Tesis: "Modélisation de la complexation de surface"

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Devau, Nicolas. "Processus rhizosphériques déterminant la disponibilité en phosphore : apport de la modélisation mécaniste géochimique." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2010. http://www.theses.fr/2010NSAM0019.

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Resumen

Les processus rhizosphériques sont reconnus comme une des stratégies majeures élaborées par les plantes afin d'augmenter la disponibilité en phosphore (P) et ainsi améliorer leur nutrition phosphatée. Pourtant, l'effet exact de ces processus est encore mal caractérisé et quantifié. L'objectif de ces travaux a été d e déterminer le rôle exercé par les modifications chimiques induites par les racines, particulièrement la modification de pH, dans les changements de disponibilité en P dans la rhizosphère. Pour ce faire, nous avons utilisé des modèles mécanistes géochimiques (« triple plane », échange d'ion et Nica-Donnan) en considérant une approche additive pour simuler l'effet de l'activité racinaire sur la disponibilité en P. Dans une première étape, nous avons caractérisé l'effet du pH sur la disponibilité en P dans plusieurs sols, un Cambisol et un Luvisol. Le Luvisol présentait deux concentrations en P inorganique contrastées en raison d'un essai de fertilisation phosphatée longue durée. Dans la rhizosphère du blé dur (Triticum turgidum durum L.) cultivé sur les mêmes sols, nous avons caractérisé qu'en plus de l'alcalinisation, le prélèvement en P et surtout en calcium (Ca) sont les processus rhizosphériques responsables du changement de disponibilit é en P observé. Le prélèvement du Ca favorise l'augmentation de la disponibilité en P dans la rhizosphère, en diminuant l'effet promoteur du processus d'adsorption-désorption du Ca sur celui du P. L'influence relative de ces trois processus rhizosphériques dépend toutefois de la composition chimique de la solution du sol (concentration en Ca et pH en particulier). Nos simulations mettent également en évidence la relation entre les changements de disponibilité en P est la distribution du P adsorbé sur les différentes phases minérales. La minéralogie du sol, spécialement l'abondance relative d'illite vs. les oxydes de fer, contrôle l'influence des processus rhizosphériques en déterminant les minéraux impliqués dans l'adsorption du P. A travers l'identification d'un nouveau processus rhizosphérique découlant du prélèvement en Ca et de ses effets sur la disponibilité en P, nos résultats démontrent la validité des modèles géochimiques pour prédire l'influence des processus rhizosphériques déterminant la disponibilité en P Root-induced chemical processes are recognized as a major strategy developed by plants to enhance phosphorus (P) availability and thus to promote P acquisition. However, the exact influence of these root-induced chemical processes is still poorly understood and quantified. The present study aimed at investigating the influence of root-induced chemical processes, especially root-induced pH changes, on P availability in the rhizosphere. In this work, we used a set of mechanistic adsorption models (« 1-pK triple plane », ion-exchange and Nica-Donnan) within the framework of the component additive approach in order to simulate the effects of root activity on P availability. First, we described the effects of pH on P availability in several soils unaffected by roots, a Chromic Cambisol and a Luvisol. The Luvisol showed different concentrations in inorganic P because of a long-term fertilisation trial. In the rhizosphere of durum wheat (Triticum tu rgidum durum L.) grown on these two soils, we found that calcium (Ca) uptake, in addition to P uptake and root-induced alkalisation, controlled to various extents the changes of soil P availability. Calcium uptake markedly increased P availability by decreasing the promoting effect of Ca adsorption on P adsorption. The relative influence of these three root processes depended on the solution composition (especially concentration of Ca and pH). Our simulations showed the relationship between changes in P availability and the speciation of adsorbed P onto the different soil minerals. Soil mineralogy, especially the relative abundance of illite vs. Fe oxides, controlled the influence of root processes by regulating the contribution of soil minerals to P adsorption. By identifying a novel root-induced processes, namely the Ca uptake, and describing its influence on P availability, our results demonstrate the ability of surface complexation models to predict the effects of root-i nduced processes on P availability in soils

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Naveau, Aude. "Etude et modélisation de la sorption d'ions à la surface de sulfures métalliques en conditions de stockage en milieu géologique profond." Reims, 2005. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000168.pdf.

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Resumen

Le principe du stockage en milieu géologique profond est de confiner les colis de déchets par un ensemble de barrières ouvragée et géologique. Les eaux souterraines constituent l'un des principaux points faibles de la sûreté d'un stockage en contribuant à l'altération des barrières et à la migration des radionucléides à travers la géosphère. Ainsi, la compréhension des processus susceptibles de retarder cette migration est fondamentale pour évaluer la sûreté d'un stockage. Le but de nos travaux est d'étudier les processus de sorption entre des phases de sulfures métalliques, présentes sous forme d'inclusions dans la barrière géologique, et deux produits de fission à vie longue, l'iode et le sélénium. Après validation des protocoles mis en place pour limiter la dégradation par oxydation des solides étudiés (pyrite FeS2 et chalcopyrite CuFeS2), nous nous sommes attachés à décrire leur réactivité en milieu aqueux et en présence d'iode ou de sélénium. Les études potentiométriques montré que la réactivité de surface des sulfures métalliques étudiés était très faible en raison d'une surface spécifique très basse. Les études expérimentales de sorption ont montré d'une part l'absence d'affinité entre les iodures et les surfaces de sulfures métalliques et d'autre part une sorption significative de sélénium à la surface des différents solides. Les études spectroscopiques (XPS et SAX) ont permis de montrer que le sélénium était présent sous forme réduite au degré d'oxydation (-II) à la surface des sulfures métalliques. Le comportement du sélénium a finalement été décrit à l'aide de la théorie de complexation de surface avec le modèle de la double couche The storage of high-level nuclear wastes in a geological disposal is based on the concept of confinement by a multibarrier system. Transport by groundwaters is the most likely means for radionuclides to migrate through the engineered and geological barriers. Understanding processes which could delay this migration is therefore fundamental to ensure the timelessness of a deep geological repository. The present study was initiated to investigate sorption processes between sulfides minerals, present as inclusions in temperate soils, and two long-life fission products, iodine and selenium. All experiments were performed in strict anoxic conditions in order to prevent the studied solids (pyrite FeS2 and chalcopyrite CuFeS2) from oxidation. Potentiometric studies showed a weak reactivity of the metallic sulfides surfaces attributed to a low specific surface. Sorption experiments showed no affinity between iodide and metallic sulfides surfaces whereas selenium was well retained by the differents solids. Spectroscopic studies (XPS and XANES) showed a reduction of SeIV to Se-II on the sulfide surfaces. Selenium behaviour was finally described with the diffuse layer model using the surface complexation theory

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Tertre, Emmanuel. "Adsorption de Cs+, Ni2+ et des lanthanides sur une kaolinite et une smectite jusqu'à 150°C : étude expérimentale et modélisation." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30108.

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Resumen

L'objectif de cette étude est d'évaluer l'effet d'une augmentation de température sur les propriétés d'adsorption des minéraux argileux. La sorption et la désorption de Cs+, Ni2+ et Ln3+ sur une montmorillonite et une kaolinite ont été étudiées par des expériences " batch ", de 25 à 150°C, et dans différentes conditions de pH et de forces ioniques. Des enthalpies de sorption comprises entre 0 et 80kJ/mol environ ont ainsi été calculées. Pour l'europium, des analyses spectroscopiques de surface ont confirmé que le mécanisme impliqué était bien un mécanisme d'adsorption, y compris à 150°C. De plus, par cette méthode nous avons pu caractériser qualitativement les équilibres d'adsorption mis en jeu. Une étude d'acido/basicité des surfaces des argiles a également été menée afin d'évaluer l'effet de la température sur la charge de surface de ces minéraux. Enfin, un modèle incluant sites de bordures et sites structuraux nous a permis d'interpréter à la fois les données de titrages acido/basiques et les données de sorption obtenues pour l'europium The motivation for this study is to assess the temperature effect on the clay minerals sorption properties. Sorption and desorption of Cs+, Ni2+ et Ln3+ onto a montmorillonite and a kaolinite were performed by batch experiments between 25 and 150°C, and in different pH and ionic strengths conditions. Sorption enthalpies varying between 0 and 80kJ/mol were then calculated. For europium, surface spectroscopic analyses confirmed that the mechanism involved is adsorption, including at 150°C. Moreover, this method allowed us to obtain qualitatively the different adsorption equilibrium occurring during the reaction. An acid/base study of the clay surfaces was performed in order to assess the temperature effect on the surface charge of these minerals. Then, a surface complexation model including edge sites and structural sites was proposed to interpret the acid/base data and the europium sorption data

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Gao, Pengyuan. "Theoretical Studies of the Interaction between U(VI) and Mineral Surfaces." Electronic Thesis or Diss., Orléans, 2023. http://www.theses.fr/2023ORLE1074.

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Resumen

L'étude des processus d'adsorption des radionucléides sur les surfaces minérales est fondamentale pour la conception et l'évaluation de la sûreté des futurs systèmes de stockage des déchets radioactifs, ainsi que pour les diagnostics environnementaux des milieux pollués par des radionucléides. Parmi ces radionucléides, l'uranium a une abondance relativement élevée dans les systèmes naturels et a un rôle central dans le cycle du combustible nucléaire. L’uranium peut se trouver sous plusieurs états d’oxydation. L'U(VI) est l'état d'oxydation le plus pertinent dans la plupart des eaux de surface et des eaux souterraines oxygénées. L'adsorption de l'U(VI) sur les surfaces de divers minéraux a été largement étudiée par des expériences en batch complémenté par des techniques spectroscopiques. Des sites de complexation possibles et des espèces de surface ont été proposés, mais il est encore difficile d'obtenir des informations précises sur les mécanismes moléculaires responsables des processus d’adsorption. Ces informations sont essentielles pour comprendre les mécanismes physico-chimiques impliqués dans les expériences et pour développer des modèles prédictifs pour les environnements concernés. Les calculs théoriques à l’échelle moléculaire se sont avérés être un outil efficace pour étudier les processus d’adsorption des radionucléides à l'interface minéral-eau. Dans cette thèse, les caractéristiques structurales et les mécanismes d'adsorption des espèces d'U(VI) sur les surfaces des principaux minéraux constitutifs du granite (orthoclase et quartz) et des matériaux tampons/remblais (montmorillonite) des futurs systèmes de stockage en couche géologique profonde ont été obtenus à l'aide de calculs de dynamique moléculaire ab initio. Les mécanismes de polymérisation des espèces d'U(VI) en solution aqueuse et sur les surfaces minérales ont été étudiés. En outre, l’influence de la variabilité des sites d’adsorption des minéraux argileux de type montmorillonite sur les réactions d'adsorption a également été étudiée de manière systématique Studies of the adsorption characteristics of key radionuclides in the host rock and buffer/backfill materials of deep geological repositories for high-level waste (HLW) are fundamental to the designand safety assessment. Uranium is a radionuclide of widespread interest due to its relatively high abundance in nature and its central role in the nuclear fuel cycle, while U(VI) is the most relevant oxidation state in most surface waters and oxygenated groundwater. The adsorption of U(VI) on the surfaces of various minerals has been extensively investigated by conventional batch experimentsand spectroscopic techniques. Possible complexation sites and surface species have been proposed,but it is still challenging to able to obtain mechanistically precise insights at the microscopic level.Information at the molecular level is essential to understand the physicochemical mechanisms involved in the experiments and to develop predictive models for the relevant environments.Theoretical computations have been proven to be an effective tool for studying the chemical processesof radionuclides at the mineral-water interface. In this thesis, the structural characteristics and adsorption mechanisms of U(VI) species on the surfaces of the main component minerals of granite(orthoclase and quartz) and buffer/backfill materials (montmorillonite) of the deep geological repository were calculated by first-principles calculations. The polymerization mechanisms of U(VI) species in aqueous solution and on mineral surfaces were investigated. In addition, the effect of local structural changes of montmorillonite on the nature of the adsorption reaction on the surface was also systematically investigated

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Emmanuel, Tertre. "Modélisation des propriétés d'adsorption des minéraux argileux gonflants vis-à-vis de cations inorganiques." Habilitation à diriger des recherches, Université de Poitiers, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00984348.

