Letteratura scientifica selezionata sul tema "Matériaux optiques – Propriétés physico-chimiques"

Les ingénieurs spécialisés en génie civil doivent intégrer dans leur design des mesures de protection de la biodiversité marine de qui autorise le concept d’écoconception d’infrastructures marines respectueuses de l’environnement. Les matériaux cimentaires sont privilégiés pour concevoir les infrastructures marines et interagissent avec le milieu marin. Ces structures seront colonisées par des micro-organismes et macroorganismes marins. Dans un premier temps, les organismes forment un biofilm à la surface du béton en fonction des facteurs environnementaux et des propriétés physico-chimiques du matériau. Dans cette étude, il a été démontré que la pré-carbonatation des matériaux cimentaires accélère la croissance des micro-organismes formant le biofilm à leur surface en abaissant le pH de la surface. Il a été démontré en laboratoire que la colonisation de la surface par des micro-organismes augmente également l’hydrophobicité de la surface et pourrait ainsi améliorer la durabilité du matériau en diminuant l’absorption d’eau de mer contenant des agents agressifs.

Les rejets miniers sulfurés de la mine de Kettara (région de Marrakech) sont entreposés sur un socle schisteux très fracturé sur une superficie d’environ 16 hectares. Dans ce site, plus de 3 millions de tonnes de résidus sont stockés sur le sol sans aucune contrariété de leurs impacts sur l’environnement. Les minéraux acidogènes composant ces rejets, sous l’action de l’eau et de l’oxygène, génèrent du Drainage Minier Acide (DMA). Ce phénomène entraîne une acidité du milieu qui provoque la destruction de la flore et de la faune ainsi que la contamination des eaux souterraines. Ces rejets solides à fortes concentrations en métaux (As, Pb, Fe, Cu…), produisent des lixiviats très acides (pH ≤ 3) entrainant la solubilisation des sulfures et la libération des métaux toxiques qui polluent les ressources hydriques de la région. Afin d’atténuer le DMA à Kettara, un protocole d’amendement alcalin a été testé au laboratoire en utilisant les boues de pâte de sucrerie (Sludge Pulp of Sweets : SPS) et des argiles (Clays : Clys). Les matériaux choisis ont fait l’objet d’une caractérisation physico-chimique et minéralogique puis d’une série d’essais de lixiviation en mini-cellules d’altération. Ces essais ont montré que les pH des SPS et des Clys varient respectivement entre 6,1 et 8,5 et entre 6,7 et 9. Le potentiel neutralisant de ces matériaux, déterminé par la méthode Acid-Base Accounting, est de l’ordre de 878,5 Kg CaCO3/t pour les SPS et de 299 Kg CaCO3/t pour les Clys. Ces matériaux fins et alcalins ont donc un potentiel neutralisant assez élevé susceptible de réduire considérablement le DMA. Les SPS et des Clys, au vue de leur potentiel de neutralisation et leurs propriétés physico-chimiques, constitueraient d’excellents matériaux de base pour un amendement visant l’atténuation du DMA dans la mine abandonnée de Kettara.

Abstract Nous avons examiné les possibilités de fixation des ions chromate sur une hydrotalcite de synthèse (Mg-Al-CO3) et son produit de calcination à 550ºC. Les différentes analyses physico-chimiques (diffraction des rayons X, analyse thermogravimétrique et composition chimique) ont permis d'une part d'établir la formule chimique du matériau de départ et d'autre part, de mettre en évidence sa propriété de pouvoir se régénérer après calcination ménagée et formation des oxydes mixtes. La sorption d'ions chromate par le matériau préparé et par son produit de calcination a été étudiée. Nos résultats montrent que la cinétique de sorption est rapide (l'équilibre est atteint au bout de 20 minutes de contact) et que le phénomène dépend du pH. Le traitement, par le matériau calciné, de solutions contenant de 15 à 300 mg/l de Cr(VI) a donné de bons résultats. En effet, la comparaison des capacités de sorption pour les ions Cr(VI) de l'hydrotalcite calcinée avec d'autres phases LDHMg, Al montre bien la supériorité des propriétés sorptives des hydrotalcites calcinées d'où l'utilité de ces matériaux dans le domaine du traitement des eaux usées.

