Tesi: "Module à fibres creuses"

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Serra, Christophe. "Ultrafiltration frontale par fibres creuses : dimensionnement des modules et simulation du procédé en clarification des eaux". Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30207.

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Abstract (sommario):

Le procede actuel de clarification et desinfection des eaux potables par ultrafiltration consiste a operer a debit constant et a faire circuler l'eau brute sous pression a l'interieur de fibres creuses ; l'eau epuree est collectee a l'exterieur (procede interne-externe). Le depot forme lors de la filtration est elimine par une sequence de retrolavage qui consiste a inverser le sens des flux. L'objectif est d'etudier de possibles ameliorations de ce procede en combinant trois idees. La premiere consiste a operer en mode frontal, c'est a dire sans recirculation a l'interieur du module. La seconde est de tirer parti d'un bullage d'air pour reduire le colmatage ou faciliter le retrolavage. La troisieme est d'operer en configuration externe-interne, les fibres creuses etant alimentees par l'exterieur et le permeat recupere dans la lumiere de celles-ci. Deux modeles theoriques prenant en compte les pertes de charge longitudinales dans le faisceau et dans les fibres sont developpes. Les simulations montrent que le debit net de production est maximum si le diametre externe des fibres et le taux de remplissage sont fixes aux valeurs optimales resultant de la competition entre l'augmentation de la surface filtrante et des pertes de charge. Ils quantifient egalement l'influence des proprietes de la ressource et des conditions operatoires. Menees sur une suspension de bentonite et sur l'eau de seine a differentes echelles, de la fibre unique a un module de taille industrielle, les experiences confirment globalement les resultats theoriques. Elles montrent aussi que le procede externe-interne et l'emploi d'air lors de la filtration permettent d'allonger les cycles de filtration augmentant ainsi le debit net et diminuant donc les pertes en eaux. Utilise lors des sequences de retrolavage, l'air permet d'en reduire la duree et d'en augmenter l'efficacite notamment lorsqu'il est couple a un a-coup de pression

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Maurel, Martin. "Dynamique propagative d’impulsions optiques ultra-courtes pour un module de compression à base de fibre creuse". Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0116.

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Abstract (sommario):

Les lasers de durées ultra-courtes, de l’ordre de la centaine de femtoseconde, sont actuellement des outils incontournables pour bon nombres d’applications industrielles ou académiques. Cependant leurs durées restent limitées par la technologie même de ces dispositifs. Par ailleurs, le développement de nouvelles fibres optiques microstructurées offre un guidage d’impulsions de hautes énergies dans des milieux gazeux permettant de ce fait la génération d’effets non-linéaires moteurs aux dynamiques de compression et de post-compression. Les travaux de cette thèse s’inscrivent donc dans ce contexte. Les études de dynamiques de compression d’impulsions ultra-courtes sont ainsi présentées. Les démonstrations d’auto-compression et de post-compression ont été faites à des longueur d’ondes de 343 nm et 1030 nm pour des régimes d’énergies allant de quelques microjoules à plusieurs centaines de microjoules pour des puissances moyennes jusqu’à 100 W. Des compressions de facteur 29 sont présentées faisant passer des impulsions de 580 fs à 19 fs via une dynamique de compression solitonique. De plus, cette technologie s’est vu intégrée dans une plateforme industrielle installée chez différents clients
Ultra-short pulse laser, hundred femtoseconds, are currently an essential tool for many industrial or academic applications. However, their duration remains limited by the technology which composed this device itself. In addition, development of new microstructured optical fibers offers high-energy pulse guidance in gaseous media, thus allowing the generation of non-linear effects, key parameter for pulse compression and post-compression dynamics. The work of this thesis is therefore part of this context. Studies of ultra-short pulse compression dynamics are presented. Self-compression and post-compression are demonstrated at wavelengths ranging from 343 nm to 1030 nm with energy from few microJoules to several hundred microJoules and average power up to 100 W. Factor 29 of compressions are presented, with solitonic dynamic pulse with duration of 580 fs are compressed down to 19 fs. In addition, this technology has been integrated into an industrial platform installed at various customers' sites

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Hajj, Ali. "Coupling microwaves with a CO2 desorption process from amine solvent : experimental and modeling approaches". Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2024. http://www.theses.fr/2024IMTA0412.

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Abstract (sommario):

Alors que les besoins énergétiques mondiaux continueront d’être satisfaits par des sources d’énergie fossiles, une solution viable pour réduire les émissions de CO2 serait de mettre en œuvre des technologies de captage du carbone. Le captage du CO2 par absorption dans des solvants aminés fait partie des technologies les plus avancées mises en œuvre sur les unités de post-combustion. Son application reste néanmoins limitée aux grandes sources ponctuelles, et les petites sources restantes difficiles à décarboner. Récemment, le chauffage microondes a gagné en popularité en raison de ses caractéristiques de sélectivité, de nature volumétrique et de facilité de contrôle ; d'autre part, les contacteurs à membrane sont des contacteurs gaz-liquide prometteurs en raison de leur compacité, de leur flexibilité opérationnelle et de leur facilité d'évolutivité par rapport aux colonnes à garnissage. Dans ce travail, nous explorons le fonctionnement de la désorption chimique lors d'un contacteur à membrane à fibres creuses par chauffage par micro-ondes.Une compréhension complète des interactions entre les champs microondes et les phénomènes de transfert est essentielle pour la conception, le fonctionnement et l’optimisation corrects d’un équipement à l’échelle industrielle. Ainsi, les taux de désorption du CO2 ont été étudiés expérimentalement à l'échelle locale d'une seule fibre millimétrique, placée dans une cavité micro-onde monomode. La modélisation numérique de la fibre a permis de visualiser les gradients de température formés à l'intérieur du solvant, et les taux de désorption locaux correspondants. En parallèle, une unité à l'échelle prototype a été conçue pour la désorption du CO2 à l'échelle d'un module à fibres creuses sous des champs microondes. À cette fin, nous avons conçu une cavité sur mesure pour abriter un module à membrane de telle manière que la désorption du CO2 aurait lieu simultanément avec le chauffage électromagnétique
As global energy needs will continue to be met by fossil-fuel based sources, a viable solution to reduce CO2 emissions would be to implement carbon capture technologies. CO2 capture by absorption in amine solvents ranks among the most advanced technologies to be implemented on post combustion units. Still, its application is remains constrained large point sources with small sources remaining difficult to decarbonize. Recently, microwave heating has gained in popularity due to its characteristics of selectiveness, volumetric nature, and ease of control; on the other hand, membrane contactors are promising gas-liquid contactors due to their compacity, operational flexibility, and ease scalability in comparison to packed columns. In this work we explore the operation of chemical desorption when a hollow fiber membrane contactor by microwave heating.A comprehensive understanding of the interactions of microwave fields and transfer phenomena is essential for the correct design, operation, and optimization of an industrial scale equipment. Hence CO2 desorption rates were experimentally studied at the local scale of a single millimetric fiber, placed in a mono-mode microwave cavity. Numerical modeling of the fiber allowed the visualization of the temperature gradients formed inside the solvent, and the corresponding local desorption rates. In parallel, a prototype-scale unit was designed for the desorption of CO2 at the scale of a hollow fiber module under microwave fields. To this end we designed a custom-design cavity was made to house a membrane module in such a manner that CO2 desorption would take place simultaneously with electromagnetic heating

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Pierre, François-Xavier. "Les contacteurs membranaires appliqués à l'extraction de composés d'arôme". Paris, Institut national d'agronomie de Paris Grignon, 2002. http://www.theses.fr/2002INAP0050.

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Dupuy, Aurélie. "Stabilisation de l'interface liquide-liquide dans un contacteur membranaire : Application à l'extraction sélective de terpènes oxygénés d'huile essentielle d'agrumes". Phd thesis, AgroParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00626547.

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Abstract (sommario):

Les huiles essentielles d'agrumes sont une source abondante et peu chère de terpènes oxygénés, molécules à haute valeur ajoutée pour l'industrie des arômes et des parfums notamment. Le procédé industriel employé pour leur extraction, de type liquide-liquide peut potentiellement être intensifié par l'utilisation de contacteurs membranaires, qui permettent de s'affranchir de l'étape de décantation et d'élargir le choix des solvants. Cependant, la faible tension de surface entre les huiles essentielles et les solvants hydro-alcooliques rend difficile la stabilisation de l'interface dans la membrane. En l'état actuel, les contacteurs membranaires sont inenvisageables pour cette application à l'échelle industrielle. L'objectif est de proposer des solutions afin de faciliter la stabilisation de l'interface. On souhaite élargir la fenêtre dans laquelle la différence de pression entre les deux phases doit être contrôlée, une différence de 0,5 bar étant choisie comme minimum pour l'application à plus grande échelle. Cela signifie que la pression critique ΔPc (au-dessus de laquelle la phase non mouillante traverse la membrane) doit être supérieure à 0,5 bar. Deux pistes ont été explorées : travailler d'une part sur le choix du solvant, et d'autre part sur la sélection de la membrane en fonction du diamètre maximal des pores ainsi que de ses propriétés de surface. En conclusion, cette étude a permis d'identifier des membranes en PTFE et céramique greffée pour lesquelles la différence de pression entre les deux phases peut être contrôlée dans une fenêtre relativement large de 0,5 bar. C'est une avancée considérable par rapport aux modules commerciaux Liqui-Cel® en polypropylène.

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Bequet, Stéphane. "Procédé de photogreffage en continu de membranes fibres creuses". Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30145.

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Barbot, Elise. "Amélioration des performances par couplage de procédés de l'ultrafiltration par fibres creuses". Aix-Marseille 3, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX30058.

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Gourgues, Claire. "Ultrafiltration de suspensions de bentonite par des fibres creuses : Production d'eau potable". Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30177.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail est d'apporter des elements aidant a la conception et au choix de modes de fonctionnement de modules de fibres creuses d'ultrafiltration, destines a la production d'eau potable, a partir d'eaux peu chargees. En filtration tangentielle, la mesure du debit de permeation, associee a la connaissance de la quantite de matiere deposee a permis de verifier une loi de type resistif et d'apprecier l'influence de faibles vitesses de circulation. La quantite de matiere a ete comparee a celle deposee en filtration frontale dans les memes conditions operatoires. Cette comparaison permet l'etablissement d'un modele, par la determination d'un flux d'ecart a la filtration frontale, dependant de la vitesse de circulation et de la concentration. L'interpretation de ce flux conduit a situer les phenomenes limitants dans la couche laminaire: en supposant que le flux convectif est equilibre par un flux de retour a l'etat stationnaire, une condition d'equilibre est determinee a partir des resultats experimentaux, entre la vitesse locale, le debit de permeation, et la concentration. Tenant compte du profil de vitesse au voisinage d'une fibre, cette condition est localement appliquee, et permet une description spatio-temporelle de la croissance du depot, en bon accord avec le resultats experimentaux, ce qui confirme l'existence d'un flux de retour. La modelisation du debit de filtration en fonction du temps a permis de comparer les fonctionnements de modules d'ultrafiltration. L'ecoulement en milieu confine (peau interne) conduit a une meilleure efficacite de la vitesse a la limitation du depot. Des bilans energetiques ont permis d'apprecier les retombees de la configuration et du fonctionnement du module sur l'ensemble du procede. La comparaison de modes discontinu (peau externe) et continu (peau interne) montre que la limitation du colmatage s'avere etre parfois plus penalisante que la croissance du depot

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Septier, Dylan. "Fibres creuses à double gaine dédiées à la micro-endoscopie non-linéaire". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILR049.