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Resumen

Les minéraux argileux sont omniprésents dans les environnements géologiques de surface et sub-surface du globe terrestre. Parmi eux, ceux qu'on appelle communément " argiles gonflantes " peuvent être de très petite taille (<2µm) et de fait adsorber de grandes quantités d'eau et de solutés à leurs surfaces. De ce fait, même en faible proportion, les minéraux argileux gonflants peuvent contrôler une grande partie des propriétés physiques, mécaniques et chimiques des environnements dans lesquels ils sont présents. Ce manuscrit se focalise sur différents modèles, basés sur des formalismes thermodynamiques, que l'on a proposés pour décrire et prédire les propriétés d'adsorption de ces minéraux, vis-à-vis de cations inorganiques en solution aqueuse (cations majeurs des eaux naturelles et cations traces métalliques). Des modèles d'échange d'ions, parfois dénommé modèles " macroscopiques ", tout comme des modèles de complexation de surface intégrant une description de l'interface solide/solution et de ce fait parfois nommé modèles " microscopiques " sont reportées et discutées, notamment par rapport à la bibliographie existante sur le sujet. Ces modèles, tous multi-sites et prenant en compte l'adsorption de toutes les espèces présentes dans le milieu aqueux (notamment H+), ont été contraints, quand cela était possible, par des données structurales et morphologiques des particules représentatives des conditions saturées en eau ; conditions pour lesquelles les modèles d'adsorption sont généralement proposés. Puis, la capacité d'un modèle proposé pour une montmorillonite du Wyoming (smectite basse charge) et basé sur la théorie des échangeurs d'ions à prédire les propriétés d'assemblages minéralogiques complexes pauvres en matière organique (sédiment, horizon Bt de sol) aussi bien en mode statique (batch) qu'en mode dynamique (expérience en colonne) est présentée. Nous discutons également de la capacité d'un modèle multi-site basé sur le formalisme Gaines Thomas décrivant les propriétés d'adsorption d'une vermiculite (minéral argileux gonflant haute charge) à prédire des données obtenues en régime dynamique en milieu très dilué (faible rapport solide/solution) sur ce même matériau. Pour cela, différentes études ont été réalisées soit en régime advectif/dispersif avec une poudre dispersée, soit en régime purement diffusif avec des monocristaux. Enfin, des perspectives sont présentées et concernent la capacité des modèles précédemment proposés à pouvoir contraindre les modèles de diffusion double milieu qui interpréteraient des données macroscopiques de diffusion obtenues avec des échantillons de vermiculite compactée.

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Bengtsson, Åsa. "Solubility and Surface Complexation Studies of Apatites." Doctoral thesis, Umeå universitet, Kemi, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-1408.

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Resumen

Apatites are a diverse class of phosphate minerals that are important in a great variety of natural and industrial processes. They are, for example, used as raw material in fertiliser production and in the remediation of metal-contaminated soils. Hydroxyapatite Ca5(PO4)3OH, (HAP) and fluorapatite Ca5(PO4)3F, (FAP) are similar to the biological apatite that is the main constituent of mammalian bone and teeth, and they are therefore promising materials for artificial bone and tooth implants. This thesis is a summary of four papers with focus on dissolution and surface complexation reactions of HAP and FAP in the absence and presence of both organic ligands and the natural and commonly occurring iron oxide goethite (α-FeOOH). The dissolution and surface complexation of HAP and FAP was investigated with a combination of different techniques. Potentiometric acid/base titrations and batch experiments were combined with X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) Spectroscopy to generate dissolution and surface complexation models for both apatites. The results from these studies showed that both apatites form surface layers that are different from their bulk compositions when equilibrated in aqueous solutions. The modeling efforts predicted speciation of these surfaces as well as the concentration of the dissolution products in the solution. The interaction between organic ligands and the apatite surfaces was also investigated and the results from this study show that the organic ligands form outer-sphere complexes on the apatite surfaces over a large pH interval, and that this adsorption enhances the dissolution of apatites. The presence of goethite also enhances the dissolution of FAP as it acts as a sink for the phosphate released from FAP. Phase transformation in this system was detected using ATR-FTIR as the phosphate adsorbed to the goethite surface precipitates as FePO4 (s) after approximately 15 days of reaction time. This changes the speciation, and possibly also the bioavailability of phosphate in this two-mineral system.

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Bengtsson, Åsa. "Solubility and surface complexation studies of apatites /." Umeå : Department of Chemistry, Umeå University, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-1408.

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Wu, Liuming. "Surface complexation at calcium mineral-water interfaces." Doctoral thesis, Luleå, 1994. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-25727.

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Resumen

Surface reactions occurring at solid-water interfaces in calcium mineral-ligands systems have been studied. Both hydrous apatite and fluorite surfaces show clear amphoteric properties. An ion exchange process between lattice ions of F- on fluorite and OH- ions in bulk solution is discovered. The surface adsorption of Alizarin Red S and sodium oleate are determined. Surface chemical reaction models are established based on acidbase potentiometric titrations, solubility, adsorption and zeta-potential measurements in 0. 1 mol dm-3 ionic media at 25'C. Experimental data are evaluated using the computer program FITEQL assuming a constance capacitance model for the electric double layer. Surface complexes identities are obtained from FT-IR, FT-Raman, and UV/visible spectroscopy studies. A series of surface equilibrium constants in the system are presented. The correlation between surface complex formation and mineral flotation is discussed. Godkänd; 1994; 20070429 (ysko)

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Taillon, Kate. "Modeling surface complexation relationships in forest and agricultural soil." Thesis, McGill University, 2005. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=82435.

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Resumen

The adsorption behaviour of trace metals in soil may provide us with a way to more accurately predict and assess the toxicity of metals in the environment. This thesis reports efforts to apply surface complexation modeling to agricultural and forest soil and to relate model parameters to common soil properties. This study considered Ca, Cd, Cu, Pb and Zn but the methods here could be applied to other metals. In Chapter 2, the surface charge and adsorption behaviour of a set of Ap horizons was characterised using back-titration and batch adsorption techniques. With the objective of simplifying the application of the NICCA model to surface charge and cation adsorption in whole soils the parameters of the NICCA model were related to soil properties (Chapter 3). Four of the six surface charge parameters could be predicted from soil properties and this enabled me to reasonably predict the surface charge of a second group of soils from soil properties. These results suggest that it is possible to make reasonable predictions about the surface charge and adsorption behaviour of a given type of soil using some easily measurable soil properties and a set of generic NICCA adsorption parameters for that soil type. In Chapter 4 this idea is applied to the determination of lime requirement for the agricultural soils.

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Gisler, Thomas. "From surface complexation models to dressed colloidal particles : experiments and theory /." [S.l.] : [s.n.], 1995. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=11042.

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Rasmiwetti. "Etude par spectroscopie moléculaire et modélisation de la complexation de la fonction catéchol par l'aluminium (III)." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-7.pdf.

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Resumen

L'aluminium, élément relativement abondant dans la nature, est souvent complexé par la matière organique des sols provenant de la décomposition microbienne et chimique de débris végétaux. Les polyphénols représentent une source importante de molécules précurseurs de cette matière organique, et l'étude de la complexation de la fonction catéchol constitue un bon modèle pour mieux appréhender les interactions entre matière organique des sols et aluminium. Nous avons étudié plus précisément les propriétés complexantes, vis-à-vis de Al(III), de la molécule de 4-nitrocatéchol possédant un chromophore NO2 utilisé comme sonde pour visualiser les modifications structurales du ligand engendrées par le processus de chélation. L'étude par spectrométries d'absorption UV-visible et de diffusion Raman du 4-nitrocatéchol en fonction du pH montre que la déprotonation des groupements hydroxyles perturbe profondément la structure et le système électronique de cette molécule. Des calculs de chimie quantique ont confirmé les résultats expérimentaux. La détermination de la stœchiométrie des complexes formés entre Al(III) et le 4-nitrocatéchol (4-ncat), en fonction du pH et du solvant, indique l'existence de différents types de complexes tels que : [Al2(4-ncat)]4+, [Al(4-ncat)3]3-, [Al(4-ncat)2]-, [Al(4-ncat)]+. Ce dernier est majoritaire pour de fortes concentrations en aluminium. Le pouvoir de complexation de Zn(II) a été comparé à celui de Al(III). Les spectroscopies vibrationelles et électroniques utilisées conjointement à la modélisation moléculaire ont permis de mettre en évidence les changements structuraux et électroniques provoqués par la complexation du 4-nitrocatéchol par l'aluminium.

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Payne, Timothy Ernest Civil &amp Environmental Engineering Faculty of Engineering UNSW. "URANIUM (VI) INTERACTIONS WITH MINERAL SURFACES: CONTROLLING FACTORS AND SURFACE COMPLEXATION MODELLING." Awarded by:University of New South Wales. School of Civil and Environmental Engineering, 1999. http://handle.unsw.edu.au/1959.4/17482.

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Resumen

The objective of the work described in this thesis was to improve the scientific basis for modelling the migration of U in the sub-surface environment. The project involved: ?? studying the sorption of U on model minerals (Georgia kaolinite and ferrihydrite) in laboratory experiments ?? carrying out experimental studies of U sorption on complex natural substrates ?? studying the mechanisms influencing U retardation in the natural environment, including transformation processes of iron oxides ?? identifying chemical factors which control U sorption on model and natural substrates ?? developing a mechanistic model for U sorption on ferrihydrite and kaolinite using the surface complexation adsorption model , and ?? assessing and modelling the effect of complexing ligands on uranyl adsorption. Uranium (VI) sorption on geological materials is influenced by a large number of factors including: pH, ionic strength, partial pressure of CO2, adsorbent loading, total amount of U present, and the presence of inorganic and organic ligands. The sorption of UO22+ typically increases with increasing pH (the 'low pH sorption edge') up to about pH 7. In systems equilibrated with air, there is a sharp decrease in sorption above this pH value (the 'high pH edge'), due to strong complexation between uranyl and carbonate. The adsorption model being used for ferrihydrite is a surface complexation model with a diffuse double layer, and both strong and weak sites for U sorption. Based on the analysis of EXAFS data, the U surface complexes were modelled as mononuclear bidentate surface complexes of the form (&gtFeO2)UO20. Ternary surface complexes involving carbonate with the form (&gtFeO2)UO2CO32- were also required for the best simulation of U sorption data. There was a slight decrease in U sorption on ferrihydrite in systems that contained sulfate. It was necessary to consider competition between UO22+ and SO42- for surface sites, as well as complexation between UO22+ and SO42- to model the data. The presence of citrate considerably reduced U sorption and caused dissolution of ferrihydrite. Complexation of citrate with both uranyl and ferric ions was taken into account in modelling this system. The model required the optimisation of the formation constant for a postulated mixed metal (U/Fe/citrate) aqueous complex. Humic acid increased U uptake at pH values below 7, with little effect at higher pH values. In terms of the amount of U sorbed per gram of adsorbent, U uptake on kaolinites KGa-1 and KGa-1B was much weaker than U uptake on ferrihydrite under similar experimental conditions. Electron microscope examination showed that titanium-rich impurity phases played a major role in the sorption of U by these standard kaolinites. A relatively simple model for uranyl sorption on the model kaolinites was able to account for U sorption under a wide range of experimental conditions. The model involved only three surface reactions on two sites (&gtTiOH and &gtAlOH), with a non-electrostatic surface complexation model. The relative amounts of the sites were estimated from AEM results. Precipitation was taken into account in modelling the experimental data obtained with high U concentrations. The effects of sulfate and citrate on U sorption by kaolinite were also assessed and modelled. Sulfate had a small effect on U sorption, which may be explained by aqueous complexation. Citrate had a greater effect, and this was not wholly explained by the formation of aqueous U-citrate complexes. The most likely explanation would also involve competition for surface sites between U and citrate. Uranyl uptake on ferrihydrite was greatly increased by the presence of phosphate. This was not due to precipitation, and was attributed to the formation of a ternary surface complex with a proposed structure of (&gtFeO2)UO2PO43-. The log K value for the formation of this complex was optimised using FITEQL. Phosphate also increased uptake of uranyl on kaolinite, and this was also attributed to the formation of ternary uranyl phosphate surface species. Uranium sorption on weathered schist samples from the vicinity of the Koongarra U deposit in northern Australia was generally similar to the model minerals (in terms of the effects of pH, ionic strength, total U, etc). Many experiments with the natural materials were spiked with an artificial U isotope (236U), which allowed adsorption (of 236U) and desorption (of 238U) to be distinguished, and provided a means of estimating the 'labile' or 'accessible' portion of the natural U content. A significant advantage of this method is that (unlike chemical extractions) it does not rely on the assumptions about the phases extracted by 'selective' reagents. Uranium sorption experiments were also carried out with Koongarra samples which had been treated with citrate / dithionite / bicarbonate (CDB) reagent to remove iron oxides. Uranium sorption was greatly decreased by the CDB extraction, which reduced the surface area of the samples by about 30-40%. To further elucidate the impact of iron minerals on U mobility in the natural environment, the transformation of synthetic ferrihydrite containing adsorbed natural uranium was studied. In these experiments, the ferrihydrite was partially converted to crystalline forms such as hematite and goethite. The uptake of an artificial uranium isotope (236U) and the leaching of 238U from the samples were then studied in adsorption / desorption experiments. The transformation of ferrihydrite to crystalline minerals substantially reduced the ability of the samples to adsorb 236U from solution. Some of the previously adsorbed 238U was irreversibly incorporated within the mineral structure during the transformation process. Therefore, transformation of iron minerals from amorphous to crystalline forms provides a possible mechanism for uranium immobilisation in the groundwater environment. In considering the overall effect on U migration, this must be balanced against the reduced ability of the transformed iron oxide to adsorb U. The experiments with the model and natural substrates demonstrated that trace impurities (such as Ti-oxides) and mineral coatings (such as ferrihydrite) can play a dominant role in U adsorption in both environmental and model systems. Although the various substrates had different affinities for adsorbing U, the effects of chemical factors, including pH, ionic strength, and carbonate complexation were similar for the different materials. This suggests that a mechanistic model for U sorption on model minerals may eventually be incorporated in geochemical transport models, and used to describe U sorption in the natural environment.

