet de l’intégration du module Peltier dans la cellule a été simulé sous Comsol Multiphysics et Matlab/Simulink. Les résultats de la simulation ont montré que le module Peltier permet le refroidissement de la cellule PV et maintient son fonctionnement à une température ambiante lui permettant de générer sa puissance maximale. C’est ainsi que pour toutes les températures testées, il y a perte de puissance, mais dès que le module Peltier intervient, la cellule retrouve son fonctionnement normal à température ambiante avec une puissance maximale égale à celle initiale de 2.6 W.

L’objectif de cet article est de préciser les effets de la température ambiante sur le métabolisme énergétique, les performances de croissance et les besoins nutritionnels du porc en croissance-finition en élevage intensif et d’estimer son optimum thermique. Au plan énergétique, la température critique est estimée à environ 20°C en croissance et 15°C en finition. Elle correspond à une utilisation maximale de l’énergie alimentaire et sa signification zootechnique est discutée. La température ambiante influence la nature des dépôts tissulaires, l’accrétion lipidique étant la plus affectée. Pour ce qui est des performances, en alimentation libérale, la consommation spontanée d’aliment d’un porc de 60 kg diminue de 22 g/j/°C entre 10 et 20°C, sans effet sur le gain de poids. Entre 20 et 30°C, cette diminution est plus marquée (73 g/j/°C) et s’accompagne d’une réduction du gain de poids (40 g/j/°C) et de l’adiposité corporelle. L’indice de consommation décroît de 0,044 unité/°C entre 10 et 20°C et est minimal vers 25°C. En tenant compte des objectifs de réduction du coût alimentaire et de l’état d’engraissement des carcasses, la température optimale pour le porc en croissance-finition élevé sur caillebotis béton est de 24-25°C. Les études d’interaction avec l’alimentation ont montré qu’au froid les animaux valorisent bien les aliments riches en fibres alors qu’au chaud les meilleures performances sont obtenues avec des rations concentrées en énergie. Ces études ont également permis d’estimer l’accroissement du besoin énergétique à 25 kJ EM/kg 0,75 /j/°C entre 20 et 12°C et de montrer que, pour un même gain de poids ou de muscle, le besoin journalier en acides aminés est indépendant de la température ambiante.

L'étude des systèmes SrO Al2O3 et SrO Al2O3 SiO2 a été réalisée à température ambiante ainsi que dans le liquide à haute température. Ce travail s'est articulé autour des différents points que sont le comportement à la cristallisation, la structure, ou encore la dynamique des systèmes. Pour cela nous avons utilisé différentes techniques telles que les analyses thermiques (ATG, AED), la RMN de 29Si et 27Al, la diffraction des rayons X au laboratoire ainsi que sur la ligne de lumière H10 du LURE et l'EXAFS au seuil K du strontium. Nous avons ainsi précisé les conditions de formation et les domaines respectifs de stabilité des composés SrAl4O7 et Sr4Al14O25 aux comportements très voisins. Dans le système ternaire, nous avons résolu la structure d'un nouveau composé Sr3Al10SiO20 grâce à la complémentarité de la diffraction des rayons X et de la RMN. Les différentes techniques hautes températures développées au laboratoire nous ont permis de caractériser les environnements locaux de l'aluminium et du strontium dans nos échantillons à l'état liquide. Dans le système binaire SrO Al2O3, nous obtenons par RMN une variation du nombre de coordination de l'aluminium de 4,0 à 4,7 entre les compositions Sr4Al2O7 et Al2O3. Ce résultat est en accord avec la variation des distances inter atomiques Al O obtenue par diffusion des rayons X et qui augmente avec le taux d'alumine. Par EXAFS nous observons une variation similaire pour les distances Sr-O ce qui nous laisse penser que le nombre de coordination du strontium augmente également. La RMN de 27Al à haute température nous permet, en admettant des hypothèses simples (CQ? dynamique égal au CQ dans le verre, relaxation quadripolaire par simple rotation des molécules) de mesurer la viscosité des liquides riches en aluminium à des températures inaccessibles par les techniques classiques.

