Letteratura scientifica selezionata sul tema "Perméabilité à l'eau et au gaz"

Un nombre important de grands tunnels profonds ont été, ou seront à l'avenir, percés dans les massifs montagneux. Le suivi de l'évolution de la température des venues d'eau dans cinq grands tunnels alpins (Vereina, Gothard-N2, Mont-Blanc, Simplon et Gothard-AT) montre que la température de l'eau dans les ouvrages est fortement influencée par la perméabilité des massifs et les circulations d'eau souterraine qui s'y produisent. Les eaux froides qui s'infiltrent à haute altitude possèdent un effet réfrigérant sur le massif. Dès lors, la mesure de la température de l'eau en cours d'avancement d'un ouvrage souterrain constitue un outil de prévision efficace et peu coûteux des venues d'eau. Celles-ci peuvent être très localisées et provoquer une diminution de la température dans une zone du massif ou être diffuses et provoquer une diminution globale du gradient thermique des eaux dans le massif. Une corrélation négative a été mise en évidence entre le gradient thermique des eaux dans chacun des massifs étudiés et l'intensité des venues d'eau qui ont été ensuite observées dans les ouvrages les traversant.

Quelques mois après le début de la mise en eau du barrage de Petit Saut, la mise en service normale de l'usine conduisait à une désoxygénation de l'eau du tronçon de rivière aval, le rendant incompatible avec la vie aquatique. La solution retenue a été la construction d'un seuil, afin d'apporter de l'oxygène et d'éliminer les gaz réducteurs produits au fond de la retenue, notamment le méthane, consommateur potentiel d'oxygène dissous. Un seuil métallique à deux lames déversantes successives a été construit ; sa configuration prend en compte les principaux critères physiques jouant un rôle significatif sur l'oxygénation de l'eau (hauteur de chute, épaisseur de la lame déversante, le dimensionnement du bassin de réception des chutes, la présence de dispositifs favorisant l'éclatement de la lame d'eau). Placé dans le canal de fuite de l'usine, à une centaine de mètres à l'aval du barrage principal, il est à l'abri des crues et ne crée pas d'obstacle supplémentaire en rivière. L'article chiffre l'effet d'aération de ce seuil pour les deux gaz O2 et CH4 dans deux configurations : celles consécutives à l'abaissement partiel de la chute amont réalisé en deux étapes. Après décembre 2001, pour le débit moyen turbiné (près de 200 m3 /s), l'efficacité d'aération du seuil a baissé de près de 10 % (gain de 80 % en oxygène dissous et élimination de 70 % et 75 % du méthane dissous). Après février 2003, pour un débit de 100 m3/s, 75 % du déficit amont en oxygène dissous est comblé et près de 70 % du méthane dissous éliminé.

En 2020, la concentration en oxyde de soufre autorisée dans les fumées de gaz d’échappement des bateaux de la marine marchande a été réduite d’un facteur 7 par l’Organisation maritime internationale. Pour satisfaire ces nouvelles normes de rejet atmosphérique, les armateurs ont adapté leurs navires et des systèmes de désulfuration des gaz d’échappement ont été installés. Ces unités couplent, d’une part, un procédé d’absorption gaz-liquide pour l’épuration du gaz et, d’autre part, un procédé membranaire pour le traitement des eaux de lavage. L’objectif de la présente étude est d’optimiser ce procédé membranaire. Des membranes d’ultrafiltration multitubulaires en carbure de silicium sont utilisées. La filtration est réalisée à flux constant avec l’application de rétrolavage à intervalle régulier. Les effluents à traiter proviennent directement des navires maritimes étudiés et, après caractérisation de chacun d’eux, ils ont été classifiés comme des fluides à fort ou à faible pouvoir colmatant pour la membrane. Les paramètres opératoires de filtration appliqués varient en fonction des propriétés du fluide. L’influence des paramètres de rétrolavage : fréquence, durée et/ou mode d’injection sur les performances de filtration et de rétention de la membrane est également étudiée. Ainsi il est montré que l’application d’action de décolmatage rapide (inférieur à 5 secondes), et sous pression (3 bars) permet de maintenir la filtration sur plusieurs heures. La réversibilité de la perméabilité est de l’ordre de 80 % et d’importants taux de récupération en eau, supérieurs à 75 %, sont obtenus en fonction du flux de perméat appliqué. En matière de rétention, 100 % des particules en suspension et 80 % en métaux lourds sont éliminés, ce qui permet un rejet dans l’environnement.