Le contrôle de la qualité de l'eau est fondé naturellement et traditionnellement sur des mesures et des prélèvements in situ. Des images satellites étalonnées à partir des données mesurées in situ fournissent une information quantitative et continue sur le milieu aquatique et peuvent être employées pour estimer, avec une approximation raisonnable, les facteurs affectant la qualité de l’eau L’objectif de cet article consiste à établir des corrélations entre les propriétés optiques de l’eau de mer et les paramètres physico-chimiques. Nous présentons des relations exprimant les variables indicatrices de la qualité des eaux du littoral d’Oran et la réflectance calculée de chaque pixel à partir d’un modèle physique de correction radiométrique. Les mesures in- situ sont effectuées pour des zones de différentes qualités d’eaux et leurs réflectances sont calculées à partir d’une image satellite à haute résolution IRS1-C. Les meilleures corrélations sont obtenues sur le deuxième et le troisième canal visible. Pour la demande chimique en oxygène, le coefficient de corrélation atteint 0.84, pour les matières en suspension r2 = 0.88, pour la demande biochimique de l’oxygène pendant cinq jours r2 = 0.62, pour l’oxygène dissous r2 = 0.77 et pour la turbidité r2 = 0.90. Finalement, des relations linéaires sont établies avec les réflectances. L’inversion de ces relations permet d’obtenir des images transformées à partir du logiciel de traitement d’image afin d’estimer pour chaque pixel le degré de pollution du milieu.

Background: Table olives are one of the most important vegetable canning products in Morocco, which is considered one of the world's largest producing countries. Currently, many outlets prepare table olives by different methods that do not comply with standard hygiene practices. Hence, this research was conducted to assess the quality standard of these olives by evaluating their physico-chemical and microbiological properties.Methodology: A total of 108 samples of table olives (pitted green olives and blacks) obtained from Rabat-Salé and Rabat-Temara markets in Morocco were evaluated. Physico-chemical properties of the olives including pH, oxido-reduction potential (ORP) and titrable acidity were determined using the analytical methods of the Association of Official Analytical Chemists (AOAC). Microbiological analyses including standard plate count (SPC) for total aerobic mesophilic flora (TAMB), total coliforms (TC), faecal coliforms (FC), yeasts, clostridia, Staphylococcus aureus, faecal streptococci and salmonella counts, were performed using standard microbiological methods. The identification of yeast isolates was carried out with the commercial API 20C biochemical identification kit.Results: The average microbial loads for traditional olive samples were 3.2x106 CFU/ml for SPC, 1.7x104 CFU/ml for TC, 8.7x103 CFU/ml for FC, and 2.5x106 CFU/ml for yeast, which were higher compared to the average microbial loads of industrial olives with values of 5.9x105 CFU/ml, 5x101 CFU/ml, 0 CFU/ml and 0 CFU/ml respectively. One hundred percent (56 of 56) of the traditional olives (pitted green and black) from Temara-Rabatmarkets were contaminated with coliforms while 50% of green and 65% of black olives in Salé-Rabat were contaminated with coliforms. Five percent (5%) each of the traditional green and black olives in Salé-Rabat markets were contaminated with clostridia (spore forming bacteria). No FC or other bacteria and yeasts were present in the industrial olives, and none of the olives was contaminated with S. aureus, faecal streptococci and salmonella. Of the total of 8 yeast strains isolated from the traditional olives, 4 (50%) were Candida guilliermondii, 2 (25%) Candida lusitaniae and 2 (25%) Candida famata.Conclusion: The contamination of olive oil products may be due to different sources such as water, processing materials, storage condition, cleaning, labour and others. There is need for increase awareness and control of these at the points of sale of these traditional olives. Keywords: hygiene; physico-chemical properties; microbiology; traditional olives; quality French Title: Qualité Hygiène des olives de table traditionnelles et industrielles des marchés des villes de Rabat-Salé et Témara au Maroc Contexte: Les olives de table sont l'un des produits de mise en conserve de légumes les plus importants au Maroc, qui est considéré comme l'un des plus grands pays producteurs du monde. Actuellement, de nombreux points de vente préparent les olives de table par différentes méthodes non conformes aux pratiques d'hygiène standard. Ainsi, cette recherche a été menée pour évaluer le standard de qualité de ces olives en évaluant leurs propriétés physico-chimiques et microbiologiques.Méthodologie: Un total de 108 échantillons d'olives de table (olives vertes dénoyautées et noires) obtenus sur les marchés de Rabat-Salé et Rabat-Témara au Maroc ont été évalués. Les propriétés physico-chimiques des olives, y compris le pH, le potentiel d'oxydoréduction (ORP) et l'acidité titrable ont été déterminées en utilisant les méthodes analytiques de l'Association of Official Analytical Chemists (AOAC). Les analyses microbiologiques, y compris la numération sur plaque standard (SPC) pour la flore mésophile aérobie totale (FMAT), les coliformes totaux (CT), les coliformes fécaux (CF), les levures, les clostridies, Staphylococcus aureus, les streptocoques fécaux et les numérations de salmonelles, ont été effectuées à l'aide de méthodes microbiologiques standard. L'identification des isolats de levure a été réalisée avec le kit d'identification biochimique API 20E du commerce.Résultats: Les charges microbiennes moyennes pour les échantillons d'olives traditionnelles étaient de 3,2x106 UFC/ml pour le SPC, 1,7x104 UFC/ml pour le TC, 8,7x103 UFC/ml pour le FC et 2,5x106 UFC/ml pour la levure, qui étaient plus élevées par rapport aux charges microbiennes moyennes des olives industrielles avec des valeurs respectives de 5,9x105 UFC/ml, 5x101 UFC/ml, 0 UFC/ml et 0 UFC/ml. Cent pour cent (56 sur 56) des olivestraditionnelles (dénoyautées vertes et noires) des marchés de Témara-Rabat étaient contaminées par des coliformes tandis que 50% des olives vertes et 65% des olives noires de Salé-Rabat étaient contaminées par des coliformes. Cinq pour cent (5%) de chacune des olives vertes et noires traditionnelles des marchés de Salé-Rabat étaient contaminées par des clostridia (bactéries sporulantes). Aucune FC ni aucune autre bactérie et levure n'étaient présentes dans les olives industrielles, et aucune des olives n'était contaminée par S. aureus, des streptocoques fécaux et des salmonelles. Sur un total de 8 souches de levure isolées des olives traditionnelles, 4 (50%) étaient Candida guilliermondii, 2 (25%) Candida lusitaniae et 2 (25%) Candida famata.Conclusion: La contamination des produits à base d'huile d'olive peut être due à différentes sources telles que l'eau, les matériaux de traitement, les conditions de stockage, le nettoyage, la main-d'œuvre et autres. Il est nécessaire d'accroître la sensibilisation et le contrôle de ceux-ci dans les points de vente de ces olives traditionnelles. Mots-clés: hygiène; propriétés physico-chimiques; microbiologie; olives traditionnelles; qualité