Ce travail a pour but la synthèse de différents matériaux mésostructurés de type sulfure d'étain ou sulfure de zinc à température ambiante et en présence de tensioactifs. Deux nouveaux matériaux mésostructurés à base de sulfure d'étain ont été obtenus en modifiant la concentration de tensioactif cationique. Diverses caractérisations indiquent que dans la phase lamellaire les atomes d'étain sont tétracoordonnés à ceux de soufre et l'arrangement des couches inorganiques pourrait être semblable à celui observé dans le matériau Li2Si2O5. Par contre, dans la phase mésoporeuse, l'étain est en environnement hexacoordonné et la partie inorganique est de type SnS2-2H. Un mécanisme a été proposé pour la formation des deux composés mésostructurés. En présence de tensioactif neutre (dodécylamine) en milieu éthanol-eau, un composé ionique (C12H25NH3)4. [Sn2S6]. 2H2O a été formé. Sa structure consiste en des assemblages d'anions [Sn2S6]4- et de cations n-dodécylammonium (DDAH) comme entités principales. De plus des molécules d'eau occupent les interstices entre les anions et cations. Les cations n-dodécylammonium sont parallèles à la direction [001] avec les atomes d'azote en sens opposé. Tous les atomes d'azote sont protonés pour former des groupes ammonium. Le mécanisme de formation ferait intervenir un composé hybride dans une étape initiale, puis l'adaptation des densités de charge entre espèces organiques et inorganiques conduirait à former le composé ionique. Un composé mésoporeux à base de sulfure de zinc à été obtenu en milieu neutre. Celui-ci présente un caractère mésoporeux après élimination du tensioactif (cations C16TMA+). Cette mésoporosité (diamètre de pore ≃ 32 Å) a été révélée par volumétrie d'adsorption à l'azote. Des expériences d'EXAFS, au seuil K du Zn, ont indiqué que les atomes de zinc sont en environnement tétracoordonné d'atomes de soufre et la distance moyenne des premiers voisins soufre est de 2,34±0,02 Å. On peut constater qu'un ordre local existe pour des distances inférieures à 2,5 Å. Au delà de cette valeur, l'arrangement atomique devient désordonné, indiquant que la partie inorganique qui constitue les parois de ce composé mésoporeux est du sulfure de zinc amorphe. La formation de ce matériau mésoporeux résulterait de l'interaction S+X-I0.

Ce travail de thèse s’inscrit dans le développement d’une nouvelle génération de nanomatériaux composites commutables par effet photothermique. La création de ces nanocomposites, constitués d’un cœur métallique enrobé d’un matériau à conversion de spin (SCO), a pour but d’intégrer des dispositifs électroniques moins énergivores et plus performants. L’augmentation de la performance passe par une augmentation de la vitesse de photocommutation, nécessitant des objets nanométriques. La diminution de l’énergie nécessaire à cette photothermie requiert un amplificateur de chaleur interne aux nanoparticules et optimisée, le cœur métallique.Ce travail de thèse rapporte les stratégies et innovations de synthèses de ces nanocomposites aux propriétés photothermiques optimisées. Des nanocomposites, de type coeur@coquille, d’or (Au) enrobés de matériaux à conversion de spin, Au@SCO, ont été élaborés et étudiés, prouvant les bénéfices d’une telle approche. Les architectures, ainsi que le cœur et/ou la coquille ont été modifiés de façon à obtenir cette photocommutation efficace et peu énergivore à température ambiante
This thesis is part of the development of a new generation of composite nanomaterials switchable using photothermal effect. The creation of these nanocomposites, consisting of a metallic core wrapped by a spin crossover material (SCO), aims to integrate electronic devices that are more efficient and consume less energy. The enhancement of the performance involves an increase in the photoswitching speed requiring nanoscale objects. The decrease in the energy needed for this photothermy requires an optimized heat amplifier inside the nanoparticles, the metal core.This thesis work reports the strategies and synthesis innovations to obtain these nanocomposites with optimized photothermal properties. Core@shell nanocomposites of gold (Au) coated with spin crossover materials, Au@SCO, have been developed and studied, proving the benefits of such an approach. The architectures, as well as the core and/or the shell have been modified in order to obtain a fast and energy-efficient photoswitching at room temperature