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Abstract (sommario):

Cette thèse présente le développement d'un micro-endoscope non-linéaire flexible et fortement multimodal. Il est basé sur une fibre optique à cœur creux à courbure négative qui rend possible le déport d'impulsions très courtes et intenses pour une gamme étendue de longueurs d'onde, sans distorsion temporelle ni spectrale significative. Une large double gaine de silice, guidant grâce à une fine couche de polymère de bas indice, entoure la microstructure et permet de collecter et contre-propager les signaux non-linéaires par la même fibre que la transmission du signal source. Afin de diminuer grandement la taille du mode en sortie de fibre, son extrémité distale est fonctionnalisée soit par l'insertion d'une bille de silice dans son cœur, soit par la soudure d'une fibre à gradient d'indice. Une surface large de plusieurs centaines de microns est scannée grâce à un tube piezo-électrique doublement résonant attaché à la fibre et donnant lieu à un profil en spirale. En plus d'un micro-objectif, il est inséré dans un tube métallique bio-compatible de 3~mm de large, formant une tête endoscopique compacte. Des images endsocopiques de tissus biologiques, dont des échantillons frais et non marqués, sont démontrées pour la première fois en utilisant la fluorescence par absorption à trois photons (3PEF), mais également la fluorescence par absorption à deux photons (2PEF), la génération de seconde (SHG) ou troisième (THG) harmonique, et la dispersion cohérente Raman anti-Stokes (CARS). Ce système est actuellement en cours de commercialisation par Lightcore Technologies. Une nouvelle méthode de séparation des signaux d'excitation et de collection est également proposée, basée sur un coupleur de fibre creuse à double gaine. L'utilisation de deux verres différents rend la fabrication possible, même avec une étape de fusion, sans affecter la microstructure creuse de la fibre. Des performances jusqu'à 70~% du système utilisé actuellement sont mesurées et des images de tissus biologiques non marqués sont obtenues, démontrant les possibilités d'application pour l'endoscopie non-linéaire
This thesis presents the development of a highly multimodal flexible nonlinear micro-endoscope. It is based on a negative curvature hollow core fiber, allowing the delivery of ultrashort and intense optical pulses over a wide spectral band without significant temporal nor spectral distortion. A large silica double clad, guiding via a thin layer of low index polymer, surrounds the microstructure and enables the nonlinear signals to be collected and back propagated through the same fiber as the excitation source. The fiber distal tip is functionalized by addition of either a silica bead inserted into its hollow core or a graded index fiber spliced to its endface, allowing to significantly reduce the mode size at the fiber output. Scanning over an area of several hundreds of microns is provided by a doubly resonant piezoelectric tube attached to the fiber tip to create a spiral scan. Along with a fixed objective, it is encased inside a 3~mm large bio-compatible steel tube, making for a compact endoscope head. Endoscopic imaging of biological tissues, including fresh and unlabeled samples, is demonstrated for the first time using three photon excited fluorescence (3PEF), as well as two photon excited fluorescence (2PEF), second (SHG) and third (THG) harmonic generation, and coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS). This system is currently commercialized by Lightcore Technologies. A new scheme is also proposed for the separation of excitation and collection signals, based on a hollow-core double clad fiber coupler. Two different glass materials are used, making the fabrication possible, even with a fusion step, without affecting the hollow microstructure. Performances up to 70~% of the currently used scheme are measured, and images of unstained biological tissues are presented to demonstrate its applicability in nonlinear endoscopy

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Debord, Benoît. "Génération et micro-confinement de plasmas microondes dans des fibres optiques creuses microstructurées". Limoges, 2013. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/63c75fb1-f102-4f88-95b0-fbfe07872238/blobholder:0/2013LIMO4045.pdf.

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Abstract (sommario):

Une association originale d'une excitation microonde non-intrusive et sans électrode avec une fibre à coeur creux à cristal photonique (HC-PCF) a permis pour la première fois la génération et le confinement d'un plasma dans une structure photonique, ouvrant ainsi l'avènement d'une nouvelle discipline : "Plasma Photonics". Ces travaux comprennent une étude théorique et expérimentale pour exacerber le "couplage inhibé" d’une HC-PCF à maille de Kagomé. Ceux-ci ont mené au développement d'une HC-PCF présentant des pertes record de 17 dB/km à 1 μm et avec une forte courbure des arches formant le contour du coeur hypocycloïdal. Les résultats démontrent que l'exacerbation de cette forme hypocycloïdale présente 3 mérites : une diminution des pertes de propagation, un recouvrement de la puissance optique avec la silice très fortement réduit et enfin l'obtention d'un meilleur contenu modal. Basée sur cette étude, une fibre Kagomé à large coeur (i. E. Un diamètre de coeur ~100 μm) et guidant efficacement autour de 488 nm a été développée afin de faciliter la génération d'un plasma microonde stable. La génération de ce dernier repose sur un système original d'excitation et de maintien par une onde de surface microonde, et a donné lieu, pour la première fois, à la génération et au confinement d'un plasma au sein du cœur micrométrique d’une HC-PCF. Malgré le fait que la température du plasma soit proche de celle de la transformation du matériau microstructuré environnant, celui-ci est préservé. Ceci est expliqué théoriquement par une dynamique du plasma particulière à ces échelles micrométriques avec un rôle important joué par une gaine de charge d'espace près de la paroi interne du coeur
A novel scheme enabling for the first time the generation and confinement of microwave plasma in a hollow-core photonic crystal fibre (HC-PCF) is achieved, thus paving the way to the advent of “Plasma photonics”. This is achieved by combining a non-intrusive and electrode-free microwave excitation with specifically designed HC-PCF. This work includes a theoretical and experimental study to enhance the "inhibited coupling" of a Kagomé cladding lattice HC- PCF. This led to the development of a HC-PCF with a record transmission loss of 17 dB/km at 1 μm, and exhibiting a hollow-core with hypocycloid contour with strong arc curvature. The results show that the enhancing of this core contour negative curvature has three virtues: the propagation losses are strongly reduced, the optical power overlap with silica core-surround is diminished and finally, a better modal content is obtained. Based on these findings, a large core (i. E. A core diameter of ~100 microns) Kagome HC-PCF and guiding around 488 nm is fabricated to facilitate the generation of stable microwave plasma. The generation of the latter is based on an original excitation and is sustained by a microwave surface-wave, which is turn led for the first time, to the generation and confinement of a plasma in the micrometric core of the HC-PCF. Despite the fact that the plasma has a temperature value close to that of the surrounding microstructured glassy material, the latter integrity is preserved. This is explained theoretically by a particular plasma dynamics at this micrometer scale with an important role played by a space charge sheath near the inner wall of the core

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Paris, Patrick. "Conception, réalisation et performances hydrauliques de faisceaux de fibres creuses parallèles pour l'ultrafiltration". Mulhouse, 1989. http://www.theses.fr/1989MULH0119.

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Abstract (sommario):

Dispositif de mise en faisceau de fibres creuses parallèles. Réalisation d'un prototype du procédé. Etude des aspects cinématique et dynamique exercés sur la fibre creuse. Mise en évidence de l'influence des caractéristiques du faisceau de fibres creuses sur les performances hydrauliques du module. Elaboration de modèles 1d et 2d pour l'écoulement à l'interieur et à l'exterieur des fibres

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Brinkert, Luc. "Fibres creuses d'ultrafiltration : propriétés mécaniques et contrôle en ligne sur site de filage". Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0247.

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Abstract (sommario):

Les fibres creuses d'ultrafiltration, élaborées à base de polymère, peuvent se déformer de manière irréversible sous l'application de pressions lors de la filtration, ou de tensions lors de leur fabrication. Leur caractère viscoélastique est superposé à un domaine plastique au-delà d'un certain seuil. Un test mécanique de compression transverse permet de déterminer une pression limite au-delà de laquelle la fibre est soumise à un compactage de la structure. Des essais de traction et de relaxation longitudinaux révèlent un état instable, fortement dépendant de l'environnement climatique. Pour assurer la qualité de la constance des propriétés mécaniques lors du filage, un capteur de tension à faible embarrage a été choisi pour un contrôle in situ. Au préalable, une étude de frottement a comparé divers matériaux qui introduiraient un contact avec la fibre en formation. Le signal recueilli par le capteur est une partition entre la rigidité, la géométrie et la tension mécanique de la fibre. La recherche de défauts périodiques est fondée sur l'analyse spectrale, alors que des moyens statistiques permettent la détection de défauts ponctuels et brefs. Cette analyse montre la validité de ce contrôle de tension par rapport à d'autres moyens d'investigation qui souffrent de l'environnement de la fibre lors du filage ou d'informations incomplètes et moins sensibles

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Atlan, Isabelle. "Pervaporation et stripping dans des contacteurs à fibres creuses : Elimination des micropolluants des eaux". Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0021.

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Abstract (sommario):

Les controles et les reglementations sur la qualite de l'eau potable sont de plus en plus severes. Les filieres classiques de traitement sont peu efficaces vis-a-vis des micropolluants organiques de faible masse moleculaire, et il est necessaire d'utiliser des traitements d'appoint comme l'adsorption sur charbon actif ou l'oxydation chimique. Face aux micropolluants volatils, quelques etudes ont deja ete publiees sur les potentialites de la pervaporation et du stripping dans des contacteurs a membrane. Ces procedes peuvent etre compares au stripping a l'air. Cette etude traite du transfert de matiere des solutes dans des contacteurs a fibres creuses denses ou poreuses. Il est montre que celui-ci est essentiellement limite par la resistance cote liquide. Les conditions dans lesquelles la resistance gaz peut etre negligee sont determinees. Il est verifie que la nature de la membrane ne modifie pas le transfert de matiere, et les avantages et inconvenients de l'emploi de fibres denses ou poreuses sont precises. De cet ensemble de resultats, sont deduits des criteres de dimensionnement d'une unite de pervaporation ou de stripping. Ces procedes presentent de grandes potentialites au niveau industriel mais des flux trop faibles et donc des couts trop importants ne permettent pas d'envisager aujourd'hui leur application au traitement des eaux potables. Au contraire, ils pourraient etre judicieusement integres dans des chaines de traitement d'effluents plus concentres

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Goma-Bilongo, Tchicaya. "Modification de la surface de membranes fibres creuses par photogreffage en continu : simulation du procédé". Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2006TOU30021.

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Abstract (sommario):

Dans cette étude, un modèle numérique a été développé pour représenter le procédé de photogreffage en continu de membranes fibres creuses. Ce procédé permet de modifier la surface de membranes en polysulfone sans ajout de photoinitiateur. Le modèle proposé tient compte des effets couplés du transfert du monomère avec la réaction de polymérisation et du transfert thermique avec l'évaporation. Des fibres creuses ont été traitées dans différentes conditions opératoires et ont été ensuite caractérisées en termes de perméabilité et de rétention. La masse de monomère greffé a été mesurée et peut être comparée à celle prédite par le modèle. Ce modèle a permis d'une part d'identifier les paramètres majeurs (dose UV, concentration en monomère, temps de séjour dans le bain de monomère) et d'autre part de définir les conditions optimales de greffage. Les tendances prédites par le modèle sont en accord avec celles observées expérimentalement
In this study, a numerical model was developed to represent a continuous photo-grafting process applied to hollow-fibre membranes. This process allows the surface of polysulfone membranes to be modified, without addition of a photo-initiator. The proposed model takes into account the coupling effects between monomer transfer and the polymerisation reaction and between heat transfer and evaporation. In the experimental work, hollow fibres were treated under different operating conditions and were then characterised in terms of permeability and retention. The mass of monomer grafted was measured and could be compared with the value predicted by the model. This model made it possible on the one hand to identify the major controlling parameters (UV dose, monomer concentration, residence time in the monomer bath), and on the other to define the optimum grafting conditions. The tendencies predicted by the model are in agreement with those observed experimentally

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Akbari, Ahmad. "Elaboration de fibres creuses de nanofiltration par photogreffage : application au traitement de solutions de colorant". Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30066.

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Albaraka, Zaher. "Étude de l’extraction membranaire par fibres creuses de sels alcalins par des systèmes macrocycliques calixaréniques". Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6012.

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Abstract (sommario):

Ce travail montre les avantages de l’extraction liquide-liquide non dispersive obtenue à l’aide de contacteurs membranaires. Conçus en modules de fibres creuses pouvant être imprégnés par le solvant organique (membranes lipophiles). Il montre la possibilité d’utiliser cette technique pour l’extraction de sels alcalins par des extractants macrocycliques dissouts dans un solvant non polaire. Il présente une modélisation du transfert de matière basée sur une adaptation du modèle du double film et appliqué pour des systèmes biphasiques présentant des isothermes non linéaires. L’influence des paramètres hydrodynamiques (débits des phases) et physico chimiques (diffusivité du soluté, conditions d’équilibre) sur les cinétiques de transferts sont discutés par le biais du coefficient de transfert global (Kw). La simplicité d’utilisation de modules membranaires dans des extractions non dispersives en fait de bons candidats dans des configurations en série pour combiner plusieurs opérations dans une démarche d’intensification de procédé
This work shows the advantages of liquid-liquid non-dispersive extraction which takes place in membrane contactors constructed with lipophilic hollow fibers. It shows the possibility of using this technique for the extraction of alkaline salts by macrocyclic extractants dissolved in a nonpolar solvent. It presents a model of mass transfer based on an adaptation of the double film model and applied to biphasic systems exhibiting nonlinear isotherms. It provides the global mass transfer coefficient which is shown to be influenced by phase flow rates, the solute diffusivity and the extraction equilibrium. The simplicity of use of membrane modules in non-dispersive extraction makes them good candidates to combine multiple operations (intensification process)

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Tajalli, Seifi Payman. "Auto-structuration de nano-objets d'azo-polymère : du nanofilm à la nanosphère". Angers, 2011. http://www.theses.fr/2011ANGE0005.