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PEYRE, VERONIQUE. "Stabilite de dispersions colloidales nanometriques de zircone : effet de la complexation de surface." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066330.

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Nous etudions l'adsorption de petites molecules organiques a la surface de nanoparticules d'oxydes mineraux (zircone) et ses effets sur la stabilite de la dispersion colloidale. L'adsorption a ete quantifiee par des isothermes d'adsorption et des titrages de surface. En regime dilue, lorsque le ph du sol est augmente, la floculation apparait a ph 4 en l'absence de complexant. La presence d'une couronne protectrice d'acetylacetone (acac) a la surface des particules retarde la floculation jusqu'a ph 7. Les dispersions concentrees, obtenues par compression osmotique, montrent le meme effet de stabilisation. A ph 3, quand les surfaces sont nues, une dispersion peut etre concentree en restant a l'etat liquide jusqu'a 80g/l. Au-dela de cette concentration critique, il se forme un gel transparent, resultat de l'agregation partielle et irreversible des particules. Lorsque les surfaces sont protegees par l'acetylacetone, la concentration critique de gelation est augmentee a 250g/l. De plus, meme au-dela de cette concentration, le phenomene est reversible: si l'on redilue le sol selon le meme chemin, on retrouve les particules initiales, non agregees. On montre que l'acetylacetone bloque les sites chimiquement reactifs, responsables de la condensation inorganique entre particules. L'emploi d'autres molecules protectrices (acide acetique, acide citrique et diethanolamine) permet de mettre en evidence le role de la face externe du complexant (i. E. , tournee vers la solution) dans le bilan des interactions entre particules qui gouvernent les proprietes de compression et de redispersabilite des dispersions protegees. Cette etude se fait a la fois par des mesures de pression osmotique et par diffusion des rayons x aux petits angles, completees par des calculs de mecanique statistique

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Assos, Charalambos. "Organic ligand complexation reactions on aluminium-bearing mineral surfaces studied via in-situ multiple internal reflection infrared spectroscopy, adsorption experiments, and surface complexation modelling." Thesis, University of Manchester, 2010. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/organic-ligand-complexation-reactions-on-aluminiumbearing-mineral-surfaces-studied-via-insitu-multiple-internal-reflection-infrared-spectroscopy-adsorption-experiments-and-surface-complexation-modelling(43f53df4-8d74-4237-a67e-9b86f2dee9ac).html.

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Resumen

Organic ligand complexation reactions at the mineral-water interface play an important role in several environmental and geochemical processes such as adsorption, dissolution, precipitation, pollutant transport, nutrient cycling, and colloidal stability. Although organic ligand surface complexation reactions have been extensively studied, a molecular level understanding regarding the mechanisms underlying the adsorption of such compounds is still limited. The purpose of the current study was to investigate the interactions between some common naturally occurring organic ligands and a common aluminosilicate clay mineral, kaolinite, using a combination of macroscopic and microscopic experimental methods. Molecular level information regarding the structure and binding mode of adsorbed species was obtained using in situ MIR-FTIR spectroscopy. Other experimental techniques including adsorption experiments, surface titrations, and surface complexation modelling were also employed in order to quantify and describe the macroscopic adsorption properties of the organic ligands examined. Three low molecular weight organic acids (oxalic, salicylic, and phthalic acid) and humic acid were chosen as representative organic ligands. Spectroscopic evidence revealed that low molecular weight organic acids are able to form both inner and outer sphere complexes on kaolinite, and the relative concentrations of these surface complexes varies with solution chemistry. Inner sphere coordination modes inferred are a mononuclear bidentate for oxalate (five-membered chelate ring) and phthalate (seven-membered chelate ring); and a mononuclear monodenate (six-membered pseudochelate ring) for salicylic acid. Similar coordination modes were shown to form on simpler mineral (hyrd)oxides. Elucidation of the coordination chemistry of these ligands can provide insights into the dissolution mechanisms of silicate minerals In contrast to low molecular weight organic acids, there was no evidence of inner sphere complexation by humic acid acids on kaolinite or gibbsite. The combined spectroscopic and macroscopic adsorption results suggest that cation bridging and van der Waals interactions are the two most probable mechanisms for the adsorption of humic acid by these mineral substrates. This finding casts doubts over the use of low molecular weight organic acids as humic acid analogs.

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Yane, Lawrence. "Experimental study of aqueous and mineral surface Al-aniline and Al-2-chloroaniline complexation." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp01/MQ37179.pdf.

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Richter, Anke, A. Vahle, Cordula Nebelung, and Vinzenz Brendler. "Development of a Mineral-Specific Sorption Database for Surface Complexation Modeling (Final Report and Manual)." Forschungszentrum Dresden, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:d120-qucosa-28842.

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RES³T - the Rossendorf Expert System for Surface and Sorption Thermodynamics - is a digitized thermodynamic sorption database, implemented as a relational database. It is mineral-specific and can therefore also be used for additive models of more complex solid phases such as rocks or soils. An integrated user interface helps users to access selected mineral and sorption data, to extract internally consistent data sets for sorption modeling, and to export them into formats suitable for other modeling software. Data records comprise of mineral properties, specific surface area values, characteristics of surface binding sites and their protolysis, sorption ligand information, and surface complexation reactions. An extensive bibliography is also included, providing links not only to the above listed data items, but also to background information concerning surface complexation model theories, surface species evidence, and sorption experiment techniques. The RES³T database is intended for an international use. This requires high standards in availability, consistency and actuality. Therefore the authors of the database decided to couple the database onto an authorization tool.

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Richter, Anke, A. Vahle, Cordula Nebelung, and Vinzenz Brendler. "Development of a Mineral-Specific Sorption Database for Surface Complexation Modeling (Final Report and Manual)." Forschungszentrum Rossendorf, 2004. https://hzdr.qucosa.de/id/qucosa%3A21711.

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RES³T - the Rossendorf Expert System for Surface and Sorption Thermodynamics - is a digitized thermodynamic sorption database, implemented as a relational database. It is mineral-specific and can therefore also be used for additive models of more complex solid phases such as rocks or soils. An integrated user interface helps users to access selected mineral and sorption data, to extract internally consistent data sets for sorption modeling, and to export them into formats suitable for other modeling software. Data records comprise of mineral properties, specific surface area values, characteristics of surface binding sites and their protolysis, sorption ligand information, and surface complexation reactions. An extensive bibliography is also included, providing links not only to the above listed data items, but also to background information concerning surface complexation model theories, surface species evidence, and sorption experiment techniques. The RES³T database is intended for an international use. This requires high standards in availability, consistency and actuality. Therefore the authors of the database decided to couple the database onto an authorization tool.

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De, Decker Yannick. "Modélisation des réactions de surface à l'échelle mésoscopique." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2005. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210936.

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Mesoscopic Modeling of Chemical Surface ReactionsReactions such as those encountered in heterogeneous catalysis form a specific class of non-equilibrium, nonlinear systems: they take place on low-dimensional supports, the surfaces, exhibiting a particularly restricted geometry. Because of this geometrical restriction, fluctuation-induced nanometric self-organization can spontaneously arise and can lead to a compartmentalization of the reactants and the products. We use mesoscopic stochastic simulations and theoretical approaches to model the dynamics at these scales and to understand the connection between the microscopic details of the processes and the macroscopic rate laws for concentrations. In particular, we study the propagation of waves, the emergence of coherent oscillatory and explosive behaviors and apply these techniques for the modeling of experimental systems such as the H2+O2/Rh reaction with co-adsorbed potassium or the NO+H2 reaction on platinum. Doctorat en sciences, Spécialisation chimie info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Gallitelli, Donato. "Traitements de surface mécaniques : modélisation et caractérisations expérimentales." Thesis, Troyes, 2018. http://www.theses.fr/2018TROY0013.

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Les traitements de surface occupent une place très importante au niveau industriel, visant à améliorer les propriétés mécaniques des matériaux. Parmi eux, le grenaillage de précontrainte (GC) est certainement le plus renommé, même si le grenaillage ultrasonore (GUS) et le choc laser (LSP) sont de plus en plus présents. Ce travail consiste en une étude approfondie du grenaillage qui peut être divisée en trois parties. La première partie propose un modèle semi analytique pour la prédiction des contraintes résiduelles après grenaillage conventionnel ou ultrasonore. Une démarche permettant d’obtenir la déformation d’une pièce à géométrie complexe à partir des paramètres du procède de grenaillage conventionnel ou ultrasonore a été mise en place. Plusieurs simulations numériques d’impacts bille-massif ont été réalisées dans l’objectif de choisir les variables à prendre en compte dans le modèle proposé. Dans une deuxième partie, plusieurs séries de mesures expérimentales et de simulations numériques de la dynamique des billes ont été réalisées afin de permettre une optimisation et une meilleure compréhension du GUS. Dans la dernière partie de ce travail, un grand nombre de mesures expérimentales ont été menées afin d’étudier le couplage entre le grenaillage ultrasonore et la nitruration gazeuse d’un acier martensitique. Enfin, une comparaison entre le grenaillage ultrasonore, conventionnel et le choc laser est proposée Mechanical surface treatments are widely used in manufacturing industries in order to improve mechanical properties of materials. Among them, shot peening is certainly the most known, even if ultrasonic shot peening and laser shock peening are becoming more and more common. This work consists in a large study of shot peening, divided in three parts.The first one is focused on the conception of a semi analytical model for residual stress prediction after conventional shot peening or ultrasonic shot peening. An approach able to chain the whole shot peening process, starting from process parameters to residual stress field in a structure is proposed. Several numerical simulations of shot-body impacts are carried out in order to determine the parameters of the model.In the second part of this work, a characterization of the ultrasonic shot peening process is performed thanks to many experimental measurements and shot dynamic simulations.The last part of this PhD work corresponds to an experimental analysis focused on the combination of ultrasonic shot peeing with gas nitriding on a martensitic steel. A comparison between ultrasonic shot peening, conventional shot peeing and laser shock peening effects is finally proposed

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Gustafsson, Åsa. "Sorption and weathering properties of naturally occurring chlorites." Licentiate thesis, KTH, Chemistry, 2004. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-1819.

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Chlorite is a ferrous silicate mineral occurring as afracture filling mineral in the Swedish granite bedrock thatsurrounds the area of the candidate Swedish geologicalrepositories for nuclear waste.To investigate the importance of chlorites as a naturalbarrier for radionuclide migration sorption of Ni(II) onto anatural chlorite was chosen as the studied system. The sorptionbehaviour was studied using batch technique under differentexperimental conditions by varying the concentration ofbackground electrolyte, pH and initial nickel concentration.Our experiments showed that sorption is dependent of pH; belowpH 4 no sorption occurs and in the pH range 7-11 the sorptionmaxima was found. The sorption shows no dependence of ionicstrength in our experiments and together with pH dependency weconclude that the sorption of nickel to chlorite is mostlyoccurring through surface complexation. The distributioncoefficient, Kd, was determined for our results and in the range formaximal sorption the Kdis approximately 103cm3/g.Our experimental data were described using a diffuse doublelayer model, including strong and weak surface sites, in thesoftware PHREECQ and the results obtained from PHREEQC werealso used for a fit of the data in the software FITEQL. Thesurface complexes that dominate the sorption of nickel tochlorite from our model are Chl_ONi+(weak) and for pH above 9 Chl_ONi(OH)-(weak). Flow-through technique was used in ourinvestigations regarding the dissolution rate of a naturalchlorite and the experimental results show that the dissolutionrate of chlorite is strongly pH dependent and at pH 2 thehighest dissolution rate (RSi) could be determined to 7• 10-11mol/(m2s) based on silica data.Keywords:chlorite, nickel, sorption, surfacecomplexation, dissolution rate.

