Дисертації з теми "Hydrogénation – Effets de la chaleur"

Pour étudier les effets de contraintes sur les propriétés catalytiques du palladium, des nanoparticules bimétalliques PdNi de structure cœur-coquille ont été synthétisées par voie chimique, caractérisées par EDS, MET, EXAFS, etc. Et testées en hydrogénation du buta-1,3-diène. La structure cœur-coquille des particules et la contrainte en compression exercée sur les atomes de palladium de surface ont été mises en évidence par EXAFS. Selon les travaux de la littérature, l’activité hydrogénante du palladium contraint est amplifiée pour des catalyseurs modèles PdNi. Mais cette amplification n’est pas observée pour nos particules supportées. Par conséquent, plus que les contraintes en compression à proprement dites, les reconstructions de surface, induites par ces contraintes, semblent être à l’origine de cette amplification
To study strain effects on catalytic properties for supported particles, core-shell Ni-Pd bimetallic nanoparticles have been prepared by chemical synthesis, characterized by multiple techniques (EDS, TEM, EXAFS, etc. ) and studied in buta-1,3-diene hydrogenation. The core-shell structure of Ni-Pd particles and the compressive stress induced on Pd surface atoms, due to its larger atomic radius compared to Ni, have been evidenced by EXAFS. On PdNi model catalysts, Pd activity is amplified. In our case, no amplification of the Pd activity is observed for a monolayer of strained Pd on Ni particles. As a consequence, compressive strain on Pd surface atoms of nanoparticles seems not to play a major role in the amplification of the activity for the buta-1,3-diene hydrogenation; surface reconstruction appearing on extended surfaces to relax the surface stress seems to be the key point

Dans le contexte du secteur de l’aviation, qui pose des défis importants en raison de la complexité et des normes strictes en matière de carburant, notre proposition de recherche revêt une pertinence particulière. Nous visons à développer une approche intégrée qui valorise pleinement la biomasse lignocellulosique en carburéacteurs, contribuant ainsi au développement durable de la société. La biomasse lignocellulosique est une ressource renouvelable qui peut être utilisée comme matière première pour produire des matériaux et des produits chimiques de grande valeur, tels que le kérosène. Ce type de valorisation de la biomasse comprend de nombreuses étapes de transformation, pour lesquelles la cinétique et le risque thermique de la réaction chimique ne sont pas forcément connus. Ce travail se concentre sur un composé spécifique : le lévulinate de butyle (BL). Ce composé peut être obtenu à partir de la biomasse lignocellulosique et peut être transformé en gamma-valérolactone (GVL) par hydrogénation. Le GVL est une molécule de plateforme vitale qui peut servir de matière première pour produire des substituts aux combustibles fossiles comme l’essence, le diesel et les carburéacteurs. Les principaux objectifs de cette recherche sont les suivants : 1) Développer un modèle cinétique robuste et fiable pour l’hydrogénation BL afin de produire du GVL. Ici, nous cherchons à développer expérimentalement un modèle cinétique dans différents modes de fonctionnement thermiques, c’est-à-dire isotherme, isopéribolique et adiabatique. Ce type de modèle permet non seulement de prédire la cinétique et le débit de chaleur correspondant, mais aussi d’évaluer le risque thermique lié à la réaction chimique. Les expériences de développement de ce modèle cinétique ont été réalisées dans le réacteur calorimétrique Mettler-Toledo RC1. 2) La valorisation complète de la biomasse lignocellulosique vise l’échelle industrielle. Par conséquent, la production continue de GVL à partir de BL doit être évaluée. En ce sens, nous avons étudié la stabilité thermique de la production continue de GVL à partir de BL dans un réacteur CSTR (réacteur à cuve agitée continue). 3) L’un des aspects intrigants de notre recherche est l’utilisation potentielle du lévulinate de butyle (BL) comme additif pour carburants. Nous avons mené une évaluation approfondie de l’adéquation du BL en tant qu’additif de kérosène, dans le but de comprendre comment son ajout affecte le rendement de combustion et les limites de fonctionnement dans une chambre de combustion de turbine à gaz. Les résultats obtenus concernant le modèle cinétique ont montré que les modèles non compétitifs de Langmuir-Hinshelwood prédisent les données expérimentales de concentration et de température pour l’hydrogénation des BL avec une bonne précision. L’analyse du risque thermique, liée à l’hydrogénation BL, a montré que l’énergie libérée lors de la réaction est relativement faible, ΔH_{hyd} = -35.28 kJ/mol +/- 1.00 kJ/mol, et par la suite l’étude de stabilité thermique a montré que pour des valeurs de Ua > 1500 W/m³/K dans un réacteur continu, le risque d’instabilités thermiques est faible. L’évaluation du BL en tant qu’additif de kérosène a montré que l’ajout de 20 % de BL dans le kérosène ne modifie pas de manière significative les propriétés physiques, ni l’efficacité de la combustion, ni les limites de fonctionnement dans les conditions de fonctionnement prises en compte lors de l’évaluation de la combustion
In the context of the aviation sector, which poses significant challenges due to the complexity and stringent standards of fuel, our research proposal gains particular relevance. We aim to develop an integrated approach that fully valorizes lignocellulosic biomass into jet fuels, thereby contributing to the sustainable development of society. Lignocellulosic biomass is a renewable resource that can be used as feedstock to produce high-value materials and chemicals, such as jet fuel. This type of biomass valorization includes many transformation steps, for which the kinetics and the thermal risk of the chemical reaction are not necessarily known. This work focuses on a specific compound: butyl levulinate (BL). This compound can be obtained from lignocellulosic biomass and can be transformed into gamma-valerolactone (GVL) via hydrogenation. The GVL is a vital platform molecule that can serve as a feedstock to produce substitutes for fossil fuels like gasoline, diesel, and jet fuels. The main objectives of this research are: 1) To develop a robust and reliable kinetic model for BL hydrogenation to produce GVL. Here, we seek to develop a kinetic model experimentally in different thermal modes of operation, i.e., isothermal, isoperibolic, and adiabatic. This model type not only predicts kinetics and the corresponding heat-flow rate but also allows the assessment of the thermal risk related to the chemical reaction. The experiments for developing this kinetic model were performed in the calorimeter reactor Mettler-Toledo RC1. 2) The complete valorization of lignocellulosic biomass targets the industrial scale. Therefore, the continuous production of GVL from BL should be assessed. In that sense, we studied the thermal stability of the continuous production of GVL from BL in a CSTR reactor (continuous stirred tank reactor). 3) One of the intriguing aspects of our research is the potential use of butyl levulinate (BL) as a fuels additive. We have conducted a thorough assessment of the suitability of BL as a kerosene additive, aiming to understand how its addition affects the combustion efficiency and operating limits in a gas turbine combustion chamber. The results obtained concerning the kinetic model showed that the Non-Competitive Langmuir-Hinshelwood models predict the experimental data of concentration and temperature for BL hydrogenation with good accuracy. The thermal risk analysis, linked to BL hydrogenation, showed that the energy released during the reaction is relatively low, ΔH_{hyd} = -35.28 kJ/mol +/- 1.00 kJ/mol, and subsequently the thermal stability study showed that for values of Ua > 1500 W/m³/K in a continuous reactor, the risk of thermal instabilities is low. The evaluation of BL as a kerosene additive showed that adding up to 20% of BL into Kerosene does not significantly change the physical properties, neither the combustion efficiency nor the operating limits in the operating conditions considered during the combustion assessment
En el contexto del sector de la aviación, que plantea importantes retos debido a la complejidad y a los estrictos estándares de combustible, nuestra propuesta de investigación cobra especial relevancia. Nuestro objetivo es desarrollar un enfoque integrado que valorice plenamente labiomasa lignocelulósica en combustibles para aviones, contribuyendo así al desarrollo sostenible de la sociedad. La biomasa lignocelulósica es un recurso renovable que se puede utilizar como materia prima para producir materiales y productos químicos de alto valor, como el combustible para aviones. Este tipo de valorización de la biomasa incluye muchas etapas de transformación, para las cuales no necesariamente se conoce la cinética y el riesgo térmico de la reacción química. Este trabajo se centra en un compuesto específico: el levulinato de butilo (BL). Este compuesto se puede obtener a partir de biomasa lignocelulósica y se puede transformar en gamma-valerolactona (GVL) mediante hidrogenación. El GVL es una molécula plataforma vital que puede servir como materia prima para producir sustitutos de combustibles fósiles como la gasolina, el diésel y los combustibles para aviones. Los principales objetivos de esta investigación son: 1. Desarrollar un modelo cinético robusto y fiable para la hidrogenación de BL para producir GVL. Aquí, buscamos desarrollar un modelo cinético experimentalmente en diferentesmodos de operación térmica, es decir, isotérmico, isoperibólico y adiabático. Este tipo de modelo no solo predice la cinética y el flujo de calor correspondiente, sino que también permite evaluar el riesgo térmico relacionado con la reacción química. Los experimentos para el desarrollo de este modelo cinético se realizaron en el reactor calorímetro Mettler-Toledo RC1. 2. La valorización completa de la biomasa lignocelulósica se dirige a la escala industrial. Por lo tanto, debe evaluarse la producción continua de GVL a partir de BL. En ese sentido, estudiamos la estabilidad térmica de la producción continua de GVL a partir de BL en un reactor CSTR (reactor continuo de tanque agitado). 3. Uno de los aspectos intrigantes de nuestra investigación es el potencial uso del levulinato de butilo (BL) como aditivo de combustibles. Hemos llevado a cabo una evaluación exhaustiva de la idoneidad del BL como aditivo de queroseno, con el objetivo de comprender cómo su adición afecta la eficiencia de la combustión y los límites de funcionamiento en una cámara de combustión de turbina de gas. Los resultados obtenidos en relación con el modelo cinético mostraron que los modelos no competitivos de Langmuir-Hinshelwood predicen los datos experimentales de concentración y temperatura para la hidrogenación de BL con buena precisión. El análisis de riesgo térmico, vinculado a la hidrogenación BL, mostró que la energía liberada durante la reacción es relativamente baja, ΔH_{hyd} = -35.28 kJ/mol +/- 1.00 kJ/mol, y posteriormente el estudio de estabilidad térmica mostró que para valores de Ua > 1500 W/m ³/K en un reactor continuo, el riesgo de inestabilidades térmicas es bajo. La evaluación del BL como aditivo de queroseno mostró que la adición de hasta un 20% de BL al queroseno no cambia significativamente las propiedades físicas, ni la eficiencia de la combustión ni los límites de funcionamiento en las condiciones de funcionamiento consideradas durante la evaluación de la combustión