Le but de ce travail a été d'une part de mettre au point des procédures de synthèse de silices mésoporeuses organisées à température ambiante, et d'autre part d'incorporer de l'aluminium dans la charpente silicique afin de conférer des propriétés acides aux matériaux. Des généralités concernant les solides poreux et plus particulièrement les matériaux mésoporeux du type MCM-41 sont reportées dans le premier chapitre. Les méthodes expérimentales utilisées sont décrites dans le second chapitre. Les deux chapitres suivants sont consacrés aux résultats concernant les synthèses respectivement en milieu basique et en milieu fluorure. Quelles que soient les conditions de synthèse, le pH apparaît comme un paramètre essentiel. En milieu basique, il détermine d'une part à haut pH, la transformation de la phase lamellaire en phase hexagonale, et d'autre part aux pH inférieurs, la stabilité thermique et la porosité de la phase hexagonale. Il est possible en effet, de préparer des silices micro- ou mésoporeuses organisées, deux procédés ont été mis au point pour améliorer la qualité des matériaux : une prolongation du traitement thermique ou un traitement hydrothermal post-synthèse. Dans le cas des synthèses en milieu fluorure, à des pH proches de la neutralité, la densité de charge quasiment nulle des espèces silicates nécessite la présence d'espèces fluorées ou d'anions chlorures pour compenser la charge du tensioactif cationique. Par ailleurs, les anions fluorures peuvent jouer le rôle de catalyseur, à la fois de l'hydrolyse de la source de silice et de la réaction de polycondensation des espèces silicates

Les catalyseurs hétérogènes constituent une pierre angulaire de l'industrie chimique et sont l'une des technologies les plus cruciales pour un avenir durable. À cet égard, les matériaux hybrides représentent une direction très excitante pour le développement de catalyseurs innovants. L'incorporation de nanoparticules métalliques (MNPs) dans des réseaux hybrides poreux cristallisés appelés « Metal-Organic Frameworks » (MOFs) est une stratégie prometteuse pour préparer des catalyseurs hétérogènes très efficaces, combinant les propriétés à la fois du MOF hôte et des MNPs invitées. Les composites préparés présentent un grand potentiel pour plusieurs applications en dehors de la catalyse (par exemple, détection, bio-applications) car les matériaux invités encapsulés peuvent introduire de nouvelles propriétés souhaitées qui sont absentes/peu efficaces dans le matériau hôte. Dans cette thèse, les composites MNPs et MOFs ont été préparés grâce à une stratégie dite « bottle-around-ship », dans laquelle les MOFs sont assemblés dans une solution contenant des MNPs préformées pour fabriquer des structures cœur-coquille. Dans un premier temps, plusieurs approches ont été développées pour préparer à température ambiante des MOFs robustes à base de cations tétravalents, basées sur des approches séquentielles ou directes. Par la suite, ces approches de synthèse à température ambiante ont été adaptées pour incorporer des nanoparticules ultra-petites dans les MOFs afin de former de manière reproductible des composites cœur-coquille MNPs@MOF capables de relever plusieurs défis en catalyse hétérogène (réduction de CO2, hydrolyse de liaison peptidique…)
Heterogeneous catalysts frame a cornerstone of the chemical industry and are one of the most crucial technologies for a sustainable future. Hybrid materials represent a very exciting direction for developing innovative catalysts. Incorporating guest metal nanoparticles (MNPs) into Metal-Organic Frameworks (MOFs) is an effective route to prepare highly efficient heterogeneous catalysts, which combines the properties of both the host MOF and guest MNPs. The prepared composites present a great potential for several applications apart from catalysis (e.g. sensing, bio-applications), as the encapsulated guest materials can introduce new desired properties that are absent/ poor in the parent material. In this thesis, MNPs and MOFs composites were prepared through challenging bottle-around-ship strategy. As the first step, multiple approaches were developed to prepare robust tetravalent Metal-organic frameworks (MOFs) at room temperature, including conventional stepwise and more facile direct strategies. Subsequently, the new room temperature synthesis approaches were adapted to incorporate ultra-small MNPs into the MOF to reproducibly form core-shell MNPs@MOF composites, prior to addressing several heterogeneous catalysis challenges (e.g., CO2 reduction, peptide hydrolysis)

Notre groupe a récemment développé une méthode organométallique pour la synthèse de nanoparticules de ZnO de taille et de forme contrôlées. Ce travail de thèse s'inscrit dans une démarche de généralisation de cette méthode à d'autres oxydes métalliques afin d'obtenir des particules de taille inférieure à 5nm. Le travail présenté dans ce manuscrit de thèse concerne la synthèse et l'étude de nanoparticules d'oxydes métalliques possédant soit des propriétés de luminescence (ZnO), soit des propriétés magnétiques (Gamma-Fe2O3, Co3O4, CoFe2O4, FeO ou CoO). Dans la première partie de cette thèse, nous montrons d'une part que l'ajout d'un précurseur organolithien lors de la synthèse des particules de ZnO modifie leur mécanisme de croissance, et d'autre part que la taille des particules dépend directement de la quantité d'organolithien et peut ainsi varier de 2,5 à 4,3 nm. De plus, les études de photoluminescence montrent que l'émission de ces particules varie du bleu au jaune en passant par le blanc. Dans la seconde partie, nous montrons que notre voie de synthèse peut être généralisée à des particules magnétiques comme Gamma-Fe2O3 et CoFe2O4. Nous montrons aussi la variation des interactions entre les particules en fonction de conditions de synthèse. Enfin, nous montrons que la flexibilité de notre approche organométallique nous permet d'accéder à des phases rares et peu stables comme FeO et CoO. La dernière partie de ce manuscrit présente une nouvelle méthode de synthèse de particules à partir de la réduction de précurseurs organométalliques par un complexe amine-borane. Des nanoparticules métalliques de Zn, Fe et Co sont ainsi obtenues
