Добірка наукової літератури з теми "Émissions de poussières"

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du programme national de MEsure des Retombées Atmosphériques (MERA). Ils portent sur la recherche de l'origine des précipitations collectées entre 1997 et 1999 dans trois (Morvan, Iraty, Le Casset) des onze stations du réseau MERA localisées en différents points du territoire français. Deux méthodes statistiques ont été utilisées dans cette étude. Les régions à l'origine des fortes concentrations mesurées au site récepteur ont d'abord été déterminées à l'aide d'un modèle (méthode de Seibert) combinant les mesures réalisées sur site et les rétrotrajectoires de masses d'air puis, dans un second temps les différents profils de transport atmosphérique, leur fréquence et concentrations associées ont été évaluées à l'aide d'une classification par Nuées Dynamiques (méthode K-means/distance Euclidienne simple) des rétrotrajectoires de masses d'air. Le test de Kruskal-Wallis a été utilisé pour vérifier si les médianes des concentrations associées à chaque classe sont statistiquement différentes. L'étude réalisée à Iraty (Pyrénées) et au Casset (Alpes) a montré que ces deux stations sont influencées différemment du Morvan. Plus exactement, ces deux sites ne sont pas, ou pratiquement pas, influencés par les zones d'Europe centrale ou du Nord-Ouest fortement émettrices de SO2, de NOx et de NH3. Seul le pH des précipitations collectées à Iraty semble dépendre des émissions de SO2 et de NOx d'une de ces zones. Iraty et le Casset sont très influencées par les émissions anthropiques et par les poussières d'origine terrestres en provenance d'Afrique du Nord. Néanmoins, les niveaux de concentrations mesurés dans les flux en provenance d'Afrique du Nord sont similaires pour Iraty, le Casset et le Morvan (sauf en ions calcium, pour lequel le Casset et Iraty montrent de fortes concentrations). Une autre région européenne peut influencer les niveaux en composés acidifiants mesurés au Casset, il s'agit de l'Italie et de la zone localisée au niveau de l'ex-Yougoslavie. Mais, les niveaux de concentrations qui en résultent sont faibles par rapport à ceux mesurés dans certains flux arrivant au Morvan.

Résumé La ville de Lubumbashi en République Démocratique du Congo (R.D. Congo), comme la plupart des villes africaines est confrontée à une démographie galopante avec un accroissement d’activités anthropiques dont le trafic routier qui, à côté de l’industrie, est souvent pointé du doigt comme émetteur des polluants atmosphériques, notamment les matières particulaires (PM) (1–4). Plusieurs études ont prouvé que lors de leurs émissions dans l’atmosphère, les PM peuvent véhiculer des nombreuses substances toxiques comme les éléments traces métalliques (ETM)(5–7). Leur toxicité est également liée à leur taille qui favorise leur pénétration dans le système respiratoire. Une relation claire a également été observée entre l’exposition aux PM, la survenance des divers effets sanitaires(7) Afin de parvenir à mettre sur pied des politiques de surveillance, de prévention et de réduction de leurs émissions; l’étude de la concentration des PM dans l’atmosphère, des causes de leurs toxicités et de leurs impacts sanitaires s’avère indispensable. L’objectif de ce travail est donc d’étudier la variation, d’une part, de la concentration des matières particulaires PM2,5 et PM10 définies comme l’ensemble des particules dont la taille est inférieure à, respectivement 2,5 et 10 micromètres(4) dans l’atmosphère, et d’autre part, la variation de la concentration de certaines substances toxiques, notamment