Ce travail porte sur l'etude de complexes du zirconocene comportant le ligand ch#2pph#2 et dans lesquels les groupements cyclopentadienyle portent des substituants encombrants; l'influence de ces groupements sur les proprietes structurales et la reactivite stoechiometrique et catalytique a ete etudiee. Deux nouveaux complexes du zirconium (iv) ont ete caracterises: (c#5h#4cme#3)#2zr(ch#2pph#2)#2, 1 et (c#5h#4cme)#2zrcl(ch#2pph#2), 2 et leur reactivite a ete etudiee; la reduction chimique de 1, conduit a une espece hydrure du zirconium(iii) active en hydrogenation des olefines. Plusieurs complexes bimetalliques zr-rh, ti-rh ont ete caracterises, la structure rx a ete determinee pour le complexe (c#5h#4cme#3)#2zr(ch#2pph#2)#2rh#2(co)#2(scme#3)#2 4. L'activite catalytique de ces systemes pour l'hydroformylation des mono et diolefines a ete etudiee

On a étudié la réaction thermique vers 800 k de l'isobuténe seul ou en présence d'hydrogène. On a précisé la chimie et les caractéristiques cinétiques de la réaction thermique de l'isobutene seul et en présence d'hydrogène. On a montré que la réaction de l'isobuténe seul est très complexe, à la fois par le nombre de ses produits primaires et par ses caracteristiques cinetiques. L'addition d'hydrogène simplifié et orienté cette réaction vers la formation d'isobutane et de quantités égales de méthane et de propène, ce qui constitue une valorisation intéressante de cette oléfine. Les garnissages métalliques du réacteur en pyrex accélèrent aussi la formation de la plupart des produits. Ce phénomène est interprété en admettant l'existence de propagations hétérogènes de chaines qui interagissent avec les propagations homogènes. On propose une modélisation informatique de la réaction thermique de l'isobuténe, seul ou en présence de h#2, dans le réacteur en pyrex non garni. Le succès de la méthode tient au choix très rigoureux et très argumenté des constantes de vitesse. Il nous semble qu'un traitement classique préalable du schéma réactionnel permet non seulement d'évaluer des ordres de grandeur utiles de constantes de vitesse mais surtout de mieux maitriser la nature des processus déterminants et d'assurer une bonne conduite de cette boite noire que constitue le programme informatique

L'objectif de ce travail est de definir l'influence de parametres lies a la preparation de catalyseurs a base de platine sur leurs proprietes en hydrogenation enantioselective du pyruvate d'ethyle. En absence d'inducteur de chiralite (cinchonidine), les petites et les grosses particules de metal presentent des activites comparables, ramenees a l'atome de platine accessible. En revanche la presence de residus amines ou de chlorures provenant des sels precurseurs, modifient l'activite du platine. L'introduction de cinchonidine lors de la reaction s'est traduite par une exaltation de l'activite et l'apparition d'un exces enantiomerique en faveur du r-lactate. L'etude menee a pression atmospherique n'a pas permis d'obtenir de bons exces enantiomeriques sur des catalyseurs charges a 1% en platine. Seul un catalyseur a 5% en platine active par reduction directe a conduit a une enantioselectivite voisine de 50%. Pour les travaux realises sous 60 bars d'hydrogene en presence de cinchonidine les grosses particules de platine sont plus actives et plus enantioselectives que les petites. Cependant cette conclusion n'est valable que pour de grosses particules obtenues par reduction directe sous hydrogene a 300c d'un catalyseur fortement charge en platine (5%), car le grossissement des cristallites de platine par frittage thermique en milieu oxydant a 600c conduit a une activite et a une enantioselectivite faibles. De meme la nature du sel precurseur de platine influe sur les proprietes de ce dernier en hydrogenation du pyruvate d'ethyle, les meilleurs resultats etant obtenus a partir de precurseurs chlores. Des essais de chloration de catalyseurs par l'acide chlorhydrique n'ont cependant pas permis d'obtenir des performances comparables a celles de catalyseurs prepares par reduction directe de precurseurs chlores. L'introduction d'acide acetique dans le milieu reactionnel conduit a une exaltation de l'enantioselectivite jusqu'a 82%. Cet effet n'est ni la consequence d'une restructuration de la surface metallique ni d'un empoisonnement des sites non-enantioselectifs. En revanche l'acide acetique interviendrait directement au niveau de la reaction. Enfin, la modification du platine par un second metal actif (ru) ou inactif (cu, au) n'a pas permis d'augmenter l'enantioselectivite de la reaction alors qu'une exaltation de l'activite a ete constatee dans certains cas

L’énantiosélectivité des réactions d’hydrogénation catalytique asymétrique peut être largement influencée par la concentration en hydrogène dans la phase liquide catalytique, avec généralement un impact néfaste sur l’excès énantiomérique (ee). Dans cette thèse, nous avons démontré, sur une large base de diphosphines chirales (56) et trois substrats prochiraux de type esters d’acylaminoacrylate, représentant une diversité chimique appréciable, que la conclusion d’un effet néfaste de la pression d’hydrogène généralement admis dans la bibliographie est fausse. En effet, sur la base des 168 systèmes catalytiques étudiés (diphosphine/substrat), quasiment autant d’effets néfastes (28%) et bénéfiques (29%) sont observés. D’autre part, les effets électroniques ont également été aussi étudiés sur une famille restreinte de diphosphines de type BINAP par substitution sur le groupe binaphtyle en positions 5,5’ et 4,4’ ou en position para des groupes phényles portés par le phosphore. La plupart de ces dérivés du BINAP ont dû être synthétisés. En particulier de nouvelles méthodes de synthèse des dérivés 5,5’ (Me, COOH, Ph) ont été mises au point et une nouvelle stratégie de synthèse en milieu liquide ionique a été conçue pour la préparation du synthon de base pour les dérivés 4,4’. Dans le cas des dérivés en position para, une corrélation nette entre l’excès énantiomérique et la constante de HAMMETT des substituants (Me, H, NH2, +NMe3, OMe, OH, O-) est obtenue. L’énantiosélectivité peut ainsi être « pilotée », de +57 à –34 %
The enantioselectivity of catalytic asymmetric hydrogenations can be largely influenced by the hydrogen concentration in the catalytic liquid phase, with generally, a negative impact on enantiomeric excess (ee). In this thesis, we showed, on a large number of chiral diphosphine (56) and three prochiral substrates of acylaminoacrylate ester, that the conclusion of a negative effect of the hydrogen pressure generally admitted in the bibliography is wrong. Indeed, on the basis of 168 studied catalytic systems (diphosphine/substrate), an equivalent distribution of negative effects (28%) and beneficial effects (29%) is observed. In addition, the electronic effects were also studied on a restricted family of diphosphines of the BINAP type by substitution on the binaphtyl group in 5,5' and 4,4' position or para of the phenyls groups carried by phosphorus. The majority of these derivatives of the BINAP had to be synthesized. In particular a new method for the synthesis of derived 5,5' (Me, COOH, Ph) was developed and a new strategy of synthesis in ionic liquid medium was designed for the preparation of the 4,4'derivatives. In the case of para derivatives position, a clear correlation between enantiomeric excess and the HAMMETT constant for all the substituents (Me, H, NH2, +NMe3, OMe, OH, O-) is obtained. The enantioselectivity can thus be tuned, from +57 to -34 %

De nouveaux précurseurs pour LI-MOCVD (Liquid injection Metal Organic Chemical Vapor Deposition) de Hf et de Zr ont été synthétisés et caractérisés par IR-TF, RMN multinoyaux, diffraction des RX sur monocristal et par ATG. La comparaison des comportements thermiques de différents complexes synthétisés a permis d'étudier l'effet de différents groupements sur leur volatilité et leur stabilité thermique. Les mono-amidinates et les monoguanidinates sont apparus plus volatiles et moins stables thermiquement que les di-amidinates et les di-guanidinates. Les films d'oxyde d'hafnium déposés ont été caractérisés par DRX, XRR, ATR et XPS. Les mono-guanidinates asymétriques tel que Hf(NEt2)3(iPr-Et2-tBu-GUA) et les di-guanidinates asymétriques tel que Hf(NMe2)2(Et-Me2-tBu-GUA)2 sont très prometteurs pour le dépôt de couches d'HfO2. Ils permettent la stabilisation d'une phase d'HfO2 de structure cristalline de symétrie supérieur à la phase monoclinique à 580°C. De plus, ces précurseurs permettent l'obtention des films de HfO2 nitruré en absence d'une étape supplémentaire de nitruration
New precursors for LI-MOCVD (Liquid Injection Metal Organic Chemical Vapor Deposition) of Hf and Zr were synthesized and characterized by FT-IR, NMR multi-nuclei, X-ray diffraction on monocrystal and TGA. The comparison of the thermal behaviours of various synthesized complexes made it possible to study the effect of various groups on their volatility and thermal stability. The mono-amidinates and -guanidinates appeared more volatile and less stable thermically than the di-amidinates and -guanidinates. The films of hafnium oxide deposited were characterized by XRD, XRR, ATR and XPS. The asymmetrical mono-guanidinates such as Hf(NEt2)3(iPr-Et2-tBu-GUA) and the asymmetrical diguanidinates such as Hf(NMe2)2(Et-Me2-tBu-GUA)2 are very promising for the deposit of HfO2 films. They allow the stabilization of a crystalline phase of HfO2 with a symmetry that is superior to the monoclinical phase at 580°C. Moreover, these precursors allow obtain nitrided films of HfO2 in absence of an additional stage of nitriding

La réaction thermique du propane, seul ou en présence d'hydrogène, a été étudiée vers 800 k dans des réacteurs en pyrex non garnis ou garnis de remplissages métalliques. Dans le réacteur en pyrex non garni, l'hydrogène accélère la pyrolyse homogène du propane en augmentant la formation primaire des produits principaux (méthane, éthylène, propène) et d'un produit mineur (éthane) mais ne modifie pas la sélectivité de la réaction. Par contre, les garnissages métalliques du réacteur (acier inox, zirconium ou palladium) inhibent fortement cette pyrolyse lorsqu'ils sont parfaitement conditionnés. Seules les garnissages partiellement recouverts de matière carbonée, favorisent la déshydrogénation du propane au détriment de sa déméthanation et modifient ainsi la sélectivité de la réaction. On confirme le mécanisme de pyrolyse homogène du propane seul. On réévalue la constante de vitesse du processus d'amorçage qui est en bon accord avec les données thermochimiques récentes de la littérature sur les radicaux libres méthyle et éthyle. L'effet accélérateur de l'hydrogène moléculaire sur la formation homogène des produits primaires est du à de nouveaux processus de production d'atomes libres hydrogène et à l'hydrogenolyse homogène des radicaux libres propyles. Une modélisation du système rend compte des résultats expérimentaux avec des constantes de vitesses optimisées qui sont en accord avec les données de la littérature. On démontre enfin l'existence d'une importante interaction entre processus de phase homogène et réactions à la surface du garnissage métallique. Lorsque celui-ci est parfaitement conditionné au réactif de départ, il inhibe la pyrolyse du propane seul ou en présence d'hydrogène, parce qu'il piège les porteurs de chaine et induit ainsi de nouvelles terminaisons à la paroi. Lorsque le garnissage n'est que partiellement recouvert de matière carbonée, la propagation d'une déshydrogénation hétéro-homogène du propane s'ajoute à la propagation homogène et concurrence la demethanation homogène. Cette déshydrogénation hétéro-homogène disparait lorsque le garnissage est soit décarboné (garnissage neuf) soit parfaitement carbone (garnissage conditionne)