Cette étude avait pour but de déterminer les caractéristiques principales de l'échange des gaz respiratoires chez les adultes à jeun des tiques Amblyomma hebraeum et A. marmoreum, vecteurs de la cowdriose en Afrique australe. L'émission de dioxyde de carbone a été mesurée à 25¼C par respirométrie afin de déterminer le taux de métabolisme standard (TMS) et l'évolution dans le temps de l'émission gazeuse. Le TMS était extrêmement bas pour les deux espèces et environ 100 fois moindre que celui prévisible pour un insecte d'une masse corporelle équivalente. La ventilation chez des tiques inactives était discontinue et caractérisée par des éruptions périodiques de CO2 lors de l'ouverture des spiracles. L'avantage sélectif principal de ce type de ventilation serait une réduction de la perte d'eau respiratoire. La périodicité des émissions de CO2 était moins fréquente chez A. marmoreum (toutes les 2,5 h) que chez A. hebraeum (toutes les 1,5 h), ce qui indiquerait que A. marmoreum est plus efficace pour limiter la perte d'eau respiratoire. Il est suggéré que des recherches ultérieures sur le métabolisme de l'eau chez les tiques devraient porter sur le rôle des profils de ventilation pour déterminer la survie des stades non-parasitaires et les associations des tiques avec leurs habitats.

Abstract Entomopathogenic nematodes were incubated in a balanced salt solution based on soil water analysis, supplemented with different concentrations of sodium chloride. Two nematode isolates from Malaysia, Steinernema sp. SSL85 (isolate 25) and Heterorhabditis indicus (isolate 11), showed an initial loss of water during the first 6 h of incubation in hyper-osmotic media (200 and 1000 mOsmKg-1) followed by a complete recovery of their water content during the next 18-48 h. A third Malaysian isolate, Steinernema sp. (M1), showed a more limited ability to regulate its water content. Studies on a wild type H. megidis (UK 211) and one desiccation tolerant mutant indicate that the ability for hypo-osmotic regulation does not necessarily involve permeability differences in the cuticle. Régulation hypo-osmotique chez les nématodes entomopathogènes: Steinernema spp. et Heterorhabditis spp. - Des nématodes entomopathogènes ont été mis en incubation dans une solution saline, équilibrée en fonction d'une analyse de l'eau contenue dans le sol, et additionnée de chlorure de sodium en concentration variable. Deux isolats de nématodes provenant de Malaisie, Steinernema sp. SSL 85 (isolat 25) et Heterorhabditis indicus (isolat 11), ont montré une perte initiale d'eau au cours des 6 premières heures d'incubation dans un milieu hyperosmotique (200 et 1000 mOsmKg-1), perte suivie par un rétablissement complet du contenu hydrique au cours des 18 à 48 h suivantes. Un troisième isolat malaisien, Steinernema sp. (M1) a montré une capacité plus limitée à réguler son contenu hydrique. Des études ayant concerné un type sauvage d' H. megidis (UK 211) et un mutant tolérant vis-à-vis de la dessication ont montré que la capacité d'une régulation hypo-osmotique n'infère pas une différence dans la perméabilité de la cuticule.