les ETM dans les dépôts atmosphériques solides, susceptibles d’accentuer leur toxicité(3,5). Les analyses chimiques effectuées par ICP sur les échantillons des dépôts atmosphériques solides (poussières), celles des échantillons des pneus et des plaquettes de freins; se sont concentrées sur le cuivre (Cu), le cadmium (Cd), le zinc (Zn), le Nickel (Ni).et le plomb (Pb)à l’exception du fer (Fe) qui n’a été analysé que dans les dépôts atmosphériques solides Notre étude a été réalisée le long de la route Kasapa, longue d’environ 5 km (Figure 1), elle est l’une des routes ayant un grand trafic automobile: Les résultats obtenus montrent une présence des PM10 et PM2,5 à des valeurs supérieure à la norme de l’OMS sur toutes les 5 stations. L’analyse des ETM dans les dépôts atmosphériques solides a révélé une présence remarquable du Cd, Ni, Cu, Fe, Zn et du Pb; quant à celle effectuée sur les pneus et les plaquettes des freins, nous avons trouvé des fortes concentrations en Cu, Zn, Cd, Ni, et Pb. Ces résultats nous ont amené à conclure qu’il y a pollution particulaire le long de la route Kasapa, et le trafic routier en est l’une des causes majeure suite à la remise en suspension, l’abrasion des pneus et l’usure des plaquettes de freins dont la composition chimique en ETM accentue la toxicité de PM. ABSTRACT The city of Lubumbashi in the Democratic Republic of Congo (D.R. Congo), like most African cities, is confronted with a galloping demography with an increase in anthropic activities including road traffic which, alongside industry, is often singled out as an emitter of atmospheric pollutants, particularly particulate matter (PM) (1-4). Several studies have shown that when emitted into the atmosphere, PM can carry numerous toxic substances such as trace metal elements (TMEs)(5-7). Their toxicity is also related to their size which favors their penetration into the respiratory system. A clear relationship has also been observed between PM exposure and the occurrence of various health effects(7) In order to set up policies for monitoring, prevention and reduction of their emissions, it is essential to study the concentration of PM in the atmosphere, the causes of their toxicity and their health impacts. The objective of this work is therefore to study the variation, on the one hand, of the concentration of particulate matter PM2.5 and PM10 defined as all the particles whose size is respectively lower than 2.5 and 10 micrometers(4) in the atmosphere, and on the other hand, the variation of the concentration of certain toxic substances, in particular the ETM in the solid atmospheric deposits, likely to accentuate their toxicity(3, 5). The chemical analyses carried out by ICP on the samples of solid atmospheric deposits (dust), those of the samples of tires and brake pads; concentrated on copper (Cu), cadmium (Cd), zinc (Zn), nickel (Ni) Our study was carried out along the Kasapa road, which is about 5 km long (Figure 1), and is one of the roads with a lot of traffic: The results obtained show the presence of PM10 and PM2.5 at values higher than the WHO standard at all 5 stations. The analysis of TMEs in solid atmospheric deposits revealed a remarkable presence of Cd, Ni, Cu, Fe, Zn and Pb; as for the one carried out on tires and brake pads, we found high concentrations of Cu, Zn, Cd, Ni, and Pb. These results led us to conclude that there is particulate pollution along the Kasapa road, and road traffic is one of the major causes following the resuspension, abrasion of tires and wear of brake pads whose chemical composition in TME accentuates the toxicity of PM.