Etude de la revalorisation de rejets thermiques (90**(o)-160**(o)) par un cycle thermochimique, mettant en jeu une reaction reversible : hydrogenation de l'acetone en isopropanol. Evaluation des coefficients de performance et du rendement exergetique pour diverses conditions de fonctionnement (7 degres de liberte). Etude de sensibilite a differents parametres. Les resultats sont utilises pour effectuer une evaluation technico-economique

La canicule de l'été 2003 a conduit à une surmortalité, en particulier chez les personnes de plus de 75 ans. Au cours de cet été, à partir des données de la Base Nationale de Pharmacovigilance (BNPV), nous avons caractérisé 68 cas d'effets indésirables médicamenteux possiblement liés à une chaleur excessive chez les plus de 70 ans. Il s'agissait principalement d'effets métaboliques, impliquant les diurétiques, les médicaments du système rénine-angiotensine-aldostérone, et les antidépresseurs sérotoninergiques. En 2006, lors d'une nouvelle vague de chaleur, les diurétiques étaient plus largement imputés, pour un nombre d'effet indésirables liés à la chaleur comparable. Nous avons ensuite réalisé prospectivement en 2007 l'étude multicentrique SIRIUS, afin de comparer les médicaments pris par les personnes hospitalisées pour une complication liée à la chaleur avec des médicaments pris par des témoins. Les cas prenaient un nombre plus important de médicaments, en particulier des neuroleptiques et des antalgiques, et présentaient plus souvent une fonction rénale altérée. Cette étude nous a permis de tester la faisabilité du protocole, réalisable en cas de nouvelle vague de chaleur dans les années ultérieures
An exceptional heat wave occurred during august 2003 in France, leading to more than 14,800 deaths estimated. We characterized all 'serious' adverse drug reactions (ADR) occurred in patients older than 70 years between 1st July and 31st August 2003, recorded in the French PharmacoVigilance Database, and related to excessive heat (n=68). The most frequently ADRs were metabolic. Drugs more frequently involved were diuretics, angiotensin converting enzyme inhibitors, and antidepressants. During another summer with a heat wave in 2006, diuretics were more frequently involved, whereas the number of ADRs was similar. In 2007, we performed a multicentric case-control study in 3 university hospitals in France, to compare drugs taken by patients hospitalized for a 'serious' hyperthermia and/or dehydratation with controls. Cases took more drugs than controls (4. 3 vs 3. 9; p<0. 001), particularly neuroleptic drugs (3. 6% vs 0. 5%; p=0. 007), and presented more severe renal impairment. This pilot work could allow improving methodology of further studies on drugs during heat waves

Ce travail s’inscrit dans le contexte d’un fort accroissement des émissions de gaz à effetde serre au niveau mondial. Une idée est de réutiliser ce CO2 comme matrice de stockageénergétique pour fabriquer un carburant de synthèse en le combinant avec de l’hydrogèneproduit à partir de décomposition de l’eau par apport d’énergie nucléaire ou renouvelable,évitant ainsi le recours au pétrole ou au charbon. Cette idée prend tout son sens dans lecontexte spécifique français où l’électricité, majoritairement produite par énergie nucléaire etrenouvelable a une faible empreinte carbone. Dans ce cadre nous nous proposonsd’hydrogéner le CO2 en gaz de synthèse par la réaction Reverse Water-Gas-Shift (RWGS),lequel gaz de synthèse est alors transformé en carburant. Ce projet de recherche est composéde deux parties principales :La première partie se focalise sur le développement d’un catalyseur sélectif et stable pourla réaction de RWGS à température modérée (723-773 K). A cet égard nous avons procédé àune modélisation conjointe de la micro-cinétique de la réaction de RWGS et des principalesréactions parasites pour déterminer un composé multi-métallique innovant ; celui-ci a pu êtreconfronté avec succès aux catalyseurs industriels utilisés, dans les conditions optimales de laréaction de RWGS. Dans une deuxième partie, nous avons effectué un remontagethermodynamique de l’ensemble d’une conversion du CO2 issu de fumées industrielles encarburant de synthèse (dimethyl ether, DME) sur un cas concret à grande échelle en France.La simulation du procédé CO2 to DME montre une efficacité énergétique du procédé de 52%et une réduction des émissions du CO2 de la cimenterie de 88%
This work is in the context of large-scale efforts to enhance greenhouse gas emissionsmitigation. A potential way to recycle CO2 as a carbon feedstock to produce a synthetic fuelby the conversion of CO2 and hydrogen, produced from water electrolysis using nuclear orrenewable energy. This process may be sustainable in some specific context like in Frenchcontext; French electricity is mainly generated by nuclear and renewable energies that havelow carbon footprints. In this work, a synthetic fuel is produced by CO2 hydrogenation intosynthesis gas via the Reverse Water-Gas Shift (RWGS) reaction, then synthesis gas isconverted into a synthetic fuel. This research project consists of two main parts:The first part focuses on the development of a selective and stable catalyst for the RWGSreaction at moderate temperature (723-773 K). We have applied the micro-kinetic approach ofthe RWGS reaction and its side reactions in order to determine a multi-metallic catalyst,which has shown to perform better selectivity and stability than a conventional, commercialcatalyst under the optimal operating conditions of the RWGS reaction. In the second part, weconducted the simulations of a large-scale dimethyl ether (DME) production process by theconversion of CO2 from industrial flue gases in the French context. The simulation of the CO2to DME process showed the process energy efficiency of 52% and the emissions reductionpotential of 88% of total CO2 emissions

Méthodes radiométriques et concept de scanner par thermographie microonde (T. M. O. ). Réalisation des différents éléments du scanner. Informatique développée autour du radiomètre 3GHz. Résultats d'expérimentations sur animaux ; essais cliniques ; reconnaissance d'objets thermiques (zone thermogène sous cutanée).

L'action antitumorale d'une élévation modérée de la température au-dessus des conditions physiologiques normales, a été constatée depuis longtemps et l'intérêt porte a l'hyperthermie micro-onde localisée ne cesse de croître. Ce travail s'inscrit dans la continuité des travaux antérieurs entrepris sur la réalisation, la modélisation et le développement des applicateurs en structure filaire. Il consiste a développer une nouvelle génération d'applicateurs interstitiels permettant le traitement de tumeurs de base de langue et a concevoir des applicateurs urétral et rectal en vue de les utiliser seuls ou en association dans le traitement des pathologies prostatiques. Ces applicateurs fonctionnent également comme capteur radiometrique. Le modele tridimensionnel choisi est la méthode des différences finies dans le domaine temporel qui, du fait de son caractère discret, prend en compte l'heterogeneite des milieux et la forme quelconque des applicateurs. Cette methode permet de calculer la qualité de l'adaptation electromagnetique de l'applicateur aux milieux environnants a la fréquence d'émission et dans toute la bande radiometrique. Cette modélisation donne également accès a la puissance déposée dans le milieu. Les résultats théoriques obtenus sur des structures tests sont confrontes a divers releves experimentaux sur milieux fantômes, les perturbations apportées dans les protocoles de mesure sont quantifiées. Les résultats théoriques et expérimentaux sont alors compares et le modèle valide. Des expérimentations animales, respectivement sur langue de bœuf et sur prostate de chien, permettent alors d'évaluer les potentialités thérapeutiques des applicateurs interstitiels et endocavitaires. Les résultats obtenus sont alors discutes et mettent en évidence l'intérêt de ces thérapies et les évolutions envisageables pour optimiser ces systèmes micro-ondes.

Le radiomètre micro-onde à une seule référence de température utilisé pour le contrôle de la température sur des systèmes d'hyperthermie micro-onde en particulier pour la cancérologie et l'urologie, nécessite un étalonnage systématique avant tout usage. Un nouveau radiomètre a donc été conçu et breveté, qui fait l'objet de la présente thèse. Le travail de recherche présenté concerne donc l'étude et la réalisation d'un radiomètre à deux références de température qui permet de s'affranchir des variations de gain de la chaîne micro-onde (amplificateur, détecteur, etc) de mesurer la température indépendamment de la valeur du coefficient de réflexion à l'interface applicateur-milieu et surtout, de supprimer les bains d'eau thermostatés pour son étalonnage. Après un rappel de l'action de l'hyperthermie sur les tissus biologiques et le principe du radiomètre à une référence, l'auteur décrit succinctement les systèmes d'hyperthermie de la première génération contrôlés par ce type de radiomètre pour la mesure de température. La première partie concerne le radiomètre idéal à deux références de température (sans perte d'insertion) et l'auteur détermine les différentes expressions pour le calcul de la température radiométrique et du coefficient de réflexion. Dans la seconde partie, l'auteur étudié le radiomètre réel : pour cela il tient compte des pertes d'insertion des différents composants micro-ondes et de leur influence sur la détermination de la température radiométrique. Il propose alors une méthode qui permet d'étalonner ce radiomètre compte-tenu des imperfections des composants micro-ondes (câbles, relais, etc). La troisième partie porte sur les nouvelles applications de ce radiomètre à deux références de température dans les systèmes d'hyperthermie micro-onde qui sont ensuite décrites : en urologie (THERMOCAR), en gynécologie (GYNECAR) et en cancérologie (HIMCAR II). Pour illustrer le propos, les résultats cliniques obtenus en urologie et en gynécologie sont présentés et discutés.

