Letteratura scientifica selezionata sul tema "Plasma non thermique (PNT)"

We present a modelization of the non-thermal pressure, PNT, and we apply it to the X-ray (and Sunayev-Zel’dovich) derived radial profiles of the X-COP galaxy clusters. We relate the amount of non-thermal pressure support to the hydrostatic bias, b, and speculate on how we can interpret this PNT in terms of the expected levels of turbulent velocity and magnetic fields. Current upper limits on the turbulent velocity in the intracluster plasma are used to build a distribution 𝒩(< b)−b, from which we infer that 50 per cent of local galaxy clusters should have b < 0.2 (b < 0.33 in 80 per cent of the population). The measured bias in the X-COP sample that includes relaxed massive nearby systems is 0.03 in 50% of the objects and 0.17 in 80% of them. All these values are below the amount of bias required to reconcile the observed cluster number count in the cosmological framework set from Planck.

Prenatal transplantation (PNT) using stem/progenitor cells has been performed in more than 50 patients using an ultrasound-guided approach, proving that this procedure poses minimal risk to both the fetus and the mother. Since 75% of hemophilia A (HA) patients have a family history of HA, and prenatal diagnosis is available to pregnant HA carriers in most western countries, PNT constitutes a clinically viable approach to treat these patients. In addition, the type of mutation and family history can predict the severity of the disease and the patient's likelihood of developing FVIII inhibitors, thus allowing intervention in those who could most benefit from this approach. Nevertheless, maternal safety is a critical consideration for PNT, particularly with respect to possible exposure to the cells or gene products produced by the cells infused into the fetus. We have previously demonstrated that transplanting sheep fetuses (n=23) with human placental cells (PLC) transduced with a lentiviral vector encoding a bioengineered fVIII transgene (mcoET3), at a dose of 107-108 cells/kg, increased plasma fVIII activity levels for at least 3 years after transplant. Therefore, here we studied ewes (n=4) during pregnancy and those who had given birth (n=6) to lambs treated in utero. The latter were assessed longitudinally over a course of 5 months, ranging from 18 to 32 months after delivery of a PNT recipient. First, we investigated whether any of the ewes, during pregnancy or at any point thereafter,developed an immune response to the transplanted product, PLC-mcoET3. Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) harvested from the different ewes readily proliferated in response to human PBMC and upon PHA stimulation, but PLC-mcoET3 and non-transduced PLCs did not elicit an immune response from PBMC from any of the ewes, demonstrating that PNT did not immunize the ewe to the transplanted cells. We also used an mcoET3-specific ELISA to investigate whether the ewes developed antibodies to the mcoET3 protein. At no time point were ewes ever found to harbor anti-mcoET3 IgGs in their plasma. To determine whether mcoET3-specific T effector cells developed in the ewes, we performed ELISpot assays using PBMC collected during pregnancy and at various time points thereafter, and no mcoET3-specific Th1 or Th2 cells were detected in these ewes. To assess the potential circulation and/or engraftment of PLC-mcoET3 in the ewes during pregnancy or at any time after delivery, maternal PBMC collected during pregnancy, and maternal-side placental tissue and umbilical cord tissue (UBC) collected at birth were analyzed using RT-qPCR (detection limit &lt;0.01%) with primers specific for human FVIII (produced constitutively by the PLC) and mcoET3. Maternal PBMC, UBC, and placental tissue were all devoid of PLC-mcoET3, as evidenced by the complete absence of mcoET3 and human FVIII mRNA. Histopathologic analysis of the placental tissue demonstrated no abnormalities or ectopic tissue formation. Overall, these studies suggest that the administration of PLC-mcoET3 to the fetus during gestation does not result in detectable maternal exposure to the cells or gene products, attesting to the safety of this approach. Disclosures Doering: Kilpatrick, Townsend & Stockton: Consultancy; Expression Therapeutics, LLC: Current equity holder in private company, Patents & Royalties, Research Funding.