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Eteer, Shahrazad A. "The physical chemistry of corticosteroid-cyclodextrin complexes: The Host-guest Chemistry of Corticosteroid and Cyclodextrin Systems Elucidated with NMR and Applied to Novel Surface-decorated Surface Enhanced Raman Spectroscopic Probes." Thesis, University of Bradford, 2018. http://hdl.handle.net/10454/17379.

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Inhaled corticosteroids (ICS) are used to address inflammatory illnesses including asthma and COPD, with delivery commonly achieved using pressurised metered dose inhalers (pMDI). Hydrofluoroalkanes (HFAs) have been introduced as an alternative propellant to chlorofluorocarbons (CFCs) to reduce their environmental impact. However, the thermodynamic properties of HFAs are poorly understood and are different to those of CFCs. It is essential, therefore, to characterise the drugs and excipients used in HFA inhalers in order to obtain a comprehensive understanding of the device performance and the therapeutic efficacy. This work has developed different analytical methods to study the complexation between ICS and CD which are added to enhance the solubility of inhaled drugs in pMDI propellant systems providing rational control of suspension vs. solution formulations and hence their dose uniformity and stability. The Nuclear Magnetic Resonance (NMR) method developed has shown weaker complexation between budesonide and the derivatised CDs DIMEB and TRIMEB in organic solvents compared to D2O with the strength of the complex formed being ranked as D2O > MeOD > CDCl3 > CD3CN. The derivatisation of the CD also shows a marked difference in complexation with budesonide with the strength of the association being ranked as DIMEB > βCD > TRIMEB. Studies of various ICS compounds with TRIMEB in the fluorinated propellant HPFP showed the association to be greatest in budesonide, followed by beclomethasone dipropionate, momestasone furoate and fluticasone propionate. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has been used for the detection of corticosteroids in water using thiol functionalised βCD as a complementary study to NMR. This has been utilised to evaluate the host-guest complexes formed and provides further insight into the complexation of the compounds by their inclusion into the CD cavity. The structural data obtained using the NMR and SERS approaches developed have provided a fundamental insight into the physical chemistry of these interactions at a molecular level.

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Cot, Amelie. "Fonctionnalisation de surface pour la micromanipulation : modélisation et expérimentation." Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA2058/document.

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A l’échelle du micromètre, les forces de surface appliquées à l’objet deviennentprépondérantes par rapport aux forces volumiques. Dans le but de s’affranchirdu phénomène d’adhésion causé par ces effets d’échelle, la microrobotique sanscontact apparaît comme une voie prometteuse. Nos travaux sont à la jonctionentre la microrobotique et la chimie des surfaces. L’objectif de cette thèse est deproposer une méthode de micromanipulation innovante exploitant la chimie dessurfaces afin de contrôler les forces électrostatiques. Nous exploitons les chargesélectriques créées par les fonctions chimiques dépendantes du pH lorsqu’elles sontplacées en milieu liquide. La modélisation des interactions entre une surface et unmicro-objet fonctionnalisés repose sur l’exploitation du phénomène de la doublecouche électrique. Deux principes de fonctionnalisation de surface ont été utilisés;les monocouches auto-assemblées (APTES) qui sont facilement mises en oeuvreet les films de polymères (polyaniline, polypyrrole) par voie électrochimique quipermettent d’obtenir des dépôts localisés. Les résultats obtenus mettent en évidencel’intérêt de l’exploitation des forces électrostatiques d’origine chimique pour desapplications de micromanipulation On the micrometer scale, surface forces applied to the object are significant comparedto volume forces. In order to overcome the adhesion phenomenon caused by thesescale effects, contactless microrobotics appears promising. Our work is mergingwith microrobotics and chemistry of surfaces. The objective of this thesis is topropose a method of micromanipulation based on innovative surface chemistry tocontrol electrostatic forces. The principle is based on the electric charges generatedby pH dependent chemical functions when placed in liquid medium. Modeling ofthe interaction between a surface and a micro- functionalized object is based onthe exploitation of the phenomenon of the electrical double layer. Two surfacefunctionalization principles were used, (i) self-assembled monolayers (APTES),and (ii) electrodeposition of polymer films (polyaniline , polypyrrole) that enablelocalized deposits. The results highlight the interest of using electrostatic chemicalforces for micromanipulation applications

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Heniche, Mourad. "Modélisation tridimensionnelle par éléments finis d'écoulements à surface libre." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD801.

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Le thème de ce travail de recherche est la modélisation d'écoulements à surface libre par éléments finis tridimensionnels. Il s'inscrit dans une stratégie de développement d'un modèle numérique en mesure de reproduire le transport solide sous l'effet de l'hydrodynamique et de prédire ainsi l'évolution de la morphologie des zones côtières et des cours d'eau naturels. L'écoulement dans les estuaires et les zones côtières est souvent de nature tridimensionnelle. La modélisation hydrodynamique implique l'évaluation des champs de vitesse et de la surface libre. De plus, pour les sédimentologistes, le rôle des courants secondaires est très important pour la prédiction de l'érosion. Dans cette étude, nous développons un modèle d'éléments finis pour obtenir l'évolution de la surface libre et le champ de vitesse. Nous employons la notion de super-élément fini, forme de prismes à six nœuds, dans la direction verticale constituant alors une colonne d'eau. La dimension 3D est ainsi représentée par une base bidimensionnelle. La résolution du système d'équations non linéaire est effectuée par la méthode de Newton-Raphson pour les écoulements permanents. Pour les problèmes de grandes tailles (nombre de degrés de liberté supérieur à 50 000) nous utilisons les méthodes itératives. Pour le cas des écoulements non permanents nous utilisons un schéma explicite du second ordre de Lax-Wendroff-Richtmeyer (schéma prédicateur-correcteur) qui offre le double avantage de ne pas stocker de matrice globale et d'éviter l'opération d'inversion. La validation du modèle est effectuée à partir d'un ensemble d'exemples de références provenant de travaux d'autres chercheurs.

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Quemar, Pierrick. "Modélisation et analyse numérique des écoulements à surface libre." Thesis, Paris 13, 2019. http://www.theses.fr/2019PA131022.

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Dans cette thèse, nous nous intéressons à la résolution numérique des équations tridimensionnelles de Navier–Stokes à surface libre, écrites sous formalisme ALE, par la méthode des éléments finis. Ces équations permettent la représentation d’écoulements environnementaux. L’objectif initial et principal porte sur une analyse précise des limitations existantes des méthodes numériques et de possibles voies d’amélioration, mathématiquement justifiées, afin de réviser et d’améliorer le cœur numérique du code hydrodynamique Telemac-3D, développé par le Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement d’EDF R&D. Nous décrivons ainsi précisément l’algorithme de ce dernier et nous l’évaluons à l’aune des publications les plus récentes. Ainsi, au sein de ce logiciel,les équations de Navier–Stokes à surface libre dans lesquelles la pression a été décomposée en une partie hydrostatique et une partie non-hydrostatique sont résolues. Une des limitations majeures concerne le fait que la vitesse calculée ne satisfait pas l’équation de continuité. De plus, nous avons relevé l’existence d’une restriction sur le pas de temps.Des voies alternatives sont explorées, et un algorithme très différent est analysé et programmé à des fins de comparaison. La stratégie numérique consiste à convecter la surface libre, à mettre à jour le domaine et à résoudre ensuite les équations de Navier–Stokes.Considérant cette approche, nous analysons un schéma éléments finis explicite d’ordre 1 en temps avec un terme de stabilisation symétrique pour l’équation cinématique de surface libre. Nous montrons que ce schéma permet de satisfaire deux propriétés importantes: la conservation globale de la masse d’eau et la divergence nulle faible. De plus, nous démontrons la stabilité conditionnelle de l’algorithme et nous proposons une nouvelle formulation variationnelle associée aux équations de Navier–Stokes permettant d’aboutir à un schéma éléments finis semi-implicite en temps, qui est stable indépendamment de la vitesse du domaine et d’une vitesse de convection à divergence nulle exacte.Finalement, certains modèles simplifiés utilisés dans d’autres logiciels développés par EDF R&D, notamment le modèle asymptotique en fréquence de Berkhoff utilisé au sein du logiciel Artemis [51], sont également étudiés afin d’acquérir une vue d’ensemble du domaine.L’équation de Berkhoff est dérivée asymptotiquement des équations de la houle linéaire.Une étude systématique de la dérivation de différents modèles simplifiés (Berkhoff, Shallowwater linéaire, Helmholtz) à partir des équations de la houle linéaire est effectuée.Le calcul d’une solution approchée des équations de Berkhoff utilisant des résultats de l’optique géométrique complète ce chapitre In this thesis, we are interested by Finite Elements methods for the three-dimensional free surface Navier–Stokes equations under the ALE formulation. They enable to simulate geophysical flows. The initial and main goal is to analyse the existing limitations of these numerical methods and to provide perspectives of improvement, justified mathematically.This purpose helps us to present a review and improvement way for Telemac-3D, which is a hydrodynamics industrial software developed by the Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement of EDF R&D. Therefore, we analyse precisely and we evaluate this algorithm, with respect to the recent scientific publications. This software solves the free surface Navier–Stokes equations with the decomposition of the pressure through a hydrostatic part and a dynamic part. A major limitation is that the velocity field of the fluid is not divergence-free. Furthermore, we highlight a time restriction on the time step. Moreover, alternative approaches are studied and compared. In particular, we focus on a numerical strategy which consists in advecting the free surface, in updating the domain and in solving the Navier–Stokes equations. Based on this strategy, we analyze a first order explicit scheme in time with a Finite Elements stabilization term. The numerical method allows to ensure important properties : the mass conservation of the water quantity and the weak free divergence condition. We demonstrate that this scheme is conditionally stable in time. Besides, we propose a new variational formulation allowing to obtain a semi-implicit scheme in time combined with the Finite Elements method,which is stable independently from the velocity of the mesh and without an exact free divergence velocity.Finally, in order to expand the hydrodynamic knowledges, some simplified models used in other software developed by EDF R&D are studied. In particular, we focus on the mild-slope equation solved in the software Artemis [51]. It is an asymptotic model derived from the linear water wave equation. As a consequence, we study the hypothesis and the validity of the derivation. An approximate analytical solution is additionally derived for this purpose. Moreover, comparisons with other asymptotic models, such as the linear shallow water equation or the Helmholtz equation, are presented

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Benzekri, Tounsia. "Modélisation des ondes de surface dans un formalisme hamiltonien." Aix-Marseille 1, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX11031.

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Nous avons étudié 3 modèles simulant l'évolution des équations d'ondes de surface bidimensionnelles, en gravité et en profondeur infinie. Ces équations sont écrites sous la forme hamiltonienne de Zakharov, de variables canoniquement conjuguées : élévation et potentiel à la surface. Les modèles construits dans les chapitres 3 et 4, ont été obtenus par des changements de variables canoniques. Le modèle étudié dans le chapitre 3, constitué de 4 modes en interaction, préserve les symétries des équations initiales. Ses 4 modes, de nombre d'onde k1, k2, - k1, -k2 ne sont jamais résonants. Ce modèle est intégrable. Dans le chapitre 4, nous avons considéré un modèle d'interaction à 6 modes, donc de dimension 12. La connaissance de 4 invariants nous a permis de le réduire à 4 dimensions. Les interactions sont celles de 2 résonances de Benjamin-Feir, couplées. Ce modèle a révélé un nombre important de solutions. A partir de certaines conditions initiales, les évolutions temporelles des amplitudes des différentes composantes ont pu être décrites. Des modulations d'amplitudes des modes donnant lieu à des échanges d'énergies ont été observées. Le troisième modèle présenté dans le chapitre 5 est le modèle d'interaction de 3 ondes de Zufiria. Nous avons appliqué la méthode de Kolmogorov, Arnold et Moser pour exhiber dans ce modèle des solutions qui ne sont pas de forme permanente

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Konté, Cheick-Suhaibou. "Modélisation de l'atténuation du signal EMG diaphragmatique de surface." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENS009.