L'astreinte thermique est l'ensemble des réponses physiologiques de l'organisme exposé à la contrainte thermique. La fréquence cardiaque, la température corporelle et le débit sudoral sont ces réponses. Ce mémoire présente une étude visant le développement d'un programme d'autosurveillance de l'astreinte thermique pour des adolescents qui engrangent du foin. Notre étude consistait à caractériser les niveaux d'astreinte, chez des jeunes travailleurs agricoles âgés de 15 à 21 ans, selon ses trois réponses et à vérifier que la réponse cardiaque atteigne les limites adaptées le plus précocement. Certaines limites concernant la fréquence cardiaque ont été ajustées pour tenir compte de l'âge des sujets lors des estimations du niveau d'astreinte. Au cours des étés 2004, 2005 et 2006, quarante sujets ont été étudiés. Tel qu'attendu, la réponse cardiaque a été la plus précoce. Ce rapport conclut que la surveillance de l'astreinte thermique peut se limiter par la lecture de la fréquence cardiaque.

Ce travail concerne l'étude des premières phases de la transition vers la turbulence pour des écoulements de convection naturelle dans des fluides rayonnants. L'étude est restreinte à des écoulements bidimentionnels mais l'aspect intégral des tranferts radiatifs ainsi que la spectres d'absoption des gaz réels (modèles CK et ADF) sont pris en compte. Une étude de stabilité linéaire portant sur le démarrage de la convection de Rayleigh-Bénard est menée à l'aide d'une méthode pseudo-spectrale prenant en compte tous les processus stabilisateurs dus au rayonnement. Nous avons pu déterminer quantitativement le retard au démarrage de la convection dû aux tranferts radiatifs dans des gaz réels. L'effets des transferts radiatifs sur les écoulements bidimentionnels de convection naturelle est ensuite étudié numériquement dans trois géométries différentes : une cavité horizontale allongée chaufée par le bas, une cavité carrée chauffée par le bas et ayant les parois latérales conductrices et une cavité verticale allongée chauffée par le bas et les cotés. Un bon accord avec les résultats de l'étude de stabilité linéaire concernant le démarrage de la convection de type Rayleigh-Bénard est obtenu. Les simulations montrent la tendance du rayonnement à augmenter l'intensité de l'écoulement loin des seuils critiques et à augmenter les tranferts conductifs au niveau des frontières. Nous avons pu aussi qualifier l'effet du rayonnement sur un certain nombre de régimes multicellulaires ou oscillatoires. Dans le but de valider expérimentalement les résultats théoriques, un montage optique d'interférométrie holographique avec un faisceau objet de 20 cm de diamètre a été mis an oeuvre pour la mesure des champs de température bidimentionnels. Des maquettes d'écoulement contrôlées thermiquement par des bains thermostatés et pouvant fonctionner à des températures allants de l'ambiante jusqu'à 500 K ont été réalisés. Le montage sera exploité dans le cadre de travaux futurs

Cette étude concerne les transferts thermiques en régime de transition dans une cuve à double enveloppe mécaniquement agitée, à fond bombé et munie de quatre chicanes. Dans la première partie, une revue bibliographique est présentée. Le premier chapitre comprend l'analyse des écoulements générés par les mobiles axiaux, radiaux et mixtes ; leurs caractéristiques de performances hydrauliques, de pompage et de consommation de puissance sont comparées. Les différentes corrélations des échanges thermiques dans les doubles enveloppes et à l'intérieur des cuves agitées sont examinées dans le deuxième chapitre. Le troisième chapitre traite des caractéristiques rhéologiques et de la composition des huiles de lubrification. Un accent est mis sur l'influence de la température sur la viscosité cinématique et sur les mécanismes d'action des additifs améliorant l'Indice de Viscosité. La deuxième partie est consacrée à l'analyse des résultats expérimentaux, le chapitre quatre présente les résultats des analyses de viscosité et du comportement rhéologique des huiles formulées à partir d'un mélange d'huiles de base et d'un polymère améliorant l'Indice de Viscosité. Dans ce chapitre nous avons discuté l'influence de la température sur le degré de pseudo plasticité, sur la viscosité dynamique et sur les paramètres du modèle d'Oswald. Dans le chapitre cinq, le dispositif expérimental et le système d'acquisition sont détaillés. Dans un pilote conçu à l'échelle du laboratoire constitué essentiellement d'une cuve cylindrique d'une capacité de 2 litres a été formulée une huile de lubrification, la méthode de calcul des différents coefficients d'échange thermique est détaillée. Deux mobiles d'agitation ont été testés en régime de transition : une turbine à pales inclinées et une turbine à pales droites. La comparaison des mobiles d'agitation montre ainsi que pour une turbine à pales inclinées, l'échange thermique est plus intense que pour une turbine à pales droites.

Ce travail est une contribution à l'étude de la convection dans les faisceaux tubulaires. Les effets de l'orientation des tubes et de l'électrogénération de bulles en paroi sont étudiés. Les investigations sont expérimentales. Une méthode électrochimique (la polarographie) est utilisée pour la détermination des coefficients de transfert de matière. La thèse se compose de deux parties. Les travaux de la première partie consistent en la détermination expérimentale des lois de perte de charge et de coefficient d’échange dans un faisceau de cylindres. L’écoulement est caractérisé par une incidence variable par rapport aux tubes et des nombres de Reynolds élevés. Les essais sont réalisés en écoulement monophasique dans des faisceaux de tubes inclinés, à pas carré en ligne, de pas réduit : 1. 45 et pour cinq inclinaisons différentes de l’écoulement, allant de la direction transversale à la direction de l’axe des tubes. Les coefficients de transfert sont mesurés par la méthode polarographique. Une correlation empirique est ainsi obtenue puis comparée à celles proposées dans le littérature. Une corrélation de perte de charge est également obtenue, déduite de mesures de pression statique. L’échange de matière sur les plaques porte-tubes à également été étudié, dans le cas du faisceau transversal. Enfin, nous avons complété cette première partie par des essais spécifiques au problème des générateurs de vapeur, concernant l’influence de différentes géométries de plaques entretoises sur le transfert en aval de la plaque (en écoulement axial). Dans la deuxième partie, nous avons déterminé expérimentalement les coefficients d’échange, en écoulement forcé sans bulles d’abord, en présence d’électrogénération gazeuse ensuite. L’écoulement sur le cylindre de mesure est transversal et de faible vitesse. Dans un premier cas, nous avons étudié le transfert de chaleur entre un cylindre chauffé et un écoulement transversal de solution de KOH 1N. La même étude est reprise pour le cylindre situé dans un faisceau de tubes ne participant pas à l’échange. L’arrangement des tubes dans le faisceau est en quinconce. Dans un second cas, nous avons étudié le transfert de matière sur le cylindre à l’aide de la technique polarographique. Il est ensuite placé dans un faisceau de tubes, pour une étude similaire. Enfin, pour compléter cette deuxième partie, nous avons effectué des essais dans un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire

Le but du present travail est l'etude experimentale et la modelisation du comportement thermomecanique de deux aciers inoxydables austenitiques, a savoir: l'acier au manganese du type amcr 0033 et l'acier au nickel du type 316l (17-12 sph). Ce travail a ete realise aux temperatures intermediaires, 20t750#oc et pour differents types de sollicitations. Traction monotone, traction avec decharge totale et partielle de l'eprouvette, traction-compression, relaxation, fluage monotone sous sollicitation uniaxee et biaxee de traction-torsion, fluage avec variations de contraintes (increments ou decrements) et enfin rochet 2d de traction-torsion. Ces differents essais sont necessaires pour comprendre et modeliser le comportement de ces aciers souvent complexes par la diversite des phenomenes rencontres. Nous nous proposons donc de montrer, qualitativement et quantitativement les implications des differentes observations pour la formulation anisotherme d'un modele viscoplastique unifie a variables internes dont la structure a deja ete etablie. En particulier, on identifie des mecanismes d'interactions dislocations-defauts ponctuels sur le domaine des temperatures etudiees. En dernier lieu, on presente quelques simulations numeriques obtenues a l'aide du modele pour differentes isothermes comprises entre 20 et 700#oc, du moins dans le cas du 17-12 sph

L'objectif est l'identification des modes TE, TM, HEM qui apparaissent au sein d'un guide d'ondes cylindrique chargé axialement par un rondin dissipatif constitué d'eau ou d'éthanol. La forte dépendance avec la température des propriétés diélectriques se traduit par des trajectoires thermiques dans le plan complexe a-b sous forme de boucles qui se déplacent et se déforment en provoquant des "couplages" entre les modes. Le couplage électrothermique illustre l'influence de l'évolution des pertes diélectriques en terme de dynamique d'échauffement. En dépit des pertes diélectriques pour l'eau qui décroissent continûment avec la température, un point d'inflexion sur les courbes d'échauffement est observé. Le phénomène de focalisation au sein du rondin diélectrique compense largement la chute de la capacité de l'eau à convertir l'énergie électromagnétique en chaleur à 2. 45 Ghz. Ces emballements thermiques sont interprétés en terme de saut entre deux branches stables (bistabilité)
The aim is the identification of the modes TE, TM, HEM which appear within a cylindrical waveguide loaded axially with ethanol or water rod. The strong thermal dependency of the dielectric properties results in thermal trajectories in complex plane a-b which looks like loops. Coupling of modes is induced by distortion of thermal trajectories due to heating. The coupling between thermal and electromagnetic processes illustrates effects of thermal change of dielectric losses upon heating dynamic. In spite of dielectric losses of water which decrease continuously with the temperature, an inflexion point on the heating curves is observed. The electric field focusing effect within the dielectric rod makes up the strong decrease of dielectric losses of water (capacity to convert electromagnetic energy into heat at 2. 45 Ghz). These thermal runaways are interpreted in term of jump between two stable branches (bistability)

Modelisation du chauffage de gaz a haute temperature utilisant une structure alveolaire parcourue par le gaz et soumise au rayonnement. Experimentation dans le foyer d'un concentrateur solaire a axe vertical de 6 kw, avec des stuctures alveolaires a geometrie carree. Resultats confirmant l'interet du procede : rendement excellent, possibilites d'amelioration des performances du systeme par un choix adapte de la structure

La plus importante limitation à l'emploi des résines de collage urée-formaldehyde, modifiées ou non, réside dans leur faible résistance à l'eau. Dans ce travail, nous avons étudié l'influence de l'exposition à la vapeur d'eau sur certaines caractéristiques (résistance à la dégradation thermique, structure chimique et cristalline, propriétés thermomécaniques) des résines réticulées en absence ou présence de bois. Nous nous sommes particulièrement attachés à l'aspect cinétique des évolutions et l'analyse de l'incidence de la formulation des résines sur leur résistance à l'hydrolyse. Par l'emploi de techniques d'analyse complémentaires (calorimétrie différentielle à balayage (dsc), spectrophotométrie infrarouge à transformées de fourrier (ftir), analyse thermomécanique (tma) ou diffractométrie des rayons x) nous avons montré l'influence du rapport molaire f/u, de l'ajout de mélamine et de la présence du matériau bois sur la durabilité des produits étudiés. Nous avons également pu mettre en évidence les fonctions chimiques les plus sensibles à l'hydrolyse et proposer des mécanismes de réactions qui, à terme, aboutissent toutes à une libération de formaldéhyde.