Le travail de cette thèse vise à étudier un procédé hybride pour le traitement de molécules organiques dans l’eau. Il s’agit du procédé Plasma Non Thermique (NTP) couplé à la catalyse hétérogène de type (Fenton-like). Le paracétamol est utilisé comme la molécule modèle pour cette étude. Deux configurations différentes de réacteur plasma de type Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) ont été utilisées : (i) un réacteur multipointes-plan en mode statique ; (ii) un réacteur coaxial tubulaire avec écoulement de la solution à traiter. Afin d’évaluer la synergie entre les deux procédés (plasma et catalyse), les traitements ont été appliqués séparément puis couplés. Les effets synergiques du procédé couplé plasma-catalyse ont été démontré en termes de taux de dégradation, de rendement énergétique et également en termes de la minéralisation de polluant, correspondant à une diminution de la charge organique de la solution avec la conversion du carbone organique en carbone inorganique. La première partie du travail réalisée avec le réacteur multipointes-plan a permis d’établir le rôle efficace du couplage plasma-catalyse en comparaison avec le procédé de plasma seul. En effet, en couplage, une minéralisation de 54 % a été atteinte après traitement de 60 minutes et que le rendement énergétique est augmenté d’un facteur de deux, réduisant ainsi le coût du traitement. Les travaux réalisés sur le réacteur coaxial ont permis d’étudier l’effet de nombreux paramètres sur le couplage plasma-catalyse comme la composition du gaz injecté, du débit de gaz et de liquide, la position du catalyseur par rapport à la décharge plasma, etc. Nous avons ainsi pu montrer l’intérêt de travailler dans un gaz riche en oxygène sur les cinétiques de dégradation et de minéralisation ainsi que le rôle de la puissance électrique appliquée sur les mécanismes d’oxydation. Par exemple, il a été possible d’obtenir une minéralisation de 70 % après 90 min de traitement sous air alors que sous O₂/N₂ (80/20 sccm), la minéralisation atteignait 95 %. La stabilité du catalyseur a également été étudiée en termes de minéralisation après plusieurs réutilisations du catalyseur. Nous avons également démontré le rôle du radical hydroxyle (·OH) sur le traitement avec l’utilisation de piégeurs de radicaux. Effectivement, en présence du méthanol, consommateur des radicaux hydroxyles, une diminution de la dégradation de près de de 50 % a été obtenue et aucune minéralisation n’a été observée
The work of this PhD thesis aims at studying a hybrid process for the treatment of organic molecules in water. It consists of the Non Thermal Plasma (NTP) process coupled with heterogeneous catalysis (Fenton-like type). Paracetamol is used as the target molecule for this study. Two different configurations of Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma reactor were used: (i) a multi-needles-to-plane reactor in static mode; (ii) a coaxial tubular reactor with flow of the solution to be treated. In order to evaluate the synergy between the two processes (plasma and catalysis), the treatments were applied separately and then coupled. The synergistic effects of the coupled plasma-catalysis process were demonstrated in terms of degradation rate, energy yield, and also in terms of pollutant mineralization, corresponding to a decrease of the organic molecules load in the solution with the conversion of organic carbon into inorganic carbon. The first part of the work carried out with the multi-needles-to-plane reactor allowed to establish the effective role of the plasma-catalysis coupling in comparison with the plasma process alone. Indeed, in coupling, a mineralization of 54% was reached after the 60 minutes of treatment and the energy yield was increased by a factor of two, thus reducing the cost of treatment. The work carried out on the coaxial reactor allowed us to study the effect of many parameters on plasma-catalysis coupling efficiency such as the composition of the injected gas, the gas and liquid flow rate, the position of the catalyst in relation to the plasma discharge, etc. We were thus able to show the interest of working in an oxygen-rich gas on kinetics of degradation and mineralization as well as the role of applied electrical power on the oxidation mechanisms. As an example, it was possible to obtain a mineralization of 70 % after 90 minutes under air, whereas under O₂/N₂ (80/20 sccm), the mineralization reached 95 %. The stability of the catalyst was also studied in terms of mineralization after several reuses of the catalyst. We also demonstrated the role of the hydroxyl radical (·OH) on the treatment with the use of radical scavengers. Indeed, the presence of methanol, known as a scavenger of hydroxyl radicals, a decrease of the degradation of nearly 50% was obtained and no mineralization was observed