Recherche de nouveaux materiaux transparents dans l'infrarouge, a base d'halogenures d'etain et de plomb. Plusieurs criteres de selection nous ont diriges vers pbf::(2) qui peut etre insere dans la gamme des materiaux optiques infrarouges. Le frittage sous charge s'avere la methode la mieux adaptee pour sa mise en forme. Dans ce travail, les ceramiques de haute purete et compacite obtenues apres des etudes granulometriques et apres optimisation des cycles de frittage, sont caracterisees et les proprietes physico-chimiques et thermo-mecaniques comparees a celles des materiaux transparents dans l'infrarouge deja connus pour leurs applications

L'objectif de cette thèse est de procéder à l'étude de l'électropolymérisation et de donner les caractéristiques structurales et optiques de nouveaux polymères conducteurs à base de benzothiénothiophène. Nous avons préparé des films de poly (1[thiophène-2-yl] benzothiéno[3,2-b]benzothiophène), de poly(2-méthyl-thiéno[3,2-b]benzothiophène) et de poly(3-méthyl-thiéno[3,2-b]benzothiophène) en milieu acétonitrile et en milieu micellaire partiellement aqueux contenant du SDS. Un abaissement des potentiels d'oxydation des monomères correspondants dans le milieu micellaire est observé par rapport au milieu acétonitrile. Nos analyses MALDI-TOF et IR-TF confirmées par des calculs d'OM basés sur un mécanisme de couplage par radicaux-cations ont permis de déterminer les sites de couplage lors de l'électropolymérisation et de donner les structures des oligomères de courtes chaînes obtenus. Ces films sont caractérisés par une forte fluorescence et par un déplacement important vers le rouge de leur maximum d'émission et d'excitation de fluorescence par rapport à ceux des monomères correspondants. Nous avons aussi procédé à l'électropolymérisation d'autres dérivés du thiéno[3,2-b]benzothiophène diversement substitués par des groupes méthyle, acétate de méthyle et/ou méthoxy en vue de déterminer l'effet des substituants sur le processus d'électropolymérisation et sur les propriétés optiques de ces types de monomères. Nous avons aussi effectué une comparaison des propriétés optiques des ces différents monomères qui constituent, compte tenu de leurs spectres d'absorption UV et de fluorescence, de bons candidats pour la fabrication de composants électroniques à partir de leur polymères
The objective of this thesis was to carry out the electrosynthesis, and to study the structural and optical characteristics of new conducting polymers containing benzothienothiophenes. We prepared films of poly(1 [thiophene-2-yl] benzothieno[3,2-b]benzothiophene), poly(2-methyl-thieno[3,2-b]benzothiophene) and poly(3-methyl-thieno[3,2-b]benzothiophene) in acetonitrile and partially-aqueous micellar medium containing SDS. A lowering of the oxidation potentials of the corresponding monomers was observed in the micellar medium, relatively to the acetonitrile medium. Using MALDI-TOF and IRTF analyses as well as MO theoretical calculations, based on a mechanism of coupling by radical-cations, we have determined the structures of the obtained short-chain oligomers. These polymer films are characterized by an important red-shift of the fluorescence maximum compared to that of the corresponding monomer. In order to determine the effect of substituents on the electropolymerization process and optical properties, we also proceeded to the electropolymerisation of other thieno[3,2-b]benzothiophenes, variously substituted by methyl, acetate of methyl and/or methoxy groups. We have compared the optical properties of these various monomers which, because of their interesting UV absorption and fluorescence characteristics,,might be applied to build electronic components by using the corresponding polymers

Dans le cadre du projet simulation, le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) vise à reproduire les conditions de pression et de température d'une fusion thermonucléaire avec le laser Mégajoule (LMJ). Certains composants optiques du LMJ, en particulier certaines lentilles de focalisation, sont revêtus d'une couche antireflet (AR) réalisée par un procédé sol-gel. Ces films sont composés de nanoparticules de silice de 10 nm de diamètre avec 55% de porosité. Pour augmenter la résistance mécanique de ces couches, les films sont exposés aux vapeurs d’eau et d'ammoniac pendant un post-procédé. Ce post-traitement crée des liaisons covalentes entre les nanoparticules de silice et renforce ainsi le film colloïdal. Afin de donner toutes les qualités d’un revêtement optique, outre les propriétés optiques clefs, nous nous sommes donnés comme objectif de comprendre la stabilité mécanique de ces nanomatériaux. En particulier, nous avons souhaité, dans le cadre de cette thèse, avoir une meilleure compréhension du procédé de durcissement ammoniac et pour cela nous avons entrepris une étude complète des paramètres physiques et chimique qui gouvernent l’élasticité de cet assemblage de nanoparticules. Dans un second temps, nous avons mis en évidence l’apparition d’un faïençage de surface provoquant de la diffusion optique et une diminution du renforcement mécanique durant le post-procédé. Dans le but de minimiser, voire supprimer ces fissurations de surface, nous avons réalisé une étude paramétrique pour dégager les éléments responsables de ce faïençage
Within the framework of the simulation project, the Atomic Energy Commission (CEA) aims to reproduce the pressure and temperature conditions of a thermonuclear fusion with the Megajoule laser (LMJ). Some of the optical components of the LMJ, in particular some focusing lenses, are coated with an antireflective (AR) layer made by a sol-gel process. These films are composed of silica nanoparticles 10 nm in diameter with 55% porosity. To increase the mechanical strength of these layers, the films are exposed to water and ammonia vapors during a post-process. This post-treatment creates covalent bonds between the silica nanoparticles and thus strengthens the colloidal film. In order to give all the qualities of an optical coating, besides the key optical properties, we have set ourselves the objective of understanding the mechanical stability of these nanomaterials. In particular, we wanted, in the context of this thesis, to have a better understanding of the ammonia hardening process and for that we undertook a complete study of the physical and chemical parameters that govern the elasticity of this assembly of nanoparticles. In a second step, we highlighted the appearance of surface cracking causing optical diffusion and a decrease in mechanical reinforcement during the post-process. In order to minimize or even eliminate these surface cracks, we performed a parametric study to identify the elements responsible for this cracking