Le chauffage micro-onde s'accompagne souvent d'une diminution considerable des durees de reaction et d'une amelioration de la purete des produits. Ce sont ces avantages qui entrainent une utilisation de plus en plus large de ce systeme de chauffage. Cependant, plusieurs parametres tels que la nature du materiau soumis au rayonnement ou le mode de propagation des ondes peuvent remettre en question la superiorite des micro-ondes sur le chauffage thermique. Les travaux presentes dans ce memoire consistent en l'etude du comportement de la matiere condensee soumise aux micro-ondes ou a un chauffage thermique traditionnel et se divisent en deux parties. La premiere partie aborde la polymerisation du systeme dgeba/3dcm via differentes methodes d'estimation du changement de structure de la resine. La seconde partie presente l'etude de diverses reactions organiques (esterification, sulfonation, reactions de diels-alder, synthese de l'hmf) toujours sous les deux modes de chauffage. L'influence de la cavite resonnante utilisee, de la puissance incidente et des gradients de temperature au sein du milieu reactionnel est egalement etudiee. Les resultats obtenus permettent de conclure, en premier lieu, a une repartition plus homogene de l'energie vehiculee par les micro-ondes a l'interieur des echantillons. Nous avons observe d'autre part une amelioration significative de la cinetique de certaines reactions, un meilleur rendement et une bonne purete des produits lors de l'activation sous micro-ondes moyennant une configuration precise du protocole operatoire

L'objectif de ce travail consiste en l'établissement de corrélations entre le développement de la résistance mécanique (R c ) et la quantité ainsi que la nature des silicates de calcium hydratés (C-S-H) formés par prise hydraulique du Ciment Portland (C. P. A. ) pur ou de mélanges de phases réactives additionnées de C. P. A. Ou de Chaux. Les teneurs en C-S-H ont été déterminées par A. T. D. Et la nature de 1 'hydrate formé par diffraction des rayons X. L' expérimentation a permis de montrer que cet objectif ne pouvait être atteint que si le séchage des· échantillons, préalable aux essais d'A. T. D. était réalisé à 50°C. Cette température limite affecte très sensiblement la stabilité thermique de C-S-H. C'est seulement dans le cas du système le plus simple, Poussières de silice-Chaux, qu'une corrélation a pu être obtenue. Le séchage des échantillons étant effectué à 25°C. Le travail a permis cependant d'obtenir des informations nouvelles sur la cinétique de formation de C-S-H et sur les conditions d'amélioration des résistances du C. P. A. Par ajout de certaines phases réactives
The aim of this work was to establish correlations between the development of mechanical compressive strength Rc and both the amount and the nature of hydrated calcium silicates (C-S-H) formed during hydraulic set of Pure Ordinary Portland Cement (O. P. C. ) or of reactive phases added with O. P. C. Or lime. The C-S-H contents were determined by D. T. A. , while the nature of the hydrate were determined by X-Ray diffraction. Experimentation has shown that this objective could not be reached if the samples were dried, at 50°C before A. T. D. Tests. This limit temperature affects very sensitively the thermat stability of C-S-H compounds whatever was the system investigated. A correlation was possibly obtained only in the case of the simplest system, "silica fume - lime", when samples were dried at 25° C. However, this work has allowed to obtain new informations about C-S-H formation kinetics and about the improving of O. P. C. Strengths by addition of some reactive phases

Le phénomène de tolérance cérébrale se définit comme étant la capacité des cellules nerveuses à résister à un épisode toxique après une première sensibilisation. Dans la première partie de cette thèse, nous montrons, in vitro et in vivo, que les dommages neuronaux provoqués par l'administration de kainate, sont significativement réduits 1 à 10 jours après exposition à un choc thermique. Bien que plus discret, cet effet s'accompagne également d'une action anticonvulsivante. Dans la seconde partie de cette thèse nous montrons que l'hyperthermie augmente l'expression de la PSA-NCAM pendant plusieurs jours. Nous montrons un lien étroit entre l'expression de l'HSP70 et celle de la PSA-NCAM. Enfin, nous montrons que la neuroprotection induite par l'hyperthermie est abolie lorsque la PSA est sousraite des NCAMs par l'action enzymatique spécifique d'une endoneuraminidase. Il est suggéré que la modulation des PSA-NCAMs pourrait avoir un impact majeur sur la plasticité hippocampique
A substantial number of data highlights the "brain tolerance" phenomenon as an outstanding window for investigating endogenous neuroprotective mechanisms. In the first part of this dissertation we show, both in vitro and in vivo, that kainate-induced cell damage in the hippocampus is reduced 1 to 10 days after exposure to heat shock. This neuroprotective effect is also accompanied by a weak anticonvulsant effect. In the second part we show that hyperthermia upregulates PCA-NCAM expression in the dentate gyrus of the hippocampus. Blockade of heat shock-induced HSP70 expression by quercetin significantly prevents upregulation of PSA, whereas triggering HSP70 expression by linolenic acid also upregulates PSA. Interestingly, we show that the heat-shock induced neuroprotection was abrogated when PSA was removed from NCAM using an enzymatic process. Upregulation of PSA-NCAM expression following hyperthermia may have significant impact on hippocampal plasticity

Le règlement REACH nécessite l’évaluation, d’ici 2018, des propriétés physico-chimiques, toxicologiques et éco-toxicologiques des substances chimiques importées ou produites en Europe à plus d’une tonne par an. Compte-tenu du nombre de propriétés et de substances, le développement de méthodes prédictives alternatives à l’expérimentation pour l’obtention de ces propriétés est recommandé. L’objectif de cette thèse, intégrée dans le projet ANR PREDIMOL, était le développement de modèles QSPR (Quantitative Structure-Property Relationship) prédictifs pour la caractérisation des propriétés physico-chimiques des peroxydes organiques. Une base de données expérimentale relative aux propriétés explosives d’une centaine de peroxydes organiques a été identifiée mais les variations en termes de concentration et de diluants considérés n'ont pas permis le développement de modèles QSPR validés. A partir de l’élaboration d’une base de données expérimentale fiable et homogène contenant 38 peroxydes organiques, les premiers modèles QSPR multi-linéaires (MLR) validés en tenant compte des principes de l’OCDE pour la validation des modèles QSAR/QSPR ont été développés pour la prédiction de la chaleur et température de décomposition. Plusieurs jeux d’entraînement obtenus selon deux méthodes (par valeur de propriété ou par analyse en composantes principales) mais aussi différents types de descripteurs (constitutionnels, topologiques, géométriques ou quantiques) ont été utilisés pour le développement des modèles QSPR. Des modèles ont aussi été développés pour la densité et le point d’éclair
The EU regulation REACH requires, before 2018, the evaluation of toxicological, eco-toxicological and physico-chemical properties of substances produced or imported for more than one ton per year in Europe. Taking into account the number of substances and properties the measurement of all the data is not realistic. Thus, the development of alternative predictive methods for the evaluation of the properties of substances was recommended. The objective of this thesis, integrated in the French PREDIMOL project, was the development of predictive QSPR models (Quantitative Structure-Property Relationship) of the characterization of physico-chemical properties of organic peroxides. An experimental database relative to the explosive properties of about a hundred organic peroxides was identified but the variations in terms of concentration and diluents did not allow the development of validated QSPR models. From the building of a reliable and homogeneous experimental database of 38 organic peroxides, the first validated multi-linear QSPR models according to the OECD principles for the validation of QSAR/QSPR models were developed for the prediction of the heat and the temperature of decomposition. Several training sets, obtained by different ways (property range or principal components analysis) and also various types of descriptors (constitutional, topological, geometrical or quantum chemical) were used for the development of the QSPR models. Models were also developed for the density and the flash point

Le travail présent concerne la compensation en température de la fréquence d'un oscillateur a quartz par une méthode analogique. Le principe propose est base sur un calcul analogique. Ce principe est vérifié par une maquette expérimentale qui prouve la faisabilité d'un tel oscillateur. La conception des fonctions nécessaires a cette compensation est effectuée a partir d'un logiciel de simulation électrique, nous présentons également un layout partiel de ces fonctions, le but étant la réalisation d'un module de compensation en circuit intègre rediffusé

Cette thèse porte sur le développement de modèles thermiques pour des systèmes géologiques variés. En particulier, un nouveau modèle théorique pour la formation, cristallisation et différenciation d'une chambre magmatique est proposé. Un deuxième modèle porte sur la structure thermique de la lithosphère continentale, avec différentes conséquences pour la structure thermique et l'épaisseur des racines continentales ainsi que pour l'évolution thermique du manteau terrestre et donc de la Terre. Dans les deux cas, l'idée principale est de tenir compte et d'expliquer correctement les effets transitoires causés par la compétition entre deux processus thermiques agissant sur des échelles de temps semblables. Dans le cas de la lithosphère continentale, dont l'épaisseur dépasse probablement 200 km, la décroissance de la production de chaleur radioactive et le refroidissement séculaire de la Terre se produisent sur des échelles de temps comparables à celle du transport de la chaleur. Le géotherme des cratons continentaux enregistre donc la décroissance radioactive et la variation thermique séculaire. Dans le cas d'une chambre magmatique formée par injections successives de magma, la cristallisation d'une intrusion fine est plus lente que son refroidissement et ne se produit quasiment pas. Mais l'augmentation de température résultant des injections successives entraîne, finalement, la réactivation de la cinétique de cristallisation. La rétroaction positive exercée par la chaleur latente sur la cristallisation, lorsque la température augmente, entraîne une augmentation catastrophique de la température et une cristallisation massive dans le réservoir. Celui-ci est ainsi remobilisé massivement et transitoirement. Dans un troisième cas, un modèle d'ascension adiabatique du magma permet de quantifier la cristallisation se produisant par décompression. Les conséquences en terme de comportements pèriodiques ou transitoires associés à ce processus sont examinées