L'équipe de François Jérôme (IC2MP, UMR7285) a développé des procédés innovants et originaux dans les prétraitements de la biomasse lignocellulosique. Ces travaux fondamentaux sont basés sur l'utilisation de plasma atmosphérique non-thermique afin de dépolymériser des biopolymères (cellulose, amidon, inuline) de manière sélective. L'avantage de ce prétraitement physique est son absence de solvant et de catalyseur permettant ainsi de pallier les problèmes de purification ou de dilution habituellement rencontrés. On peut également citer la faible consommation énergétique. Ce prétraitement plasma permet d'accroitre l'accessibilité des biopolymères aux espèces réactives (lors d'une hydrolyse par exemple) et d'obtenir des rendements supérieurs aux procédés chimiques ou enzymatiques classiques.L'objectif de cette thèse est de comprendre quelles sont les bonnes conditions pour obtenir une cellulose moins réfractaire aux traitements chimiques et quel mécanisme est mis en jeu lors du traitement par plasma. Quels impacts ont les espèces qui interagissent avec la surface du biopolymère, comment elles diffusent au cœur des matrices polymériques ou encore quel est l'impact de la nature chimique du/des biopolymère(s) (cristallinité, type de liaisons, nature des saccharides…). Par la suite, une étude sur la réactivité de la cellulose traitée par plasma a été réalisée en se concentrant plus particulièrement sur les rendements en glucose suite à une hydrolyse acide en milieu dilué. Cela nous a permis d'évaluer l'impact des traitements physiques (plasma, broyage ou les deux) sur la réactivité de la cellulose. De plus, un panel d'analyses a été réalisé et nous a permis d'en déduire un mécanisme réactionnel possible pour le traitement de la cellulose par plasma
François Jerome's team developed new processes for the pretreatment of lignocellulosic biomass. This fundamental work is based on the use of non-thermal atmospheric plasma for the deplolymerization of biopolymers (cellulose, inuline) selectively. The advantage of this physical pretreatment is the non-using of catalysis or solvent and so it's resolve the dilution problem or the purifying problem usually met. A low consummation of energy can be cited too. This pretreatment could be increase the reactivity of biopolymers (hydrolysis for example) and get a better yield than the chemical or enzymes processes.The goal of the thesis is to understand what are the good conditions to obtain a cellulose more reactive for the chemical reactions and what the mechanism for the plasma treatment are. What kind of species react with the surface of the polymers and how they enter in the bulk ? What is the role of the nature and constitution (crystallinity, different polymer, kind of link…) ? Then, a study on the reactivity of the plasma cellulose was performed and the focus was put on the yield of glucose after acid hydrolysis. Like this, we can see the influence of the physical pretreatment (plasma, milling or both) on the cellulose. At the end, a mechanism is proposed by using all the information recovered in particularly with the structural analysis

Le travail de thèse a porté sur la valorisation des hydrocarbures par plasma non thermique. L'étude concerne plus particulièrement la production de gaz de synthèse (CO + H2) et d'hydrogène (H2) à partir des alcanes (CnH2n+2) par vaporeformage et/ou craquage dans une décharge glissante à la pression atmosphérique. Un réacteur plasma tri-anodes et un montage expérimental dédié ont été développés afin de contrôler et de réduire le coût de production de H2 à partir du méthane (CH4) et du propane (C3H8). L'efficacité du réacteur plasma a été étudié en fonction des paramètres expérimentaux tels que les débits de l'alcane et de la vapeur d'eau, la puissance électrique injectée et le rapport molaire eau/alcane. Malgré leurs comportements différents dans la décharge, les deux alcanes étudiés ont permis d'obtenir une concentration élevée en H2 (50%) en sortie du réacteur plasma. L'ajout d'oxygène (jusqu'à 20%) à un effet défavorable sur la production de H2. Dans tous les cas étudiés les taux de conversion de CH4 et de C3H8 restent faibles (< 45%). Les résultats expérimentaux ont été comparés à un modèle thermodynamique qui a permis de montrer que seulement 45 à 55% du gaz injecté est traité par la décharge. Un modèle physique basé sur l'équation de Potapov à deux températures a permis de décrire la décharge et calculer la température du gaz. Ces données ont ensuite été utilisées dans un modèle d'écoulement couplé à un modèle cinétique afin de comprendre les phénomènes mis en jeu dans le plasma.