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Abstract (sommario):

Les polymères contenant des azobenzene sont potentiellement prometteurs pour des applications dans divers domaines de l'optique et la photonique. Il a été observé que la surface libre de films polymère peut induire un transport de masse s'il est exposé à une lumière structurée. L'absorption de la lumière induit un mouvement moléculaire et conduit à des réseaux de surface en relief. Dans cette thèse nous avons tout d'abord étudié l'influence de l'épaisseur du film mince et des très basses températures (-200° C) sur la formation des reseaux auto-structurés. Nous présentons ensuite un nouveau type de fibres creuses "hollow core" dans lesquelles nous induisons un réseau. Les réseaux auto-structurés ont été écrits à l'aide d'un faisceau laser convenable avec une polarisation appropriée dans une fibre capilaire en verre dont la surface interne a été recouverte d'une mince couche d'azopolymère. Ce type de fibre (noté HCGF pour "Hollow Core Grating Fiber") pourrait trouver une application dans la sélection de longueur d'onde ou dans l'allongement de la durée d'impulsion. Enfin l'auto-structuration de nano-objets d'azopolymères sous forme d'azonanotubes et d'azonanosphères de l'azopolymère a été étudiée. Nous nous appuyons sur l'effet de la migration photoinduite observée dans les films minces d'azopolymère pour étudier la formation du réseau de surface à partir d'azo-nanotubes. La manipulation et le contrôle précis de l'ordre moléculaire est réalisée à l'echelle nanométrique. L'interaction entre un faisceau laser argon et des nanotubes azopolymère induit des structures de surface. Le processus d'auto-structuration observé dépend de la polarisation du faisceau laser. Par ailleurs, nous avons étudié des sphères nanométriques d'un azopolymère obtenues par micellisation à partir d'une solution. Nous avons observé une déformation photoinduite des nanosphères sous l'action de lumière blanche. L'effet de déformation photoinduite est limité à une très petite surface, ce qui indique un comportement différent de celui dans les couches minces. Il est également montré que, quelle que soit l'origine de la force qui est exercée sur les nanosphères, une énorme pression est transmise à l'intérieur des particules ou à la matière environnante, permettant ainsi d'induire et de contrôler efficacement le mouvement mécanique à l'echelle nanométrique via la lumière
In this thesis we studied self-structuration of azopolymer nano-objects, including azopolymer thin films, azo-nanotubes and azo-nanosphere. The influence of thin film thickness and very low temperatures on self-structured SRG formation will described and discusses extensively. Then we proposes a new type of hollow-core fiber called hollow-core grating fiber (HCGF). Inside hollow-core grating fiber (HCGF), the self-structured SRG patterns was written by lunching a suitable laser beam with proper polarization in a capillary glass fiber which inner surface has previously been coated with an azopolymer thin film. Such a grating acts as a wavelengths/angle. This type of fiber (HCGF) could find application for wavelength selection of pulse duration stretching. We exploit the photoinduced migration effect in azopolymer thin films to induce surface relief patterning of azo-nanotubes. Manipulation and precise control of the molecular order is achieved at the nanoscale. Interaction between a laser beam from an argon laser and the azopolymer nanotubes induces structures on the surface. The self-patterning process is observed to depend on the laser beam polarization. Furthermore nanometric spheres of an azopolymer are obtained by micellization from a solution. We observed photoinduced deformation of nanospheres under white light illumination. The photoinduced deformation effect is restricted to very small surface, which produces a different behaviour than in thin films. It was also shown that, whatever the origin of the force that is exerted onto the nanospheres, huge pressure will be transmitted to the interior of the particles or to the surrounding material, opening up the possibility with light to induce and control effectively mechanical motion at the nanoscale

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Sheng, Jin. "Pervaporation du mélange eau-éthanol dans un faisceau de fibres creuses : modélisation des régimes de fonctionnement". Toulouse, INPT, 1988. http://www.theses.fr/1988INPT033G.

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Sais, Hassiba. "Étude de l'effet du débit pulsé en microfiltration et ultrafiltration sur membranes organiques à fibres creuses". Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD858.

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Abstract (sommario):

La première partie de ce travail est consacrée à un rappel bibliographique sur la filtration, ses limitations et les différents moyens pouvant être utilisés pour améliorer les flux de perméat, notamment la limitation du colmatage par la modification de l'hydrodynamique de l'écoulement et particulièrement par l'utilisation d'écoulements instationnaires. Compte tenu de la limitation de la pression admissible (2 bars) qui constitue une caractéristique technique importante des modules organiques à fibres creuses, nous avons proposé un type de procédé nouveau et original qui est constitué d'une pompe péristaltique de grande taille à un seul galet, dont l'effet est combiné à celui d'un accumulateur placé en aval de la membrane. L'étude des différents modes de fonctionnement du générateur de pulsations suivant son emplacement, nous a permis de choisir l'emplacement de ce dernier en aval de la membrane lors de la microfiltration d'une suspension minérale de carbonate de calcium où le phénomène limitant est la formation d'un dépôt. Une amélioration du flux de plus de 80% a été enregistrée pour des concentrations de 10 g/l et un nombre de Reynolds de 1925. Comme il est permis de récupérer la totalité de la perméabilité de la membrane grâce à la succession des phases de filtration et de nettoyage. Par contre pour la solution de pectine où les phénomènes limitant sont la polarisation de concentration et l'adsorption, l'emplacement de ce dernier en amont de la membrane et en opposition à la pompe d'alimentation a permis d'obtenir des gains de plus de 60% à une concentration de 5 g/l et une Ptm de 1 bar, grâce au rétrolavage périodique de la membrane lors de la phase d'écrasement du tuyau. La présence d'écoulement instationnaires entraîne une augmentation de la perte de charge et de la consommation énergétique, l'estimation de l’énergie spécifiques dégradée par mètre cube de perméat a été nécessaire en régime stationnaire et en régime pulsé. Pour la suspension de carbonate de calcium, à même énergies spécifiques le régime pulsé permet de produire quatre fois plus à faibles concentrations contrairement à la solution de pectine, ou une meilleure production n'est obtenue qu'à forte concentration de la solution et a même débit de la pompe.

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Sheng, Jin. "Pervaporation du mélange eau-méthanol dans un faisceau de fibres creuses modélisation des régimes de fonctionnement /". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37618575s.

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Dufour, Elsa. "Relation entre la microstructure de fibres creuses PVdF, les propriétés physico-chimiques et les performances de filtration". Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCM0001.

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Abstract (sommario):

Le projet NEOPHIL a pour ambition d'élaborer une membrane d'ultrafiltration (UF) en fibre creuse de poly(fluorure de vinylidène) (PVdF) possédant une résistance au colmatage stable dans le temps. Cette propriété peut être acquise par l'ajout d'un copolymère à blocs nommé GEN dans la solution de préparation des fibres en plus de l'additif poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) classiquement utilisé. Dans ce travail, nous nous sommes attachés à la détermination des additifs en surface, dans la masse et à établir des profils de concentration par ATR-FTIR, T%-FTIR et microscopie Raman. Ces analyses ont montré que la moitié de la PVP est lessivée dans le bain de coagulation alors que GEN reste quantitativement ancré dans la matrice. Dans le cas de la PVP, les paramètres d'élaboration comme la présence de solvant ou de PVP dans le bain de coagulation influent fortement sur le profil de concentration au niveau des interfaces. Par la suite, une analyse multicritère entre l'hydrophilie apportée par les additifs et le colmatage a été effectuée. Cette étude a été réalisée par des mesures d'angle de contact à l'eau, de rétention d'eau et de pression d'intrusion d'eau sur fibres sèches en relation avec la taille et la distribution des pores, la rugosité de surface (AFM) et la perméabilité à l'eau pure. La rétention d'eau et la pression d'intrusion d'eau semblent les deux techniques les plus pertinentes pouvant relier les propriétés physico-chimiques et les performances de filtration. Une étude préliminaire sur le comportement au vieillissement a également été effectuée qui montre que GEN est peu extrait alors que la PVP disparait en partie par extraction et/ou dégradation. Ce phénomène affecte fortement les différents paramètres étudiés dans l'analyse multicritère
The project NEOPHIL aims to develop an ultrafiltration (UF) membrane hollow fiber from poly (vinylidene fluoride) (PVdF) that resists to fouling amide time. This property can be achieved by adding a block copolymer called GEN in the fiber preparation solution in addition to the classic additive, poly (vinyl pyrrolidone) (PVP). In this work, we focused on the quantification of additives on the surface, in the bulk and establishing the concentration profile by ATR-FTIR, T% -FTIR and Raman microscopy. These analyzes showed that half of the PVP is washed away into the coagulation bath while GEN quantitatively remains anchored in the matrix. In the case of PVP, the formulation parameters such as the presence of solvent or PVP in the coagulation bath greatly affects the concentration profile at the interfaces. In addition a multi-criteria analysis between hydrophilicity provided by the additives and the fouling was established. This study was carried out by measurement of the water contact angle, water retention and water intrusion pressure of dry fibers in relation to the size and distribution of pores, the surface roughness (AFM) and the permeability to pure water. Water retention and water intrusion pressure seem to be the two most relevant techniques that can connect the physicochemical properties and filtration performance. A preliminary study on the aging behavior was also performed showing that GEN is not extracted while the PVP is lost partly by extraction and/or degradation. This phenomenon strongly affects the different parameters studied in the multi-criteria analysis

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Galop, Marc. "Caractérisation de fibres creuses d'ultrafiltration par analyse thermique. Influence de la mise en oeuvre et du vieillissement". Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30074.

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Abstract (sommario):

Le vieillissement des fibres d'ultrafiltration se traduit par des evolutions chimiques et physiques. Le but de cette etude est de caracteriser ces evolutions. Les techniques thermostimulees (fts, cts, aed) ont ete choisies pour etudier ces fibres en acetate de cellulose. * l'origine des modes de relaxation/transitions a ete precise ; ces modes se situent dans 3 gammes de temperature: basses temperatures: mouvements localises, oh et acetate hautes temperatures: mouvements delocalises (tg, tc, tf) temperatures intermediaires: dus a l'eau et a la morphologie de la fibre * les fibres de petits diametres possedent des contraintes internes introduites lors du filage de la fibre. L'evaporation de l'eau et la temperature permettent leur relaxation. Ce comportement thermomecanique et l'homogeneite de la fibre dependent de l'orientation moleculaire. * des fibres de 1 a 3 ans ont ete comparees avec des fibres de reference. Pour expliquer les evolutions observees, deux types de vieillissement artificiels ont ete utilises (hydrolyse et coupures de chaines). Les processus elementaires de vieillissement ont pu ainsi etre decouples sur des fibres vieillies en utilisation

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Alshebani, Awad. "Développement de membranes céramiques pour la séparation des gaz : fibres creuses et composites mésoporeux de nouvelle génération". Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10306.

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Abstract (sommario):

L’objectif de ce travail a été le développement de membranes et fibres creuses céramiquesfondées sur des matériaux micro - et mésoporeux de nouvelle génération pour la séparation sélective des gaz. Après une revue de l’état de l’art, nous présentons les techniques de la préparation et de synthèse des membranes. Ensuite vient l’étude de l’influence des différentes conditions de désorption, avant la séparation gazeuse, sur la perméance gaz pur, et sur la séparation de mélanges gazeux dans le troisième chapitre. La désorption semble être cruciale non seulement pour assurer l’obtention des données fiables de perméation, mais aussi d'améliorer également la capacité de séparation des membranes dans des applications pratiques. Nous présentons ensuite pour la première fois la synthèse de fibres creuses MFIalumine de type nanocomposite, où le matériau zéolithique cristallise dans les pores de l’alumine au lieu de former une couche superficielle. Cette architecture offre non seulement plus de stabilité mécanique, mais aussi une meilleure séparation à haute température. Dans le cinquième chapitre, nous présentons aussi des caractérisations de membranes tubulaires nanocomposites de silice ordonnée du type MCM-41 (« LUS »), avec une taille de pore d’environ 3 nm. Une dernière section apporte des résultats complémentaires de perméance et de séparation des gaz
The aim of this work is the development of micro- and mesoporous membranes of new generation for gas separation, with special insight into tubular and hollow fibre geometries. After a review of the state of the art, we present the techniques of preparation and synthesis of the membranes. In a third section, a detailed study is presented, focusing on the influence of the desorption conditions on the pure gas permeance and gas mixture separation in MFI tubular membranes. Gas desorption prior to any test appears to be a crucial step not only to obtain reliable gas permeance data, but also to also to improve the separation performance of a membrane in practical applications. In a fourth section, we present, for the first time, the synthesis of nanocomposite MFI/alumina hollow fibres, where the zeolite material crystallizes in the alumina support pores instead offorming a surface film. This architecture offers not only more mechanical stability, but also a better separation performance at high temperature. In a fifth section, this work presents, also for the first time, the characterization of nanocomposite MCM-41(‘LUS’)/alumina tubular membranes, with a mean pore size about 3 nm. A last section provides complementary results of permeance and gas separation

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Campeau, Simon. "Conception d'un matériau acoustique à base de fibres naturelles d'asclépiade". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11513.