Le laser Mégajoule est une installation laser de puissance conçue pour simuler la réaction de fusion en conformité avec le traité TICE de 1996 qui stipule l’arrêt des essais nucléaires. Le déclenchement la réaction est effectué par confinement inertiel laser, nécessitant d’amplifier les faisceaux pour atteindre 1,3 MJ dans l’UV sur la cible de deutérium-tritium. Un phénomène de vieillissement des polariseurs rend les composants obsolètes à l’échelle de plusieurs années, induisant une perte de transmission des lasers. Pour en évaluer les causes, des revêtements ont été fabriqués à partir de silice et de dioxyde d’hafnium par évaporation avec et sans assistance plasma. Ces techniques de dépôt aboutissent à des couches respectivement sensibles et insensibles à l’humidité. Les études menées mettent en évidence un phénomène de décalage spectral des performances optiques des composants à l’échelle de plusieurs années, attribué à la modification de la structure des couches de silice du polariseur. Le modèle proposé suggère une modification des propriétés des revêtements par diffusion d’eau et hydrolyse des couches de silice. Les couches denses et peu sensibles à l’humidité ralentissent la modification de la structure de silice. Pour s’affranchir de ces instabilités la meilleure solution envisagée est d’effectuer un traitement hydrothermique lors du procédé de fabrication pour accélérer les phénomènes de vieillissement et stabiliser les composants avant usage
The Mégajoule Laser is a french high-power laser facility designed to simulate fusion reactions in compliance with CTBT treaty of 1996, which forbids nuclear tests. The reaction is triggered by laser inertial confinement, requiring the amplification of laser beams up to 1.3 MJ on deuterium-tritium target in the UV. An aging phenomenon impacts the polarizer components, making them obsolete over several years and leading to a loss of laser transmission. To evaluate the causes, hafnia and silica coatings were deposited by evaporation with and without plasma-assistance, resulting in coatings that are respectively sensitive and insensitive to moisture. Studies have highlighted a spectral shift of the optical performance of the components at years scale, attributed to changes of the silica layers structure. The proposed model suggests that the coating properties are altered by the diffusion of water and the hydrolysis of silica. The denser and less moisture-sensitive layers present a slower aging of properties. To overcome these instabilities, the best possible solution found is to perform a hydrothermal treatment during the manufacturing process which accelerates aging phenomena and stabilizes the components before use