L'étude des interactions entre les espèces actives générées par un plasma non thermique et diverses surfaces de matériaux font l'objet de ce travail.Dans un premier temps, des polymères provenant de la biomasse ont été le sujet de nos recherches. Ils représentent une source importante de molécules plateforme telle que le glucose à partir desquelles peuvent être générés des produits de haute valeur ajoutée. Plus précisément, les effets d'un plasma à décharge à barrière diélectrique sur la structure et la dépolymérisation de l'inuline, de la cellulose et de l'amidon ont été étudiés. Une variation des paramètres électriques et chimiques de la décharge plasma a été effectuée et leurs effets sur les biopolymères évalués afin de comprendre les mécanismes de réaction. Nos résultats ont montré qu'un traitement initial par le plasma permettait d'augmenter considérablement le rendement final en sucre monomère (fructose ou glucose) par rapport au même produit de départ non traité par le plasma (84 et 54% de glucose à partir réciproquement de l'amidon et de la cellulose traités par plasma, au lieu de 65 et 1 % pour les mêmes produits non traités). Cet effet pourrait être du en partie à une dépolymérisation par attaque acide induite au sein du plasma sur les zones amorphes des biopolymères.Dans un second temps, l'étude a porté sur l'élimination des COV par couplage plasma non-thermique et catalyseur. Pour cette étude, nous avons conçu et mis en oeuvre un appareillage original formé par un réacteur plasma-catalyseur permettant une analyse sous atmosphère contrôlée de la surface du catalyseur par spectroscopie IR (DRIFT). Cet appareillage a permis d'étudier la décomposition de quatre COV (isopropanol, acétone, éthanol et toluène) adsorbé sur différents oxydes métalliques (g-Al2O3, CeO2 et TiO2) placés dans la zone de décharge en temps réel (in-situ). Les premiers résultats ont permis d'élucider certaines voies de décomposition de ces différents COV
The interactions between the active species generated by a non thermal plasma and various material surfaces have been studied in this work. In a first part, biopolymers coming from biomass have been the subject of our investigations as they offer a great reservoir for a platform molecule, glucose, from which valuable chemicals can be generated. More specifically, the effects of a dielectric barrier discharge plasma on the structure and depolymerization of inulin, cellulose and starch were evaluated. For that purpose, the electrical and chemical characteristics of the plasma discharge were varied and their effects on the biopolymers evaluated in order to understand the reaction mechanisms. Our results showed that a plasma pre-treatment increased considerably the final monomer yield (in glucose and fructose) compared to the untreated starting material (84 and 54 % yield in glucose from plasma treated starch and cellulose, instead of 65 and 1 % for the same untreated samples). This effect could be partly explained by the depolymerization of the amorphous areas of the polymers by and acid attack within the plasma discharge.In a second part, the study focused on the removal of VOCs by coupling non-thermal plasma and inorganic materials. For this purpose, we designed and implemented an innovative apparatus. It consists of a plasma-catalyst reactor with controlled atmosphere that allows the analysis of the catalyst surface by IR spectroscopy (DRIFT). The decomposition of four VOCs (isopropanol, acetone, ethanol and toluene) adsorbed on different metallic oxides (y-Al2O3, CeO2 and TiO2) placed within the discharge area have been studied in situ using this method. The first results have enlightened the decomposition pathways of the different VOCs

Le dioxyde de carbone et le méthane représentent les deux principaux gaz à effet de serre produits par l’Homme. Dans le contexte environnemental actuel, leur valorisation constitue un enjeu scientifique majeur. Cette thèse s’inscrit ainsi dans cet objectif de valorisation du CO2 et du CH4. Pour cela, la réaction de reformage sec du méthane a été réalisée par couplage plasma non-thermique et catalyse. De façon générale, des catalyseurs à base de métaux, comme Ni/Al2O3, sont utilisés lors du couplage plasma-catalyse. Toutefois, les résultats obtenus en termes de conversions et de sélectivités sont très hétérogènes, voire contradictoires. Afin de mieux comprendre les origines de cette