Our group has recently developed an organometallic synthetic approach for the synthesis of ZnO nanoparticles with controlled size and shape. The aim of this thesis is to generalise this method to other metal oxide nanoparticles with a size smaller than 5 nm. This work deals with the synthesis and the study of metal-oxide nanoparticles exhibiting either luminescent (ZnO) or magnetic properties (Gamma-Fe2O3, Co3O4, CoFe2O4, FeO or CoO). In the first part of this thesis, we show that adding an organolithium precursor during the ZnO nanoparticles synthesis modifies their growth mechanism. Therefore, the size of the particles is directly related to the amount of the organolithium precursor and varies from 2. 5 to 4. 3 nm. In this way, colloidal solutions and nanoparticles in the solid state are obtained which display a luminescence in the visible range from yellow to blue through white. In the second part, we show the generalisation of this approach to magnetic nanoparticles such as Gamma-Fe2O3 and CoFe2O4. We show therefore the variation of the interactions between the particles depending on the experimental conditions. Finally, we show that we can also adapt this approach to the synthesis of unstable phases such as FeO and CoO. The last part of this manuscript deals with the synthesis of metallic particles (Fe, Co, Zn) using an amine-borane complex as reducing agent of our organometallic complexes

Des fluorures de graphite ont été préparés à température ambiante en présence de F2-HF-MFn, MFn étant BF3 ou un fluorure de chlore préparé à partir de Cl2 ou de KCl, puis traités thermiquement sous fluor. La synthèse a également été réalisée sur un micropilote en vue d'une industrialisation. Afin de mieux comprendre le comportement des matériaux lors d'utilisations comme lubrifiant solide et comme cathode dans des piles au lithium, ces composés ont été caractérisés. La DRX a permis de déterminer la structure des composés. L'identification et la quantification des espèces intercalées ont été réalisées par RMN 19F, 11B et 1H, et par RPE. La covalence de la liaison C-F a été évaluée par RMN 13C et InfraRouge. Ce travail a permis d'obtenir une large gamme de matériaux aussi compétitifs que ceux déja connus et commercialisés pour les applications citées

Les matériaux hybrides organiques-inorganiques à l'échelle nanométrique (nanoMOFs) ont montré un potentiel significatif dans le domaine de la libération contrôlée de médicaments (DDS) en raison de leurs propriétés avantageuses, notamment des compositions modulables, une porosité importante, de grandes surfaces spécifiques, de bonnes biocompatibilités et dégradabilités. Parmi la famille de nanoMOFs, le MIL-100(Fe) (MIL signifie Matériaux de l'Institut Lavoisier), construit à partir de trimères de fer et de ligands organiques (trimésate), a été largement étudié, avec des données bien documentées sur la toxicité in vivo et la biocompatibilité, ce qui en fait un candidat très attractif pour des applications biomédicales. Nous avons rédigé deux articles de synthèse qui détaillent la synthèse et les applications des nanoMOFs dans le domaine biomédical. Ce travail nous a permis de cerner plusieurs défis qui subsistent encore dans l'application biomédicale et la production à grande échelle des nanoMOFs MIL-100(Fe). Tout d'abord, il est essentiel d'améliorer la stabilité des nanoMOFs pendant leur conservation et dans de milieux biologiques, en vue d'une utilisation industrielle ultérieure. De plus, les méthodes de synthèse des nanoMOFs MIL-100(Fe) nécessitent une optimisation pour répondre aux exigences de la production à grande échelle non consommatrice d'énergie et “verte” (sans solvants organiques toxiques). Pour tenter de pallier à ces problèmes, nous proposons la modification de la surface des nanoMOFs MIL-100(Fe) avec des copolymères ou oligomères biocompatibles afin d'améliorer leur stabilité et leur biocompatibilité in vitro/in vivo. En outre, nous avons optimisé la stratégie de synthèse des nanoMOFs à base de trimésate de fer pour permettre une production simple, écologique, continue, respectueuse de l'environnement et à faible consommation d'énergie. Tout d'abord, nous avons conçu et synthétisé une famille de copolymères de type peigne qui comportent des chaines de poly(éthylène glycol) (PEG), des fonctions alendronate pour permettre un bon anchrage aux MOFs, et des molécules fluorescentes afin de permettre une bonne détection des nanoparticules composites. L'association de ces matériaux est extrêmement rapide (10 secondes) et les rendements avoisinent les 100%. Tous les composants des copolymères peigne jouent un role dans ce processus efficace de recouvrement. Les MIL-100(Fe) revêtus de copolymères ont non seulement