Le coup de chaleur est une pathologie grave sans thérapeutique spécifique. Les animaux en coup de chaleur souffrent d’une inflammation accompagnée d’un déséquilibre métabolique en dépit de l’induction de « heat shock proteins » (Hsp70) et de la sécrétion de glucocorticoïdes. Le rôle relatif des ARNm Hsp70 et des glucocorticoïdes dans la tolérance à la chaleur est analysé. Les animaux vigiles intolérants à la chaleur présentent : une hyperthermie et une déshydratation sévères, un déséquilibre métabolique, une moindre sécrétion de glucocorticoïdes, des signes d’hyperactivation et d’agression cellulaires ainsi qu’une activation des processus inflammatoires. L’expression des ARNm Hsp70 est dépendante de l’intensité de l’agression et apparaît comme un mécanisme suiveur. Les glucocorticoïdes sont impliqués dans la tolérance en réduisant le développement des processus inflammatoires locaux et en favorisant l’expression des ARNm du facteur inhibiteur κBα (IκBα)
Heat stroke is a serious illness without specific treatment. Heat stroked animals exhibit inflammatory processes accompanied by metabolic imbalance. These impairments take place despite of heat shock proteins (Hsp70) induction and glucocorticoid secretion. The role of Hsp70 mRNA and glucocorticoids in heat tolerance has been analyzed. Vigil animals intolerant to heat present: severe hyperthermia and dehydration, metabolic imbalance, lesser glucocorticoid production, signs of cellular hyperactivation and aggression, activation of inflammatory processes. The Hsp70 mRNA expression depends on the intensity of the stressor and appears, in the chain of causality, as a consequence of the heat aggression. Glucocorticoids are involved in tolerance by reducing local inflammatory processes and favouring the expression of the inhibitory factor κBα (IκBα) mRNA

Au fur et a mesure que l'on s'eloigne du point d'impact d'un laser chirurgical on trouve trois zones: un cratere par volatilisation de la matiere carbonisee, une zone necrosee avec destruction des proteines, dont notamment la coagulation du sang dans les vaisseaux qui assure l'hemostase, et enfin une zone d'hyperthermie ou les elevations de temperature peuvent etre suffisamment importante pour provoquer a l'interieur des cellules du tissu des lesions qui ne se traduiront qu'ulterieurement par la perte de la capacite de reproduction de ces cellules du tissu. Sachant que les cellules tumorales sont plus sensibles a la chaleur que les cellules saines, on a mesure les elevations de temperatures provoquees par le passage d'un laser chirurgical co2 dans des echantillons de plusieurs tissus biologiques afin de determiner le volume autour du tir dans lequel on pouvait envisager une destruction cellulaire consecutive au passage du laser. A l'aide de la methode des courbes de survie on a teste sur la lignee cellulaire v79 les effets hyperthermiques consecutifs aux fortes elevations de temperature (45 a 52 degres) pendant des durees tres breves (15 secondes a 5 minutes). Cette experimentation a necessite la mise au point d'une technique originale d'hyperthermie cellulaire. On discute, d'une part le role des differents parametres physiques modifianr la forme des isothermes autour de la trace du laser, et d'autre part les parametres biologiques susceptibles de modifier la reponse cellulaire a l'hyperthermie. Le but du present travail a ete de fournir au chirurgien un complement d'information sur les performances d'un laser chirurgical couramment utilise

Un modele mathematique pour les transferts couples de chaleur et masse en milieux poreux non satures permettant la prise en compte des effets de l'hysteresis capillaire est utilise pour la simulation des processus de thermomigration dans un milieu sableux ferme et dans une paroi en beton cellulaire. Les resultats numeriques, obtenus a l'aide de la methode des volumes finis, sont compares avec les resultats experimentaux obtenus pour le premier cas. L'influence de l'hysteresis capillaire et les effets de temperature sont analyses

Ce travail porte sur l'homogénéisation des transferts de chaleur par conduction dans des matériaux hétérogènes et multi-échelles comme les composites fibreux avec une matrice polymère. Parmi les différentes méthodes existantes, nous nous sommes intéressés à celle des développements asymptotiques. Elle permet la détermination du tenseur de conductivité effective par résolution d'un problème posé sur la cellule périodique caractérisant la structure. Le problème de transfert thermique est ensuite modélisé à l'échelle macroscopique avec ce comportement homogénéisé. La méthode peut être étendue à des cas non périodiques si un VER (Volume Élémentaire Représentatif) a été déterminé. On obtient ainsi une bonne approximation des champs de flux de chaleur et de température à l'intérieur de la structure (suffisamment loin des frontières). Cependant des effets de bord existent à proximité des limites du domaine considéré, ce qui dégrade la qualité de l'approximation. Afin de les corriger, deux approches ont été développées. La première consiste à ajouter des termes "de couche limite" qui deviennent nuls quand on s'éloigne des frontières. La profondeur de la zone affectée est déterminée par résolution d'un problème aux valeurs propres. La deuxième approche (Méthode Arlequin) permet quant à elle de capter les effets de bords en raccordant le modèle hétérogène sur les frontières avec le modèle homogénéisé sur toute la structure. La méthode d'homogénéisation périodique a été développée en régime stationnaire et transitoire puis appliquée à la simulation de la "méthode flash" pour illustrer le biais introduit dans l'estimation des paramètres lorsque les effets de bords sont négligés
This work deals with the homogenization of heat transfer by conduction in heterogeneous and multiscale materials as fibre reinforced composites with a polymer matrix. Among various existing methods, we are interested in the asymptotic expansions. It allows the determination of the effective conductivity tensor by solving a problem on the periodic cell characterizing the structure. Heat transfer problem is then modeled ona macroscopic scale with the homogenized behavior. The method can be extended to non-periodic case if a REV (Representative Elementary Volume) was determined. This provides a good approximation of the field heat flux and temperature inside the structure (far enough from the boundaries). However, edge effects exist close the boundaries of the studied domain, which degrades the quality of the approximation. To correct them, two approaches have been developed. The first one consists in adding "boundary layer " terms, which tend to zero as the distance from the boundaries increases. The depth of the affected area is determined by solving an eigenvalue problem. The second approach (Arlequin Method) allows for the capture the edge effects, connecting the heterogeneous model on the boundaries with the homogenized model over the whole structure. The periodic homogenization method was developed in stationary and transient regime and is then applied to the simulation of the "flash method" to illustrate the bias in the estimation of parameters when edge effects are neglected

Le but de ce travail est d'etudier l'influence du rayonnement sur les transferts de chaleur dans les systemes gaz-solide. La diffusion anisotrope du rayonnement, caracteristique des milieux particulaires, est prise en compte. Les particules ont un diametre grand devant la longueur d'onde du rayonnement. Apres une synthese bibliographique sur les milieux diffusants, on detaille dans le second chapitre la resolution de l'equation de transfert radiatif en geometrie monodimensionnelle. La methode utilisee est celle des ordonnees discretes, des validations sont effectuees sur des cas d'ecole. Les aspects concernant l'indicatrice de diffusion (optique geometrique) sont developpes. Le probleme des transferts couples par conduction, convection, et rayonnement dans un lit fixe, traverse par un gaz, et chauffe par rayonnement sur une face, est resolu dans le troisieme chapitre. Pour garder un caractere general, le probleme est formule de facon adimensionnelle et utilise les nombres de planck n. (conduction-rayonnement) et de boltzmann bo (convection-rayonnement). Globalement, n influe sur les gradients de temperature des zones proches de la source et bo sur le niveau de temperature des zones lointaines. L'etude du regime transitoire met en evidence des phenomenes dynamiques (en particulier inversion des temperatures entre solide et gaz). Le quatrieme chapitre est consacre a la modelisation des transferts couples dans des systemes a haute temperature: lits fixes multicouches, echange lit fluidise - paroi, ecoulements plasma charges en particule. La modelisation est basee sur l'hypothese non grise (modele a bandes). Des comparaisons entre solutions completes, solutions simplifiees et resultats experimentaux sont presentees

Etude de l'adaptation thermique des poikilothermes au niveau de la biosynthese des glycoproteines en fonction des variations de divers parametres et evaluation de la quantite du dolichol et du dolichylphosphate dans le foie de deux especes rat et truite

Cette etude concerne la mesure et la correlation des proprietes thermiques (conductivite et diffusivite) des produits alimentaires congeles. Les methodes transitoires de mesure utilisees ont ete la methode flash pour la mesure de la diffusivite, et la sonde a source lineaire de chaleur pour la mesure de la conductivite. Deux appareillages automatises ont ete mis en uvre permettant de realiser en continu des mesures entre 24c et 45c. Les valeurs de conductivute et de diffusivite thermiques ont ete mesurees pour des gels modeles. Le recouvrement de la conductivite mesuree et de la conductivite calculee a partir de la diffusivite, nous a permis de valider les deux methodes de mesure independantes utilisees. Pour ce qui concerne la conductivite, les resultats suivants ont ete obtenus: 1) pour les temperatures superieures a la temperature de congelation, il est difficile de faire un choix entre les modeles serie et parallele donnant les valeurs de conductivite limites; 2) pour les temperatures inferieures a la temperature de congelation, le modele de maxwell s'est revele le mieux adadpte pour la modelisation de la conductivite. Une etude de sensibilite parametrique realisee sur modele nous a permis de montrer l'importance de la precision avec laquelle la fraction volumique de glace doit etre determinee, ainsi que la fraction d'eau non congelable. La diffusivite thermique a ete reliee a la temperature et a la fraction massique en matiere seche par une regression multivariable

Suite aux anomalies rencontrees lors des mesures thermiques effectuees avec un calorimetre differentiel type laboratoire (valeurs elevees de la capacite thermique en decongelation des gels modeles alimentaires), nous avons fait une etude approfondie sur cet appareil. Nous avons ameliore sa structure en isolant le bloc calorimetrique dans une enceinte en cuivre au dessous de laquelle des couches isolantes ont ete placees. Ces modifications nous ont permis de diminuer notablement les perturbations rencontrees anterieurement. Le calorimetre a ensuite ete modelise dans le but d'evaluer les differences de temperatures entre l'echantillon et le bloc calorimetrique, d'une part, et de part et d'autre de la pile thermoelectrique, d'autre part, pour permettre d'evaluer les ecarts de temperature rencontres lors des mesures de capacite thermique des gels de gelatine en congelation et en decongelation. Il ressort des mesures effectuees que pour les temperatures superieures a la temperature de congelation, nous avons une augmentation de la capacite thermique avec la diminution de la concentration en gelatine dans le produit, cet effet est inverse pour les temperatures negatives. Les cycles de congelation et decongelation sont reproductibles et les resultats de capacites thermiques obtenus sont proches de ceux obtenus en litterature. En decongelation on remarque une legere augmentation de la capacite thermique qui serait due a la redissolution de la gelatine dans l'eau.