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Le recueil du signal EMG diaphragmatique par voie de surface est une mesure délicate. L'atténuation induite par les différents tissus se situant sur le trajet diaphragme-électrode et la faiblesse de l'amplitude des potentiels générés sont à l'origine d'un rapport signal sur bruit qui rend l'analyse de ce signal particulièrement difficile. Dans ce travail de thèse, nous proposons d'évaluer cette atténuation à deux niveaux d'échelles : Une première échelle appelée " grand volume " consiste à considérer la cage thoracique comme homogène et constituée de tissu pulmonaire et d'évaluer l'atténuation du signal diaphragmatique en fonction de la distance fibre électrode et de la conductivité du tissu pulmonaire. La volonté de confronter les résultats de modélisation avec des mesures expérimentales, nous a conduit à considérer le cas spécifique de la mesure œsophagienne couplée à une stimulation phrénique. Nous avons utilisé un plan d'expériences pour analyser les différents paramètres d'influence. Cette première approche était basée sur un modèle analytique. Une deuxième échelle, consiste à prendre compte l'effet d'inhomogénéités sur le trajet fibre-électrode. Cette étape, conduite à titre prospectif, est ici centrée sur l'analyse de l'influence des cotes sur l'atténuation du signal. A cette échelle, la confrontation avec la mesure devient plus délicate et nous proposons une étude basée sur la seule modélisation. Cette dernière est conduite ici à l'aide des éléments finis The detection of diaphragmatic EMG signal by surface is a hard measure. The attenuation induced by the different tissues lying on the way diaphragm electrode and low amplitude potentials are generated to cause a signal to noise ratio which makes the analysis of the signal difficult. In this thesis, we propose to evaluate the levels of attenuation at two steps: A first level called "large volume" of considering the thorax as homogeneous and consists of lung tissue and to assess the diaphragmatic attenuation as a function of distance fiber electrode and the conductivity of the lung tissue. The desire to compare modeling results with experimental measurements, led us to consider the specific case of measuring esophageal coupled with phrenic nerve stimulation. We used an experimental design to analyze the different parameters of influence. This first approach was based on an analytical model. A second level is to take into account the effect of inhomogeneities on the path fiber electrode. This stage, conducted prospectively, is here focused on the analysis of the influence of ratings on the signal attenuation. At this scale, the confrontation with the measurement becomes more difficult and we propose a study based solely on modeling. The latter is conducted by using finite elements

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Zhu, Yu. "Modélisation de structures à haute impédance." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621152/en/.

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Les Surfaces à Haute Impédance (SHI) ont été largement étudiées pour améliorer toutes sortes de performances des antennes, comme le gain, le facteur de qualité, les formes et dimensions. L'objectif de cette thèse est de modéliser les structures de SHI et de caractériser leurs performances en vue de futures applications aux antennes.Après une brève introduction aux structures SHI et une étude de quelques modèles analytiques fréquemment traités dans la littérature, deux nouvelles méthodes numériques sont proposées pour calculer l'impédance de surface de structures SHI. Ces deux méthodes (dites " méthode du flux de Poynting " et " méthode / ") sont validées sur des structures symétriques, puis mises en service sur des structures de SHI asymétriques. Elles sont également validées par comparaison de résultats analytiques, numériques et expérimentaux.Nous présentons ensuite un modèle équivalent basé sur l'idée de remplacer les structures hétérogènes de SHI par une surface homogène, caractérisée par son impédance surfacique. Ce modèle nous permet d'avoir une prédiction avec un temps de calcul et une occupation de mémoire PC largement réduits.

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Zhao, Yujia. "Sorption de l’ion uranyle sur la silice en présence d’acides carboxyliques à courte chaine." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112281.

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Ce travail s’inscrit dans le cadre de la migration des éléments radiotoxiques dans la géosphère, en contexte de stockage géologique futur de déchets nucléaire. Pour mieux comprendre les phénomènes de rétention, nous avons choisi d’étudier la spéciation de l’ion uranyle (modèle d’un ion radiotoxique mobile) sur la silice (modèle d’oxyde) en présence d’acides monocarboxyliques à courte chaîne (un des modèles des matières organiques naturelles et surtout caractéristiques des produits de dégradation de la cellulose contenue dans les déchets technologiques). La démarche adoptée consiste à associer une étude macroscopique et une analyse structurale, afin d’accéder par modélisation, aux valeurs des constantes associées des équilibres de rétention mis en jeu.Les courbes de sorption réalisées en fonction du pH en présence d’acides organiques nous montrent une relation compétitive pour complexer l’ion uranyle entre les ligands organiques et des sites de surface de la silice. D’ailleurs, plus longue est la chaîne carbonée, plus évidente est cet effet de compétition.La caractérisation structurale des complexes de surface formés a été réalisée par ATR – FTIR et par SLRT. Ces deux techniques montrent que la présence d’acides organiques change l’environnement de l’uranyle sorbé par rapport au système uranyle/silice, ainsi un complexe ternaire de surface « silice-uranyle-organique » ne se sorbe qu’en présence d’acide acétique ou propanoïque. La coordination « chelating-bidentate » entre l’uranyle et le carboxylate, est mise en évidence par spectroscopie Infrarouge. L’ensemble de ces données expérimentales permet de simuler de manière très cohérente des courbes de sorption en utilisant le modèle de complexation de surface à capacité constante Understanding the migration behaviour of radionuclides is essential for a reliable long-term safety assessment of nuclear waste disposal sites. In this study, we focus on the sorption behaviour of uranyl ion (model of hexavalent actinides) on silica gel (reference oxide presents in soils) in the presence of the simplest monocarboxylic acids (to model the organic matters or to be degradation products of cellulose issued from nuclear industry). Moreover, no investigation has been reported on their interactions in previous studies, while the main part of studies on ternary systems concerns the effect of humic or fulvic substances. In this work, the studies of uranyl ion and acids uptake in sorption systems have been performed by combining the macroscopic sorption data and the spectroscopic informations of the surface complexes. The sorption edges as function of pH for different systems indicate that the increase of organics concentration results in a decrease of uranyl ion retention in the following order: propionate > acetate > formate, which can be interpreted as their complexing capacity with uranyl ion in solution. ATR – FTIR and TRLFS are applied to carry out the structural information of sorbed uranyl ion and carboxylic acids at the silica/electolyte interface. Both techniques show a good agreement that the presence of acids changes the environments of sorbed uranyl and suggest the existence of “silica-uranyl-organic” ternary surface complexe when acetic or propionic acid presents. Infrared spectroscopy shows also that the coordination between uranyl ion and carboxylate group is “chelating-bidentate” coordination type. Based on these structural investigations, the sorption edges are simulated effectively and the reaction constants are then obtained by using the constant capacitance surface complexation model

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Palombi, Olivier. "Modélisation anatomique par surfaces implicites à squelettes." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2006INPG0189.

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La modélisation 3D de structures anatomiques en informatique graphique est réalisée le plus souvent à partir de coupes 2D sériées. L'objectif de ce travail est de présenter une méthode originale de reconstruction 3D à l'aide de surfaces implicites à squelette. Une étude structurelle des formes présentes dans chaque plan de coupe est réalisée à travers l'extraction d'un squelette géométrique calculé à partir de l'axe médian (distance de chanfrein). Nous proposons d'utiliser ce squelette pour définir un -isquelette qui peut être utilisé comme squelette d'une surface implicite. Une surface de convolution à rayons variables le long de l'i-squelette permet de reconstruire le contour initial sans calcul d'optimisation. La reconstruction 3D à partir de coupes sériées est réalisée par le mélange des potentiels, générés par chaque squelette, dans l'espace inter-plan. La surface implicite continue résultante interpole ainsi les contours Computer-based anatomical models are generated from data set of seriai 2D sections (medical imaging, histological sections). The goal of this thesis is to present an original method to build 3D-models using skeleton-based implicit surfaces. First, a geometric skeleton (g-skeleton) is extracted, for each structures sectioned in one plan, from the medial axis computed in a distance map (chanfrein distance are used). We propose to use g-skeleton to calculate an i-skeleton. This skeleton could be used to compute implicit surfaces. A convolution surface with variable radius along the i-skeleton allows reconstruction of outlines of the initial structures without optimisation computation. The 3D reconstruction from a set of contours is realised using a blending function between two adjacent plans. The implicit surface resulting is a continued surface witch interlopes contours

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Palombi, Olivier. "Modélisation anatomique par surfaces implicites à squelettes." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0189.

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La modélisation 3D de structures anatomiques en informatique graphique est réalisée le plus souvent à partir de coupes 2D sériées. L'objectif de ce travail est de présenter une méthode originale de reconstruction 3D à l'aide de surfaces implicites à squelette. Une étude structurelle des formes présentes dans chaque plan de coupe est réalisée à travers l'extraction d'un squelette géométrique calculé à partir de l'axe médian (distance de chanfrein). Nous proposons d'utiliser ce squelette pour définir un -isquelette qui peut être utilisé comme squelette d'une surface implicite. Une surface de convolution à rayons variables le long de l'i-squelette permet de reconstruire le contour initial sans calcul d'optimisation. La reconstruction 3D à partir de coupes sériées est réalisée par le mélange des potentiels, générés par chaque squelette, dans l'espace inter-plan. La surface implicite continue résultante interpole ainsi les contours Computer-based anatomical models are generated from data set of seriai 2D sections (medical imaging, histological sections). The goal of this thesis is to present an original method to build 3D-models using skeleton-based implicit surfaces. First, a geometric skeleton (g-skeleton) is extracted, for each structures sectioned in one plan, from the medial axis computed in a distance map (chanfrein distance are used). We propose to use g-skeleton to calculate an i-skeleton. This skeleton could be used to compute implicit surfaces. A convolution surface with variable radius along the i-skeleton allows reconstruction of outlines of the initial structures without optimisation computation. The 3D reconstruction from a set of contours is realised using a blending function between two adjacent plans. The implicit surface resulting is a continued surface witch interlopes contours

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Johnson, Richard Kwesi. "TEMPO-oxidized Nanocelluloses: Surface Modification and use as Additives in Cellulosic Nanocomposites." Diss., Virginia Tech, 2010. http://hdl.handle.net/10919/29342.

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The process of TEMPO-mediated oxidation has gained broad usage towards the preparation of highly charged, carboxyl-functionalized polysaccharides. TEMPO-oxidized nanocelluloses (TONc) of high surface charge and measuring 3 to 5 nm in width have been recently prepared from TEMPO-oxidized pulp. This study examines as-produced and surface-hydrophobized TONc as reinforcing additives in cellulosic polymer matrices. In the first part of the work, covalent (amidation) and non-covalent (ionic complexation) coupling were compared as treatment techniques for the hydrophobization of TONc surfaces with octadecylamine (ODA). Subsequently, TONc and its covalently coupled derivative were evaluated as nanofiber reinforcements in a cellulose acetate butyrate (CAB) matrix. The properties of the resulting nanocomposites were compared with those of similarly prepared ones reinforced with conventional microfibrillated cellulose (MFC). It was found that both ionic complexation and amidation resulted in complete conversion of carboxylate groups on TONc surfaces. As a result of surface modification, the net crystallinity of TONc was lowered by 15 to 25% but its thermal decomposition properties were not significantly altered. With respect to nanocomposite performance, the maximum TONc reinforcement of 5 vol % produced negligible changes to the optical transmittance behavior and a 22-fold increase in tensile storage modulus in the glass transition region of CAB. In contrast, hydrophobized TONc and MFC deteriorated the optical transmittance of CAB by ca 20% and increased its tensile storage modulus in the glass transition region by only 3.5 and 7 times respectively. These differences in nanocomposite properties were attributed to homogeneous dispersion of TONc compared to aggregation of both the hydrophobized derivative and the MFC reference in CAB matrix. A related study comparing TONc with MFC and cellulose nanocrystals (CNC) as reinforcements in hydroxypropylcellulose (HPC), showed TONc reinforcements as producing the most significant changes to HPC properties. The results of dynamic mechanical analysis and creep compliance measurements could be interpreted based on similar arguments as those made for the CAB-based nanocomposites. Overall, this work revealed that the use of TONc (without the need for surface hydrophobization) as additives in cellulosic polymer matrices leads to superior reinforcing capacity and preservation of matrix transparency compared to the use of conventional nanocelluloses. Ph. D.