disparité, l’influence de la nature du solide présent dans la zone plasma a été étudiée. Pour ce faire, divers oxydes métalliques, tels que γ-Al2O3, α-Al2O3, MgO, CaO, La2O3, ZnO, CeO2, SiO2, BaO, TiO2 ou encore une zéolithe, ont été sélectionnés pour leurs propriétés physico-chimiques distinctes (permittivité, acidité, basicité, surface spécifique). Ces oxydes ont été testés dans des conditions opératoires identiques en utilisant un réacteur plasma à barrière diélectrique (DBD), une puissance de 8W (fréquence 800 Hz, tension de 13 et 16 kV), et un débit total de 40 mL.min-1, l’hélium étant le constituant majoritaire : 75% volumique.L’étude des caractéristiques physiques des catalyseurs a par exemple permis de souligner l’impact de la permittivité ou de la taille des grains des différents matériaux sur la décharge. Une constante diélectrique élevée n’est pas favorable à la réaction. La présence de TiO2 (εr=2903) dans la décharge entraîne une chute des conversions du CH4 et du CO2, qui passent respectivement de 20 et 9 % à vide, à 5 et 2% avec TiO2. Par ailleurs, il a été montré que la présence de grains trop volumineux réduit la surface accessible au plasma, ce qui entraîne une diminution des conversions des réactifs. Ces dernières passent de 30 et 15% respectivement pour CH4 et CO2 pour des grains de petite taille (250-355µm), à 24 et 11% pour les plus gros grains (800-1000µm). De plus, l’étude des propriétés chimiques des catalyseurs a mis en avant l’influence de la basicité sur les conversions du dioxyde de carbone. Il semble que plus le solide possède de sites basiques, plus l’adsorption du CO2 est favorisée. En outre, une étude plus détaillée a été réalisée en couplant plasma et oxyde de calcium, car ce dernier possède non seulement une faible permittivité (εr=2,1), mais également un nombre important de sites basiques. L’influence du ratio CH4/CO2 et de la température sur CaO a permis de mettre en évidence l’apparition de modifications structurales et texturales après décharge plasma. Il a été montré que pour un ratio CH4/CO2 = 2, et à 300°C, la formation d’eau (réaction inverse de gaz à l’eau) favorise la formation de Ca(OH)2 et CaCO3. L’ajout d’eau (0,1g.h-1) au mélange réactionnel a permis de mettre en avant l’hydroxylation de CaO et la carbonatation de Ca(OH)2. Par ailleurs, la carbonatation de l’hydroxyde de calcium hydraté (Ca(OH)2+ 18% H2O) est favorisée sous plasma. L’analyse des gaz en sortie par spectromètre de masse fait ressortir un phénomène d'oscillation lié à l’adsorption du CO2. Un mécanisme réactionnel, au cours duquel l’élimination et l’adsorption de CO2 et H2O s’effectuent successivement, a été proposé. Un plasma peu énergétique (4W) favorise la carbonatation du solide puisque sa composition est initialement : 0,9Ca(OH)2, 0,9 H2O, 0,1 CaCO3 et devient 0,1Ca(OH)2, 0,9CaCO3 après plasma. Par conséquent, il semble que l’application d’un plasma non-thermique favorise la diffusion du CO2 au cœur de Ca(OH)2+ 18% H2O. En outre, la carbonatation de solides, qui constitue une méthode de stockage du CO2, est un procédé lent et le plus souvent limité par la diffusion du dioxyde de carbone. Dans cette étude, il a été montré que le plasma pourrait présenter un grand intérêt, à condition d’augmenter l’efficacité du procédé
The two main greenhouse gases emitted by human activities are carbon dioxide and methane. Within the context of the current environmental crisis, it has become vital to find a method to valorise these gases. Therefore, this thesis has been conducted to be a part of this process: CO2 and CH4 valorisation. To this end, dry reforming of methane was carried out by coupling non-thermal plasma and catalysts. Metal-based catalysts, such as Ni/Al2O3, are usually used for plasma-catalyst. However, the results are often dissimilar, and even contradictory, as far as conversions and selectivities are concerned. In order to better understand the reasons behind this heterogeneity, the influence of the nature of the solid was studied. For this purpose, metal oxides, such as γ-Al2O3, α-Al2O3, MgO, CaO, La2O3, ZnO, CeO2, SiO2, BaO, TiO2, and a zeolite, were selected because of their respective physicochemical properties (permittivity, acidity, basicity, specific surface). These oxides were submitted to identical tests with identical operational conditions, e.g. a dielectric barrier discharge reactor (DBD), 8W power (800 Hz frequency, 13 and 16 kV tension), a