Au cours des dernières décennies, le développement de matériaux à zéro dimension (0D) ou de points quantiques (QDs) a connu une croissance significative. Parmi ceux-ci, les QDs de sulfure de plomb (PbS) ont fait l'objet d'une attention particulière en raison de leurs propriétés exceptionnelles, notamment l'absorption optique accordable de 600 à 2600 nm. Les QDs de PbS sont considérés comme l'un des matériaux les plus prometteurs pour la prochaine génération de capteurs infrarouges. Leur utilisation dans les sphères industrielles suscite donc un intérêt croissant. Lorsque ces matériaux sont intégrés dans des dispositifs optoélectroniques, ils nécessitent l'utilisation d'électrodes efficientes d'extraction de charges, ainsi qu'un contact électrique transparent dans l'IR pour l'obtention de meilleures performances. Dans ce travail de thèse, on a étudié les propriétés des électrodes d'extraction de trous (HTL) à base d'oxydes des métaux de transition et du contact électrique transparent à base d'In2O3 (TCO ou oxyde transparent et conducteur) préparés par pulvérisation cathodique. Ces études ont été réalisées dans un premier temps sur des couches individuelles de TCO et HTL. Les caractérisations des films TCO ont permis de montrer l'intérêt du dopage à l'hydrogène sur l'amélioration de leurs propriétés optiques dans le domaine infrarouge du spectre électromagnétique (domaine d'intérêt pour les applications visées). Dans un second temps, afin de fabriquer des structures photodiodes, elles ont été intégrées sur un film de QDs de PbS déposé sur une électrode optimisée pour l'extraction et le transport d'électrons. Les caractérisations appropriées ont permis de montrer que les films ultraminces de NiOx peuvent être de meilleures alternatives aux couches de MoOx traditionnellement utilisées comme matériaux d'extraction et de transport de trous sur les films de QDs de PbS
Over the past few decades, the development of zero-dimensional (0D) materials or quantum dots (QDs) has grown significantly. Among these materials, lead sulphide (PbS) QDs have received particular attention due to their outstanding properties, including tunable optical absorption from 600 to 2600 nm. PbS QDs are considered to be one of the most promising materials for the next generation of infrared sensors. There is therefore growing interest in their use in industrial applications. When these materials are integrated into optoelectronic devices, they require the use of efficient charge extraction electrodes, as well as a transparent electrical contact in the IR for better performance. In this thesis work, we studied the properties of hole extraction electrodes (HTL) based on transition metal oxides and the transparent electrical contact based on In2O3 (TCO or transparent and conductive oxide) prepared by sputtering. These studies were initially carried out on individual layers of TCO and HTL. Characterisation of the TCO films showed that hydrogen doping can improve their optical properties in the infrared region of the electromagnetic spectrum (the region of interest for the targeted applications). Secondly, in order to fabricate photodiode structures, they were integrated onto a film of PbS QDs deposited on an electrode optimised for electron extraction and transport. Appropriate characterisations have shown that ultra-thin NiOx films can be better alternatives to the MoOx layers traditionally used as hole extraction and transport materials on PbS QD films