La réutilisation des eaux usées est reconnue comme une technique importante dans les régions arides et /ou grandes consommatrices d'eau. L'une des méthodes actuellement très employée consiste à recharger la nappe phréatique avec des effluents secondaires via des bassins d'infiltration. L'épuration biologique et / ou chimique à travers la zone non-saturée représente une caractéristique importante de cette technologie. Les procédés de ce type sont connus sous l'appellation de Soil Aquifer Treatment (SAT) ou géofiltration. Dans ce travail, le procédé a été étudié comme méthode de réhabilitation d'un effluent secondaire d'eaux usées jusqu'au stade d'eau potable. Cette recherche a été principalement axée sur le comportement, le transport des matières organiques (MO) de l'effluent et particulièrement sur leur rôle de précurseurs potentiels de sous-produits de désinfection lors de la réutilisation de la nappe. Dans la zone vadose, la matière organique est principalement éliminée par biodégradation, et à un degré moindre, par adsorption. Les simulations du procédé, en laboratoire, ont été réalisées en réacteurs recirculés aérobies, en mode cuvée, avec un biofilm acclimaté sur des particules de sable siliceux, afin de déterminer la fraction biodégradable des MO. L'évaluation de celle-ci est essentielle pour prédire leur potentiel de dégradation par la biomasse de la zone vadose. L'effluent mis en oeuvre est issu d'une station d'épuration de l'Arizona (États-Unis) avec biofiltre (lit filtrant à support plastique); sa concentration en carbone organique dissous (COD) se situe entre 10 et 15 mg/L. L'effluent mis 5 jours durant en contact avec le biofilm acclimaté du réacteur montre un abattement de 50-60 % du COD. Il a ainsi été déterminé qu'environ 80 % de l'élimination des MO de l'effluent survient dans les premières 24 heures d'expérimentation, alors que le reste, près de 20 %, est éliminé durant les 48 heures suivantes. Dans ces conditions, le délai de 5 jours apparait suffisant pour dégrader les MO présentes dans ces effluents. Les rendements observés augurent bien de la dégradation dans la zone vadose si l'on tient compte de la combinaison des taux et de la hauteur d'infiltration avec des temps de résidence de 2 à 14 jours ainsi qu'il est proposé dans le procédé. Afin d'accroître la biodégradabilité des MO, une ozonation a été effectuée, en amont du bio-traitement, avec un générateur d'ozone à l'échelle du banc d'essai fonctionnant en mode semi-continu (admission continue de gaz, volume stable de liquide). La pré-ozonation a permis d'accroître la biodégradation de 60-70 %. Bien qu'un fort pourcentage de MO soit éliminé dans ce schéma, il ressort que l'ozone n'a qu'un effet modeste sur la transformation des MO dissoutes non-biodégradables en matières biodégradables par rapport à des expériences similaires effectuées avec des matières organiques naturelles (MON) des eaux de surface. L'eau usée ainsi traitée présente des niveaux de COD comparables à ceux d'une eau de surface employée à des fins de consommation. Les caractéristiques des MO de l'effluent ont été comparées à celles des MON. Une ultrafiltration de l'effluent pour déterminer le poids moléculaire apparent des MO, donne une distribution bimodale de leur poids moléculaire par rapport à une distribution logarithmique normale observée avec des MON typiques. En utilisant des résines non- ioniques pour séparer les fractions hydrophobes et hydrophiles des MO, il ressort que l'ozonation ne transforme pas de façon significative la fraction hydrophobe des MO de l'effluent en fraction hydrophile, tel que cela a été observé durant l'ozonation des MON. Ces eaux ont été chlorées en pilote, selon des conditions similaires à celles des réseaux de distribution (CI2:COD=1:1mg/mg, période d'incubation=24 heures) afin de simuler la post-désinfection après récupération. Les sous-produits réglementés (Trihalométhanes THM) et ceux proposés (Acides holoacétiques, HAA6) ont été formés à des taux inférieurs ou proches des normes en vigueur (ou de celles proposées pour HAA6) pour l'eau potable aux États-Unis. Cependant, une nitrification significative a été observée dans nos simulations de traitement par le sol avec un effluent non-nitrifié, conduisant à des teneurs en nitrates supérieures à la norme américaine pour l'eau potable (10 mg/L).

Nigerian coastline is increasingly subjected to a number of geomorphic, structural, and morphological changes due to a combination of several processes and change factors. Land subsidence is one of the major events causing geomorphic and morphological changes in the coastal areas. This study utilized GIS techniques, multi-date remote sensing data, auxiliary data, and fieldwork to examine, identify and estimate varying degrees of subsidence in the Nigerian coastal region. A total of 503 study stations were randomly generated along 853 kilometers stretch and 15 kilometers inland trajectory. The subsidence or elevation differentials at each station were computed as the arithmetic difference of the two digital terrain data sets (Aster 2001 and SRTM 2008). Correlation analyses were performed on the subsidence and distance of study stations to oil wells and corresponding land use types around the study stations. Subsidence was found to be positively correlated with distance to oil wells (0.557) while it has a weak negative correlation with land-use types(-0.0610). The study concluded that subsidence taking place in the Nigerian coastal area is compensated by river discharge in the delta region, and sand filling in the Lagos end, and construction of shoreline protection, jetty, and sand filling in the eastern end. Littoral nigerian est de plus en plus soumis a un certain nombre de changements geomorphologiques , structurales et morphologiques en raison d'une combinaison de plusieurs processus et facteurs de changement tels que !'elevation du niveau de la mer, l'affaissement du sol, de l'huile, le gaz et !'exploration de l'eau et d'autres activites anthropiques . Sur !'ensemble de ces changements qui se produisent dans la region cotiere, l'affaissement de terrain est l'un des evenement majeur entrainant des changements geomorphologiques et morphologiques dans !es zones cotieres. Cette 'etude utilise SIG, multi-date de donnees de teledetection, des donnees auxiliaires et travail sur le terrain pour examiner, identifier et evaluer des degres divers de la subsidence dans la region cotiere du Nigeria. Un total de 503 stations d'etude ont ete generes de fai;-:on aleatoire le long de 853 km extensibles et 15 kilometres a l'interieur trajectoire. L'affaissement OU )'elevation des ecarts a chaque station a ete calcule comme la difference arithmetique des deux ensembles de donnees numerique de terrain (Aster 2001 et SRTM, 2008). Les analyses de correlation ont ete effectues sur la subsidence et de la distance des stations d'etude de puits de petrole et Jes types d'utilisation des terres correspondantes autour des stations d'etude. L'affaissement a ete constate une correlation positive avec la distance aux puits de petrole (0,557) alors qu'il a une faible correlation negative avec Jes types d'utilisation des terres (-0,0610). L'etude a conclu que la subsidence qui a lieu dans Ia zone cotiere du Nigeria est compense par le debit des rivieres dans la region du delta, le remplissage de sable en fin de Lagos et de la construction de la protection du littoral, jetee et le remplissage de sable dans l'extremite orientale.