The influence of a mega-city on the atmospheric boundary layer and surface conditions was examined in the complex-terrain, semi-arid Tehran region using the Pennsylvania State University/National Center for Atmospheric Research fifth-generation Mesoscale Model (MM5) during a high pollution period. In addition, model sensitivity studies were conducted to evaluate the performance of the urban canopy and urban soil model "SM2-U (3D)" parameterization on the meteorological fields and ground level air pollutant concentrations in this area. The topographic flows and urban effects were found to play important roles in modulating the wind and temperature fields, and the urbanized areas exerted important local effects on the boundary layer meteorology. An emission inventory of air pollutants and an inventory of heat generation were developed and updated for 2005 in this work. Emissions from on-road motor vehicles constitute a major portion of the emission inventory and play the most important role in terms of contributions of air pollutants to the atmosphere in Tehran. By using a detailed methodology, we calculated spatial and temporal distributions of the anthropogenic heat flux (Qf) for Tehran during 2005. Wintertime Qf is larger than summertime Qf, which reflects the importance of heating emissions from buildings and traffic during cold and warm period respectively. Different urban parameterizations were used as a tool to investigate the modifications induced by the presence of an urban area in the area of interest. It was found that, for local meteorological simulations, the drag-force approach coupled with an urban soil model (DA-SM2-U) is preferable to the roughness approach (RA-SLAB). The comparisons indicated that the most important features of the wind, temperature and turbulent fields in urban areas are well reproduced by the DA-SM2-U configuration with the anthropogenic heat flux being taken into account (i. E. , "DA-SM2-U Qf: On" option). This modeling option showed that the suburban part of the city is dominated by topographic flows whereas the center and south of Tehran are more affected by urban heat island (UHI) forcing especially during the night. The chemical transport modeling, including a model sensitivity study, was used to investigate the impact of the different urban parameterization on the dispersion and formation of pollutants over the Tehran region. Results show that applying DA approaches leads to significant improvements in the simulated spatial and temporal distribution of air pollutant concentrations in the city area and affects significantly the size of the urban plumes.

L'un des procédés catalytiques du raffinage du pétrole, essentiel pour l'obtention de carburants propres (essence) vise à sélectivement hydrodésulfurer (HDS) les molécules soufrées (thiophènes) en évitant l’hydrogénation des molécules oléfiniques (HydO), afin de préserver l’indice d’octane des essences. La phase active des catalyseurs d'HDS est composée d'une phase disulfure de molybdène (MoS2), promue par du Co ou du Ni, et appelée "Co(Ni)MoS". La compréhension à l'échelle moléculaire de l’origine de la sélectivité HDS/HydO est l'enjeu de cette thèse. A l'aide de la modélisation moléculaire ab initio couplé à des modèles thermodynamiques, nous étudions premièrement la nature des sites actifs et la morphologie des phases Co(Ni)MoS en milieu réactionnel (HDS). Nous proposons, ensuite, une interprétation de la sélectivité HDS/HydO basée sur l'adsorption sélective de deux réactifs modèles (thiophénique et oléfinique) en fonction des conditions d'HDS. Le rôle clef des promoteurs est mis en évidence. Une interprétation électronique de l'adsorption des molécules est fournie.

Notre premier objectif était d'étudier les modifications métaboliques induites par la chaleur. Grâce à notre modèle expérimental : 22al (22°c, nourris à volonté), 32al (32°c, nourris à volonte) et 22pf (22°c, alimentation égalisée sur les animaux 32al), nous avons pu distinguer l'effet direct de l'effet indirect lie à la baisse d'ingère. Entre 4 et 6 semaines d'âge, la chaleur réduit l'ingéré de 24% mais à même consommation, la réduction de croissance est encore de 22%, associée à une augmentation du catabolisme azote et du dépôt lipidique. Au chaud, le métabolisme basal est réduit, mais l'extra chaleur rapportée à l'énergie ingérée est augmentée. Quel que soit l'état nutritionnel, les poulets 32al ont une triglyceridemie similaire mais un taux circulant d'acides gras libres réduit par rapport aux 22al. L'uricémie est également accrue, notamment a l'état basal, malgré une très forte baisse de l'aminoacidemie. Au chaud, la réduction importante des taux circulants de t3 nous a conduit à envisager une supplémentassions alimentaire en t3. Bien que la t3 soit ramenée à un niveau identique aux 22°c et que l'engraissement soit très fortement réduit, elle n'a pas permis d'améliorer la croissance des poulets. La glycémie, identique à l'état basal, est augmentée à l'état nourri, alors que l'insulinémie n'est pas affectée par la chaleur. Par administration d'insuline exogène, nous avons montré au chaud une résistance à l'insuline à l'état basal et une diminution de la sécrétion d'insuline en réponse à une charge orale de glucose. Nous avons enfin envisagé des solutions nutritionnelles pour améliorer la croissance au chaud. L'augmentation isoénergétique du taux de lipides (5 a 10%) n'a pas favorisé l'ingère mais a amélioré la croissance par augmentation de la rétention protéique. A 32°c, l'augmentation du taux protéique du régime (15 à 25%) ramène le profil en acides aminés libres plasmatiques à un niveau identique aux 22al et améliore la croissance.