La structuration multi-échelle (à l’échelle micro- et nanométrique) de matériaux fonctionnels est un thème de recherche particulièrement actif en raison du grand potentiel des dispositifs miniatures utilisables en microélectronique, en optique (contrôle solaire, photonique) en microfluidique (lab-on-a-chip) ou pour de la détection de molécules cibles. Plusieurs techniques de micronanofabrication sont utilisées pour réaliser ces dispositifs miniaturisés. D’une part, des techniques dites « Top-Down » qui sont utilisées pour créer des formes complexes à l’échelle micro- et nanométriques à partir de matériaux massifs. Cette approche repose sur des techniques de lithographie qui offrent une grande liberté sur l’architecture finale du dispositif. Cependant, ce large choix de formes et de structures se fait au prix d’un faible rendement de fabrication qui diminue considérablement le transfert vers la production à grande échelle. A l’inverse, la fabrication de matériaux multi-échelle peut être faite par l’assemblage d’éléments moléculaires (« building blocks »). Cette seconde approche, dite « Bottom-Up » a le mérite de pouvoir être employée sur de grande surfaces mais permet seulement d’obtenir des architectures simples. La combinaison de ces deux approches ouvre un large champ d’exploration et permettrait d’obtenir des structures complexes inédites inaccessibles autrement. Le but de cette thèse est de combiner les approches « Top-Down » et « Bottom-Up » pour obtenir des matériaux à architecture hiérarchique et qui possèdent à la fois des propriétés chimiques et optiques originales. Concrètement, le cœur de ce travail de doctorat a été le dépôt par voie liquide (« Chemical Liquid Deposition ») de couches minces nanoporeuses grâce à une technique de trempage-retrait (« Dip-Coating »). Ce dépôt est suivi d’une structuration induite par évaporation ou bien par lithographie. La nanoporosité de ces couches minces, qui peuvent êtres inorganique ou organique-inorganique (hybride), est induite par un phénomène d’auto-assemblage se déroulant pendant la phase de séchage du film. La structure multi-échelle résultante possède une organisation périodique à l’échelle micro- voire submicrométrique (structure photonique) mais également une nanoporosité (<100 nm) structurée; le dispositif photonique est utilisé pour détecter des vapeurs de Composés Organiques Volatiles (COV). Un accent sera mis sur la compatibilité de ces capteurs optiques avec les caméras de smartphone. Le but final est en effet de fabriquer des capteurs à bas coût, dont la réponse optique est directement lisible par un smartphone
Multi-scale structuration of functional materials at nano- and micro- levels is an active scientific field driven by the tremendous potential of miniaturized devices in microelectronics, optics (light harvesting, photonics), sensing (selective sensors) or microfluidics (lab-on-a-chip). Diverse micro-nanofabrication techniques are exploited for device fabrication. On one hand, Top-Down techniques are developed to fabricate complex micro- and nano- structures from bulk materials; this approach relies on lithography which offers a wide flexibility on the final object architecture but suffers from low-throughput that hinders its use for large-scale production. On the other hand, Bottom-Up techniques based on the assembly of molecular building blocks are suited for the large-scale fabrication of nanostructured materials but are limited to simple architectures. The fruitful combination of both approaches is thus a vast field of investigation with promising technological outcomes.The scope of this thesis is to combine Bottom-Up and Top-Down approaches to obtain hierarchical architectures with original chemical characteristics and optical properties. In practical terms, the deposition by Chemical Liquid Deposition (dip-coating) of nanoporous inorganic or organic-inorganic (hybrid) films structured by self-assembly and the subsequent patterning by either lithographic or evaporation-driven patterning will be presented. The resulting multi-scale structures possess periodic micro- or submicro- organization and engineered nanopores (<100 nm) and are used as optical sensing devices for the detection of Volatile Organic Compounds (VOC). In the pursuit of simplicity, the compatibility of these sensors with Smartphone technology is emphasized; the final goal is to fabricate low-cost sensors with pronounced chemical selectivity that produce an optical signal directly readable by Smartphone cameras