démontré une excellente stabilité, mais aussi un caractère “furtif” évitant la reconnaissance par les macrophages. Les nanoMOFs ont été obtenus par une synthèse micro-onde usuelle, mais nécessitant un grand apport d'énergie et des températures élevées (130 °C). Dans un effort d'optimiser la synthèse, nous avons exploré des méthodes nouvelles opérant à température ambiante. Tout d'abord nous avons utilisé des modulateurs afin de contrôler la taille des nanoMOFs à température ambiante. En faisant varier les rapports molaires (R) de l'acide acétique (modulateur) et de l'acide trimésique (ligand organique), nous avons obtenu des nanoMOFs avec des diamètres hydrodynamiques allant de 40 à 200 nm. Nous avons ensuite recouvert ces nanoparticules avec des oligomères à base de cyclodextrine, afin d'obtenir une bonne stabilité sans compromettre leur capacité d'encapsulation de molécules actives. Ces études proposent des méthodes vertes et ouvrent la voie à la production à grande échelle des nanoMOFs à base de trimésate de fer
Nanoscale metal-organic frameworks (nanoMOFs) have shown significant promise as drug delivery systems (DDS) due to their advantageous properties, including tunable compositions, uniform porosity, large surface areas, biocompatibility, and degradability. Among these, MIL-100(Fe) (MIL stands for Materials of the Lavoisier Institute) nanoMOFs, constructed from trimesate organic linkers and iron trimers, have been extensively studied. We reviewed here in detail their well-documented in vivo toxicity and biocompatibility data, making them highly attractive candidates for drug delivery applications. We highlighted several challenges which remain in the biomedical application and large-scale production of MIL-100(Fe) nanoMOFs. First, improving the storage stability of MIL-100(Fe) is essential for further use. Additionally, the synthesis methods for MIL-100(Fe) nanoMOFs need optimization to meet the demands of green (organic solvent free) large-scale production. To address these issues, we propose the surface modification of MIL-100(Fe) nanoMOFs with biocompatible copolymers or oligomers to enhance their stability and biocompatibility. Furthermore, we have investigated novel synthesis strategies for MIL-100(Fe) nanoMOFs to enable simple, green, environmentally friendly, and low-energy production. We designed and synthesized a family of comb-like copolymers, comprising grafted: i) “x” (0-6) alendronate (Ale) anchoring units; ii) “y” (up to 45) poly(ethylene glycol) (PEG) side chains with molecular weight of zK (z=0.5, 2, 5), and iii) fluorescent Alexa Fluor (F) moieties. The resulting FAlexPEGzKy copolymers spontaneoulsy adsorbed onto the nanoMOF's surface in aqueous media, reaching ~100% efficiency. We highlighted the cooperative effects of each component of the FAlexPEGzKy copolymers in the association process. The coating occurred in the top layers without affecting the nanoMOF's crystallinity. The composition of the FAlexPEGzKy copolymers was optimized to ensure a good stability in biological media, despite the non covalent nature of the coating. In addition, the copolymer-coated MIL-100(Fe) nanoMOFs not only exhibited excellent storage stability but also demonstrated a “stealth effect” in macrophage J774 cells, as shown by confocal studies and iron quantification in the cells. In these studies, MIL-100(Fe) nanoMOFs were prepared by a conventional microwave hydrothermal procedure at high temperature (130 °C). To optimize the process, we investigated the possibilities to obtain MIL-100(Fe) nanoMOFs at room temperature. We used modulators in an attempt to control the size of the nanoMOFs. By varying the molar ratio (R) of acetic acid (modulator) to trimesic acid (organic linker), we obtained MIL-100(Fe) nanoMOFs with hydrodynamic diameters ranging from 40 to 200 nm. However, the resulting MIL-100(Fe) nanoMOFs needed also to be coated to avoid their aggregation. The coatings based on crosslinked cyclodextrins did not compromise the drug-loading capacity of the nanoMOFs. In a nutshell, this work presents novel strategies to construct nanoMOFs in a lego-type manner, using materials prepared mostly using “green” chemistry

La réfrigération magnétique, basée sur l'effet magnétocalorique (EMC), est une alternative intéressante aux méthodes de réfrigération traditionnelles, basées sur des cycles de compression/détente, car elle présente des rendements énergétiques nettement plus élevés et permet d'éviter l'utilisation de gaz nocifs contribuant à l'effet de serre et problématiques pour l'environnement. Cette technologie s'appuie sur l’EMC géant de certains matériaux magnétiques autour de la température ambiante. Cet effet permet d'augmenter ou de diminuer la température du matériau lors de son aimantation ou désaimantation adiabatique autour de sa température de transition magnétique.La majeure partie des travaux de thèse se focalise sur la famille des matériaux de type La(Fe,Si)13 dans lesquels un effet magnétocalorique géant a été mis en évidence et pour lesquels la faisabilité industrielle semble la plus favorable. Dans un premier temps, les