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Abstract (sommario):

Dans un contexte où la pollution, qu'elle soit sonore ou environnementale, continue de s'accroître malgré les efforts déployés, ce projet de recherche propose la conception d'un absorbant acoustique à base de fibres naturelles possédant un fort potentiel acoustique, la soie d'asclépiade. Produite au Québec, cette fibre permet de respecter les grands principes du développement durable. Pour assurer une conception optimale, la démarche proposée passe par l'adaptation d'un modèle acoustique micro-macro de matériaux fibreux afin de relier le comportement acoustique aux paramètres de conception, qui sont l'orientation des fibres, leurs diamètres ainsi que la masse volumique apparente de l'agrégat. En premier lieu, la validité du modèle micro-macro pour le cas des fibres creuses est investiguée. Pour ce faire, une correction de l'expression de la porosité du matériau est proposée afin d'alimenter le modèle micro-macro avec la porosité externe aux fibres uniquement, comme cela aurait été le cas pour des fibres pleines. Cette approche est validée à l'aide de mesures directes et ultrasonores de la porosité, montrant que la porosité « acoustique » est inférieure à la porosité totale mesurée directement. Les résultats du modèle sont ensuite comparés avec des mesures en tube d'impédance d'échantillons de fibres en vrac à différents taux de compaction. On peut observer que le comportement global de la fibre est bien capté par le modèle, qui se compare bien avec le modèle classique de Miki. On y observe aussi que la résistivité mesurée suit bien les prédictions du modèle pour un arrangement de fibres dans le plan perpendiculaire au sens de propagation de l'onde acoustique. C'est aussi cet arrangement qui permet d'obtenir les meilleurs résultats en termes d'absorption acoustique. Ensuite, une modélisation de type double porosité avec une loi des mélanges est proposée afin de capter l'effet acoustique de la fibre creuse. On peut observer que pour ces dimensions de fibres, l'effet n'est pas très marqué car la perméabilité du domaine microporeux est faible. Par contre, la loi des mélanges permet de bien corriger le modèle proposé. En second lieu, des tests de fabrication sont réalisés à partir de mats d'asclépiade. Le mat est un mélange d'asclépiade et de fibres bicomposantes formé d'un empilement thermolié de voiles préalablement cardés. Les mats sont compactés et thermoliés de façon à obtenir un matériau d'épaisseur et de masse volumique apparente déterminées. Les meilleurs résultats ont été obtenus sous presse chauffante. Le matériau résultant est ensuite testé et comparé à la mousse de mélamine, une référence en termes d'absorbant acoustique léger. La démarche suivie dans ces travaux a permis de fabriquer un matériau acoustique exploitant le plein potentiel acoustique de la soie d'asclépiade grâce à une optimisation via le modèle prédictif proposé. Pour des développements futurs, il serait intéressant d'étudier les effets de fibres creuses de plus grandes dimensions, en plus de valider l'applicabilité du procédé de fabrication sur ces fibres.

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Kergoustin, David. "Sources optiques infrarouges impulsionnelles ultra-courtes et spectralement ultra-larges générées par effet Raman dans les fibres creuses". Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0097.

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Abstract (sommario):

Les fibres à coeur creux à gaine à cristaux photoniques (HC-PCF) remplies de gaz à haute pression s’avèrent être un outil efficace pour générer, par effet Raman stimulé (SRS), de larges peignes de fréquences. Ces derniers se montrent cohérents grâce au régime fortement transitoire de la SRS permettant l’amplification, depuis le niveau quantique jusqu’au niveau macroscopique, d’un unique mode spatio-temporel. Il en résulte la génération d’ondes Stokes avec une phase bien déterminée. Ces travaux de thèse ont notamment pour but d’étudier comment cette cohérence survit dans le temps, entre deux impulsions consécutives, afin d’évaluer la possibilité d’obtenir un nouveau mécanisme de verrouillage de modes. L’accent est également porté sur la versatilité de la technologie des fibres creuses remplies de gaz en proposant de nouvelles sources lasers originales. Ces sources exploitent des phénomènes non-linéaires comme l’effet Raman ou l’effet Kerr pour générer des rayonnements aussi bien sur un large spectre qu’à une longueur d’onde précise dans l’infrarouge. Enfin, la synthèse d’un train d’impulsions ultra-courtes est réalisée. La période de ce dernier est égale à l’inverse du décalage fréquentiel entre les lignes du peigne. Ce résultat est donc l’illustration parfaite de la cohérence des peignes de fréquences Raman ultra-larges ainsi générés, et est une étape de plus vers l’apparition d’un générateur de fonctions optiques. Un tel générateur serait un élément indispensable pour le processeur d’un ordinateur photonique
Gas-filled Hollow-Core Photonic Crystal Fibers (HC-PCF) are efficient tools regarding ultra-wide and coherent optical frequency combs by Stimulated Raman Scattering (SRS). Coherence is reached thanks to highly transient regime as it allows amplification, from quantum to macroscopic level, of a unique spatial and temporal mode (TSM). This results in the generation of Stokes waves with a well-determined phase. The present work details on which time scale coherence can subsist, between two consecutive pulses. The possibility of making a new kind of mode-lock is studied. Then the extreme versatility of gas-filled HC-PCF is illustrated by presenting different kind of new laser sources, exploiting different nonlinear phenomena as Raman and optical Kerr effects. Both ultra-broad and infrared sources are proposed. Then, ultra-short optical wave synthesis is performed. The repetition rate of these pulses is equivalent to the frequency shift of first rotational Raman transition in hydrogen, perfectly showing that ultra-wide Raman frequency combs are coherent. This result is a new step regarding an all-optical waveform generator. Such a device would be of major importance in a future photonic computer

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Lahoussine-Turcaud, Véronique. "Maîtrise du colmatage des fibres creuses en polysulfone : prétraitement de floculation sur une eau à potabiliser par ultrafiltration". Paris 12, 1989. http://www.theses.fr/1989PA120042.

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Abstract (sommario):

L'effet d'un pretraitement de floculation sur une eau a potabiliser par ultrafiltration est teste afin de limiter le colmatage des fibres creuses en polysulfone. L'etude de systemes synthetiques (acides humiques ou tanniques avec et sans kaolin) montre que le colmatage est en quasi totalite evite mais uniquement sous certaines conditions: les matieres organiques doivent etre adsorbees a) a plus de 80% par le floculant b) pour former des flocs assez gros provoquant une retrodiffusion par migration laterale ou par frottement. Si la taille des particules n'est pas optimale (trop faible pour subir la migration laterale et trop elevee pour subir les mouvements browniens), le colmatage resultant peut etre quand meme reduit totalement par lavage chimique (soude n/100) car les particules sont assez grosses pour ne pas penetrer a l'interieur des pores. Il est preferable que la charge des agregats ainsi formes soit neutre ou de meme charge que la membrane. La floculation permet aussi d'ameliorer la qualite de permeat en diminuant la quantite des petites substances organiques qui traversent la membrane. La turbidite est par contre inferieure a 0,15 ntu avec ou sans pretraitement quelque soit la turbidite initiale de l'eau brute. La floculation d'une eau naturelle de riviere (seine) ne remplie pas les conditions necessaires puisque seulement 65% maximum des matieres organiques sont adsorbees sur le floculant. Le colmatage ne peut donc etre evite mais cependant, il est rendu plus reversible et est accompagne d'une legere amelioration de la qualite du permeat. L'obtention de resultats plus performants doit passer par la recherche d'un produit apte a adsorber les matieres organiques a plus de 80%

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Bessière-Pacurar, Charlotte. "Compréhension et quantification des mécanismes hydrodynamiques locaux liés à l'aération au sein de faisceaux de fibres creuses immergées". Thesis, Toulouse, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAT0041/document.

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Abstract (sommario):

La thèse est consacrée à l’étude de l’influence de l’aération sur le colmatage demembranes fibres creuses, en application aux bioréacteurs à membranes (BAMs)traitant les eaux usées. Un pilote expérimental permet des expériences de filtrationpar plusieurs faisceaux de fibres creuses immergées, en filtration externe-interne, lacompacité des fibres est proche de la configuration de modules membranairesindustriels. Les fibres ont une surface totale de 1,2 m. Les filtrations sont menéessur une suspension synthétique complexe dont les caractéristiques rhéologiquessont comparables à celles des boues activées de BAM. Les différents paramètresde l’aération testés sont le débit d’air, le lieu d’injection des bulles, et le type debulles injectées (grosses ou fines), pour un flux de filtration constant égalementparamètre d’étude. Pour des conditions d’aération montrant des performances defiltration contrastées, il est effectué la caractérisation locale de la phase gaz parbisonde optique, à l’intérieur des faisceaux de fibres. La rétention gazeuse et lesprofils de vitesse (tant la vitesse moyenne des bulles, que les fluctuations de vitesse)sont mesurés et analysés en fonction des paramètres d’aération. La synthèse des résultats met en évidence deux mécanismes hydrodynamiqueslocaux liés à l’aération, et permettant d’expliquer les performances de filtrationconsidérées. Les perspectives de l’étude proposent des emplacements pour lesaérateurs ce qui pourrait mener à une meilleure utilisation de l’air pour la réductiondu colmatage dans les bioréacteurs à membranes
This thesis is dedicated to better understand the role of aeration to limit fouling onsubmerged hollow fibers membrane fouling, for wastewater treatment industry. Thisstudy uses an innovative experimental setup to perform outside-in filtrationexperiments thanks to several submerged loose hollow fibers organized in confinedbundles. The total membrane area is about 1.2 m2; the configuration of the bundlesis close to the one found in Membrane Bioreactors (MBRs). A complex synthetic fluidwith rheological characteristics close to MBRs sludge is used. Different aerationconditions such as the air flowrate, the location of the air injection, the type ofbubbles injected (whether they are coarse or fine bubbles injected in the reactor)were tested and membrane performances were analysed under a low or a ratherhigh flux of filtration. In specific aeration conditions showing a different behaviour interm of fouling, local characterization of the dispersed phase in an air and watersystem was undertaken by optical probes. Gas hold up and both mean and rootmean square bubble velocity profiles were determined and analysed regarding thelocation of air injection, the air flowrate and the type of bubbles. This study helps understanding the link between local hydrodynamics and foulingmechanisms and could lead to input for aeration device design and location in orderto decrease operating costs due to aeration in Membrane Bioreactors technology

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Rivas, Araiza Rocio Nohemi. "Hydrogels physiques de chitosane sous forme de macro-fibres creuses et multi-membranaires : mise en oeuvre et étude microstructurale". Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00880397.

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Abstract (sommario):

Ce travail a eu pour objectif la mise au point d'un nouveau procédé de filage par voie humide dans des conditions de coagulation interrompue pour la formation des fibres creuses mono- et multi-membranaire à base d'hydrogels de chitosane. Pour cela, l'étude du rôle des paramètres de filage (vitesse d'extrusion et d'étirage) et des paramètres physico-chimiques de coagulation (concentration du collodion, nature et concentration de l'agent coagulant) a d'abord permis d'élaborer des fibres creuses à partir d'un macrofilament liquide. Cette approche a été généralisée pour la fabrication de fibres creuses multi-membranaires en mettant au point un procédé de neutralisation à plusieurs étapes au moyen de bains successifs coagulation/lavage conduisant ainsi à la formation d'un assemblage de membranes et d'espaces membranaires. En modifiant la viscosité du collodion et la nature et concentration de la base neutralisante, la microstructure des hydrogels de chitosane a été analysée par diffusion/diffraction de rayonnement (X et lumière) et microscopie électronique. Selon les conditions de coagulation, il est possible de former des hydrogels par assemblages d'agrégats ou encore des structures bien organisées comme les gels de chitosane avec micro-canaux. En résumé, ce travail a permis d'apporter de nouveaux éléments sur le phénomène de coagulation du chitosane pour la formation d'une large gamme de matériaux bio-inspirés "leurres des milieux biologiques" à propriétés biologiques contrôlées pour l'ingénierie tissulaire: tube creux ou multi-membranaires comme substituts vasculaires, ou comme guides pour régénération nerveuse

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Savart, Thibaut. "Conception et réalisation de fibres creuses industrielles d'ultrafiltration en poly(fluorure de vinylidène) (PvDF) contenant des copolymères à blocs". Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2331/.