La technique du sfumato, de Léonard de Vinci, permet, par un jeu subtil des ombres et des lumières, de créer un effet vaporeux ‘sans lignes, ni contours, à la façon de la fumée'. Léonard de Vinci, pour la réalisation des ombres des carnations, superpose des glacis, fines couches de peintures translucides, composés d'un pigment sombre et très riches en liant organique. Les livres de recettes et traités de peinture anciens constituent une première source d'informations sur cette technique. La reconstitution de certaines recettes de liants suivie par la caractérisation de leurs propriétés rhéologiques et mécaniques a permis de mieux comprendre la formulation des glacis. Les critères définis par l'industrie des peintures peuvent être utilisés comme autant d'indices pour retrouver les recettes des peintres des siècles passées. L'analyse de prélèvements peut apporter certaines informations sur la formulation des couches picturales chez Leonard de Vinci et ses contemporains. La combinaison de deux méthodes d'analyse par faisceau d'ions (PIXE et BS) permet d'obtenir la proportion liant-pigment d'une couche de peinture, information jusqu'alors non accessible. Enfin, des œuvres de Léonard de Vinci ont été analysées de façon quantitative par spectrométrie de fluorescence des rayons X. En considérant l'atténuation des rayons X par absorption, il est possible de calculer la composition et l'épaisseur des couches à partir d'une modélisation de la stratigraphie de l'œuvre.

Dans cette thèse, on réalise des études basées sur les méthodes de simulation numérique (Dynamique moléculaire ab initio notamment) des propriétés physico-chimiques des adsorbants cristallins utilisés industriellement, comme les zéolithes,ou qui pourraient l’être dans le futur, comme les matériaux hybrides MOFs (Metal–Organic Frameworks). On s’intéresse en premier lieu aux propriétés d’adsorption des fluides moléculaires et de leurs mélanges, mais aussi au comportement mécanique et thermique des solides nanoporeux. Il s'agit d'expliciter des relations structure-propriétés, par le biais de simulations multi-échelle, pour établir une véritable approche de design rationnel de tels matériaux
During this PhD, we perform studies based on numerical simulation (Ab initio molecular dynamics for instance) of physico-chemical properties for crystalline adsorbents industrially used, like zeolites,or could be used someday, like hybrid materials or MOFs (Metal–Organic Frameworks). We are primarily interested in adsorption properties of molecular fluids and their mixtures but also in the mechanical and thermal behaviors of nanoporous solids. The aim is to reveal relationships between molecular structures and properties, via multiscale modeling, to construct a rational design approach for such materials