Comment se forment les poussières dans un four électrique à arc d'aciérie et comment réduire leur quantité ? Telles sont les deux questions qui ont motivé ce travail. La caractérisation morpho-minéralogique des particules qui les composent suggère que l'éclatement des bulles de monoxyde de carbone à la surface du bain d'acier liquide est la principale source d'émission de poussière. Nous avons donc développé un dispositif expérimental original permettant de visualiser ce phénomène et de quantifier les gouttelettes projetées lors de l'éclatement d'une bulle. Les résultats obtenus montrent que ce sont les gouttes issues de la fragmentation du film liquide soulevé par la bulle, qui représentent la contribution majeure à la formation des poussières. La masse de gouttes de film émises est d'autant plus faible que les bulles sont petites, elle devient nulle pour une taille de bulle inférieure à 4,5 mm. Il est donc possible de réduire les émissions de poussières en maîtrisant la décarburation, à l'origine de la formation des bulles au four électrique. Après émission, les projections sont entraînées dans le système de captage des fumées où elles subissent des phénomènes d'agglomération, de coalescence et de frittage. Un modèle numérique décrivant ces phénomènes a été développé. Les résultats donnés par le calcul en termes de morphologie et de granulométrie sont très proches des caractéristiques réelles des poussières. A l'aide de ce modèle, nous avons pu préciser l'influence des conditions de captage (température, débit d'aspiration, géométrie des conduites) sur l'évolution des particules. Nous avons également déterminé par quels mécanismes et dans quelles parties du captage se forment les différentes catégories de particules, et nous avons expliqué les différences granulométriques observées entre les poussières de four électrique et celles de convertisseur.

Les chantiers de génie civil sont fortement émetteurs de poussières. Ils représentaient 18% des émissions en France en 2018, soit environ 138 000 tonnes de particules mises en suspension. La circulation des engins lors de la phase des terrassements est la principale cause des émissions. Elle a lieu sur des pistes non revêtues construites à partir de sols compactés qui se dégradent progressivement. Cela génère des nuages de poussières qui peuvent avoir des impacts sanitaires, environnementaux et qui atténuent la visibilité. Pour limiter ces nuisances, les terrassiers arrosent abondamment les pistes de circulation, ce qui entraîne un gaspillage d’eau. A l’heure actuelle, les mécanismes d’apparition, d’envol et de transport des poussières sur les chantiers sont mal quantifiés. Cette thèse vise à étudier les processus qui entraînent des particules de sol, initialement liées entre elles au sein d’une matrice granulaire, à devenir des aérosols atmosphériques.Dans un premier temps, le mécanisme d’apparition des poussières est étudié en simulant la circulation de pneus sur différents sols. Dans une seconde phase, le processus d’initiation de l’envol des particules est étudié en soufflerie en considérant les phénomènes aérodynamiques à l’interface sol-atmosphère. Un modèle basé sur la turbulence convective est mis en place pour quantifier la capacité des sols à émettre des poussières. Le transport des particules dans les écoulements de sillage est également étudié en soufflerie à l’aide de maquettes. Les essais en laboratoire sont complétés par des expérimentations in-situ sur piste d’essais avec différents véhicules. Ce travail met en évidence l’influence des paramètres géotechniques, environnementaux et aérodynamiques qui conduisent à une augmentation de la concentration des poussières en suspension lors de la circulation des engins de chantier
Civil engineering activities are high emitters of dust. They accounted for 18% of emissions in France in 2018, i.e. about 138,000 tons of suspended particles. Truck traffic during the earthmoving phase is the main cause of emissions. It takes place on unpaved runways built from compacted soils that are gradually degrading. This generates dust plumes that can have health and environmental impacts and reduce visibility. To limit these nuisances, earthworkers water the runways extensively, which wastes water. To date, the mechanisms of appearance, lift and transport of dust particles on construction sites are poorly quantified. This thesis aims to study the processes that lead soil particles, initially bound together within a granular matrix, to become