propriétés structurales et magnétiques de ces alliages sont explorées et optimisées, en remplaçant aussi bien la terre rare que le métal de transition par d'autres éléments. Les méthodes d’élaboration, des traitements thermiques, ainsi que le contrôle de la stœchiométrie sont guidées par les caractérisations structurales, microstructurales, physiques (thermiques et magnétiques).D’autre part, l'effet de l'insertion d'éléments interstitiels légers est également étudié et une grande partie du travail porte sur la détermination des conditions de stabilité de ces interstitiels dans les matériaux. Grâce à l'extension des distances Fe-Fe, la température de Curie de la phase magnétocalorique peut être augmentée jusqu'à des plages proches de latempérature ambiante. L'influence d’une faible concentration en carbone sur les propriétés magnétiques des échantillons est examinée avant hydrogénation et la teneur en carbone est optimisée.Afin d'étudier la diffusion des éléments interstitiels, la cinétique de sorption d'hydrogène est étudiée par la méthode de Sieverts ainsi que par diffraction neutronique. La diffraction neutronique in situ et à haute résolution permet une localisation des atomes interstitiels et donne accès au schéma d’insertion. Cette étude permet de préciser l’effet de l’insertion d’interstitiels légers et des substitutions d’éléments de terre rare sur la structure des alliages métalliques complexes de type La-Fe-Si. Nous montrons que la dépression ou l’accélération de la cinétique d'hydrogénation peut être liée à la variation hétérogène particulière de la maille et des liaisons dans la structure de type NaZn13. Un mécanisme pour le chemin de diffusion est suggéré.Le mécanisme d'insertion d'atomes légers est non seulement fortement lié à l'espace disponible, mais aussi associés à la facilité du chemin de diffusion dans le réseau. Nous démontrons avec des résultats expérimentaux qu'une addition modérée de carbone dans la phase La(Fe,Si)13 avant l'hydrogénation peut effectivement ralentir la cinétique d'insertion de l'hydrogène. Dans les phases La-Ce-Fe-Si, une insertion de carbone peut aider à retenir les atomes d'hydrogène lors de la désorption, par conséquent, offre une possibilité d'avoir une meilleure stabilité des matériaux hydrogénés pour des applications à long terme. La stabilité des matériaux hydrogénés est mesurée par DSC et une amélioration de la stabilité thermique du matériau est réalisée par un dopage au carbone.Un volet exploratoire est consacré aux alliages Fe-Cr-Ni et Fe-Cr-Mn qui pourraient potentiellement avoir un effet magnétocalorique exploitable. Les transitions magnétiques et structurales de ces alliages de compositions différentes sont étudiées et leur potentiel d'application magnétocalorique est discuté
The magnetocaloric effect (MCE) is characterized by a magnetic entropy change and an adiabatic temperature change. The NaZn13-type La(Fe,Si)13 system has attracted wide interest because of its first-order ferromagnetic phase transition with a large magnetocaloric effect. The transition temperature can be flexibly adjusted through substitution or interstitial insertion. Particularly, hydrogen interstitials can adapt the temperature range to room-temperature applications. Precise adjustment can be achieved by full hydrogen absorption then partial desorption. However, fully hydrogenated alloys are unstable upon heating. It is important to have a better understanding of its hydrogen stability to optimize its application potential.In the first part, the structural, magnetic, and magnetocaloric properties of La(Fe,Si)13 phases are studied. In particular, we have investigated the effect of substitution of Ce on the La site and Mn on the Fe sites. The partial substitution of Ce results in the decrease of TC with decreasing lattice constant. At the same time, Ce substitution for La results in a reduced volume of the octahedral interstitial site due to steric effect. The interstitial insertion is impeded by Ce partial substitution.Secondly, the effects of interstitial atoms such as hydrogen and carbon are examined. These elements are able to enter the interstitial voids in the La(Fe,Si)13 phase, expanding the lattice. Through the extension of Fe-Fe distances, the Curie temperature of the magnetocaloric phase can be raised up to room temperature range. The influence of small concentration of carbon on the magnetic properties of samples is examined prior to hydrogenation and carbon content is optimized. In order to investigate the interstitial dynamics, the hydrogen sorption kinetics is studied by the means of Sieverts’ volumetric method and neutron diffraction. Particular attention has been given to the adjustment of the structure in the course of hydrogen/deuterium interstitial absorption and desorption.Steady-state and in-situ neutron diffractions provide precise information of the interstitial atom location of the sequential filling of the accommodating sites. The structural investigation allows specifying the deformations undergone in the complex metallic alloys La-Fe-Si when subjected to light interstitial insertion or rare earth