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Abstract (sommario):

Cette thèse concerne l'intégration de copolymères à blocs amphiphiles dans des fibres creuses d'ultrafiltration en poly(fluorure de vinylidène) (PvDF) fabriquées par le procédé d'inversion de phases et utilisées pour la potabilisation d'eau. Le but est d'obtenir des membranes ayant une durée de vie importante car hydrophiles, peu colmatantes et résistantes chimiquement. Le copolymère amphiphile dibloc NSP10,1 migre pendant l'inversion de phases en surface des membranes (planes ou fibres creuses) en PvDF les rendant hydrophiles (diminution de l'angle de contact eau/membrane de 15° par rapport au PvDF seul). Le NSP10,1 améliore la perméabilité des membranes (triplée) mais favorise aussi la formation de macroporosités de structure qui fragilisent mécaniquement les membranes. Pour optimiser les propriétés des fibres, nous avons ajusté et analysé l'impact des formulations de nos collodions et des paramètres opératoires sur les propriétés des fibres. L'utilisation conjointe de chlorure de lithium (LiCl) et de NSP10,1 comme additifs améliore la structure des membranes et leur perméabilité, ces fibres ayant des propriétés proches ou supérieures à celles de fibres commerciales existantes. Seul ou dans une membrane, le NSP10,1 résiste chimiquement à une hydrolyse et à l'hypochlorite de sodium. Les membranes contenant du NSP10,1 sont aussi plus résistantes chimiquement vis-à-vis d'une attaque basique qu'une membrane en PvDF seul. De manière surprenante, le NSP10,1 permet d'accélérer fortement la cinétique de coagulation, avec une diminution de 94% du temps d'induction et une vitesse de coagulation multipliée par 4,2 par rapport au PvDF seul, améliorant la productivité des membranes
This thesis deals with the integration of amphiphilic block copolymers into poly(vinylidene fluoride) (PvDF) hollow fibers obtained by phase inversion process for water ultrafiltration. The aim is to obtain membranes having a very long lifetime due to their high hydrophilicity, their antifouling behavior and their high chemical resistance. The amphiphilic dibloc copolymer NSP10,1 migrates during phase inversion to the surface of flat sheet and hollow fiber PvDF membranes, making them more hydrophilic (the water/membrane contact angle is decreased of 15° compared to a pure PvDF membrane). NSP10,1 improves the membranes permeability (multiplied by 3) but it also favors the development of structures macroporosities that weaken the membranes. To optimize the fibers properties, we have adjusted and analyzed the impacts of the dopes compositions and of the operating parameters on the membranes properties. The joint use of lithium chloride (LiCl) and NSP10,1 as additives betters the membranes structure and their permeability, the as-made membranes having similar or better properties compared to the ones of some existing commercial membranes. Under its copolymeric form or included into a membrane, the NSP10,1 copolymer is chemically-resistant towards hydrolysis and sodium hypochlorite solutions. Membranes containing some NSP10,1 are also more basic-proof than a pure PvDF membrane. Surprisingly, NSP10,1 highly accelerate the coagulation kinetics, with a decrease of 94% of induction time and a coagulation speed that is multiplied by 4. 2 compared to pure PvDF, enhancing membranes productivity

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Le, Digabel Matthieu. "Perméation des isotopes de l'hydrogène dans des membranes organiques à fibres creuses : application à la détritiation d'atmosphères faiblement tritiées". Dijon, 2003. http://www.theses.fr/2003DIJOS010.

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Férachou, Denis. "Application des fibres creuses à cristal photonique pour la réalisation de résonateurs micro-ondes et de guides d’onde térahertz". Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/6c8250cd-a5a5-4db6-bc7c-1c9ffc8bbfbf/blobholder:0/2012LIMO4042.pdf.

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Abstract (sommario):

Le domaine térahertz (THz) est une gamme de fréquence encore peu étudiée. La difficulté à générer et à détecter dans ce domaine a longtemps empêché son développement comparativement aux domaines de l’optique (> 100 THz) et des micro-ondes (< 100 GHz). L’étude proposée dans cette thèse concerne les guides d’onde THz basés sur l’adaptation des structures des fibres optiques à coeur creux composées d’un cristal photonique. Les faibles pertes qu’il est possible d’atteindre avec ce genre de fibres optiques ont été démontrées. L’intérêt de cette adaptation est donc de retrouver les avantages de ce genre de structures au domaine THz. Un chapitre introductif présente plus en détail le domaine THz et les contraintes de ce domaine. Un état de l’art des guides d’onde THz ainsi que le banc de spectroscopie THz dans le domaine temporel développé pour l’étude des guides d’onde sont aussi présentés. Le deuxième chapitre est consacré aux modèles développés en optique pour expliquer le confinement dans les fibres basées sur les cristaux photoniques ainsi que l’adaptation de ces cristaux aux domaines micro-ondes et THz. Le dernier chapitre porte sur l’optimisation et la réalisation de résonateurs micro-ondes et de guides d’onde THz basés sur des cristaux photoniques à bandes interdites adaptés
The domain terahertz (THz) is a little studied frequency range. The difficulty to generate and detect in this domain has long prevented its development compared to the optical domain (> 100 THz) and microwaves (<100 GHz). The study proposed in this thesis concerns the terahertz waveguides based on structural adaptation of hollow core optical fibers composed of a photonic crystal. The low losses it is possible to achieve with this kind of optical fibers have been demonstrated. The interest of this adaptation is to find the same advantages of such structures in THz. An introductive chapter provides more detail on the THz domain and the constraints of this area. A state of the art of THz waveguides and the THz time domain spectroscopy setup developed for the study of waveguides are presented. The second chapter is devoted to models developed to explain the optical confinement in fibers based on photonic crystals and the adaptation of these crystals to microwave and THz domains. The last chapter deals with the optimization and realization of microwave resonators and waveguides THz based on adapted photonic bandgap crystals

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Viard, Antoine. "Structure, élaboration, propriétés et modification de surface de fibres creuses non-oxydes à partir de polymères pré-céramiques pour des applications membranaires". Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT243.

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Abstract (sommario):

Les matériaux céramiques se sont énormément développés durant le dernier siècle et ne cessent d'attirer l'attention pour diverses applications. Cela tient aux propriétés nombreuses et variées qu'elles peuvent présentées. Un avantage certain de ce type de matériaux réside dans leurs stabilités mécanique, thermique et chimique, ce qui en fait des candidats de choix pour des applications dans des environnements sévères. Ceci est notamment observable dans le domaine des membranes. En effet, malgré leurs coût réduit, les membranes polymères, constituant l'essentiel des membranes utilisées à ce jour, sont très sensibles à l'environnement dans lequel elles sont utilisées et nécessitent d'être renouvelées régulièrement. Cela justifie la recherche d'alternatives, comme par exemple les céramiques plus résistantes. Différentes mises en forme sont possibles pour la formation de membranes, mais parmi celles-ci, les formes en tubes ont suscité un engouement certain en raison des avantages en termes de rapport surface/volume et de la résistance au transport de masse moindre. La majorité des céramiques utilisées et commercialisées reposent sur des compositions chimiques à base d'oxydes. Il apparaît cependant que ces matériaux trouvent leurs limites en termes de vieillissement et de stabilité à très haute température. Un autre type de céramiques, les céramiques non-oxydes à base de silicium, présentent des propriétés très intéressantes, pouvant potentiellement répondre à ces problématiques. De tels matériaux sont produits par la voie PDC (Polymer Derived Ceramic), notamment en raison de l'impossibilité de procéder autrement pour la majorité d'entre eux. Cette méthode consiste à synthétiser des polymères pré-céramiques pouvant être convertis en céramiques par un traitement thermique adéquat. Cela permet notamment un très bon contrôle de la structure chimique de la céramique finale, et donc une grande versatilité. Parmi ces matériaux, le système quaternaire Si-B-C-N a particulièrement attiré l'attention en raison de ses propriétés thermostructurales couplées à sa stabilité chimique singulière. Les travaux de thèses présents se sont donc focalisés sur l'utilisation de cette céramique. Un autre avantage de la voie des polymères pré-céramiques réside dans les mises en forme rendues possibles par l'utilisation de polymères. Cette méthode a déjà été utilisée abondamment pour produire des fibres céramiques avec des diamètres de l'ordre de la dizaine de microns, notamment par le recours à la technique de filage en fondu (melt-spinning en anglais). L'objectif principal de cette thèse est la production de fibres creuses et de capillaires céramiques SiBCN en se basant sur cette méthode de mise en forme. Le but est la formation de supports membranaires très stables à un coût relativement faible comparé aux procédés généralement utilisés pour la mise en forme de céramiques, impliquant souvent un traitement de frittage à très haute température. Ces supports offriront à terme des applications en séparation de gaz ou en traitement de l'eau. Plus exactement, le chapitre 1 concerne l'état de l'art et permet de présenter le contexte de ces travaux, ainsi que leur intérêt. Le chapitre 2 présente les techniques de synthèses mises en œuvre et les matériaux utilisés. Le chapitre 3 est consacré à la production de fibres creuses céramiques SiBCN en présentant notamment une étude complète de la structure chimique du polymère utilisé, ainsi que l'évolution de la microstructure de la céramique résultante à haute température. Le chapitre 4 a pour objet la formation de capillaires céramiques SiBCN. Ici aussi, le précurseur utilisé est caractérisé en détail, de même que la céramique issue de sa pyrolyse. Le dernier chapitre consiste en une ouverture et propose différentes méthodes de modification de surface des fibres creuses et des capillaires élaborés dans les chapitres 3 et 4
New ceramic materials have progressively emerged during the last century and continuously drew attention for diverse applications. This comes from the numerous and various properties they can exhibit. A great advantage of this type of materials is their mechanical, thermal and chemical stabilities, that makes ceramics of great interest for applications in harsh environments. This trend is especially perceptible in the field of membranes. In fact, despite their moderate cost, polymer membranes, which are mostly used, are very sensitive to the environment in which they are used and require to be replaced regularly. This justifies the search for alternatives and for more resistant materials like ceramics. Various shaping are possible to build a membrane, but among these, shapings in form of tubes have aroused particular enthusiasm because of their advantages in terms of surface/volume ratio and of lower mass transport resistance. Most of used and commercialized ceramics are based on oxide chemical compositions. This constitutes a drawback concerning the aging of the membranes and their stability at very high temperatures. Another type of ceramics, non oxide silicon based ceramics, exhibits very interesting properties which could eventually palliate these problems. In general, such materials are produced through the PDC route (Polymer Derived Ceramic route), especially because of the impossibility to proceed by more conventional methods for many of them. The principle of this bottom-up method is to synthesize preceramic polymers which can be converted into ceramics through an appropriate heat treatment. This enables a very good control of the chemical structure of the final ceramics and so a great versatility. Among these materials, the quaternary system Si-B-C-N has aroused big interest because of its extraordinary thermostructural properties coupled to chemical inertness. Thus, the present work has been focused on the preparation and application of this ceramic. Another advantage of the PDC route can be found in the possible shaping arising from the polymeric nature of the precursors. This method has been widely used for the production of thin ceramic fibers by using the melt-spinning process. The main objective of this thesis is the design of SiBCN ceramic hollow fibers and capillaries based on this shaping method. The aim is the preparation of very stable membrane supports at relatively low costs compared to conventional processes used to shape ceramic materials, often involving a sintering treatment at a very high temperature. These supports could be used in gas separation and water treatment applications. More precisely, chapter 1 presents a state of the art and allows to give the context and the motivations of this work. Chapter 2 discusses on the synthesis techniques and on the used methods. Chapter 3 is dedicated to the production of SiBCN ceramic hollow fibers by studying in details the precursors chemical structure used for this purpose before investigating its ceramic conversion and the evolution of the microstructure of the resulting ceramic. Chapter 4 is dealing with the production of SiBCN ceramic capillaries. The precursor used is characterized as well as the resulting ceramic. The last chapter gives some perspectives by proposing different methods of surface modifications of the hollow fibers and the capillaries presented in chapters 3 and 4

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Bocquet, Stéphanie. "Développement d'outils de génie des procédés pour la simulation et l'optimisation des contacteurs membranaires : Cas de l'extraction par fibres creuses". Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20170.

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Guibert, Denis. "Étude de l'influence de la configuration et du mode opératoire sur le fonctionnement d'un réacteur aéré à fibres creuses immergées". Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0042.

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Abstract (sommario):

Cette étude est consacrée à un nouveau procédé d'économie d'énergie pour la production d'eau potable et le traitement d'eaux usées utilisant des membranes immergées à fibres creuses disposées verticalement. La circulation du liquide autour des fibres est très peu influencée par le positionnement des éléments de filtration dans les réservoirs de traitement. La méthode utilisée est une alternance, ou cyclage, de l'injection de l'air employé pour décolmater les modules. Une première sélection des différentes fréquences de cyclage a été effectuée en bentonite. Celle-ci a montré que le cyclage pouvait avoir un effet positif ou négatif suivant la rapidité avec laquelle l'air était injecté de part et d'autre des paquets de fibre. Les tests en bentonite ont par ailleurs montré qu'une densité croissante des fibres dans chaque module de filtration diminue l'efficacité de l'aération, que ce soit en mode continu ou cyclé. Le positionnement des modules de filtration à l'horizontale s'est montré très efficace dans le cas de la filtration d'une suspension simple comme la bentonite, mais totalement inadéquat pour la filtration d'effluents réels. A l'opposé, le cyclage de l'air en position verticale a permis de multiplier les perméabilités par 2 en production d'eau potable tout en réduisant la dépense énergétique due à l'air de 50%. En ce qui concerne le traitement des eaux usées, il a été possible de multiplier là aussi les perméabilités par 2 en divisant cette fois les coûts d'aération par 2,5

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Ravereau-Delattre, Jennifer. "Étude du vieillissement en milieu chloré de membranes fibres creuses en poly(fluorure de vinylidène) utilisées dans le traitement de l'eau". Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0009/document.