atmospheric aerosols.First of all, the mechanism of dust appearance is studied by simulating the circulation of tires above different soils. In a second phase, the process of particle lift initiation is assessed in a wind tunnel by considering the aerodynamic phenomena at the soil-atmosphere interface. A model based on convective turbulence is implemented to quantify the capacity of soils to emit dust. The transport of dust particles by the trucks in circulation is also highlighted in wind tunnels with scale models. The laboratory tests are completed by in-situ experiments on a test track by measuring the dust emissions of different vehicles with optical particle counters. This work highlights the influence of geotechnical, environmental and aerodynamic parameters which lead to an increase in the concentration of suspended dust during the circulation of haul trucks

Quand des matériaux pulvérulents sont manipulés, il est inévitable qu'une partie soit dispersée dans l'atmosphère environnante, ce qui conduit à une mise en suspension dans l'air et à des dépôts sur les surfaces. Il y a risque pour la santé des opérateurs sur les lieux de travail, s'ils entrent en contact direct avec les particules en suspension dans l'air par toucher, ingestion, ou par inhalation avec des risques spécifiques de maladies professionnelles tels que des cancers ou des empoisonnements si les produits sont toxiques ou nocifs. Le but de ce travail a été de concevoir, de réaliser et d'exploiter un pilote exprimental afin d'étudier les mécanismes de mise en suspension de poussières lors du déversement de poudre d'un silo. Le panache formé a été observé et caractérisé par des mesures optiques de distribution de taille de particules, de vitesse et d'analyse d'images, ainsi que des bilans globaux de matière. Ces mesures ont ensuite été confrontées à un modèle numérique
In all cases where powders are handled there is the risk of particles becoming dispersed in the atmosphere leading to suspension in air and eventually deposits on surfaces. Suspension in air means loss of product and more seriously risks to health when operators come into contact with powders by ingestion, or inhalation. Thiscan lead to health problems such as lung cancer or even poisoning if the powders are toxic. This work has been carried out to an experimental set up characterising the mechanisms of dust emission from a falling stream of powders. The aim of this thesis is to design and build an experimental set-up to study the mechanisms by which particles become suspened in air from a stream of particles falling from a silo. The characteristics of the falling stream are observed and measured by optical methods involving, PIV, image analysis and laser diffraction particle size analysis. Mass balances on solids and induced air are determined and compared with a numerical model

L'objectif de cette thèse est d'améliorer la modélisation numérique des processus liés à l'apparition, au transport et au dépôt des aérosols terrigènes, en l'occurrence les poussières désertiques. La première partie de ce travail a consisté à intégrer une paramétrisation physique globale des émissions de poussières désertiques, plus compatible avec les bases de données ECOCLIMAP et FAO utilisées dans le schéma de surface SURFEX, en prenant en compte la granulométrie et la texture des sols, dans le but d'améliorer la représentation des flux de surface des poussières désertiques dans SURFEX. La deuxième partie a consisté à gérer les processus de transport et de dépôt (sec et humide) dans le modèle atmosphérique ALADIN. Ceci permettra à terme de donner des prévisions plus fiables des concentrations de poussières, leurs propriétés optiques, mais aussi leurs rétroactions sur la prévision météorologique. L'évaluation du système couplé ALADIN-SURFEX sur la situation des 6-13 mars 2006 a montré sa capacité à simuler les épisodes de poussière tant en intensité qu'en extension. Les changements apportés au schéma des émissions de poussière renforcent par ailleurs nettement les émissions dans des régions réputées pour ces phénomènes et bien documentées comme la région de Bodélé. Ils améliorent aussi largement la représentation des épaisseurs optiques observées, par exemple dans les régions d'Ilorin et Mbour. Ce système couplé a été utilisé, ensuite, pour établir une climatologie simulée des émissions et des propriétés optiques des aérosols désertiques pour l'Afrique du Nord. Les simulations ALADIN montrent que cette région est une source