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Linarès, Isabelle. "Modélisation du réacteur de galvanisation en continu." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0606.

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La corrosion rapide du fer au contact du milieu ambiant conduit à le protéger. La galvanisation en continu au trempe des tôles d'acier est l'un des procédés de protection les plus utilises. Cependant, plusieurs difficultés inhérentes à la méthode ne sont toujours pas éclaircies. Notamment, les différents mécanismes ayant lieu dans le bain de zinc liquide sont mal connus. La plupart des revêtements sont réalisés dans des bains de zinc contenant de l'aluminium afin d'inhiber la réaction acier/zinc liquide. Suivant la teneur en aluminium du bain, la galvanisation conduit a la formation d'alliages Fe-Al ou Fe-Zn à l'interface bain/bande, ainsi qu'au sein du bain. Dans une étude thermodynamique du système ternaire Zn-Al-Fe nous déterminons les domaines d'existence des différentes phases. Puis, en présentant le bain de galvanisation comme un réacteur, nous montrons le rôle prépondérant de la dissolution du fer sur la formation des précipités dans le bain. Une des solutions permettant de limiter ce problème se dégage alors. Elle consiste à limiter le flux de fer de la bande vers le bain de zinc. Pour cela, nous pouvons diminuer le temps de séjour de la bande dans le bain. Nous déterminons alors les domaines de vitesse et de longueur immergée garantissant une galvanisation sans précipitation. Puis, une étude plus fine des mécanismes de dissolution et de formation et croissance de l'alliage Fe-Al à l'interface, a l'aide d'un modèle mathématique, montre le rôle prépondérant de l'aluminium et de tous les paramètres qui favorisent son accès a l'acier et sa réaction avec lui. Ce modèle de dissolution reste cependant a valider et ne donne que des tendances d'évolution de la dissolution du fer en fonction de chaque paramètre étudié.

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Chagroune, Lakhdar. "Modélisation de l'émissivité d'une surface en utilisant une approche fractale." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL115N.

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L’oxydation des échantillons de tungstène chauffés par effet Joule, est réalisée dans un spectrophotomètre infrarouge sous atmosphère contrôlée (10^-2 torr d'oxygène) et à des températures T ≥ 1100 K pour créer des surfaces rugueuses. La morphologie de la couche d'oxyde est caractérisée par analyseur d'images à partir du cliché d'une coupe réalisée par microscopie électronique à balayage. On assimile l'oxyde à une superposition de films minces, dont l'un hétérogène, contenant la rugosité, est étudié par la théorie de BRUGGMAN en vue de déterminer sa constante diélectrique. Les propriétés optiques d'un corps hétérogène sont interprétées généralement à partir de la théorie des milieux dispersés qui ne tient compte que très partiellement de la rugosité des surfaces. Ce travail expose la conception et l'élaboration d'outils destinés à caractériser l'influence de la complexité et de la forme de la rugosité sur l'émissivité d'une surface, selon une approche originale qui tient compte de la morphologie réelle des surfaces (profils fractals). Le calcul de l'émissivité d'une surface rugueuse est mené de la manière suivante: numérisation des profils expérimentaux calcul de la constante diélectrique d'une couche homogène optiquement équivalente contenant la rugosité du profil considéré calcul du facteur moyen de dépolarisation gm par une méthode originale de remplissage du profil par des ellipsoïdes utilisation de la théorie des films minces, pour calculer l'émissivité monochromatique et directionnelle de cette surface. Une étude analogue a été réalisée sur des profils théoriques crées par interpolation fractale, pour la validation théorique du modèle. Nous mettons en évidence une relation entre la dimension fractale, l'émissivité et le facteur de dépolarisation

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Schaer, Nicolas. "Modélisation des écoulements à surface libre de fluides non-newtoniens." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAD033/document.

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L’objectif de cette thèse est de développer un modèle numérique 3D afin d’étudier le phénomène de laves torrentielles ; écoulements visqueux fortement chargés en matière solide, surgissant en montagne lors d’orages violents. Aujourd’hui, la prévision des zones de vulnérabilité s’appuie sur des outils de calcul 0D, 1D ou 2D. Or ces outils ne peuvent représenter pleinement le comportement à surface libre des écoulements du fait de nombreuses approximations et hypothèses. Ainsi cette thèse met en œuvre un code numérique 3D pour étudier ces écoulements. Ce travail aboutit à la construction d’un modèle 3D à partir de données réelles de terrain. Plusieurs scénarios ont été étudiés et comparés à des résultats issus d’un modèle 2D. Les résultats mettent en évidence les apports non négligeables de la modélisation 3D : zones d’étalement et de dépôt, phénomènes d’encombrement, modélisation fine des écoulements dans les zones chenalisées. Préalablement, le modèle 3D a été validé en comparant les résultats numériques à des données expérimentales issues de la littérature, pour des typologies d’écoulement représentatives de celles observées sur des sites grandeur nature The objective of this thesis is to develop a 3D numerical model to assess debris flow. These viscous flows, heavily loaded with solid matter, form when heavy rain occurs in mountains. Today, forecasts of potentially impacted areas are based on 0D, 1D and 2D numerical tools. However, these tools cannot fully represent the free surface behaviour of debris flows due to the approximations and assumptions on which they are based. Thus, this work utilises a 3D numerical code to study this phenomenon. A specific model is built with real field data. Several flow scenarios are studied and compared with a 2D numerical model. The results highlight the significant benefits of a 3D approach by providing information on the fine representation of flow dynamics over the catchment area. The model also predicts the impact of debris flow (overflowing on a road bridge) and the zones of deposition and spreading. It highlights possible congestion phenomena and reproduces flows in the channels by fully accounting for parietal friction, capabilities not provided by 2D models. Prior to this application, the 3D model was evaluated with five sets of experimental data to validate its ability to represent viscoplastic flows. Different types of flows are studied and are representative of those observed on real sites when debris flow occur

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Lützenkirchen, Johannes. "Description des interactions aux interfaces liquide - solide a l'aide des modeles de complexation et de precipitation de surface." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1996. http://www.theses.fr/1996STR13111.

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Nous avons applique des modeles de complexation et precipitation de surface a des equilibres dans le cas des interfaces solution aqueuse-(hydr)oxyde. Dans ce contexte, nous nous sommes interesses a la fois a des problemes d'estimation de parametres pour ces modeles et plus particulierement a des systemes cd et zn en presence de silices cristallines (quartz et cristobalite). Les resultats experimentaux indiquent une difference significative quant aux deux systemes (quartz et cristobalite) et quant aux cations (cd et zn). La raison de la difference entre le quartz et la cristobalite a pu etre mise en evidence par une approche experimentale (titrages potentiometriques et etudes de spectroscopie de surface). Elle est due a des impuretes de sodium a la surface de la cristobalite. Aussi, avons-nous discute les problemes provenant de ces impuretes lors de l'application aux experiences en colonne du modele permettant de decrire la sorption de cd et zn sur la cristobalite. La difference entre le comportement de cd et de zn ne peut pour l'instant provenir que des essais de modelisation, ou dans plusieurs cas la formation de complexes de surface monodentates (cd) et bidentates (zn) a du etre supposee. Des donnees experimentales de spectroscopie de surface permettant de verifier ces hypotheses de modelisation n'existent pas a ce jour. Nous avons constate des problemes d'estimation de parametres pour des donnees de titrages et des donnees de sorption et propose des alternatives en ce qui concerne des hypotheses et les codes de calcul utilises

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Turcotte, Maxime. "Modélisation numérique d’un impact entre une surface d’eau et une motomarine." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6822.

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Les présents travaux portent sur la prédiction du comportement d’une coque de motomarine lors de l’impact contre un plan d’eau. Ce mémoire présente la démarche suivie afin de prédire les déformations d’une coque. Dans un premier temps, on présente les résultats numériques développés pour ensuite les comparer à nos résultats analytiques et expérimentaux ainsi que d’autres provenant de la littérature. Au niveau des pressions, on semble être en mesure de bien reproduire l’interaction fluide-structure. Lorsque la taille du maillage devient trop grande, les modèles ne permettent plus de reproduire les pressions. Le modèle de motomarine discrétisé avec des éléments trop grossier ne permet pas de reproduire correctement l’interaction fluide-structure. Pour ce qui est des déformations, on remarque évidemment que lorsque l’interaction fluide-structure n’est pas reproduite adéquatement, les niveaux de déformation ne sont pas correctement prédits. D’un point de vue plus général, on constate que la forme de la trace temporelle est de même nature (c’est-à-dire la position des maximums et l’intensité relative) que ce que l’on retrouve expérimentalement. Par contre, on observe une moins bonne corrélation que celles des pressions. Par exemple, pour une erreur typique sur un maximum de pression de l’ordre de 20%, on obtient souvent une erreur plus grande sur les déformations. Dans les deux cas, les prédictions numériques ont tendance à donner des valeurs inférieures aux mesures expérimentales. Une meilleure caractérisation des matériaux est donc recommandée.

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Wertel, Jonathan. "Modélisation tridimensionnelle des écoulements turbulents en conduite d'assainissement à surface libre." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6232.

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L’objectif de ce travail est l’interpolation du débit à partir de données issues de vélocimètre à effet Doppler. Pour ce faire une modélisation précise des écoulements turbulents doit être implémentée dans un code conçu pour les conduites d’assainissement. Du fait de l’uniformité de l’écoulement dans le sens du flux, un maillage 2D est utilisé pour effectuer le calcul du champ de vitesse en 3D. Un modèle RSM des écoulements turbulents uniformes à surface libre a donc été développé en version bas-Reynolds afin de pouvoir intégrer les équations en zone proche paroi incluant la sous-couche visqueuse. Une combinaison de (Shir, 1973), (Gibson & Launder, 1978) et (Cokljat, 1993) a été additionnée au terme de corrélation fluctuation de pression/champ moyen de vitesse afin de prendre en compte l’effet d’amortissement de la surface libre et le caractère redistributif d’énergie cinétique turbulente des parois. Ce modèle a été implémenté (sous Matlab) dans un code aux volumes finis, tout comme un modèle k-ε à titre de comparaison. On montre ainsi le rôle prépondérant du caractère anisotrope de la turbulence dans la génération des courants secondaires. Les résultats présentés sont comparés avec ceux de (Kang & Choi, 2005) qui ont développé un modèle RSM utilisant des lois de paroi et avec les résultats expérimentaux de (Nezu & Rodi, 1985). Il y a une bonne corrélation entre les résultats du modèle et les mesures. Les effets sur les tensions de Reynolds de l’annulation de la contrainte tangentielle aux coins sont reproduits. Par ailleurs, la projection du champ moyen de vitesse sur une section transverse met en évidence des courants secondaires, notamment des petites structures au niveau des angles formés par la surface libre avec les parois. Enfin, des cas expérimentaux issus de la littérature sont modélisés afin de comparer les débits mesurés avec ceux calculés par le modèle présenté, là encore il y a une bonne corrélation. Pour finir, un banc d’essai a été conçu pour la mesure de vitesse en canal. Un banc de déplacement automatisé a été assemblé autour d’un canal de 20m de long, il est équipé des systèmes de mesure par ADV et PIV The aim of this work is the interpolation of a mean flow stream from discreet data supplied by a Doppler velocimeter. This is why a precise flow modeling needs to be implemented in a code designed for sewer net conduit. A 2D mesh is used to calculate 3D velocity flow. This work deals with the description of a Reynolds stress model for the numerical modeling of uniform 3D turbulent open-channel flows. The turbulence model is low-Reynolds one in order to enable the viscosity-affected region to be resolved including the viscous sublayer. Therefore, in order to consider the damping effects at the free surface and the redistribution of turbulent kinetic energy effects at the wall, a combinations of (Shir, 1973), (Gibson & Launder, 1978) and (Cokljat, 1993) models are added to the pressure-strain term. The finite volume method is used for the numerical solution (with Matlab) of the flow equations and transport equations of the Reynolds stress components. K-ε model has been implanted to compare with the developed model; it is found that both production terms by anisotropy of Reynolds normal stress and by Reynolds shear stress contribute to the generation of secondary currents. The results presented here are compared with results predicted by the RSM model of (Kang & Choi, 2005) employing wall functions and with experimental data of (Nezu & Rodi, 1985). There is a good agreement between the measurements and the results predicted. Effects of low corner’s wall shear stress on Reynolds stress are underlined. The computed flow vectors in the plane normal to the main flow direction show secondary currents and moreover a small vortex, called inner secondary currents, located at the juncture of the sidewall and the free surface. Then experimental cases are modeled, good agreement of flow rate predicted with measurement was found. Finally test bench has been created for velocity channel measurements. An automated portal structure has been assembled all around a 20m long channel to fix onto the ADV and PIV sensors

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Al, Mikdad Ouacim. "Modélisation des écoulements à surface libre en réseaux maillés et ramifiés." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1322.