A l’issue de cette étude, des phénomènes ayant lieu lors du fonctionnement d’une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) ont pu être analysés. Un modèle, bidimensionnel transitoire de l’écoulement de gaz, et de transfert de chaleur dans la partie cathodique: canal, couche de diffusion, et couche de catalyseur, est présenté. Une approche bidimensionnelle a été choisie selon deux plans, longitudinal (P1) et transversal (P2). Les équations de conservation utilisées sont l’équation de continuité, l’équation de mouvement, et l’équation d’énergie. Ces équations ont été résolues numériquement en utilisant la méthode des volumes finis, sous un programme informatique (Fortran) développé localement. L’objectif de ce travail est l’obtention des profils et champs de vitesse des gaz dans le canal, la couche de diffusion (GDL) et la couche de catalyseur, ainsi que le profil et champ de température. On s’est intéressé à l’étude de l’effet des paramètres, perméabilité et nombre de Reynolds, sur l’écoulement, et l’effet des paramètres, perméabilité et la surtension cathodique sur les profils de température.

L'excavation de galeries souterraines engendre en général une zone endommagée par des fractures. Dans le cadre du stockage des déchets radioactifs en couches argileuses profondes, ce réseau de fractures désature la roche hôte et lui fait perdre ses propriétés de confinement (très faible perméabilité, bonne résistance mécanique). Cette thèse se concentre sur l'argilite du Callovo-Oxfordien (COx), une formation géologique choisie en France (Bure, Meuse/Haute-Marne) pour son potentiel en tant que barrière de confinement des déchets radioactifs. En utilisant une approche expérimentale, l'impact de la propagation et de l'auto-colmatage des fissures sur la perméabilité à l'eau et au gaz de l'argilite du COx a été étudié. Des essais d'auto-colmatage ont été réalisés sur des éprouvettes cylindriques artificiellement fracturées sous tomographie aux rayons X, sous différentes orientations (parallèle et perpendiculaire au plan de litage) et températures, avec différentes teneurs en calcite, différentes largeurs d'ouverture de la fracture initiale, et avec l'injection de différents fluides tels que l'eau et le gaz. L'objectif étant de mieux comprendre l'impact de ces différents facteurs sur le processus d'auto-colmatage de l'argilite du COx (évolutions de la perméabilité et de la fermeture de la fracture). Par ailleurs, des essais de fracturation avec mesure de la perméabilité au gaz ont également été réalisés pour les deux orientations afin d'étudier l'impact de l'endommagement par microfissuration sur les propriétés hydrauliques de l'argilite du COx. Il a été observé que la composition minéralogique de l'argilite joue un rôle déterminant dans l'efficacité de l'auto-colmatage. Une teneur élevée en calcite, associée à une faible teneur en argile, a été identifiée comme un facteur limitant, compromettant ainsi la capacité de la roche à se colmater de manière efficace. Pour garantir un colmatage efficace, il est nécessaire que la concentration en calcite reste en deçà de 40%. En général, le processus d'auto-colmatage est rapide au début du test puis se stabilise après un mois. La perméabilité à l'eau des échantillons est partiellement restaurée (~10-18-10-19 m²) par rapport à la perméabilité initiale de l'argilite saine (c'est-à-dire sans fracture) (~10-20-10-21 m²) et la fermeture de la fracture est quasi totale. Par ailleurs, le processus d'auto-colmatage semble être tout aussi efficace pour les orientations parallèles et perpendiculaires. L'impact de la température sur le processus d'auto-colmatage n'a pas été démontré de manière évidente. En ce qui concerne l'injection simultanée de gaz inerte et d'eau, notre étude a mis en évidence un effet retardateur sur la réduction de la perméabilité à l'eau, principalement en raison de la désaturation induite par le gaz. Malgré ce retard, le processus d'auto-colmatage s'est avéré efficace, induisant une réduction significative de la perméabilité. Les essais de fracturation (essais de compression triaxiale) ont montré que la perméabilité au gaz diminue progressivement pour les deux orientations avec l'augmentation de la contrainte déviatorique, illustrant la fermeture des fissures initiales due à la compression axiale des échantillons. Pour des contraintes déviatoriques plus élevées, une augmentation significative de la perméabilité au gaz est observée près du seuil de dilatance, en particulier dans les échantillons orientés parallèlement au plan de litage. Cela suggère un lien étroit entre l'ouverture des microfissures et l'augmentation de la perméabilité
The excavation of underground galleries generally results in a zone damaged by fractures. In the context of the storage of radioactive waste in deep clay layers, this network of fractures desaturates the host rock and causes it to lose its confinement properties (very low permeability, good mechanical strength). This thesis focuses on the Callovo-Oxfordian claystone (COx), a geological formation chosen in France (Bure, Meuse/Haute-Marne) for its potential as a containment barrier for radioactive waste. Using an experimental approach, the impact of crack propagation and self-sealing on the water and gas permeability of the COx claystone was studied. Self-sealing tests were carried out on cylindrical specimens artificially fractured under X-ray tomography, under different orientations (parallel and perpendicular to the bedding plane) and temperatures, with different calcite contents, different opening widths of the initial fracture, and with the injection of different fluids such as water and gas. The objective being to better understand the impact of these different factors on the self-sealing process of the COx claystone (changes in permeability and fracture closure). Furthermore, fracturing tests with measurement of gas permeability were also carried out for the two orientations in order to study the impact of microcracking damage on the hydraulic properties of the COx claystone. It has been observed that the mineralogical composition of the claystone plays a determining role in the effectiveness of self-sealing. High calcite content, combined with low clay content, has been identified as a limiting factor, thereby compromising the rock's ability to self-seal effectively. To guarantee effective sealing, it is necessary that the calcite content remains below 40%. In general, the self-sealing process is rapid at the start of the test and then stabilizes after a month. The water permeability of the samples is partially restored (~10-18-10-19 m²) compared to the initial permeability of healthy claystone (i.e. without fracture) (~10-20- 10-21 m²) and the closure of the fracture is almost complete. Furthermore, the self-sealing process appears to be equally effective for both parallel and perpendicular orientations. The impact of temperature on the self-sealing process has not been clearly demonstrated. Regarding the simultaneous injection of inert gas and water, our study demonstrated a retarding effect on the reduction of water permeability, mainly due to gas-induced desaturation. Despite this delay, the self-sealing process proved effective, inducing a significant reduction in permeability. The fracturing tests (triaxial compression tests) showed that the gas permeability gradually decreases for both orientations with increasing deviatoric stress, illustrating the closure of the initial cracks due to the axial compression of the samples. For higher deviatoric stresses, a significant increase in gas permeability is observed near the dilatancy threshold, particularly in samples oriented parallel to the bedding plane. This suggests a close link between the opening of microcracks and the increase in permeability