majeure d'émissions à l'échelle globale avec en moyenne 878 Mt. An-1 d'aérosols désertiques. La région de Bodélé apparaît dans nos résultats comme la zone la plus émettrice avec en moyenne 2kg. M-2. An-1. Enfin, les résultats obtenus dans l'étude de l'impact des poussières sur la modélisation sont assez satisfaisants dans la mesure où on a obtenu un signal très cohérent, les poussières désertiques n'ayant jusqu'à présent jamais été introduites dans le modèle ALADIN. Cependant, ces résultats, analysés en finesse, montrent quelques défauts de modélisation liés à l'interaction rayonnement/poussière. Ces défauts suggèrent qu'un travail d'analyse supplémentaire, accompagné de tests expérimentaux, reste à faire. Ce travail fait partie des perspectives de cette étude
The goal of this PhD work is to improve the numerical modeling of the processes related to the onset, transport and deposition of ground-originating aerosols, namely desert sand dust. The first part of this work is to integrate a global physical parameterization of dust emissions more compatible with the ECOCLIMAP and FAO databases used in the surface model SURFEX, taking into account the surface soil size distribution and the soil texture, in order to improve the representation of surface fluxes in SURFEX. The second part of this study is devoted to modeling the transport and deposition (wet and dry) in the atmospheric model ALADIN. The aim is to ultimately obtain more reliable predictions of dust concentrations, their optical properties and their feedback on the forecast weather. The evaluation of the coupled system ALADIN-SURFEX on the situation of 6-13th March 2006 demonstrates the ability of this system to simulate dust events both in intensity and extension. The changes proposed in the dust emission model provoke a substantial increase of dust emission in areas that are well known and well documented for these phenomena, like the Bodélé region. They also greatly improve simulated optical thicknesses observed in the areas of Ilorin and Mbour. This coupled system was then used to establish a simulated climatology of emission and optical properties of dust aerosols for North Africa. The ALADIN simulations show that this region is a major source of emissions on a global scale with an average of 878 Mt. Year-1 dust aerosols. The Bodélé region is found to be the area with the highest average emission with about 2 kg. M-2. Year-1. Eventually, the results obtained when studying the impact of dust on the behaviour of the numerical weather prediction model, are found satisfactory in regards of the fact that this is the first time desert dust is introduced in ALADIN. However, these results, when analyzed in more details, show some defects related to the interaction between radiation and dust. These defects suggest that the dust/radiation interaction requires more analysis, along with experimental tests. Such analysis is part of the perspectives of this study

Cette thèse est consacre à l'étude de la poussière et du gaz dans les quasars (QSO) grand décalage spectral à l'aide d'observations (sub)millimétrique et radio.

Les relevés dans le continuum infrarouge et radio de QSO optiquement lumineux et radio faibles 1.96. La relation entre l'émission infrarouge et radio des galaxies locales est vérifiée pour les QSO grand z, indiquant que le chauffage dominant provient des étoiles massives nouvellement formées. Ces études ont mis en évidence une relation entre les activités du trou noir et de la formation stellaire. Les taux de formation stellaire très élevés (~1000Mo/yr) indiquent d'intenses flambées stellaires nécessitant dimportants réservoirs de gaz moléculaire.

La détection de CO dans J1409+5628 z=2.56 est décrit en détail et une étude globale du gaz moléculaire des sources grand z est présentée. Dans quelques cas, la détection de plusieurs transitions de CO permet de contraindre les conditions physiques indiquant des températures de 60-100K, et des densités de 10^(3-4) cm-3, comparables M82 ou Arp220. Enfin, la détection de CI et de HCN est rapporte pour deux QSO grand z.

Ces travaux ont permis de contraindre les conditions physiques dans les galaxies hôtes de QSO à grand z, parmi les objets les plus massifs formés dans l'Univers. Ces programmes exploratoires, qui ouvrent la voie l'étude du milieu interstellaire dans l'environnement extrème des premières galaxies, connaîtront leur plein essor avec la mise en opération du satellite Herschel et des interféromètres eVLA et ALMA.