substitution at the cation site. We show that the depression or enhancement of the hydrogenation kinetics may be related to the particular inhomogeneous cell variation of bonding in the structure. A mechanism for the diffusion path is suggested.The mechanism is light atom insertion into the interstitial sites is not only strongly related to the available space for accommodation, but also associated with the facility of the diffusion path in the lattice. We demonstrate with experimental results that a modest addition of carbon in the La-Fe-Si phase prior to hydrogenation can effectively slow down the hydrogen insertion kinetics. In Ce-substituted La-Ce-Fe-Si phases, carbon insertion can help retain hydrogen atoms during desorption, therefore, offering a prospect to have improved stability of hydrogenated materials for long-term applications. The hydrogen stability of the material is examined by means of thermal desorption in DSC and an enhancement of the thermal stability of the material is achieved with carbon-doping.Lastly, in the search of new rare-earth-free materials for magnetocaloric applications, we have explored the capacity of alloys of types FeCrNi and FeCrMn. The magnetic and structural transitions of these alloys of different compositions are studied and their potential for magnetocaloric application is examined in this thesis

Ce travail porte sur la conception et la caractérisation de sources semiconductrices d'états à deux photons pour l'information quantique intégrée. Ces dispositifs, basés sur la fluorescence paramétrique dans des guides d'onde en AlGaAs, émettent des paires de photons à température ambiante aux longueurs d'onde des télécommunications. La première source est une diode laser émettrice de photons jumeaux, basée sur un accord de phase modal entre un mode laser de Bragg à 775 nm injecté électriquement et les modes de photons télécom au sein du même guide d'onde. Nous détaillons le design de la structure, sa caractérisation optique linéaire et non linéaire et son comportement sous injection de courant. L'obtention de l'émission laser et de la génération de seconde harmonique sur un même dispositif ouvre la voie vers une source ultra-compacte de paires de photons. Le second dispositif étudié repose sur une géométrie de pompage transverse où un faisceau laser incident sur le dessus du guide génère deux photons télécom guidés et contrapropageants. Nous explorons la grande versatilité de l'état quantique des paires générées par cette source, avec notamment les possibilités d'ingénierie de l'état dans le domaine fréquenciel offertes par cette géométrie. Nous présentons également la première démonstration expérimentale d'états intriqués en polarisation obtenue avec ce dispositif, ainsi qu'un modèle permettant de calculer la qualité de l'intrication à partir de: distributions spatiales et spectrales du faisceau de pompe. Ces sources d'états non classiques, compactes et injectables électriquement, sont d'excellents candidats pour les implémentations photoniques de l'information quantique
In this work, we design and characterize semiconductor sources of two-photon states for integrated quantum information. These devices are based on spontaneous parametric down-conversion in AlGaAs waveguides and emit photon pairs at room temperature and telecom wavelength. The first source is a twin photon emitting laser diode, based on a modal phase-matching between an electrically injected Bragg laser mode at 775 nm and the telecom photon modes within the same waveguide. We describe the structure design, its linear and nonlinear optical behaviour, and its characteristics under electrical current injection. The achievement of laser emission and second harmonic generation in the same device open the way towards an ultra-compact source of photon pairs. The second device under study is based on a transverse pumping geometry in which a laser beam impinging on top of the waveguide produces two counterpropagating waveguided telecom photons. We explore the huge versatility of the two-photon quantum state generated by this source, namely the possibilities of state engineering in the frequency domain that are inabled by this geometry. We also present the first experimental demonstration of polarization entangled photon pairs achieved with this device, together with a model allowing to predict the entanglement quality from the spatial and spectral distribution of the pumping beam. These sources of non classical states of light, compact and capable of electrical injection on chip are excellent candidates for future photonic implementations of quantum information

Chaque aliment ou famille d’aliment nécessite de répondre à des contraintes spécifiques pour assurer sa conservation, selon, qu’il est sec, humide, gras, liquide, particulaire, léger, qu’il est sensible à l’oxydation, à la lumière ou aux développements microbiens, qu’il est conservé à température ambiante, réfrigéré ou congelé. Ce chapitre donne des recommandations et les usages classiques permettant d’assurer la meilleure adéquation entre les différents types d’aliments et leur emballage.