Les films minces de protéines solubles sont des systèmes pertinents pour modéliser les interactions entre deux bulles et interpréter la stabilité des mousses de protéines. Au cours de ce travail, nous avons montré que les propriétés des couches de protéines adsorbées à l'interface air/solution conditionnaient la stabilité, la structure et la perméabilité à l'air des films résultants. En optimisant les paramètres de la solution (pH, force ionique?), nous avons ainsi contrôlé la formation d'un film noir de protéines et déterminé son organisation moléculaire par réflectivité des rayons X. Par ailleurs, nous avons montré que les bulles de protéines s'entouraient d'une carapace insoluble en décroissant sous l'effet du mûrissement d'Ostwald. La cinétique de ce phénomène, particulièrement lente, a été interprétée en fonction de la structure dynamique et de la rhéologie du réseau de protéines qui forme la paroi des bulles. Puis, nous avons proposé un nouveau dispositif, encore perfectible, qui permet de mesurer les interactions qui prennent part dans les films de protéines. Finalement, nous avons tenté de corréler les propriétés des films et bulles de protéines individuels au comportement d'une mousse macroscopique obtenue dans des conditions analogues. Cet exercice est délicat expérimentalement car les couches de protéines adsorbées gardent la mémoire des évènements mécaniques qu'elles subissent. Dans un registre différent, nous avons déterminé l'architecture d'un autre type de films complexes, constitués de cyclodextrines amphiphiles. La géométrie confinée des films noirs a été exploitée pour étudier l'hydratation de ces objets.

Dans le domaine hygroscopique du bois et à basse température, les transferts internes de l'eau en phase gazeuse et adsorbée se font par diffusion. L'objectif de cette recherche est de préciser une méthodologie permettant d'accéder aux coefficients de diffusion caractéristiques de ces deux transferts. Trois dispositifs expérimentaux ont été mis en œuvre:une cellule de Wicke et Kallenbach, un vaporimètre et une double enceinte climatique. L'étude des mêmes échantillons dans les trois dispositifs constitue un travail original dans le domaine du transfert diffusionnel d'un soluté adsorbable dans un milieu solide poreux. Les résultats acquis sont non seulement intéressants pour la modélisation des transferts diffusionnels de l'eau au sein du bois et des matériaux à base de bois, mais la méthodologie proposée doit pouvoir s'appliquer à tout soluté gazeux adsorbable sur un support solide microporeux, que ce soit un adsorbant ou un catalyseur
In the hygroscopic range of wood and at low temperatures, internal transfers of water in gaseous phase and bound water are made by diffusion. The purpose of this research is to specify a methodology which allows the determination of diffusion coefficients, characteristic of the two transfers. Three experimental devices have been used : a Wicke and Kallenbach diffusion cell, a vaporimeter and a double hygrometric cell. The study of the same samples with the three devices makes up an original work in the diffusionnal transfer's field of an adsorbable solute in a porous medium. The knowledge of these results are not only interesting for the modelisation of diffusionnal transfers of water into wood and wood composites, but also the suggested methodology can be applied for every gaseous adsorbable solute on a microporous solid , as an adsorbent or a catalyst