Le détourage est la première opération d’usinage après la fabrication et le démoulage des structures composites. Cette opération, qui est généralement effectuée avec un procédé conventionnel d’enlèvement de matière à l’aide d’un outil de coupe, conduit à l'apparition de plusieurs types d’endommagements qui sont suivi par la génération de particules nocives lors d’un usinage sans lubrification. Ces particules, générées lors de l'usinage à sec de composites constituent une menace sanitaire, car elles peuvent rester en suspension dans l'air et s'infiltrer dans le corps de l'opérateur, représentant un risque de danger respiratoire. Malheureusement, la compréhension des phénomènes d’émission de particules lors de l'usinage du composite est actuellement insuffisante. De plus, l’apparition de dommages localisés sur la surface usinée (due à l’interaction entre l’outil et le composite) peut réduire la tenue de la structure en service du fait de la formation de zones de concentration de contraintes. En conséquence, il est nécessaire de mieux comprendre les causes sous-jacentes de la création de dommages, ainsi que la relation entre les dommages induits par l'usinage et le comportement mécanique. Il est important de noter que d’un point de vue industriel le critère de rugosité de surface est largement utilisé pour quantifier la qualité d’usinage de la surface composite ainsi engendrée ; cependant la relation entre ces deux critères reste complexe. Ainsi, afin de répondre à cette problématique, ce travail de thèse s’est concentré sur trois objectifs principaux. Tout d'abord, des études ont été menées sur l'usinabilité d'échantillons de stratifiés composites multidirectionnels à base de résine époxy et de fibres de carbone lors du détourage à l'aide d'outils de coupe en PCD (diamant polycristallin). Plus précisément, l’influence des paramètres de coupe (vitesse d’avance et vitesse de coupe) et de la distance de coupe (usure de l’outil) ont été étudiés afin de voir leur influence sur les efforts de coupe et sur la température d’usinage induite, puis une caractérisation multi-échelle des dommages induits par l’usinage a été menée. Cette caractérisation multi-échelles des dommages induits par l’usinage a consisté à l’observation post-mortem des échantillons usinés à l’aide de différentes techniques telles que la tomographie à rayons X, la microscopie confocale et le MEB. Grâce à cette caractérisation multi-échelles, la qualité d’usinage a été quantifiée à l’aide de nouveaux paramètres tels que le volume de cratères, Cv, basé sur la quantification des défauts de cratères et la profondeur des dommages, D, mesurés à l’aide d’observations tomographiques à rayons X. Le deuxième objectif de cette thèse était centré sur l'influence des paramètres de coupe (vitesse de coupe, vitesse d'avance et profondeur de coupe radiale), la distance de coupe et la géométrie de l'outil sur le nombre de particules nocives générées lors de la coupe. Les résultats de cette étude sur les émissions de poussières pourront être très utiles à la communauté industrielle pour choisir les bonnes conditions d’usinage afin de protéger les opérateurs susceptibles d’inhaler les particules présentes dans l’air dans la zone d’usinage. Les résultats obtenus ont clairement montré que pour réduire les émissions de particules nocives, il était nécessaire d’augmenter la profondeur de coupe radiale ou la vitesse d’avance. Néanmoins cette combinaison de conditions de coupe conduit en général à une mauvaise qualité d'usinage
Trimming is the first operation of machining after the manufacturing and demolding of the composite structures. This operation which is usually conducted with conventional process of material removal (by cutting tool) induces various forms of damage which is accompanied by the generation of harmful particles in case of dry machining. In fact, particles generated during dry machining of composite pose a dangerous threat, as they can get suspended in the air and infiltrate inside body of operators giving rise to risk of respiratory hazard. Unfortunately, the understanding of particulate emission during machining of composite is presently incomplete. In addition, the appearance of damages located on the machined surface (due the interaction tool/plies) can reduce the structural performance in service due to the formation of stress concentration zones. As a result, it is necessary to understand the underlying causes for generation of damage, and also the relationship between machining induced damage and mechanical behavior. It