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Depuis une vingtaine d'années se succèdent des inondations dans nos pays industrialisés causant de graves pertes humaines et des dégâts matériels consi¬dérables. Cependant le recours à des outils de simulation des écoulements à l'intérieur des rues, apporterait une meilleure connaissance des processus de submersion et de propagation des ondes de crues. C'est ainsi que des solutions d'aménagement pourront être et faire l'objet de comparaison. Ces variantes permettront de mettre en évidence les contraintes et de proposer des solutions visant à diminuer les risques. Pour cela nous avons conçu un modèle numérique 1D/2D pour les écoulements de crues dans les tissus urbains qui prend en considération les éléments suivants : le choix du schéma d'intégration numérique afin d'assurer la stabilité et la précision du modèle, la capacité de capturer les chocs notamment lors du passage d'un régime torrentiel à un régime fluvial avec apparition de ressauts hydrauliques, la capture du front raide des écoulements sur fond sec en présence ou non des précipitations avec conservation de débit et enfin la capacité de traiter les écoulements dans les réseaux à jonctions tout en assurant une distribution correcte du débit dans les branches associées.

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Zhang, Bainian. "Modélisation d'écoulements à surface libre avec fronts mobiles par éléments finis." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD500.

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La méthode des éléments finis a connu depuis quelques dizaines d'années un essor remarquable à cause de l'accroissement de la capacité des ordinateurs. Tout d'abord confinée à la mécanique des structures, la méthode des éléments finis a été appliquée avec succès à la mécanique des fluides et plus particulièrement à l'hydrodynamique où elle trouve un terrain d'application remarquable à cause de la description du milieu physique aux frontières et à la bathymétrie souvent complexes. Le présent travail s'inscrit dans cette perspective et présente tout d'abord les modèles généraux tridimensionnels de type Navier-Stokes ainsi que la dérivation des modèles bidimensionnels horizontaux associés de type Saint-Venant. Pour ce dernier système d'équations instationnaires, non linéaires, plusieurs méthodes de résolution ont été examinées, mises en œuvre et testées. En association avec ces stratégies de résolution, une série d'éléments triangulaires très simples a été testée pour sélectionner les éléments les plus intéressants pour une mise en œuvre optimale dans le contexte de la méthode des éléments finis. Une série d'exemples stationnaires et instationnaires permet de présenter leurs performances et leur applicabilité dans une utilisation concrète; l'étude de la propagation de la marée dans la Manche fournit, à cet égard, une bonne illustration. Enfin, la modélisation de la propagation des écoulements dans des domaines avec frontière mobile a été dument étudiée. Certains aspects aussi bien physiques que mathématiques du phénomène sont rappelés. Une démarche algorithmique est proposée, et validée sur des cas comportementaux.

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Msheik, Khawla. "Fluides non newtoniens avec surface libre : modélisation et caractère bien posé." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALM050.

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Cette thèse porte sur la compréhension de systèmes dynamiques liés aux films liquides minces entraînés par la gravité; principalement des modèles d’eau peu profonde et des équations de lubrification. D’un point de vue modélisation, nous avons obtenu d’une part des modèles à 3 équations des eaux peu profondes pour les fluides newtoniens à viscosité constante décrivant l’évolution de la hauteur du fluide, de sa vitesse et d’une nouvelle variable définie équivalent eau taux de cisaillement. De tels modèles parviennent à capturer des régimes instables et à donner des résultats numériques satisfaisants pour l’étude de seuil d’instabilité et de la phase de l’onde à une distance modérée du seuil. D’autre part, une équation de lubrification et un modèle d’eau peu profonde ont été obtenu à partir d’un modèle de fluide non-Newtonien connu sous le nom de fluide bi-visqueux- dont la rhéologie se rapproche de celle des fluides pseudo plastiques et de Bingham. Concernant la partie analyse, l’existence globale de solutions faibles non négatives pour les équations de lubrification, telles que l’équation de Derrida-Lebowitz-Speer-Spohn, partant des solutions faibles non négatives pour les équations appropriées d’eau peu profonde visqueuse (en manipulant les termes de traînée et la formule de capillarité), est montrée. La nouveauté dans ce travail est de montrer que l’entropie BF qui a été introduite pour les équations de lubrification dans le contexte des films minces est encodée dans l’entropie BD introduite pour Navier-Stokes compressible avec viscosités dépendant de la densité. On s’intéresse également aux solutions dissipatives pour des systèmes incompressible et compressible de type Oldroyd ainsi qu’aux solutions faibles pour un système dégénéré de type Bingham The work in this thesis falls in the category of comprehending dynamical systems relatedto thin liquid films driven by gravity; mainly shallow water models and lubrication equations.From a modeling point of view, we have derived from one hand 3-equation shallow water modelsfor Newtonian fluids with constant viscosity that describe the evolution of the fluid’s height, velocityand a new defined variable equivalent to the shear rate. Such models succeed in capturingunstable regimes and in giving satisfactory numerical results for the instability threshold andthe wave speed at moderate distance from threshold. On the other hand, a lubrication equationand a shallow water model were derived for a non Newtonian fluid- known as a bi-viscousfluid- whose rheology approximates that of pseudo plastic and Bingham fluids. Concerning theanalysis part, the global existence of nonnegative weak solutions for lubrication equations, suchas the Derrida-Lebowitz-Speer-Spohn equation, is proved starting from nonnegative weak solutionsfor appropriate viscous shallow-water equations (playing with drag terms and capillarityformula). The novelty in this work is to show that the BF entropy which is introduced forlubrication equations in the context of thin films is encoded inside the BD entropy introducedfor compressible Navier Stokes equations with density dependent viscosity. We also investigatethe dissipative solution of Navier Stokes system of Oldroyd-B rheology, as well as the globalweak solution for degenerate lake system of Bingham rheology

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Nowak, Virginie. "Modification des propriétés de surface de polyacide faible greffé." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066398.

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Davantes, Athenaïs. "Apport de la spectroscopie infra-rouge in situ à l'étude des réactions de complexation à l'interface solide/solution." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066369/document.

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Notre étude porte sur l’identification des mécanismes de sorption des ions (poly)molybdate et (poly)tungstate sur différents substrats : les hydroxydes doubles lamellaires (LDH) et les (hydr)oxydes de fer (hématite, goethite, akaganéite et lépidocrocite). La spectroscopie infrarouge en réflexion totale atténuée (ATR-FTIR) est l’une des rares méthodes à permettre l’analyse in situ et l’observation des phénomènes de sorption en temps réel directement sur les surfaces. Il est ainsi possible d’obtenir des informations sur la spéciation de surface et de connaitre la géométrie des espèces adsorbées (monodentate, bidentate, polymère, …). Nous avons ainsi pu déterminer la différence de réactivité entre les différents matériaux lors de la sorption. Un échange d’ion (sphère externe) impliquant les anions polyoxométalate a lieu avec les hydroxydes doubles lamellaires tandis que des complexes de sphère interne ont été observés sur les oxydes de fer, avec des géométries différentes selon la structure de surface du solide. Cette étude expérimentale a été complétée par différents calculs de spectres vibrationnels, réalisé par DFT ab initio, qui ont confirmé la géométrie de surface des espèces adsorbées observées par infra-rouge Our study focuses on the identification of (poly)molybdate and (poly)tungstate ions sorption mechanisms on various substrates : layered double hydroxides (LDH) and iron (hydr)oxide (hematite, goethite, akaganeite and lepidocrocite). Attenuated total reflection infrared spectroscopy (ATR-FTIR) is one of the few methods that allow in situ analysis and observation of sorption mechanisms in real time directly on surfaces. Thus, information on surface speciation and the geometry of the sorbed species (monodentate, bidentate, polyanion, …) can be obtained. We were able to determine the reactivity differences between the materials during the sorption. Ion exchange (outer sphere) with polyoxometalate takes place within layered double hydroxides, while inner sphere complexes were observed on iron (hydr)oxides, with different geometries according to the structure of the solid surface. The experimental study was supported by vibrational calculations by ab initio DFT, which confirmed the surface geometry of the absorbed species observed by infrared spectroscopy

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Doh, Yannick Nikienta. "Modélisation multiphysique du convertisseur d'aciérie." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0136/document.

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Le présent manuscrit de thèse présente l'étude de différents phénomènes dans un convertisseur d?acier, grâce au développement de deux modèles distincts. Le premier modèle décrit la cavité produite à la surface libre du bain de métal par l'impact du jet d'oxygène supersonique. Il est basé sur le découpage du domaine de calcul en deux régions. Les effets de compressibilité du gaz sont pris en compte uniquement dans la région du jet où la vitesse est élevée, alors que partout ailleurs, le gaz est considéré comme incompressible. La méthode Volume Of Fluid (VOF) est utilisée pour suivre la déformation de la surface libre du bain. Les résultats de simulations sont présentés pour des systèmes bi- et triphasés et comparés à des données expérimentales obtenues dans diverses maquettes froides. L'influence sur la taille et la forme de la cavité de différents paramètres (parmi lesquels les conditions aux limites en sortie de la lance d'injection, le schéma d'advection de la méthode VOF et le modèle de turbulence) est étudiée. Le modèle est ensuite utilisé pour simuler l'interaction entre un jet supersonique d'oxygène et la surface libre d'un bain d'acier liquide dans un convertisseur de taille pilote. Le second modèle se focalise sur l'écoulement du gaz, le transfert de chaleur et la réaction de postcombustion dans la phase gazeuse au-dessus du bain de métal. Il utilise l'algorithme Simple Chemical Reaction Scheme pour décrire le transport des espèces chimiques, et prend en compte l'absorption d'oxygène dans le bain et les transferts thermiques par rayonnement. Les prédictions numériques sont en assez bon accord avec les mesures recueillies dans une expérience de laboratoire et dans un four à l'échelle pilote The present thesis treats different phenomena taking place in a steelmaking converter through the development of two separate models. The first model describes the cavity produced at the free surface of the metal bath by the high speed impinging oxygen jet. It is based on a zonal approach, where gas compressibility effects are taken into account only in the high velocity jet region while elsewhere the gas is treated as incompressible. The Volume Of Fluid (VOF) method is employed to follow the deformation of the bath free surface. Calculations are presented for two- and three-phase systems and compared against experimental data obtained in various cold model experiments. The influence on the size and shape of the cavity of various parameters (including the jet inlet boundary conditions, the VOF advection scheme and the turbulence modelling) is studied. Next, the model is used to simulate the interaction of a supersonic oxygen jet with the surface of a liquid steel bath in a pilot-scale converter. The second model concentrates on fluid flow, heat transfer and the post-combustion reaction in the gas phase above the metal bath. It uses the Simple Chemical Reaction Scheme approach to describe the transport of the chemical species and takes into account the consumption of oxygen by the bath and thermal radiative transfer. The numerical predictions are in reasonable agreement with measurements collected in a laboratory experiment and in a pilot-scale furnace

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Noerpel, Matthew Robet. "Surface Complexes Of Lead And Organic Acids At The Hematite / Water Interface." The Ohio State University, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1439904226.

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Vandenborre, Johan. "Etude multi-échelle des mécanismes d'interaction des ions aquo uranyle avec les surfaces de l'oxyde de titane (poudres et monocristaux)." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011473.