Les problemes de separation gazeuse sont actuellement au premier plan des preoccupations industrielles avec en particulier le sechage, la desacification et la deshydrogenation des gaz petroliers. La demarche scientifique fixee pour cette etude consiste a preciser les relations entre les parametres du tranport et la structure microscopique du polymere. La membrane perfluorosulfonique nafion et l'eau ont ete retenues comme systeme de depart. Nous avons developpe quatre types de mesure: i) mesure des coefficients dlu transport (permeabilite, diffusion, solubilite); ii) mesure des coefficients de self-diffusion en phase vapeur par utilisation de molecules marquees; iii) mesure directe des profils de concentration par diffusion de neutrons aux petits angles; iiii) mesure des parametres du transport hydraulique et osmotique. Pour les fractions volumiques en eau inferieures a 18% la diffusion a lieu dans un milieu multiphasqiue avec dispersion des zones ioniques hydratees diffusives dans la matrice organique. Le transport est regi par les processus superficiels et la relaxation du polymere. Pour les fractions volumiques en eau superieures a 18 % la percolation des clusters assure la realisation d'une phase continue diffusive. Dans ce cas, la relaxation du polymere est rapide et n'intervient pas sur la diffusion

Depuis leur apparition dans le domaine de l'emballage, les polymères connaissent un essor important, justifie par leurs propriétés exceptionnelles : légèreté, imperméabilité, résistance. Les exigences de durée de conservation des aliments, des chemins de transport plus longs, ont contribué au développement de structures barrières pouvant être multicouches. Dans ce travail, deux objectifs ont été visés. Le premier était la synthèse d'une polycétone aliphatique à partir du diméthylcétène. Le second était de mettre en forme ce polymère afin de tester ses propriétés barrières aux gaz. Le diméthylcétène, obtenu par pyrolyse de l'anhydride isobutyrique, est polymérisé en présence d'amorceurs ioniques. Cette réaction peut conduire à des polydiméthylcétènes présentant trois types d'enchaînements acétal, cétone et ester. En fonction des paramètres amorceur, solvant et température, nous avons déterminé les meilleures conditions d'obtention des polycétones. L'utilisation de la RMN13C nous a permis de déterminer les structures des polymères et des mélanges sans ambiguïté. L'étude structurale des polydiméthylcétènes a été réalisée par différentes techniques (DSC, RX, RMN). Dans le cas des polycétones, trois phases cristallines ont été mises en évidence, ainsi qu'un taux de cristallinité pouvant atteindre 0,57. Les structures qui présentent les caractéristiques de plusieurs enchaînements sont soit des mélanges d'homopolymères, soit des structures séquencées. La stabilité thermique des polymères a été étudiée par couplage de l'analyse thermogravimétrique et de la spectroscopie infrarouge. Compte tenu de l'ensemble de ces résultats, des mécanismes de polymérisation ont été proposés pour chacune des structures. Enfin des films de polycétones ont été préparés et caractérisés. Ils sont fortement imperméables à l'oxygène, quel que soit le taux d'humidité relative. Ainsi, elles se révèlent être des concurrentes sérieuses des polymères hautement barrières utilisés actuellement.