La technique du sfumato, de Léonard de Vinci, permet, par un jeu subtil des ombres et des lumières, de créer un effet vaporeux ‘sans lignes, ni contours, à la façon de la fumée’. Léonard de Vinci, pour la réalisation des ombres des carnations, superpose des glacis, fines couches de peintures translucides, composés d’un pigment sombre et très riches en liant organique. Les livres de recettes et traités de peinture anciens constituent une première source d’informations sur cette technique. La reconstitution de certaines recettes de liants suivie par la caractérisation de leurs propriétés rhéologiques et mécaniques a permis de mieux comprendre la formulation des glacis. Les critères définis par l’industrie des peintures peuvent être utilisés comme autant d’indices pour retrouver les recettes des peintres des siècles passés. L’analyse de prélèvements peut apporter certaines informations sur la formulation des couches picturales chez Leonard de Vinci et ses contemporains. La combinaison de deux méthodes d’analyse par faisceau d’ions (PIXE et BS) permet d’obtenir la proportion liant-pigment d’une couche de peinture, information jusqu’alors non accessible. Enfin, des œuvres de Léonard de Vinci ont été analysées de façon quantitative par spectrométrie de fluorescence des rayons X. En considérant l’atténuation des rayons X par absorption, il est possible de calculer la composition et l’épaisseur des couches à partir d’une modélisation de la stratigraphie de l’œuvre.

L'objectif de cette thèse est l'élaboration d'une nouvelle gamme de matériaux élastomères thermoplastiques par réticulation dynamique (TPE-V) au cours d'une opération d'extrusion. Par définition, le procédé de réticulation dynamique consiste à réticuler une phase élastomère (majoritaire en masse et en volume) sous cisaillement et en présence d'une phase thermoplastique (minoritaire). Généralement, la morphologie finale d'un TEP-V est telle que la phase élastomère totalement réticulée est finement dispersée dans la phase thermoplastique. Globalement, un matériau TPE-V présente d'une part un caractère thermoplastique à l'état fondu pour sa mise en forme ultérieure par des procédés conventionnels tels que l'extrusion et l'injection, et possède d'autre part des propriétés semblables à celles des élastomères réticulés (souplesse et élasticité en particulier) pour ses applications. Pour ces travaux de recherche, la phase thermoplastique est un homopolymère de polypropylène (PP) et la phase élastomère est un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA). La réticulation de la phase élastomère met en jeu une réaction de transestérification basée sur une réaction d'échange entre les fonctions ester de l'EVA et les fonctions alcoxysilane du tétrapropoxysilane (TPOS), réaction catalysée par l'oxyde d'étain dibutyle (DBTO). Cette nouvelle voie de réticulation chimique d'un EVA est originale car elle est non radicalaire et donc inerte vis-à-vis de la phase PP. . . [etc. ]
The aim of this work is to elaborate a new range of thermoplastic elastomer vulcanizates (TPE-V) by reactive extrusion. TPE-V are elaborated by the process of dynamic vulcanization. By definition dynamic vulcanization consists of vulcanizing an elastomer (in major phase) during its melt mixing with a thermoplastic resin (in minor phase), which results in a final morphology of the material TPE-V where the fully vulcanized elastomer is finely dispersed in the thermoplastic matrix. . . [etc. ]

Ce chapitre donne des indications générales sur les avantages liés à l’introduction du plomb dans la composition des verres et des glaçures, en particulier vis-à-vis de leurs propriétés physiques (viscosité, dilatation, densité, propriétés optiques, mécaniques…) et chimiques (durabilité, rédox…). Il montre également des difficultés qui peuvent résulter de l’emploi de cet élément.

L’optimisation des processus physiques (couleur, mécanique) et chimiques (réactivité, densification, homogénéité / hétérogénéité) mis en oeuvre dans les Arts du Feu (verres, céramiques, émaux) a conduit très tôt les potiers, verriers et émailleurs à rechercher dans la nature ou à fabriquer, de façon empirique mais efficace, des matières premières ultrafines, nanométriques et même à produire des matériaux nanostructurés. Après avoir expliqué les avantages des particules submicroniques et dressé un bref survol de l’histoire de l’usage des principaux produits nanométriques naturels (argile, amiante, pozzolanes, chaux, os, coquilles. . . ) et synthétiques (particules de cuivre, d’argent, d’or, de semi-conducteurs, de graphites et carbones. . . ) en technologies céramique, verrière et d’émaillage, la nanostructure et les propriétés optiques des premiers dispositifs nano-optiques – les lustres céramiques, IXe siècle – sont explicitées. En conclusion les nouveaux usages des nanoparticules en optique, santé ou matériaux de construction sont abordés.