La synthèse des données pétro-chronologiques de la chaîne varisque en France au Carbonifère soulignent trois épisodes de métamorphisme de haute-température successifs. Les épisodes tardifs, Carbonifère supérieur, sont marqués par la formation en quantité de migmatites et de plutons de granitoïdes. La signature des plutons implique une source mantellique enrichie en matériel crustal, soulignant un processus de délamination du manteau lithosphérique.

La géothermie de faible profondeur avec des pompes à chaleur correspond à l’état actuel de la technique et est déjà largement répandue en Suisse. Au sein du futur système énergétique, la géothermie de moyenne à grande profondeur (1 à 6 km) devrait également jouer un rôle important, notamment en matière de fourniture de chaleur pour les bâtiments et les process industriels. Cette forme d’utilisation de la chaleur géothermique nécessite un sous-sol bien perméable, permettant à un fluide – généralement de l’eau – d’engranger la chaleur naturellement présente dans la roche et de la transporter jusqu’à la surface. Dans les roches sédimentaires, cette condition est généralement vérifiée du fait de la structure naturelle, tandis que dans les granites et les gneiss la perméabilité doit être générée artificiellement par injection d’eau. La chaleur ainsi récupérée augmente au fur et à mesure de la profondeur de forage : la température souterraine atteint environ 40°C à 1 km de profondeur et environ 100°C à 3 km de profondeur. Pour entraîner une turbine à vapeur en vue de produire de l’électricité, des températures supérieures à 100°C sont nécessaires. Étant donné que cela implique de forer à des profondeurs de 3 à 6 km, le risque de sismicité induite augmente en conséquence. Le sous-sol peut également servir à stocker de la chaleur ou des gaz, par exemple de l’hydrogène ou du méthane, ou encore à enfouir de façon permanente du CO2. À cet effet, les mêmes exigences que pour l’extraction de chaleur doivent être vérifiées et le réservoir doit en outre être surmonté d’une couche étanche, empêchant le gaz de s’échapper. Le projet conjoint « Énergie hydroélectrique et géothermique » du PNR « Énergie » était avant tout consacré à la question de savoir où en Suisse trouver des couches de sol appropriées, répondant de manière optimale aux exigences des différentes utilisations. Un deuxième grand axe de recherche concernait les mesures visant à réduire la sismicité induite par les forages profonds et les dommages aux structures qui en résultent. Par ailleurs, des modèles et des simulations ont été élaborés dans le but de mieux comprendre les processus souterrains qui interviennent dans la mise en œuvre et l’exploitation des ressources géothermiques. En résumé, les résultats de recherche montrent que la Suisse jouit de bonnes conditions pour l’utilisation de la géothermie de moyenne profondeur (1-3 km), tant pour le parc de bâtiments que pour les processus industriels. L’optimisme est également de mise en ce qui concerne le stockage saisonnier de chaleur et de gaz. Le potentiel de stockage définitif de CO2 dans des quantités pertinentes s’avère en revanche plutôt limité. Concernant la production d’électricité à partir de la chaleur issue de la géothermie profonde (> 3 km), il n’existe pas encore de certitude définitive quant à l’importance du potentiel économiquement exploitable du sous-sol. Des installations de démonstration exploitées industriellement sont absolument nécessaires à cet égard, afin de renforcer l’acceptation par la population et les investisseurs.