Le travail vise une meilleure connaissance du transfert simultané de l'eau et du soluté pour un meilleur dimensionnement des dispositifs d'étanchéité. Pour suivre ce transfert en temps réel et en continu, nous avons utilisé les sondes TDR. Le dispositif expérimental mis au point nous a permis la mesure des profils hydriques et de conductivité électrique au cours de l'infiltration. Cette mesure de la teneur en eau et de la conductivité électrique des sols est nécessaire pour évaluer le taux d'infiltration, le flux d'eau dans le sol, les taux de transfert des polluants, et pour évaluer le potentiel de fuite d'une barrière étanche. Nous avons effectué une série d'essais d'infiltration dans des colonnes sur : un sable argileux, une argile (du Gault), deux couches alluvions séparées d'un géosynthétique bentonitique (GSB) et des colonnes contenant une couche drainante. L'étude de l'infiltration de l'eau et des lixiviats dans le sable argileux sous une charge nulle a montré que le processus de saturation d'un sol compacté se fait par la combinaison d'un phénomène de convection et de diffusion. L'analyse des profils de conductivité électrique a montré que le transport de soluté se fait aussi par dispersion et par convection. On a pu constater que l'infiltration d'un liquide ne dépend pas seulement du type de sol, mais dépend aussi du type de liquide et des éléments chimiques qu'il contient. L'impact des lixiviats sur le sol se traduit par la réduction du temps de transit (le lixiviat traverse plus rapidement les couches de sol) et de la teneur en eau d'équilibre c'est-à-dire la quantité d'eau que le sol peut retenir. Les résultats d'essai d'infiltration dans l'argile du Gault ont montré que les paramètres hydrodynamiques sont influencés par le type de liquide infiltré. Les valeurs de la diffusivité dans la colonne où s'infiltre le lixiviat sont supérieures aux celles mesurées dans la colonne où le liquide infiltré est l'eau pure. De même, les conductivités hydrauliques sont plus élevées dans la colonne où le lixiviat est infiltré. Il faut donc prendre en compte le type du liquide infiltré lors du dimensionnement des barrières étanches. Les paramètres hydrodynamiques sont aussi influencés par la présence d'une couche drainante au-dessous ou au-dessus d'une couche moins perméable. Une couche drainante située au dessous d'une couche peu perméable facilite le mouvement des particules fines de cette couches vers le drain. On a pu observer que la valeur de la perméabilité à saturation dans la colonne d'argile est maintenue constante au cours du temps. Par contre la valeur de perméabilité du géosynthétique bentonitique augmente au cours de l'infiltration du lixiviat de scories. Le géosynthétique bentonitique (GSB) perd progressivement sa propriété de barrière étanche lors d'un contact continu avec le lixiviat. On a remarqué qu'un contact direct entre une bentonite et un lixiviat tel que le lixiviat de scories utilisé, peut inhiber le gonflement de cette bentonite. Il faut donc éviter un flux de lixiviat à travers ce matériau. L'étude de la diffusion pure du soluté a montré que la migration des ions se fait dans les deux direction, du lixiviat vers le sol et du sol vers lixiviat. Il existe des ions qui quittent le sol et remontent vers le lixiviat. La migration étant liée à la capacité d'échange d'ions, la présence de lixiviat sur une barrière étanche peut provoquer l'appauvrissement en ions de cette barrière. Cet appauvrissement peut augmenter ou diminuer la perméabilité de la barrière. La conception de barrière étanche doit tenir compte d'un tel phénomène. Les résultats des essais ont montré que les modèles courant de conductivité hydraulique peuvent être appliqués pour la description de la percolation à travers une barrière étanche
This work aims at a better knowledge of the simultaneous transfer of water and solute for a better dimensioning of the sealing systems. To follow this transfer in real time and in continuous, we used the TDR probes. The experimental device developed allows the measurement of the moisture and electric conductivity profiles during infiltration. This measurement of the soil water content and the soil electric conductivity is necessary to evaluate the leakage potential of a sealing barrier. We carried out a series of infiltration tests in columns on: a clayey sand, a clay (of Gault), two alluvia layers separate by a geosynthetic clay liner (GCL) and columns containing a drainage material. The study of the water and the leachates infiltration in the clayey sand under a null hydraulic head shows that the compacted soil saturation process is done by the combination of a phenomenon of convection and of diffusion. The electric conductivity profiles analysis shows that the solute transport is also done by dispersion and convection. We could note that the infiltration of a liquid does not depend only on the soil type, but also depends on the type of liquid and of the chemical elements which contains. The impact of the leachate on the soil results from the reduction of the transit time and of the equilibrium water content i. E. The quantity of water which the soil can retain

Cette étude vise à fournir les données de base permettant d'établir les relations entre la structure des polyuréthannes {en abrégé PUR) et les propriétés de transport des gaz à travers ces PUR. Dans ce but, nous avons synthétisé des PUR 11 modèles 11 de rigidité croissante. Étant donné leur nature hétérophasée, la caractérisation structurale est axée sur l'analyse calorimétrique différentielle qui permet de déterminer la fraction volumique des phases souple et rigide ainsi que leur composition. La zone d'inversion de phase confère au matériau des propriétés particulières : meilleur taux de séparation de phase, groupements N-H presque totalement liés par liaisons hydrogène à la température ambiante, … Les mesures des coefficients de perméabilité P et de diffusion D sont effectuées sur un appareillage construit au laboratoire, utilisant un capteur absolu de pression. Le coefficient de solubilité S est obtenu à partir de P et D. Les expériences à température variable donnent les énergies d'activation et la chaleur de dissolution. La diffusion est supposée se produire essentiellement dans la phase souple. Le coefficient de diffusion est relié d'une part à la fraction volumique de la phase rigide qui augmente le chemin de diffusion par un facteur de tortuosité, d'autre part à la mobilité de la phase souple qui varie dans le même sens que la masse molaire de la séquence souple. Le logarithme du coefficient de solubilité augmente linéairement avec la température critique des gaz diffusants. Les valeurs obtenues sont utilisées pour effectuer un calcul de la variation des pressions partielles des gaz dans les alvéoles des PUR cellulaires. Après avoir confronté calculs et expériences, nous formulons l'hypothèse que l'absorption du Fréon 11 dans la masse du PUR joue un rôle important dans sa diminution de pression partielle dans les alvéoles.