L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse étaient de fournir de l’information concernant les impacts du stress de chaleur dans les troupeaux laitiers québécois. Le programme de recherche présenté a été conçu en prenant en considération le climat de la province et l’unicité du contexte de production canadien. La relation entre les conditions climatiques mesurées dans six étables laitières québécoises et celles mesurées à des stations météorologiques a d’abord été investiguée. L’objectif était de vérifier si les données collectées aux stations météorologiques pouvaient servir de substitut aux données des étables afin de juger adéquatement du niveau de stress de chaleur des animaux. Les résultats ont démontré que la température ambiante mesurée à l’intérieur des étables était significativement (P < 0,001) plus élevée que celle mesurée aux stations météorologiques alors que le contraire a été observé pour l’humidité relative. Ultimement, cela s’est traduit par un indice de température-humidité (ITH) significativement moins élevé de 4,6 unités dans l’Est du Québec et de 3,7 unités dans le Sud-Ouest du Québec lorsque les données des stations météorologiques sont utilisées au lieu des données des étables dans les calculs d’ITH. Finalement, l’adaptation du calcul d’ITH en substituant les conditions moyennes des stations météorologiques par la température maximale et l’humidité relative minimale a permis une meilleure représentation des conditions de l’étable. Néanmoins, une différence significative (P < 0,05) a été mesurée entre l’ITH modifié et l’ITH de l’étable. À la lumière de ces résultats, il est recommandé d’adapter les seuils d’ITH associés aux impacts négatifs du stress de chaleur lorsque les données environnementales dérivées des stations météorologiques sont utilisées. Dans le deuxième projet, la relation entre les performances de production et la durée des épidoes de stress de chaleur a été caractérisée grâce à un modèle multivarié. Pour ce faire, une banque de données incluant plus de 600 000 contrôles de production de 34 360 vaches a été utilisée et bonifiée de données environnementales exprimées sous forme d’ITH estimé à partir de la station météorolgique la plus près. Tout d’abord, les régressions linéaires effectuées ont révélé qu’il existe un délai de 24 heures entre un stress de chaleur et les impacts négatifs qui lui sont associés. Les résultats ont aussi suggéré que le stress de chaleur avait un effet persistent de huit jours sur les performances de production. Des pertes de production de 20 g de gras suite à une exposition d’un à deux jours de stress de chaleur et des pertes de protéines variant de 20 à 30 g selon la parité de l’animal ont été mesurées après trois ou quatre jours de stress de chaleur. Toutefois, aucune relation (P > 0,05) n’a été mesurée entre les productions de lait et de lactose et la durée des épisodes de stress de chaleur. Dans la troisième étude, les performances de production des vaches de la banque de données décrite précédemment ont été simulées pendant une période de référence (REF : 1971‒2000) et projetées pendant deux horizons futurs (FUT1: 2020‒2049; FL: 2050‒2079). L’objectif était de caractériser l’évolution des diminutions des composants laitiers associées au stress de chaleur et d’en chiffrer l’impact économique. Tout d’abord, les ITH quotidiens des trois périodes temporelles ont été calculés grâce aux données environnementales dérivées de six scénarios climatiques. Ensuite, le modèle élaboré dans la précédente étude a été adapté afin de projeter les performances de production des vaches pour les trois périodes mentionnées. Globalement, les scénarios climatiques utilisés dans cette étude ont démontré que la fréquence, l’intensité ainsi que la durée des épisodes de stress de chaleur pourront augmenter dans le FUT1 et dans le FL comparativement à la période de référence. Dans la région de l’Est du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2405 ± 10 et de 1990 ± 7 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Dans la région du Sud-Ouest du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2361 ± 147 et de 2057 ± 17 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Comparativement à REF, les diminutions projetées dans le futur (FUT1 et FL) se sont traduites par des pertes économiques moyennes allant de 5,02 à 7,07 can$/hl dans les troupeaux de l’Est du Québec et allant de 4,75 à 6,99 can$/hl dans les troupeaux du Sud-Ouest du Québec.
L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse étaient de fournir de l’information concernant les impacts du stress de chaleur dans les troupeaux laitiers québécois. Le programme de recherche présenté a été conçu en prenant en considération le climat de la province et l’unicité du contexte de production canadien. La relation entre les conditions climatiques mesurées dans six étables laitières québécoises et celles mesurées à des stations météorologiques a d’abord été investiguée. L’objectif était de vérifier si les données collectées aux stations météorologiques pouvaient servir de substitut aux données des étables afin de juger adéquatement du niveau de stress de chaleur des animaux. Les résultats ont démontré que la température ambiante mesurée à l’intérieur des étables était significativement (P < 0,001) plus élevée que celle mesurée aux stations météorologiques alors que le contraire a été observé pour l’humidité relative. Ultimement, cela s’est traduit par un indice de température-humidité (ITH) significativement moins élevé de 4,6 unités dans l’Est du Québec et de 3,7 unités dans le Sud-Ouest du Québec lorsque les données des stations météorologiques sont utilisées au lieu des données des étables dans les calculs d’ITH. Finalement, l’adaptation du calcul d’ITH en substituant les conditions moyennes des stations météorologiques par la température maximale et l’humidité relative minimale a permis une meilleure représentation des conditions de l’étable. Néanmoins, une différence significative (P < 0,05) a été mesurée entre l’ITH modifié et l’ITH de l’étable. À la lumière de ces résultats, il est recommandé d’adapter les seuils d’ITH associés aux impacts négatifs du stress de chaleur lorsque les données environnementales dérivées des stations météorologiques sont utilisées. Dans le deuxième projet, la relation entre les performances de production et la durée des épidoes de stress de chaleur a été caractérisée grâce à un modèle multivarié. Pour ce faire, une banque de données incluant plus de 600 000 contrôles de production de 34 360 vaches a été utilisée et bonifiée de données environnementales exprimées sous forme d’ITH estimé à partir de la station météorolgique la plus près. Tout d’abord, les régressions linéaires effectuées ont révélé qu’il existe un délai de 24 heures entre un stress de chaleur et les impacts négatifs qui lui sont associés. Les résultats ont aussi suggéré que le stress de chaleur avait un effet persistent de huit jours sur les performances de production. Des pertes de production de 20 g de gras suite à une exposition d’un à deux jours de stress de chaleur et des pertes de protéines variant de 20 à 30 g selon la parité de l’animal ont été mesurées après trois ou quatre jours de stress de chaleur. Toutefois, aucune relation (P > 0,05) n’a été mesurée entre les productions de lait et de lactose et la durée des épisodes de stress de chaleur. Dans la troisième étude, les performances de production des vaches de la banque de données décrite précédemment ont été simulées pendant une période de référence (REF : 1971‒2000) et projetées pendant deux horizons futurs (FUT1: 2020‒2049; FL: 2050‒2079). L’objectif était de caractériser l’évolution des diminutions des composants laitiers associées au stress de chaleur et d’en chiffrer l’impact économique. Tout d’abord, les ITH quotidiens des trois périodes temporelles ont été calculés grâce aux données environnementales dérivées de six scénarios climatiques. Ensuite, le modèle élaboré dans la précédente étude a été adapté afin de projeter les performances de production des vaches pour les trois périodes mentionnées. Globalement, les scénarios climatiques utilisés dans cette étude ont démontré que la fréquence, l’intensité ainsi que la durée des épisodes de stress de chaleur pourront augmenter dans le FUT1 et dans le FL comparativement à la période de référence. Dans la région de l’Est du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2405 ± 10 et de 1990 ± 7 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Dans la région du Sud-Ouest du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2361 ± 147 et de 2057 ± 17 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Comparativement à REF, les diminutions projetées dans le futur (FUT1 et FL) se sont traduites par des pertes économiques moyennes allant de 5,02 à 7,07 can$/hl dans les troupeaux de l’Est du Québec et allant de 4,75 à 6,99 can$/hl dans les troupeaux du Sud-Ouest du Québec.
The main objective of this thesis was to provide information about heat stress related production impacts in Québec dairy herds. The relationship between on-farm summer environmental conditions and data retrieved from local meteorological stations was first investigated on six dairy farms. Secondly, the relationship between measurements previously established was considered in order to verify if temperature-humidity index (THI) calculations with weather station data could be adapted to better represent on-farm conditions. The farms recruited in the study were located in two contrasting dairy regions of the Province: East (EQ) and Southwest Quebec (SWQ). Our results showed that in both regions ambient temperature (AT) was consistently higher (P < 0.001) on-farm compared to AT measured at the weather station. The opposite was observed with relative humidity (RH), as it was significantly lower on-farm in EQ and numerically (P > 0.05) lower in SWQ compared to RH extracted from weather stations. Overall, this led to lower (P < 0.001) THI by 4.6 and 3.7 units at the weather stations compared to within-barn conditions for EQ and SWQ farms, respectively. Hence, using local meteorological station data to estimate on-farm conditions would lead to an underestimation of heat stress level in dairy cows. Adapting THI calculations by including daily maximum AT, and minimum RH retrieved from local weather station instead of their average counterparts led to a better estimation of within-barn conditions. However, difference between THI measured on-farm compared to the adapted THI calculated with weather station data remained significant. Although the adaption allowed for a closer relation to on-farm conditions, THI calculated with weather station data should only be used to gauge heat stress level in cows when heat stress thresholds are adapted for such data. In a second study, the relationship between milk performance and the cumulative number of days with heat stress was investigated with a multivariate model. A 6-year dataset containing 606,031 milk analysis records for 34,360 Holstein dairy cows at different parities was matched with the corresponding daily maximum THI. On average, cows were exposed to heat stress conditions for 135.8 ± 5.9 days per year in SWQ and 95.3 ± 10.2 days per year in EQ. Cows experiencing heat-stress conditions produced on average less fat, protein, and energy-corrected milk and lower fat and protein concentrations (P < 0.05). The decrease in milk fat reached a maximum of 6 % after an exposure of 7 to 8 heat stress days in cows at parity of three or more. The association between heat stress exposition duration and milk and lactose yields was weak (P > 0.05). Ultimately, heat stress lowered milk fat and protein production but had little effect on milk volume output. Further research is necessary to understand better the mechanism underlying the effects of sporadic low-to-medium-intensity heat stress on dairy productivity. The objective of the third study was to project milk performance of Holstein dairy cows under different climate scenarios through a reference period (REF: 1971–2000), near future (NF: 2020–2049) and distant future (DF: 2050–2079) using a predictive multivariate model. Moreover, this study provided information about the evolution of economic losses due to decreases in milk components associated with heat stress in Québec, Canada. Daily ambient temperature and relative humidity were derived from six climate scenarios in order to calculate daily THI through REF, NF and DF. Secondly, the model developed in the prior study was adapted to project annual milk performance of 71 dairy herds located in EQ and SWQ during the three aforementioned time horizons. Under NF climate conditions and relative to the reference period, projected fat and protein yields declined respectively by 2405 ± 10 and by 1990 ± 7 kg/yr per herd in EQ whereas decreases reached 2361 ± 147 and 2057 ± 17 kg/yr per herd in SWQ. Relative to the reference period, decreases in major milk components reached a maximum during DF in both regions. Ultimately, projected milk components declines resulted in average economic losses ranging from 5.02 to 7.07 can$/hL per EQ herds and from 4.75 to 6.99 can$/hL per SWQ herds.
The main objective of this thesis was to provide information about heat stress related production impacts in Québec dairy herds. The relationship between on-farm summer environmental conditions and data retrieved from local meteorological stations was first investigated on six dairy farms. Secondly, the relationship between measurements previously established was considered in order to verify if temperature-humidity index (THI) calculations with weather station data could be adapted to better represent on-farm conditions. The farms recruited in the study were located in two contrasting dairy regions of the Province: East (EQ) and Southwest Quebec (SWQ). Our results showed that in both regions ambient temperature (AT) was consistently higher (P < 0.001) on-farm compared to AT measured at the weather station. The opposite was observed with relative humidity (RH), as it was significantly lower on-farm in EQ and numerically (P > 0.05) lower in SWQ compared to RH extracted from weather stations. Overall, this led to lower (P < 0.001) THI by 4.6 and 3.7 units at the weather stations compared to within-barn conditions for EQ and SWQ farms, respectively. Hence, using local meteorological station data to estimate on-farm conditions would lead to an underestimation of heat stress level in dairy cows. Adapting THI calculations by including daily maximum AT, and minimum RH retrieved from local weather station instead of their average counterparts led to a better estimation of within-barn conditions. However, difference between THI measured on-farm compared to the adapted THI calculated with weather station data remained significant. Although the adaption allowed for a closer relation to on-farm conditions, THI calculated with weather station data should only be used to gauge heat stress level in cows when heat stress thresholds are adapted for such data. In a second study, the relationship between milk performance and the cumulative number of days with heat stress was investigated with a multivariate model. A 6-year dataset containing 606,031 milk analysis records for 34,360 Holstein dairy cows at different parities was matched with the corresponding daily maximum THI. On average, cows were exposed to heat stress conditions for 135.8 ± 5.9 days per year in SWQ and 95.3 ± 10.2 days per year in EQ. Cows experiencing heat-stress conditions produced on average less fat, protein, and energy-corrected milk and lower fat and protein concentrations (P < 0.05). The decrease in milk fat reached a maximum of 6 % after an exposure of 7 to 8 heat stress days in cows at parity of three or more. The association between heat stress exposition duration and milk and lactose yields was weak (P > 0.05). Ultimately, heat stress lowered milk fat and protein production but had little effect on milk volume output. Further research is necessary to understand better the mechanism underlying the effects of sporadic low-to-medium-intensity heat stress on dairy productivity. The objective of the third study was to project milk performance of Holstein dairy cows under different climate scenarios through a reference period (REF: 1971–2000), near future (NF: 2020–2049) and distant future (DF: 2050–2079) using a predictive multivariate model. Moreover, this study provided information about the evolution of economic losses due to decreases in milk components associated with heat stress in Québec, Canada. Daily ambient temperature and relative humidity were derived from six climate scenarios in order to calculate daily THI through REF, NF and DF. Secondly, the model developed in the prior study was adapted to project annual milk performance of 71 dairy herds located in EQ and SWQ during the three aforementioned time horizons. Under NF climate conditions and relative to the reference period, projected fat and protein yields declined respectively by 2405 ± 10 and by 1990 ± 7 kg/yr per herd in EQ whereas decreases reached 2361 ± 147 and 2057 ± 17 kg/yr per herd in SWQ. Relative to the reference period, decreases in major milk components reached a maximum during DF in both regions. Ultimately, projected milk components declines resulted in average economic losses ranging from 5.02 to 7.07 can$/hL per EQ herds and from 4.75 to 6.99 can$/hL per SWQ herds.

Ce mémoire traite de la convection thermocapillaire autour d'une bulle d'air introduite sous une paroi dans une couche d'huile de silicone dans une configuration thermique initialement purement conductive et stationnaire. Pour des liquides à faible nombre de Prandtl, différents régimes d'écoulement, stationnaire ou oscillatoire, peuvent apparaître. La revue bibliographique montre, en particulier, que le rôle de la gravité sur les régimes oscillatoires est mal connu. Une approche expérimentale sous gravité normale au sol et sous gravité réduite au moyen de vols paraboliques a été développée. Des dispositifs spécifiques et des méthodes de mesure adaptées à ces conditions particulières ont été réalisés afin de caractériser l'apparition du régime oscillatoire, les fréquences associées et les transferts thermiques induits. Le phénomène oscillatoire a été visualisé par ensemencement et par ombroscopie. Au sol, une étude paramétrique sur le seuil d'apparition des oscillations a été réalisée et la structure 3D du premier régime oscillatoire a été observée simultanément dans deux plans horizontal et vertical. Sous gravité réduite, l'existence de ce régime oscillatoire a été mise en évidence. La période des oscillations est une fonction décroissante du niveau de gravité. Les lois d'échange thermique sont conditionnées par le niveau de gravité et la viscosité du liquide, et caractérisées par le nombre de Marangoni ou de Bond selon le cas. Sous gravité réduite, les transferts thermiques induits par la convection thermocapillaire sont plus importants qu'au sol. Celle-ci pourrait jouer un rôle en présence d'ébullition nucléée en microgravité.