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Abstract (sommario):

Les processus de lavage, et plus particulièrement l'utilisation de solutions chlorées, peuvent engendrer une dégradation prématurée des membranes de filtration d'eau. Alors que le marché des technologies membranaires en PVDF est en pleine expansion, peu de travaux portent sur l'étude de leur dégradation sur le long terme. Dans ce contexte, la thèse a porté sur l'étude du vieillissement de membranes de filtration commercialisées en PVDF. Les échantillons sont immergés dans une solution d'hypochlorite de sodium et l'effet du pH sur leur dégradation est approfondi. Les propriétés mécaniques, d'hydrophilie, les performances hydrauliques ainsi que la porosité sont étudiées. L'évolution des propriétés est mise en relation avec la structure chimique étudiée à différentes échelles : moléculaire, macromoléculaire et supramoléculaire. Cette approche n'a à ce jour jamais été utilisée dans le cas des membranes fibres creuses en PVDF. Les analyses en chromatographie d'exclusion stérique révèlent les modifications les plus importantes. La dégradation du PVDF des membranes se traduit par un phénomène prédominant de coupures de la chaîne principale du PVDF accompagné, dans une moindre mesure, d'un phénomène de réticulation. Les principales modifications sont constatées à des pHs inférieurs à 10 révélant la possible action conjointe des radicaux OH•, ClO• et Cl•. Le vieillissement d'une membrane PVDF additivée montre à la fois une dégradation du PVDF et une élimination des additifs. Alors que la membrane sans additif conserve une stabilité de ses propriétés, l'élimination des additifs entraine une évolution de la porosité et une propension au colmatage plus importante. Cependant, les membranes PVDF conservent des propriétés d'utilisation acceptables au regard des conditions extrêmes de vieillissement étudiées
The cleaning processes, especially the use of chlorine solutions, may cause the untimely degradation of the water filtration membranes. While the market for PVDF membrane-based treatment technologies is rapidly expending, only few works deal with the study of their ageing on a long-term basis. In this context, this project focuses on the study of the ageing of two PVDF filtration membranes. Samples are immersed in a sodium hypochlorite solution and the effect of the chlorine solution pH is investigated. The properties of the membranes are characterized throughout the study by tensile tests, hydrophilicity, hydraulic performances and porosity analysis. The evolution of properties is related to the chemical structure of the membranes at a molecular, a macromolecular and a supramolecular scale. Until now, this approach has never been used in the case of PVDF membranes under chlorine conditions. The size exclusion chromatography analyses revealed the most important modifications. The degradation occurs mainly by chain scissions of the PVDF and crosslinking phenomenon in lesser extent. The main modifications occurred at pH less than 10 proving the joint action of OH•, ClO• and Cl• radicals. The ageing of the PVDF membrane containing additives showed at the same time the PVDF degradation and the elimination of the additives. Whereas the properties of the additive-free PVDF membrane were preserved, the elimination of additives led to a modification of the porosity and an increased fouling. However, even if the PVDF degradation is proved, the using properties of the PVDF membranes remain acceptable taking into consideration extreme conditions of ageing studied

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Mbessa, Michel. "Rôle des ultrafines dans les bétons industriels a hautes performances". Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0057.

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Abstract (sommario):

La recherche concerne la formulation et la caractérisation d'un béton à hautes performances (BHP) à partir des ressources disponibles localement. Une résistance caractéristique en compression supérieure à 1 00 MPa est visée. Dans l'étude de formulation, deux points ont été principalement abordés : la nécessité de matériaux ultrafins et la nature des adjuvants. Les investigations menées (analyse granulométrie laser, rhéologie, calorimétrie, mesure des retraits, Analyse Thermique Différentielle (ATD), porosimétrie au mercure, observation au Microscope Electronique à Balayage (MEB) et essai de perméabilité à l'eau) ont permis de montrer que les propriétés des BHP variaient d'une ultrafine à l'autre et que ces différences étaient essentiellement liées à leurs propriétés physico-chirniques. La loi de comportement des BHP en compression pure a été établie expérimentalement , puis modélisée. Le module d'élasticité a été modélisé en considérant le BHP comme un matériau diphasique (mortier et gros granulat). L'apport des fibres (acier ou polyvinylalcool) a été quantifié. La durabilité des BHP a été étudiée dans un milieu très agressif : une solution de 20% de sulfate d'ammonium. Aucune dégradation importante n'est intervenue après plusieurs cycles de corrosion
This research deals with the design and the characterization of a high performance concrete (HPC) from locally available resources. A characteristic compressive strength of 100 MPa is the main requirement. The design of concrete was mainly focused on two points: are the ultrafine materials necessary and which superplasticizer has to be used? The investigations done (laser grain size distribution, workability test, shrinkage test, Differential Thermal Analysis (DT A), water permeability) have allowed to show that the HPC properties depend primarily on the physicochernical properties of the ultra-fine particles. The compressive behaviour of high performance concrete was experirnentally assessed and then modeled. The Young modulus has been modeled considering the HPC as a two phases material (motar and coarse aggregate). The influence of fibers (steel or PVA) has been studied. The durability of such concrete was investigated in a very aggressive environment: a 20% ammonium sulfate solution. Not any sign of important degradation was observed after several cycles in the sulfate solution

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Molleyre, Jean-François. "Modifications texturales de fibres de carbone par oxydation en phase gazeuse, en vue de l'élaboration de composites : modélisation structurale de fibres haut module : propriétés mécaniques des fibres et composites". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL001N.

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Abstract (sommario):

Les modifications texturales de fibres de carbone ex-pan à haute ténacité et haut module obtenues par une oxydation contrôlée en phase gazeuse, dans l'oxygène dilué et le dioxyde de carbone, sont caractérisées par des études cinétiques, des déterminations de textures poreuses et d'activité chimique de surface. Ces modifications sont illustrées par des modèles concordants basés sur une réactivité de surface. L'évolution texturale et chimique, modifiant faiblement les propriétés mécaniques en traction des monofilaments, permet d'améliorer significativement les caractéristiques de cisaillement de composites élaborés à partir de résine expoxy et de fibres. On discute l'influence de la charge volumique ou massique fibreuse sur les propriétés du composite. La contribution spécifique de l'activité chimique de surface sur le phénomène d'adhésion à l'interface fibre-résine est établie et estimée. Les résultats obtenus et une étude en microscopie électronique à transmission, utilisant tous les modes d'investigation, permettent de proposer un modèle structural pour les fibres de carbone ex-pan haut module, présentant une structure lamellaire plissée tridimensionnelle très orientées, incluant une porosité, dont toutes les dimensions sont déterminées. Ce modèle illustre les caractéristiques mécaniques et texturales observées sur ce type de fibre

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Nguyen, Thi Hanh. "Etude des mécanismes de consolidation et d'abrasion du dépôt à l'interface membrane/suspension dans le cas d'une filtration tangentielle de milieux complexes". Nantes, 2012. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=be0116e8-6268-4c9f-85a1-28f3b59c2a78.

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Abstract (sommario):

Le travail porte sur l’étude des performances hydrauliques, énergétiques et de rétention d’unités d’ultrafiltration d’eau de mer reconstituée à partir de sel gris. Les unités de laboratoire (surface membranaire égale à 0,38 m²) étaient équipées de membranes fibres creuses en polysulfone de seuil de coupure égal à 100 kDa. Au cours de cette étude, l’influence de (i) divers paramètres opératoires (la PTM, les fréquences des rétrolavages, la durée des rétrolavges, les modes d’aération (continu ou intermittent), les débits d’aération), (ii) caractéristiques morphologiques et physico-chimiques des microparticules ajoutées ou non à la charge initiale, sur le colmatage des membranes et les performances globales ont été étudiées lors des ultrafiltrations frontales et tangentielles. Il a été montré que lors de l’ultrafiltration frontale d’eau de mer (sans ajout de particules), l’augmentation de la PTM induit une augmentation de la consommation énergétique, contrairement à l’ultrafiltration tangentielle où la consommation énergétique atteint la valeur minimale à la PTM de 0,4 bar. L’ultrafiltration frontale engendre une consommation énergétique spécifique plus faible que l’ultrafiltration tangentielle. Le colmatage membranaire est plus important dans le cas d’ultrafiltration frontale sans rétrolavage ni bullage comparativement à l’ultrafiltration avec rétrolavage (quelles que soient les durées et fréquences). Cependant, la consommation énergétique spécifique est la plus faible dans ce cas (16Wh. M-3). L’ultrafiltration frontale et tangentielle avec ou sans ajout de bentonite ou kieselguhr dans l’eau de mer a montré que deux phénomènes pouvaient agir sur les performances hydrauliques et la rétention de matière organique : l’abrasion de la surface de la membrane et l’adsorption de la matière organique. Le taux de rétention du carbone organique total est d’environ 80% quel que soit: le mode d’ultrafiltration (frontal ou tangentiel), la concentration de particules ajoutée et la vitesse de recirculation dans le cas d’une filtration tangentielle. Le taux de rétention du carbone organique dissous (COD) est plus élevé en filtration tangentielle et l’ajout de bentonite ou de kieselguhr (jusqu’à 1 g. L-1) entraine une diminution de la rétention du COD
The present work investigates the hydraulic, energetic and removal performance of ultrafiltration (UF) units in filtration of reconstituted seawater from non-refined sea salt. Laboratory units were equipped with 100 kDa polysulfone hollow fiber membranes (membrane surface equal to 0,38 m2) and operated in two modes, dead-end and tangential. The influence of (i) various operating parameters (TMP, backwash (BW) frequency, BW duration, filtration modes (continuous or intermittent), aeration flow rate), (ii ) morphological and physico-chemical characteristics of added or no added microparticles to the initial charge on membrane fouling and overall performance were studied. It was shown that, an increase of TMP induces an increase of energy consumption in the case of dead-end UF of seawater (no added particles) contrary to cross-flow UF for which optimum energy consumption is located around 0,4 bar. The specific energy consumption during dead-end UF was always lower than for tangential mode. In dead-end UF without backwashing nor bubbling, membrane fouling is more important than for UF with backwashing (regardless to frequencies and durations). However the lowest specific energy consumption (16 Wh. M-3) was observed in these operating conditions. Dead-end and tangential UF of seawater with or without addition of bentonite and kieselguhr showed that two phenomena could act on the hydraulic performances and organic matter removal: abrasion of the membrane surface and adsorption of organic matter. The removal rate of total organic carbon is about 80% regardless to the UF mode (dead-end or tangential), the suspended solid concentration and the recirculation velocity in the case of tangential filtration. Dissolved organic carbon (DOC) removal was better for tangential UF. Bentonite or kieselguhr addition (up to 1g. L-1) induced a decrease of DOC removal

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Alves, Bueno Sonia Maria. "Séparation d'immunoglobulines G à partir du sérum ou du plasma humain en utilisant le ligand L-histidine immobilisé sur des membranes à fibres creuses". Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD827.

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Abstract (sommario):

Des membranes à fibres creuses ont été utilisé pour immobiliser le ligand histidine du fait de leur bon rapport surface membranaire/volume. Les membranes en PEVA se sont avéré le plus compatible. Ainsi, nous avons purifié les IgG sur le support Histidyl-PEVA fibres creuses dans une seule étape, à partir du sérum ou du plasma humain. La meilleure adsorption d'IgG sur ce support membranaire a été obtenue en présence d'ions de tampons zwitterioniques. Nous avons constaté que la sélectivité se manifeste au niveau des pl et des sous-classes des IgG. L'utilisation des tampons zwitterioniques ont permis de séparer la totalité de la fraction IgG du sérum, tandis que d'autres tampons ont permis l'adsorption sélective des IgG1 et des IgG3 ainsi que des IgG avec des points isoélectriques déterminés. Nous avons montré par la suite que l'adsorption des IgG humaine sur l'histidine se fait sur la partie Fab de la molécule. Nous avons également étudié quelques aspects cinétiques et de transfert de matière de ce système d'affinité. Cette étude a été essentielle pour le développement et l'optimisation du procédé de séparation d'IgG. La capacité de notre support en adsorber les IgG a été 3 à 8 fois supérieur à celle de la membrane à fibres creuses couplée à la protéine A décrite dans la littérature. Nous avons également envisagé d'appliquer notre système pour l'élimination des IgG des patients atteints de maladies immunitaires par circulation extracorporelle
Previous work in our laboratory has shown that the amino acid histidine can be used a ligand for the purification of human immunoglobulin subclasses and monoclonal antibodies. Ln this work, we tried to combine the specificity of the ligand histidine with hollow fiber membrane technology to create a powerful device for the separation of IgG for human serum and for other sources. We chose poly( ethylene vinyl alcohol) (PEVA) hollow fibber membranes as the support material. The best IgG adsorption was obtained in presence of the zwitterionic buffers. By choosing the appropriate buffer system, it was possible to adsorb on membrane specifically different IgG subsets. For instance, in Mops buffer, IgG1, IgG2 and IgG3 were bound, whereas in Tris-HC1, only IgG3 and a part of the IgG1 fraction were retained. The parameters involved in the optimization of the separation process, namely the influence of residence time and serum and plasma dilution on immunoglobulin adsorption were studied in view of two applications: purification of IgG and removal of IgG from plasma in clinical aphaeresis (extracorporeal device). The capacity of Histidyl-PEVA calculated on the basis of unit membrane volume was 86 mg IgG/ml. Ln comparation of the protein A-membrane reported in literature, the capacity of Histidyl-PEVA was found to be 3 to 8 fold higher

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Bassomo, Pierre. "Contribution à la parallélisation de méthodes numériques à matrices creuses skyline. Application à un module de calcul de modes et fréquences propres de Systus". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00822654.