is important to notice that, industrially, surface roughness criterion is widely used to quantify the machined quality of the newly generated composite surface. However, so far this has been ambiguous approach. Hence, to address the problems mentioned, this thesis focuses on three main objectives. Firstly, studies on the machinability of multi-directional specimens made of carbon fiber reinforced plastics laminates (CFRPs) during trimming with PCD (Polycrystalline Diamond) cutting tools. Specifically, the influence of cutting parameters (feed speed and cutting speed), cutting distance (tool wear) on the cutting forces, machining temperature induced as well as the multi-scale characterization of the machining induced damages have been investigated. For the multi-scale characterization of the induced machining postmortem observations of the machined specimens, using different techniques such as X-ray tomography, confocal microscopy and SEM, are used. Thanks to this multi-scale characterization, the machining quality was quantified using newly proposed parameters such as crater volume ‘CV’ based on the quantification of the crater defects and maximum depth of damage (D) based on the X-ray tomography. The second objective of this thesis was focused on influence of cutting parameters (cutting speed, feed speed, and radial depth of cut), cutting distance, and tool geometry on the number of harmful particles generated during trimming. The outcome of this study on the dust emission can be beneficial for the industrial community to select the safe machining condition for protecting the operators who potentially inhale the particles in the air in the machining area. The obtained results clearly highlighted that to reduce the emission of the harmful particles it is necessary to increase the radial depth of cut or the feed rate. However, this combination of cutting conditions, leads to poor machining quality. This inspired to propose a new design of cutting tool geometry in collaboration with ASAHI Company

La distribution spectrale d'énergie de la lumière émise par les galaxies contient une myriade de détails sur les composants stellaire, nébulaire et de la poussière des galaxies. Dans cette thèse, nous présentons une nouvelle approche pour évaluer les mérites relatifs des différents types d'observations pour contraindre certains paramètres physiques. Pour cet objectif, nous construisons une bibliothèque complète de distributions spectrales d'énergie des galaxies en combinant un traitement semi-analytique d'une grande simulation cosmologique avec des modèles de pointe de l'émission stellaire et nébulaire et de l'atténuation par la poussière. Une principale nouveauté de notre approche est la capacité d'interpréter simultanément l'émission stellaire et nébulaire des galaxies, même à faible résolution spectrale. Nous utilisons notre approche pour analyser d'abord des spectres optiques en résolution moyenne d'un échantillon de ~ 13,000 galaxies proches. Ensuite, nous effectuons l'analyse combinée des observations photométriques et spectroscopiques d'un échantillon de galaxies à redshift entre 1 et 3. Enfin, nous utilisons notre approche pour simuler des observations de galaxies primitives avec l'instrument NIRSpec à bord du futur télescope spatial James Webb. L'approche développée dans cette thèse peut être utilisée pour extraire des informations précieuses à partir de n'importe quel type d'observation de galaxies sur toute la gamme de longueurs d'onde couvertes par les modèles d'évolution spectrale ainsi que pour planifier de futures observations de galaxies.

Mon travail de thèse est centré sur la compréhension des propriétés d'émission des gros grains de poussières dans le domaine submillimétrique et du couplage de ces grains avec le gaz interstellaire dans les régions froides et denses. Des observations astrophysiques marquantes (PRONAOS, FIRAS) révèlent que les grains possèdent à grande longueur d'onde des propriétés d'émission inattendues qui ne peuvent pas être comprises par la seule considération des modèles usuels. Pour expliquer ces propriétés, nous avons proposé un modèle original d'émission des grains, basé sur les propriétés physiques intrinsèques des solides amorphes. Ce modèle permet de rendre compte de l'anticorrélation existant entre la température d'équilibre des gros grains T et leur indice spectral d'émissivité Β, déduite des mesures PRONAOS (Dupac et al. 2003) mais également de l'excès submillimétrique observé par FIRAS. Il permet ainsi d'interpréter deux faits observationnels