total output of 40 mL.min-1 and a CH4/CO2=0,5 ratio.The study of the physical characteristics of catalysts highlighted the impact of the material’s permittivity or of the size of its grains on the discharge. A high dielectric constant hindered the reaction. When TiO2 (εr=2903) was found in the discharge, it led to a decline in CH4 and CO2 conversions, as they decreased from respectively 20 and 9% without catalyst, to 5 and 2% with TiO2. Furthermore, when grains were too large, there was less surface accessible to plasma, which led to a fall in the reagents’ conversions. Indeed, they dropped from respectively 30 and 15% for CH4 and CO2 for small-sized grains (250-355µm), to 24 and 11% for the largest grains (800-1000µm). In addition to this, the study of the catalysts’ chemical properties showed how basicity influenced the conversions of carbon dioxide. It seemed that when there was a great number of basic sites in a solid, CO2 adsorption was likely to be better. Furthermore, a more detailed study was carried out by coupling calcium oxide with non-thermal plasma. Indeed, the former does not only have a low permittivity, but also a high number of basic sites. Structural and textural modifications appeared after plasma. This was shown by examining the influence of the CH4/CO2 ratio and of the temperature on CaO. When there was a CH4/CO2 = 2 ratio, for a temperature of 300°C, the production of water (reverse water-gas shift reaction) tended to result in the formation of Ca(OH)2 and CaCO3.When water (0,1g.h-1) was added to the reaction mixture, CaO hydroxylation and Ca(OH)2 carbonatation were observed. Furthermore, hydrated calcium hydroxide (Ca(OH)2+ 18% H2O) carbonatation is more likely to occur under plasma. The analysis of gases at the outlet by a mass spectrometer revealed an oscillatory phenomenon associated with CO2 adsorption. A reaction pathway, during which CO2 and H2O adsorption and elimination occur successively, was therefore put forward. A low-energy plasma (4W) is likely to cause carbonatation, as the solid is originally composed of 0,9Ca(OH)2, 0,9 H2O, 0,1 CaCO3, and is made of 0,1Ca(OH)2, 0,9CaCO3 after plasma. Thus, applying a non-thermal plasma seems to encourage CO2 diffusion at the core of Ca(OH)2+ 18% H2O. Carbonatation is a method to store CO2 but it is a slow process, which is often hindered by CO2 diffusion. In this study, plasma was proved to be a highly interesting process, provided that its efficiency could be increased

Actuellement et en raison de la diminution des ressources pétrolières pour les années à venir, l'hydrogène ou le gaz de synthèse (H2 + CO) sont considérés comme des vecteurs énergétiques qui pourraient permettre de répondre aux enjeux environnementaux et besoins énergétiques. L'exploitation de la biomasse constitue une réserve de carbone et d'hydrogène pouvant être transformée en carburant utilisable. Le travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre des recherches concernant la thématique de la conversion de biomasse par plasma non thermique. L'objectif de ce travail a été d'évaluer l'efficacité d'un réacteur plasma spécifique appelé "Statarc" pour la production de gaz de synthèse à partir de composés issus de la biomasse. Afin de caractériser le comportement du réacteur "Statarc", une étude physique de la décharge dans la vapeur d'eau a d'abord été effectuée. Ce travail préliminaire a été considéré comme une base de référence pour l'interprétation des différents résultats obtenus avec des molécules issues de la biomasse : méthanol, éthanol et phénol. Dans tous les cas étudiés, la concentration en Hydrogène obtenue dans les gaz secs ne dépasse pas 66 %. Des bilans énergétiques et chimiques ont été établis afin d'évaluer les différentes pertes dans notre système. Des essais sur le traitement de l'ammoniaque, représentatif d'autres sources hydrogénées, ont montré l'efficacité de notre réacteur plasma pour la production de gaz de synthèse. Un traitement direct du bois nous a permis de déduire que le traitement plasma génère un mélange gazeux libérant plus d'énergie que celle fournie par la combustion du bois consommé. Afin d'obtenir une meilleure compréhension des phénomènes qui se produisent dans le réacteur plasma, un modèle chimique a été élaboré dans le cas des mélanges méthanol - eau. Les résultats expérimentaux obtenus au cours de ce travail ouvrent des perspectives pour de futures modélisations.