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Abstract (sommario):

L'augmentation continue de la puissance des ordinateurs personnels (stations de travail ou PCs) et l'émergence de réseaux à haut débits fournissent de nouvelle opportunités de réalisation de machines parallèle à faible coût, en comparaison des machines parallèles traditionnelles. On peut aujourd 'hui construire de véritables machines parallèles en interconnectant des processeurs standards. Le fonctionnement de cet ensemble de processeurs en tant que machines parallèle est alors assuré par des logiciels tels que PVM et MPI. Quelle que soit la machine parallèle considérée, concevoir des applications parallèles impose, soit des outils de parallélisation automatique, soit un effort du programmeur suivant des méthodologies de programmation. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie de parallélisation des méthodes numériques. En général les méthodes numériques sont une chaîne d'algorithmes s'appelant les uns après les autres tout au long de leur exécution. A moins d'aborder leur parallélisation à partir du problème physique qu'elles traitent, par exemple par des techniques de décomposition de domaines, l'approche de parallélisation la plus réaliste est celle de type client/serveur.

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Bassomo, Pierre. "Contribution à la parallélisation de méthodes numériques à matrices creuses skylines : application à un module de calcul de modes et fréquences propres de SYSTUS". Saint-Etienne, EMSE, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/82/26/54/PDF/1999_Bassomo_Pierre.pdf.

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Abstract (sommario):

L'augmentation continue de la puissance des ordinateurs personnels (stations de travail ou PCs) et l'émergence de réseaux à haut débits fournissent de nouvelle opportunités de réalisation de machines parallèle à faible coût, en comparaison des machines parallèles traditionnelles. On peut aujourd 'hui construire de véritables machines parallèles en interconnectant des processeurs standards. Le fonctionnement de cet ensemble de processeurs en tant que machines parallèle est alors assuré par des logiciels tels que PVM et MPI. Quelle que soit la machine parallèle considérée, concevoir des applications parallèles impose, soit des outils de parallélisation automatique, soit un effort du programmeur suivant des méthodologies de programmation. Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie de parallélisation des méthodes numériques. En général les méthodes numériques sont une chaîne d'algorithmes s'appelant les uns après les autres tout au long de leur exécution. A moins d'aborder leur parallélisation à partir du problème physique qu'elles traitent, par exemple par des techniques de décomposition de domaines, l'approche de parallélisation la plus réaliste est celle de type client/serveur
Distributed memory machines consisting of multiple autonomous processors connected by a network are becoming commonplace. Unlike specialized machines like systolic arrays, such systems of autonomous processors provide virtual parallelism through standard message passing libraries {PVM or MPI). In the area of parallelizing existing numerical algorithms, two main approaches have been proposed: automatic parallelization techniques and explicit parallelization. In the present work, we focus our studies on the second approach. The parallelization paradigm found to be most effective for numerical algorithms on distributed memory machine was to provide the user with a clientjserver architecture. The most difficult part to design is the SPMD code which is initiated by a client process to speedup the computing time. To do this, our methodology aims: at reusing the systolic model principles for the display of the potential parallelism inside nested loops, and justifying the the aggregation of iteration of loops so as to reduce communication overheads while exploiting coarse-grained parallelism. Each aggregation is a bloc of fine-grained computations not located in the same hyperplan of a given space. It also defines an atomic unit of computation i. E no synchronization or communication is necessary during the execution of the fine-grained computations inside a bloc. Thus all necessary data must be available before such atomic executions. This imposes the constraint that splitting the set of fine-grained computations does not result in deadlocks

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Kieffer, Roland. "Contacteurs à Membrane pour la Précipitation du BaSO4 : Simulations numériques et résultats expérimentaux". Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00335098.

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Abstract (sommario):

Les recherches que nous présentons dans ce mémoire portent sur les contacteurs membranaires en phases liquide/liquide appliqués à la précipitation. Le principe du contacteur à membrane, pour une réaction chimique, est le suivant : un réactif A circule tangentiellement à la surface de la membrane et un réactif B est introduit à travers les pores de la membrane. Le mélange et la réaction entre A et B se produisent à l'intérieur du module membranaire.
Un modèle numérique a été développé pour simuler l'écoulement et l'évolution des concentrations des réactifs. Les simulations montrent que l'utilisation de fibres creuses de faible rayon interne permet d'optimiser le mélange. A partir de ces résultats, un pilote a été conçu utilisant des modules fibres creuses pour une réaction modèle : la précipitation de BaSO4 à partir d'une solution de BaCl2 (A) et de K2SO4 (B). L'analyse d'images des cristaux obtenus permet de déterminer leur morphologie, leur taille et le taux de conversion du produit.

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Guilbaud, Julie. "Etude des procédés membranaires pour le traitement des eaux de ballast : microfiltration ou ultrafiltration pour la rétention de microalgues invasives et/ou toxiques". Nantes, 2012. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=58b5aee9-450f-49c1-a4fa-23bb92ac33e2.

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Abstract (sommario):

Les échanges maritimes internationaux induisent une augmentation du risque d'introduction de microalgues allochtones invasives et/ou toxiques via les ballasts. Selon l'Organisation Maritime Internationale (OMI), elle constitue l'une des quatre plus grandes menaces pour les océans. Le déballastage d'organismes viables, quelle que soit leur classe de taille, sera interdit dans certaines eaux du globe. Actuellement, aucun procédé de traitement de ces eaux ne donne totale satisfaction, notamment pour la rétention des dinoflagellés et de leurs kystes. Les travaux ont permis de mettre en évidence que, parmi les membranes étudiées, celle en PVDF 0,1m retenait la totalité des microalgues tout en nécessitant la plus faible consommation énergétique (4 Wh. M-3). Cette membrane a donc été choisie pour l'étude méthodologique de détermination des conditions critiques (J = 100 L. H-1. M-2 ; V filtré / cycle = 75 L. M-2). L'objectif était de dimensionner un procédé pour deux hypothèses : 300 et 4800 m3. H-1 correspondants respectivement à des débits de ballastage pour un navire de croisière et un méthanier. L'étude économique a révélé que le coût de traitement pouvait s'avérer compétitif avec ceux des procédés conventionnels existants. Par contre, le coût d'investissement et la compacité de l'installation, dans le cas du méthanier semblent moins favorables à un développement industriel. Les procédés membrannaires présentent donc, dans certains cas, un réel potentiel de développement dans un contexte de durcissement des normes de rejet
The international maritime trade induces an increase in the risk of introduction of invasive and/or toxic non-native microalgal species via the ballast waters. According to the International Maritime Organization (IMO), it is one of the four greatest threats to the oceans. Discharge of viable, organisms, whatever their size class, will be prohibited in certain waters of the globe. Currently, no method for ballast water treatment gives total satisfaction, especially with regard of the retention of the dinoflagellates and their cysts. This work has highlighted that, among the studied membranes, the PVDF 0. 1 m one retained all microalgae while requiring lower energy consumption (4 Wh. M-3). This membrane has been chosen for the methodological study of determination of critical conditions (J = 100 L. H-1. L-2 ; V filtered/cycle = 75K L. M-2). The goal was to design a process for two hypotheses : 300 and 4,800 m3. H-1 corresponding respectively to ballast flow of a cruise ship and a Liquid Natural Gas ship (LNG). The economic study has revealed that the treatment costs could be competitive with those of conventional methods. However, investment costs and compactness facility, in the case of a LNG, appear as less favourable for an industrial development. Membrane processes have, in some cases, a real potential for development in a context of more drastic emission standards

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Castaing, Jean-Baptiste. "Procédés de traitement de l'eau de mer en conchyliculture pour la sauvegarde et le maintien de la qualité des mollusques bivalves". Nantes, 2011. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=4e84b101-063c-4e23-81e3-061f5f18860e.

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Abstract (sommario):

L‘objectif de ce travail est l‘étude de procédés de filtration de l‘eau de mer pour la sauvegarde et le maintien de la qualité des mollusques bivalves lors d‘efflorescences de microalgues toxiques. Son originalité repose sur la recherche de procédés rustiques permettant l‘élimination des dinoflagellés toxiques. Deux procédés ont été étudiés, les membranes immergées et le filtre à sable. L‘origine et la nature des mécanismes de colmatage ont été identifiées en lien avec la sélectivité et la consommation énergétique. Des suspensions de dinoflagellés toxiques et non toxiques ont été reconstituées puis filtrées sur membranes 10 kDa, 300 kDa et 0,2 μm, et sur un filtre à sable (diamètre de grain moyen « dg » compris entre 250 et 520 μm). La microfiltration sur membrane 0,2 μm est apparue comme la plus adaptée : plus de 99 % des microalgues sont retenues et une consommation énergétique spécifique inférieure à 0,5 kWh/m3. Les mécanismes de colmatage ont été étudiés par la mise en oeuvre d‘autopsies membranaires et l‘utilisation de modèles de filtration. La filtration sur sable n‘a pas permis de retenir la totalité des microalgues, mais une diminution de la taille moyenne des grains de sable permet d‘augmenter significativement leur rétention (Rétention de 90 % en 6 h avec dg = 256 μm). Ne permettant pas l‘élimination totale des microalgues toxiques, la filtration sur sable ne peut être proposée que comme une solution de prétraitement de l‘eau de mer en complément de la filtration par membranes immergées fibres creuses. En dépit d‘un coût plus élevé, seule la filtration par membranes peut être envisagée dans le cadre de la protection des bassins conchylicoles
The aim of this work is the study of seawater filtration process to preserve commercial bivalves and maintain their quality during harmful algal blooms. The originality of this work is based on the study of rustic processes, capable of removing toxic microalgae from seawater. Two filtration processes have been studied, the immersed hollow fibres membranes and a sand filter. The origin and nature of fouling mechanisms have been identified in connection with the selectivity and energy consumption. Suspensions of toxic and nontoxic microalgae were reconstituted and then filtered through 10 kDa, 300 kDa and 0. 2 μm membranes and a sand filter (mean grain diameter “dg” equal to 250-520 μm). Microfiltration membrane 0. 2 μm has emerged as the most suitable for the filtration of seawater : more than 99 % of micro-algae were eliminated for a specific energy consumption below 0. 5 kWh/m3. Fouling mechanisms were investigated by membranes autopsies and the use of membrane filtration models. Sand filtration does not allow to retain all microalgae. Nevertheless, a decrease in the average size of sand grains significantly increases the toxic micro-algae retention (Rejection rate equal to 90 % after 6 h of filtration with dg = 256 μm). Sand filtration does not allow a total retention of toxic microalgae, then it can only be proposed as a seawater pretreatment system before membrane filtration. Despite a higher cost, immersed hollow fibres membranes can be considered for the protection of shellfish basins

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Duplan, François. "Composites cimentaires à module d'élasticité contrôlé : conception, caractérisation et modélisation micromécanique". Toulouse 3, 2014. http://www.theses.fr/2014TOU30031.

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Abstract (sommario):

Cette thèse, réalisée dans le cadre d'une convention CIFRE (société Ménard), s'inscrit dans la problématique du renforcement de sols par inclusion de renforts (Colonnes à Module Contrôlé ou CMC) selon un procédé qui consiste à réaliser ces colonnes de renforcement par injection d'un matériau cimentaire via une tarière creuse. Le matériau cimentaire utilisé doit respecter un cahier des charges spécifique concernant des propriétés à l'état frais (affaissement) et à l'état durci (résistance en compression et module d'élasticité). Le premier objectif de cette thèse était de formuler des matériaux cimentaires destinés au procédé CMC, présentant des propriétés respectant le cahier des charges tout en étant optimisées par rapport à l'application visée. Une attention particulière a été portée sur la rigidité du matériau, ainsi que sur l'amélioration de son comportement mécanique lorsqu'il était renforcé par des fibres. Des matériaux à base de granulats caoutchouc ou d'argile expansée ont ainsi été développés et caractérisés. Le deuxième objectif de la thèse était d'étudier la pertinence des codes règlementaires étant donné que les formules fournies actuellement par ces codes n'étaient pas utilisables dans le domaine de résistance mécanique des matériaux cimentaires développés dans cette thèse. Si certaines lois peuvent être extrapolées sans problème, d'autres ne s'avèrent pas suffisamment précises ou sécuritaires pour que leur extrapolation soit possible. Le troisième objectif de la thèse était de prédire les propriétés élastiques des matériaux développés grâce à un modèle micromécanique adapté aux besoins spécifiques de ce type d'application (CMC). Le modèle développé permet de remplacer avantageusement les formules règlementaires empiriques défaillantes pour la prédiction des propriétés élastiques (notamment le module d'élasticité)
This PhD was realized thanks to a CIFRE partnership between the company Menard and the university of Toulouse. The purpose of this PhD was to develop and study new cement-based materials destined for the CMC (controlled modulus columns) technique. This technique belongs to a wider family of ground improvement processes called rigid (or semi-rigid) inclusions, which are soil-stiffening techniques. Those cement-based materials shall respect the company specifications regarding fresh and hardened state properties. The first goal was to design mixtures compositions which properties at fresh and hardened state respect the company specifications and are optimized for the application which they are destined for. A specific attention was given to the rigidity of the material, and its brittleness when it is reinforced by fibers. Mortars incorporating expanded clay aggregates, rubber aggregates and metallic fibers were developed. The second goal was to study the efficiency of regulatory building codes formulas with the developed mortars, since most of the developed mortars do not meet with the application scopes of the building codes. A few formulas turned out to be as efficient with the developed mortars as with regular structural concrete, while others turned out to be imprecise and unfavourable to security. The third goal was to predict the elastic properties of the linear elastic properties of the developed mortars thanks to a micromechanical model adapted to the specific needs of those specific materials. This model shall replace the empirical formulas advantageously for predicting the modulus of elasticity of the developed cement-based composites

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Gouverneur, Catherine. "Étude expérimentale du champ hydrodynamique dans un tube poreux avec transfert de masse pariétal : application à la production d'eau potable par ultrafiltration tangentielle dans les fibres creuses". Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT026H.