Des mesures de perméabilité osmotique (Pos) ont été réalisées sur des protoplastes et des vacuoles isolés au moyen d'une technique mise au point au laboratoire. Les perméabilités sont obtenues à partir de l'observation en microscopie photonique de la cinétique des changements de volume des protoplastes ou vacuoles, consécutives à un changement rapide d'osmoticum. Nous avons mesuré Pos sur des protoplastes de racines de cultivars de blé, de colza ou de maïs à des stades de développement différents de la racine. Les valeurs mesurées ont permis de montrer que la perméabilité osmotique des protoplastes pouvait augmenter fortement en l'espace de 24 à 48 heures, ce qui suggérait la mise en place d'aquaporines au sein du plasmalemme. De même, des mesures réalisées sur des vacuoles ont montré que le tonoplaste était toujours très perméable. Une étude en présence de mercure a permis de montrer que Pos était diminuée par cet inhibiteur, indiquant la présence d'aquaporines vacuolaires. Nous avons étudié l'influence du stress hydrique sur la perméabilite osmotique de protoplastes de racine de cultivars de blé, de colza et de lin. En situation de stress, les valeurs de Pos sont augmentées pour les variétés sensibles alors qu'elles sont diminuées pour les variétés résistantes. De fortes valeurs de Pos ne semblent pas nécessaires pour permettre la croissance de la plante en situation de stress hydrique. Enfin, nous avons réalisé des mesures sur des protoplastes d'hypocotyle de mutants nains d'arabidopsis thaliana affectés dans la chaîne de biosynthèse du brassinolide. Les mesures de Pos en présence de ce régulateur de croissance ont permis de montrer que la croissance de la plantule pouvait être régulée par les flux d'eau trans-cellulaire de l'hypocotyle. L'ensemble de ces résultats souligne l'importance de la voie trans-cellulaire dans la régulation des flux d'eau dans la plante.

L'une des conditions que doit remplir une barrière étanche en site de décharge est de pouvoir assurer un coefficient de perméabilité inférieur à 10(exp)-9 m/s. La mesure de cette perméabilité pose actuellement de nombreuses questions auxquelles l'étude du transfert hydrique en milieu non saturé doit pouvoir répondre. Dans ce cadre, nous présentons des résultats expérimentaux relatifs à l'étude du transfert par infiltration de l'eau dans un sol fin compacté non saturé soumis à des conditions initiales et aux limites bien définies. Dans un premier temps, une étude paramétrique a été menée sur le limon de Givors ou des essais d'infiltration ont été réalisés sous des différentes conditions. Des enseignements tirés de cette étude ont permis de définir les différents paramètres qui peuvent influencer le transfert hydrique dans un sol non saturé, et de proposer un protocole d'essai pour la détermination de la perméabilité à saturation in-situ. Dans un deuxième temps, nous avons complété cette étude paramétrique par une série d'essais d'infiltration réalisés sur une colonne de sol de 225 mm de hauteur ou l'analyse des profils hydriques et des succions a été possible grâce au dispositif expérimental mis au point. Un deuxième protocole pour la détermination du coefficient de perméabilité in-situ a été proposé grâce à cette étude. La méthode des profils instantanés a été appliquée aux résultats des essais d'infiltration sur la colonne de 225 mm pour établir la relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau. Les modèles de Mualem et Van Genuchten ont été testés
One of the conditions that has to fulfill by a barrier in a waste disposal site is to insure a coefficient of permeability less than l0(exp)-9m/s. The measurement of this permeability poses a lot of difficulties to which hydric transfer in unsaturated soils should be able to resolve. In this framework, the experimental results related to study of water transfer by infiltration in a compact unsaturated fine soil under a well defined initial and boundary conditions are presented. Firstly, a parametric study has been performed on the Givors silt; infiltration tests have been realized under various conditions. This study allowed the identification of the different parameters that can influence the hydric transfer in a unsaturated soil and to define an experimental procedure for field measurement of coefficient of permeability. Secondly, this parametric study was completed with a series of infiltration tests realized on a sail column,225mm high, for which the analysis of the hydric profile and suction was possible with the use of a new experimental device. A second procedure for permeability coefficient measurement of in-situ was proposed. The instantaneous profile method has been applied on results of infiltration tests on the soil column,225mm high, to establish the relationship between hydraulic conductivity and volumic water content or suction. Mualem and Van Genuchten model were also applied and verified

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