La quatrième révolution industrielle a inauguré une nouvelle ère technologique caractérisée par la numérisation et l'intelligence. Dans ce contexte, on observe une tendance croissante à combiner les technologies traditionnelles avec les technologies plus modernes de l'information. Cette approche forme une nouvelle voie d’interprétation pour la recherche scientifique.Dans le cadre de cette étude propre à la projection thermique, le travail a consisté à utiliser un dispositif de visualisation non invasif pour la collecte en ligne des images d’un jet ensemencé de particules de poudre. Le traitement de ces images par un algorithme spécifiquement développé a abouti à l’extraction de données pertinentes et fiables sur les processus de construction d’un revêtement de projection.En effet, la projection thermique, en tant que technologie traditionnelle dans le domaine des traitements de surface est aussi une technique très prometteuse dans le domaine de la fabrication additive. Les revêtements produits par cette méthode présentent d’excellentes propriétés et sont largement appliqués dans des secteurs variés. Il parait donc important de changer son paradigme en y intégrant les technologies de l'informatique.Les expériences réalisées ont permis d’observer les phénomènes/processus mis en œuvre au cours d’une projection plasma de particules d’alumine et un algorithme a été développé pour extraire les données intéressantes contenues dans les images observées (distribution de la taille des particules en vol, schéma de croissance du revêtement sur le substrat, efficacité du dépôt, etc.). De cette manière, il a été possible d'étudier les distributions de la vitesse des particules et l'angle de vol tout au long du processus de projection plasma.Par la suite, la validation de la technique d'observation et de l’algorithme appliqué à la projection plasma a permis de s’intéresser au processus existant en projection à froid. L'observation in situ de particules de cuivre a donc été conduite pour identifier le processus d'empilement des couches pulvérisées à froid, d’en quantifier la taille et la dispersion des particules formant le dépôt. L'étude a également associé différentes méthodes de caractérisation de façon à comprendre le processus d'empilement des couches lors d’une projection à froid
The fourth industrial revolution ushered in a new technological era characterized by digitalization and intelligence. In this context, there is a growing tendency to combine traditional technologies with more modern information technologies. This approach is opening up a new avenue of interpretation for scientific research.In the context of this study, which is specific to thermal spraying, the work involved using a non-invasive display device to collect on-line images of a jet seeded with powder particles. Processing these images using a specially developed algorithm resulted in the extraction of relevant and reliable data on the construction processes of a spray coating.Indeed, thermal spraying, as a traditional technology in the field of surface treatments, is also a very promising technique in the field of additive manufacturing. The coatings produced by this method have excellent properties and are widely applied in a variety of sectors. It therefore seems important to change the paradigm by incorporating computer technologies.The experiments carried out enabled us to observe the phenomena/processes involved in the plasma spraying of alumina particles, and an algorithm was developed to extract the interesting data contained in the images observed (size distribution of the flying particles, growth pattern of the coating on the substrate, deposition efficiency, etc.). In this way, it was possible to study the particle velocity and flight angle distributions throughout the plasma spraying process.Subsequently, validation of the observation technique and the algorithm applied to plasma spraying made it possible to study the existing cold spraying process. In situ observation of copper particles was therefore carried out to identify the stacking process of cold-sprayed layers and to quantify the size and dispersion of the particles forming the deposit. The study also combined different characterization methods to understand the process of layer stacking during cold spraying