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Abstract (sommario):

Afin d'analyser et de prevenir le colmatage des fibres creuses pendant la phase de production d'eau potable par ultrafiltration tangentielle, il est necessaire de caracteriser le champ hydrodynamique se developpant a l'interieur de ces milieux filtrants. Le probleme est modelise par l'ecoulement laminaire et stationnaire d'un fluide newtonien incompressible dans un tube poreux avec transfert de masse parietal (aspiration ou injection). Nous avons realise une installation experimentale a l'ehelle macroscopique basee sur l'utilisation d'un tube poreux dans lequel l'ecoulement verifie la similitude de reynolds avec le fonctionnement reel d'une fibre creuse. Les mesures caracterisent la perte de charge longitudinale ainsi que les profils de vitesses axiales (obtenus par velocimetrie l. A. S. E. R. Doppler) en fonction du flux transfere a travers la paroi poreuse. Nous analysons en les comparant a des modeles analytiques et numeriques, la deformation des profils de vitesse et la loi d'evolution du coefficient de perte de charge par rapport au regime d'ecoulement de poiseuille equivalent sur la section de mesure

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Vroman, Thomas. "Mécanismes de décolmatage de membranes fibres creuses en traitement des eaux : flux critique de rétrolavage et déformation de la membrane pour une amélioration de l'efficacité du rétrolavage". Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30013.

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Abstract (sommario):

Des membranes fibres creuses d’ultrafiltration Kynar® PVDF possédant diverses caractéristiques (perméabilité et propriétés mécaniques) ont été sélectionnées pour étudier les mécanismes de décolmatage dans le cas de filtration de suspensions modèles (dépôt de bentonite ou d’acide humique). L’objectif de ce travail est d’améliorer l’efficacité du rétrolavage en optimisant les matériaux et les conditions opératoires dans le but de réduire le coût énergétique de cette opération.Des mesures expérimentales sous caméra ont permis d'étudier la déformation de la surface externe des fibres creuses lors des opérations sous pression. Ces déformations qui peuvent atteindre 15% lors des étapes de rétrolavage ont été modélisées par la déformation mécanique d'un tube cylindrique à paroi épaisse sous pression. L'étude expérimentale du taux d'élimination de dépôt de bentonite, fonction de la pression de rétrolavage et des différentes membranes ou suspension filtrée, a permis de montrer l'existence d'un flux critique de rétrolavage pour lequel l'efficacité maximum est atteinte. En revanche, le détachement des dépôts d’acide humique qui sont plus adhérant et responsable d'un colmatage irréversible, n’est pas impacté par le flux de rétrolavage mais semble être affecté par la forte déformation (>10%) de surface externe de la fibre. Les mécanismes de décolmatage des dépôts lors du rétrolavage sont donc liés aux contraintes mécaniques (contrainte normale et de cisaillement) s’exerçant à l’interface dépôt-membrane
Kynar® PVDF ultrafiltration hollow fiber membranes with various properties (permeability and mechanical properties) were selected for the study of fouling removal mechanisms in the case of model suspension filtrations (bentonite and humic acid cake). The aim of this project is to improve backwash efficiency by optimizing materials and operating conditions for an energy-efficient backwash process.The deformation of the external surface of the hollow fiber during pressure operations was measured under camera. The deformation, which can reach 15% during backwash, was numerically calculated using a mechanical deformation model of a thick-walled cylinder under pressure. The experimental study of the bentonite cake removal percentage, as a function of backwash pressure and the different membranes or feed suspension, showed the existence of a critical backwash flux from which the backwash reached its maximal efficiency. However, detachment of humic acid cake, which is more adherent and causes irreversible fouling, is not affected by the backwash flux but seems to be affected by the strong deformation of external surface of the hollow-fiber (>10%). Mechanisms of cake removal during backwash are therefore linked to the mechanical stresses (normal and shear stress) acting at the cake-membrane interface

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Delahaye, Frédéric. "Fibre microstructurée à cœur plasma pour la génération de radiations ultraviolettes". Thesis, Limoges, 2019. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/eb8bad31-ba1b-4347-97cc-ea597d1238fb/blobholder:0/2019LIMO0096.pdf.

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Abstract (sommario):

La génération de micro-plasmas microondes par excitation non intrusive au sein de fibres à cristal photonique (HC-PCF), a permis l’émergence d’une nouvelle plateforme émettant dans la gamme ultraviolette. Basé sur la génération d’onde de surface, les colonnes de plasmas observées sont de l’ordre 50 mm confinées à une échelle micrométrique. Ces travaux sont les prémices de nouvelles sources ultraviolettes à base de fibres creuses à cœur de plasma. Un travail d’élargissement du cœur des fibres à couplage inhibé a permis la conception de fibres avec des cœurs supérieurs à 200 μm ce qui est une première aujourd’hui. Le plasma est le seul état de la matière qui permet une émission directe dans l’UV, par un mélange de gaz ternaire d’argon, d’oxygène et d’azote judicieux, l’émission s’étend jusqu’à 200 nm. Ces deux démonstrations sont à l’origine de la réalisation d’une source plasma ultraviolette accordable avec plus de 20 raies allant de 450 nm à 200 nm. Présentant des puissances optiques de sorties de plus de 1 μW à 314 nm et 337 nm. Une dernière étude expérimentale sur l’utilisation du plasma comme milieu amplificateur optique ouvre la voie à la réalisation dans un avenir proche de sources lasers ultraviolettes portables
The generation of microwave micro-plasmas by non-intrusive excitation inside hollow-core photonic crystal fibers (HC-PCF), allowed the emergence of a new platform emitting in the ultraviolet range. Based on the surface wave generation, the observed plasma columns are of 50 mm confined to a micrometric scale. Despite a plasma temperature close to the transforming the microstructured silicat this one is not affected, preserved by a particular plasma dynamics. This work includes a study on the development of inhibited coupling fiber with an expended core (i.e., core diameter> 200 μm) with short wavelength transmission bands. These transmission bands make itpossible to guide the plasma fluorescence in the ultraviolet optimized by ternary gas mixture of argon, oxygen and nitrogen. These two demonstrations are at the origin of the realization of a tunable ultraviolet plasma source with more than 20 lines ranging from 450 nm to 200 nm. With optical outputs of more than 1 μW at 314 nm and 337 nm. A final experimental study on the possibility to use the plasma as an optical amplifier medium opens the way for the realization in the near future of portable ultraviolet laser sources

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Javahiraly, Nicolas. "Méthode d'analyse optique du module de rigidité. Application à un capteurs photonique de position angulaire et de couple à modulation d'amplitude et de polarisation". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13092.

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Abstract (sommario):

Nous présentons le principe, le concept et le développement technologique de deux types de capteurs : un capteur de position angulaire à fibre optique basé sur les phénomènes de couplage de modes, et un capteur de couple photonique basé sur la modulation de la polarisation. Après une présentation de l'état de l'art en matière de mesure du couple et de position angulaire, nous analysons la propagation de la lumière dans les fibres optiques en considérant ses aspects électromagnétiques et opto-géométriques, applicables aux capteurs à modulation de polarisation en développant le phénomène de polarisation et aux capteurs à modulation d'amplitude en développant le couplage de modes. Nous avons réalisé l'étude théorique et expérimentale des réponses du capteur de couple et position angulaire en fonction de la nature et de la géométrie du matériau le constituant. Nous obtenons expérimentalement pour le capteur de couple, des sensibilités comprises entre 2,233. 10-3 et 1,067 ʿ/N. M et des raideurs comprises entre 5,91 et 448,01 N. M/ʿ suivant la nature et la géométrie du matériau utilisé. La comparaison entre les valeurs théoriques et expérimentales donne un écart maximum de 1,68 à 3,4%. Nous avons testé la répétabilité du capteur de couple présentant un arbre creux en Acier de section carrée, de longueur 150mm. Un écart maximum de ±2,57%a été obtenu. L'influence des variations en Température pour DT=130ʿC donne une augmentation de 7% par rapport à la théorie. Enfin, en utilisant un dispositif expérimental pour obtenir un signal de référence, nous avons obtenu un écart maximum de la sensibilité et de la raideur de 0,59% par rapport à la théorie. Par conséquent, nous minimisons les fluctuations de la source avec le dispositif de référence
We propose the principle, the concept and the technological development of two types of sensors: on fiber optic angular position sensor based on the modes coupling and a photonic torque sensor based on the polarization modulation. After a state of art concerning the torque and the angular sensor, we analyze the light propagation in the fiber optic in an electromagnetic and opto-geometrical way applicable to the sensor. We have analyzed the theoretical and the experimental responses of the sensors as a function of the material nature and its geometry. We obtained experimentally, for the torque sensor, a sensitivity between 2,233. 10-3 and 1,067 ʿ/N. M and a stiffness between 5,91 and 448,01 N. M/ʿ. The comparison between the theoretical and the experimental results gives a maximum difference between 1,68% and 3,4%. We have tested the Temperature fluctuations influence for DT=130ʿC and the results gave 7% of difference with the theory. By using an experimental set up to obtain a reference signal, we obtained a 0,59% maximum difference for the sensitivity and the stiffness. So, we minimize the source fluctuations with this reference set up

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Tsyier, Sergei. "Caractérisation des profils d'indice de réseaux de Bragg innovants en module et phase". Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0022/document.

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Abstract (sommario):

Récemment, de nouvelles techniques ont été développées pour la fabrication des réseaux de Bragg à profil complexe. Ces composants photoniques sont utilisés dans plusieurs applications émergentes telles que la compensation de la dispersion pour les systèmes de communication de longue portée, les lasers à fibre, multiplexeurs et détecteurs optiques. Le diagnostic après inscription devrait fournir les informations nécessaires pour l’amélioration de la fabrication des réseaux de Bragg. Nous savons que les propriétés spectrales du réseau de Bragg sont liées au profil d’indice Δn. Les techniques de mesure directes, telles que la diffraction latérale de Krug, permettent de retrouver l’amplitude de modulation d’indice le long du réseau. Cependant, ces techniques sont insensibles aux fluctuations de phase. Une méthode alternative de caractérisation indirecte fondée sur l’algorithme de Layer-Peeling (LP) a été proposée. Toutefois elle ne peut pas être appliquée à la caractérisation des réseaux longs en raison de la propagation du bruit de calcul. Dans cette thèse nous avons présenté une nouvelle technique pour la mesure directe de l’amplitude et de la phase du profil d’indice le long du réseau de Bragg fondée sur la luminescence bleue (LB) induite par l’irradiation UV. Nos résultats expérimentaux de la mesure du profil de modulation d’indice sont en bonne correspondance avec la méthode de Krug. La méthode que nous proposons peut être appliquée à la caractérisation des réseaux longs. Elle permet de retrouver simultanément l’amplitude de modulation d’indice Δnac(z), la fonction du chirp et détecter le changement de l’indice moyen Δndc(z)
N the last decade new techniques were developed for fabrication of sophisticated Fiber Bragg Gratings (FGBs). This has been motivated by the emergence of many applications such as dispersion compensation for long-haul communication systems, DFB fiber lasers, optical add/drop multiplexers, and optical sensors. Post-fabrication diagnostics should provide relevant information to enhance the FBG fabrication process. It is well known that the FBG spectral properties are related to the index profile Δn. Direct measurement techniques, such as the side diffraction method reported by P. Krug, allow determining the index modulation amplitude along the FBG. Nevertheless, these techniques provide no information about phase fluctuations. An alternative method of indirect characterization, based on the Layer-Peeling (LP) algorithm, consists in Bragg grating profile reconstruction from its complex reflectivity. However, the LP method is unstable when applied to characterize long FBGs (>1mm) due to the error propagation effect. In this thesis we have shown the principle of a novel technique for the direct measurement of amplitude and phase variations of the index modulation along an FBG based on the blue luminescence (BL). Our experimental results are in a good agreement with the according Krug characterization. The proposed method of FBG characterization in amplitude and phase using the UV induced BL can be applied to long gratings (up to tens of centimeters) having complex index modulation profiles. It allows retrieving simultaneously the index profile modulation Δnac(z) and the chirp function, localizing phase shifts, and also detecting the mean index change Δndc(z)

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Tesi sul tema "Module à fibres creuses"

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