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l'étude des mécanismes de sorption à l'interface passe, dans un premier temps, par la caractérisation du solide en équilibre avec le milieu pour étudier le phénomène d'hydratation de la surface du solide ; puis , dans un second temps, par l'étude du phénomène de sorption lorsque le liquide est placé à l'équilibre dans un milieu comportant les ions métalliques jouant le rôle d'adsorbat. Dans cette optique , le but du travail de thèse présenté ici est l'étude, à l'échelle moléculaire, des mécanismes de sorption associés au système UO_2^{2+}/TiO_2. Nous avons utilisé une démarche originale, consistant à étudier le système selon une approche multi-échelle.Cette approche se compose elle même de trois parties bien distinctes. En premier lieu, nous nous sommes intéressés aux données macroscopiques concernant le système d'étude. En parallèle de l'acquisition de ces données macroscopiques, nous avons employé le modèle CD-MUSIC pour le calcul des constantes d'acidité de surface du solide hydraté, qui utilise l'arrangement atomique de surface du substrat. En second lieu, nous avons effectué une étude multi-spectroscopique(SLRT, XPS, DRIFT, SHG) afin d'améliorer la compréhension du système à l'échelle moléculaire. Enfin, tous ces résultats ont été déterminés sur un même composé (TiO_2) mais sous différentes formes (phases rutile et anastase et monocristaux des phases (110), (001), et (111) pour la phase rutile). Les résultats de l'étude structurale ont permis de déterminer la coexistence de deux sites de sorption pour l'ion uranyle aquo à la surface de l'oxyde de titane et ceci quelle que soit la forme du solide étudié (poudre ou monocrystal). Il ressort de cette étude que les deux sites de sorption présentent une réactivité différente vis-à-vis de l'ion uranyle : le site le plus réactif a été attribué au site composé de deux atomes d'oxygène pontants et le site le moins réactif a été attribué au site composé par un oxygène terminal et un oxygène pontant. Désormais, nous pouvons considérer que l'étude de monocristaux permet de rendre compte des propriétés de la poudre polycristalline lors des études de sorption d'un cation sur un oxyde. Enfin , l'approche multi-échelle adoptée a permis d'obtenir une quantité importante d'informations, qui sont autant de contraintes lors de la détermination des constantes de sorption effectuée par la modélisation des données macroscopiques menée à l'aide d'un modèle de complexation de surface( modèle à capacité constante).

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Zazzi, Åsa. "Chlorite: Geochemical properties, Dissolution kinetcis and Ni(II) sorption." Doctoral thesis, KTH, Kemi, 2009. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-10139.

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Resumen

In Sweden, among other countries, a deep multi-barrier geological repository, KBS-3, is planned for the burial of nuclear waste. One of the barriers is identified as the grantic bedrock itself and in this environment chlorite is present at surfaces in fracture zones. This thesis is focused on characterisation of chlorite samples and studies of their dissolution and sorption behaviour, in order to verify chlorites capacity to retard possible radionuclide migration in the case of leaking canisters. Chlorite dissolution of has been studied in the pH interval 2-12, and as expected the dissolution is highest at acidic pH and at most alkaline pH, whereas dissolution is lowest at near neutral pH values. Chemical and physical properties of chlorites clearly influence the dissolution rates, and at steady-state dissolution rates in the interval 10-12 ‑ 10-13 mol g-1 s-1 was observed. Sorption studies were performed since Ni(II) is one of the important activation products in spent nuclear fuel and sorption data on minerals like chlorite are lacking. Ni(II) sorption onto chlorite was studied using batch technique as a function of; pH, concentration of Ni(II), ionic strength and solid concentrations. As expected, the sorption of Ni(II) onto chlorite was pH dependent, but not ionic strength dependent, with a sorption maximum at pH ~ 8, and with a Kd of ~ 103 cm3/g. This confirms that the Ni(II) sorption onto chlorite is primarily acting through surface complexation. The acid-base properties were determined by titrations and described by a non-electrostatical surface complexation model in FITEQL. Further, the sorption results were fit with a 2-pK NEM model and three surface complexes, Chl_OHNi2+, Chl_OHNi(OH)+ and Chl_OHNi(OH)2, gave the best fit using FITEQL. Sverige är ett av de länder som planerar ett geologiskt slutförvar kallad KBS-3, bestående av ett antal barriärer, för placering utav det använda kärnbränslet. En av dessa barriärer är identifierad som själva berggrunden där det tilltänkta förvaret kommer att byggas och i denna miljö förekommer klorit på granitytor i sprickzoner. Denna doktorsavhandling karakteriserar kloriter och studerar deras upplösnings- och sorptionsbeetende, för att kunna bestämma huruvida kloriter är utav betydelse som naturlig barriär för eventuell radionuklidtransport från det använda kärnbränslet. Upplösning av klorit har undersökts i pH intervallet 2-12 och graden av upplösningen är som förväntat högst vid sura respektive mest basiska pH och lägst där pH är neutralt. Denna studie bekräftar att den kemiska sammansättning och de fysikaliska egenskaper hos kloriterna påverkar upplösningshastigheterna och vid steady‑state har upplösningshastighet bestämts till 10-12 ‑ 10-13 mol g-1 s-1. Sorptionsstudier genomfördes då Ni(II) är en viktig aktiveringsprodukt och data rörande Ni(II) sorption till klorit saknas. Ni(II) sorption till klorit har studerats i; varierande pH, olika initiala Ni(II) koncentrationen, olika jonstyrka och olika fastfas förhållanden där individuella satser i serie har nyttjats. Som förväntat är sorptionen av Ni(II) till klorit pH beroende men inte jonstyrkeberoende och ett sorpions maximum observerades vid pH ~ 8, med ett Kd‑värde på ~ 103 cm3/g. Från detta dras slutsatsen att sorptionen av Ni(II) till klorit sker mestadels genom ytkomplexering. Syra-bas egenskaperna hos kloriterna bestämdes genom titreringar och bekrevs med en icke‑elektrostatisk modell i FITEQL. Vidare har passning av sorptionsresultaten utförts med en 2-pK NEM-modell och tre ytkomplex, Chl_OHNi2+, Chl_OHNi(OH)+ och Chl_OHNi(OH)2, vilket gav den bästa passningen av data med FITEQL. QC 20100819

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Nelson, Hanna. "Modelling precipitation and surface complexation reactions in systems with Goethite, Cu(II) and Oxyanions Containing As(V) or P(V)." Doctoral thesis, Umeå universitet, Kemiska institutionen, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-52970.

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Resumen

The aqueous solubility of oxyanion (e.g. phosphates and arsenates), and thereby their mobility, bioavailability (phosphates) and toxicity (arsenates), in soils and sediments is dependent upon their chemical speciation. In complex, multicomponent systems, equilibrium modelling can be a useful tool to predict chemical speciation. When establishing a model, it is essential to understand the interactions between all the components not only in solution but also on mineral surfaces at a molecular level. By applying surface complexation models processes at mineral surfaces can be accounted for. This thesis is a summary of four papers and focuses on surface complexation of the oxyanions arsenate, phosphate and monomethyl phosphate adsorbed onto the surface of goethite (α-FeOOH). Furthermore, adsorption and precipitation of copper(II) arsenates from aqueous solutions has been studied. Solid copper(II) arsenates obtained in precipitation experiments were characterised and five different solid phases with different Cu(II) to As(V) ratio, as well as proton and Na +content, were identified; Cu5Na(HAsO4)(AsO4)3(s), Cu5Na2(AsO4)4(s), Cu3(AsO4)2(s), Cu3(AsO4)(OH)3(s) and Cu2(AsO4)(OH)(s). The adsorption of arsenate and copper(II) to the goethite surface, could not be predicted by only applying the combined model from the two binary systems, arsenate-goethite and copper(II)-goethite. Instead, two ternary copper-arsenate-goethite surface complexes were added. In one of the surface complexes arsenate is bound to goethite surface via a copper(II) ion coordinating to surface hydroxyl groups and in the other surface complex, copper(II) is coordinating arsenate bound to the goethite surface. Surface complexation models, in agreement with macroscopic data and detailed spectroscopic results, were designed for monomethyl phosphate, phosphate and arsenate adsorbed to goethite. The models contain monodentate inner sphere surface complexes stabilized by hydrogen bonding to neighbouring surface sites. The charge distribution of the complexes was assigned according to Pauling’s valence bond theory. The monomethyl phosphate model consists of three singly protonated surface isomers, only differentiated by the location of the proton . In the case of phosphate and arsenate, six surface complexes, including two pair-wise surface isomers, are suggested to form; ≡FeOAsO 32.5-; (≡FeOAsO3; ≡Fe3OH)2-;(≡FeOAsO3H; ≡Fe3O)2-; (≡FeOAsO3H; ≡Fe3OH)1-; (≡FeOAsO3H2; ≡Fe3O)1- and ≡FeOAsO3H20.5-. A combination of structural information from spectroscopic measurements and quantitative data from spectroscopy, potentiometry and adsorption experiments provides a better understanding of the complexity of the coordination chemistry of particle surfaces and forms the basis for equilibrium models with high physical/chemical relevance.

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Bacon, Charles Guy David. "Surface complexation of Pb and Zn onto birnessite (δ-MnO₂) : soils and groundwater controls on pollution in soils and groundwater". Thesis, University of Bristol, 2014. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.687595.

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Resumen

A molecular-level understanding of the surface complexation reactions between ecotoxic heavy metals and mineral surfaces is essential for determining their environmental fate. Many studies have investigated the surface complexes of elements on different mineral surfaces, but few studies have performed surface complexation modelling to determine the specific equilibrium constants for these complexes. To the best of our knowledge, no study has applied appropriate equilibrium constant data from surface complexation modelling for determining the stability and bioaccessibility of ecotoxic elements at actual sites of concern. This is the goal of this study. Chapter 1 is a review of the scale of metal contamination in the UK, the sources and the common methods of environmental impact assessment. This Chapter describes how surface complexation models can provide the most accurate means of modelling metal partitioning onto environmentally relevant mineral surfaces. Chapters 2 and 3 are surface complexation modelling studies of Pb and Zn respectively, onto the highly reactive and environmentally ubiquitous Mn oxide mineral phase, birnessite (o-Mn02). Chapter 4 is a geochemical survey of the River Axe Valley in Somerset, England. This area has been identified as having a high risk of contamination from mining, but has not received the same depth of investigation compared to other areas in the UK. This Chapter provides background information on this area, and investigates the mineralogy of the mine site soils, the caves through which the surface waters drain and the River Axe floodplain. The surface complexation models derived in Chapters 2 and 3 are successfully applied to model the partitioning of Pb and Zn in this setting, and assist in understanding the possible risk from the mine-derived metal-bearing sediment. Chapter 5 is a summary of the information required for the successful application of surface complexation models for site investigations in general, and gives an appraisal of their uses in future studies.

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Marchand, Jean-Luc. "Contribution à la modélisation du procédé de nitruration ionique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10180.

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Garnier, Cédric. "Modélisation et évaluation des équilibres de complexation entre la matière organique naturelle, les métaux traces et le proton : Applications aux eaux naturelles." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009140.

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Resumen

L'objet de cette étude est de mettre au point une méthode d'analyse et de modélisation des propriétés de complexation et d'acidité de la matière organique naturelle (MON) la plus rigoureuse possible, en représentant ses interactions par des paramètres fiables, et en s'affranchissant de la structure exacte des composés organiques la constituant. La MON a été définie à partir d'un modèle chimique constitué de quasi-particules reproduisant les interactions non-spécifiques de la MON vis-à-vis des cations, et les interactions spécifiques à un seul métal. Le logiciel PROSECE, spécifiquement développé à cet effet, permet de calculer la spéciation chimique et d'optimiser un grand nombre de paramètres de complexation à partir de la modélisation de données expérimentales. Comparé à d'autres traitements de données, PROSECE s'est montré nettement plus approprié, d'autant plus lorsqu'il est couplé à une technique d'ajouts logarithmiques. Les interactions MON-métaux traces ont été analysées par DPASV, sur la plus large fenêtre analytique possible. Un stand de mesure a été spécialement élaboré afin d'automatiser les titrations logarithmiques. Les interactions MON-proton ont été analysées par titration acido-basique. Une caractérisation simultanée des interactions entre une MON standard, l'acide fulvique Suwannee River, le cadmium, le plomb et le proton a été réalisée. Les propriétés d'acidité d'échantillons prélevés sur La Seine au cours d'une année ont été étudiées et reliées à différents facteurs biogéochimiques. Une concentration minimale de 0.04 meq en sites acides a été définie comme limite en dessous de laquelle l'optimisation des propriétés d'acidité d'une MON devient incorrecte. PROSECE a été également utilisé pour modéliser des expériences de quenching de fluorescence, rendant plus précise leur analyse. L'analyse des propriétés de MON marines a été initiée. Du fait de la complexité du milieu, la caractérisation des propriétés de complexation est plus difficile, nécessitant quelques adaptations analytiques.

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Tesis sobre el tema "Modélisation de la complexation de surface"

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