Ce travail de these a pour objet, dans le cadre du programme ecodev et en collaboration avec le gie psa/renault, l'etude des mecanismes physico-chimiques se produisant lors du traitement par plasma non-thermique des effluents issus d'un moteur. L'etude est effectuee sur un melange modele, n 2-o 2-h 2o-c 2h 4-no, representatif de la composition des gaz d'echappement. La decharge photo-declenchee, ici utilisee, permet d'obtenir a pression elevee un plasma homogene de grand volume avec un depot controle de l'energie dans le gaz. Elle est couplee a un diagnostic de fluorescence induite par laser resolue en temps et a des outils d'analyse physico-chimique (spectrometrie de masse et detecteur electrochimique). Les resultats experimentaux sont compares aux predictions d'un modele homogene auto-coherent qui couple la resolution de l'equation de boltzmann pour l'energie des electrons, les equations du circuit electrique, l'equation de la temperature du gaz et la resolution des equations cinetiques. Experience et theorie ont mis en evidence le role joue dans la destruction de no par les etats singulets de l'azote dans le melange n 2-no, suivant un processus de collision de dissociation. Nous avons montre que l'addition d'ethene et/ou de vapeur d'eau au melange n 2-no induit une baisse de l'efficacite de destruction de no, toutes choses egales par ailleurs (densite d'energie deposee, champ electrique applique aux electrodes, pression totale, concentration initiale de polluant), du fait de la destruction des etats singulets par ces molecules. L'etude theorique des melanges contenant o 2 montre que l'addition d'ethene modifie considerablement les processus de conversion de no, du fait de l'augmentation de son oxydation en no 2 et de la formation de molecules du type rno x, essentiellement nitro-alcane. Les processus majoritaires a l'origine de l'oxydation de no sont les reactions avec les radicaux peroxy, ho 2 et hoc 2h 4o 2.

En tant qu’alternative aux ressources fossiles, la cellulose se place idéalement pour obtenir des matériaux durables et largement disponibles. Dans le but de respecter les contraintes environnementales, l’efficacité économique et d’être moins préjudiciables à la santé humaine, la technologie plasma non thermique est proposée comme méthode pour la fonctionnalisation et la valorisation des nanocelluloses. Cette technologie ne requiert pas ou peu de réactifs réactionnels, nécessite uniquement un apport énergétique et un flux de gaz. L’élaboration d’un nouveau réacteur a permis la modification de nanocelluloses dispersées en milieu aqueux par la génération d’espèces chimiques hautement réactives à température ambiante. La mise en oeuvre des réactions par plasma en milieu liquide, en utilisant plusieurs solvants aqueux et gaz (N₂, O₂, air, NHᴣ>) a conduit à des fonctionnalisations spécifiques comme oxydation, amination, etc. La grande réactivité du plasma permet l’activation des molécules sans faire appel à des méthodes polluantes ou coûteuses. En raison de son efficacité, sa facilité de mise en oeuvre et de sa faible consommation énergétique, la modification de nanocelluloses par plasma non thermique à pression atmosphérique ouvre de nouvelles voies pour les modifications chimiques de la biomasse
As an alternative to fossil source, cellulose is ideally placed to obtain sustainable and available materials. In order to respect the environmental constraints, the economic efficiency and to be less detrimental to human health, non-thermal plasma technology is proposed as a method for the nanocellulose functionalization and valorisation. This technology that requires no or few reagents, needs only an energy supply and a gas flow to lead to the modification of nanocellulose by generating highly reactive species at room temperature. The implementation of the reactions by plasma has been carried out in liquid media, using several aqueous solvents and gases (N₂, O₂, air, NHᴣ), their chemical nature allowing access to specific functionalizations such as oxidation, amination, etc. The high reactivity of plasma allows the activation of molecules without using polluting or expensive methods. Because of its efficiency, its ease of implementation and its low energy consumption, the modification of nanocellulose by non-thermal plasma at atmospheric pressure will open new ways to innovative chemical modification of biomass