distincts qui n'avaient jamais été expliqués de manière simultanée et définit ainsi le canevas d'un futur modèle de grains. Pour avoir une meilleure compréhension des propriétés d'émission/absorption des grains, j'ai complété ce travail théorique par des expériences en laboratoire sur les propriétés d'absorption de différents types de silicates amorphes, à basse température et grande longueur d'onde. Pour la première fois, nous avons analysé nos spectres d'absorption en distinguant deux domaines fréquentiels (500Μm-1mm et 100Μm-200Μm) dans lesquels l'absorption présente une dépendance fréquentielle différente. Pour des longueurs d'onde comprises entre 500Μm et 1mm, l'indice spectral Β présente une anti-corrélation marquée avec la température, d'allure similaire à celle mesurée par le ballon PRONAOS. Cette variation de l'absorption pourrait être expliquée par la présence de défauts (groupements OH ou ions modifiant le réseau). Dans les environnements froids et denses, les propriétés d'émission des grains sont modifiées notamment par les processus d'agglomération des grains entre eux, processus favorisés par la présence de manteaux de glace. Dans ce cadre il apparaissait intéressant de relier les modifications des propriétés d'émission des grains à celles du gaz. Le traitement et l'analyse de données moléculaires CO et N2H+ en direction d'un filament de la constellation du Taureau nous a permis de démontrer que le processus d'agglomération des grains entre eux n'était pas initié par la présence de manteaux de glace de CO mais plus probablement par celle de manteaux de glace de H2O. Enfin, nous avons confirmé les résultats de SWAS sur la sous-abondance de l'eau en phase gazeuse dans les environnements froids et denses en étudiant, en direction d'un nuage sombre (Cha-MMS1), la raie d'émission submillimétrique de l'eau dans sa transition fondamentale avec le satellite ODIN.

La lumière ionisante des premières étoiles a alimenté la Réionisation du milieu intergalactique. Dû au lien entre l’avancée de la Réioinsation et la formation des premières structures, l’étude des galaxies qui réionisent l’Univers a une motivation cosmologique. J’ai cherché à comprendre quelles sont ces galaxies grâce à des simulations numériques. Dans la simulation Cosmic Dawn II, des galaxies de masses intermédiaires de 6x108 à 3x1010 masses solaires propulsent la Réionisation. L’importance de ces galaxies découle de leur nombre, formation stellaire et fractions d’échappement importants. Pour aller plus loin, j’ai implémenté de nouvelles physiques dans le code RAMSESCUDATON, telles que la poussière, et le refroidissement dû aux métaux et à l’Hélium. J’ai aussi modifié la configuration du code pour mieux reproduire les contraintes sur la fraction neutre d’Hydrogène. Il en résulte une Réionisation tardive, qui dépend de galaxies de plus faible masses de 108 à 2x1010 masses solaires. La poussière participe à réduire le rôle des galaxies massives dans la Réionisation, et pourrait affecter les observations des galaxies les plus brillantes pendant la Réionisation. Ces résultats ont des implications importantes pour les observations de galaxies et du gaz réionisant. Les nouvelles physiques et calibration seront utilisées pour Cosmic Dawn III
Ionising light from the first stars drove the Epoch of Reionisation (EoR) of the intergalactic medium. As the progression of the EoR is linked to the formation of the first structures, understanding which galactic sources drive it is cosmologically interesting. I investigated the EoR by studying its galactic sources across time in numerical simulations. I explored which galaxies propel the EoR in Cosmic Dawn II, finding the culprits to be an intermediate mass range of galaxies between 6x108 to 3x1010 solar masses. Their importance is due to its relatively high abundance, high star formation rate, and high escape fractions. To take this answer further, I sought to implement new physics into the code RAMSES-CUDATON (Most importantly, dust, Helium and metal cooling). I also altered the simulation setup to better match constraints on the neutral fraction of Hydrogen. I found that this new configuration supports late Reionisation driven by lower mass galaxies of 108 to 2x1010 solar masses. Dust plays a rôle in reducing the contribution to Reionization of massive galaxies, and could affect observations due to extinction in the brightest galaxies. These results have important implications for observations of reionising galaxies and gas. The new physics and setup with be used in Cosmic Dawn III