Дисертації з теми "Membranes (technologie) – Matériaux"
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Courtois, Thierry. "Etude de la formation de la couche de polarisation de concentration en microfiltration tangentielle." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT019G.
Анотація:
Ce travail concerne la formation de la couche de polarisation de concentration pendant la phase initiale d'une microfiltration tangentielle de matieres pectiques. Pour les besoins de cette etude, un pilote a ete mis au point permettant de mesurer le debit de filtrat et sa concentration a partir du temps zero de filtration. Cette etude a permis de mettre en evidence plusieurs points importants: si la membrane est capable d'adsorber les colloides, la couche de polarisation se met en place immediatement; l'influence immediate des parametres intervenant dans la couche de polarisation: des le debut de la filtration le debit est fonction de la vitesse tangentielle et inversement fonction de la concentration initiale d'alimentation. Toutefois, la vitesse tangentielle est le parametre important; par l'explication du phenomene de surconcentration dans le filtrat (concentration filtrat superieure a la concentration d'alimentation), il est montre que la filtration se divise en trois phases successives suivant la preponderance de l'un ou de l'autre des phenomenes de convection et de diffusion: une premiere phase ou la concentration a la membrane augmente rapidement par convection, suivie d'une deuxieme phase ou la diffusion concurrence de plus en plus la convection, se traduisant par une diminution de la concentration a la membrane, jusqu'a l'obtention d'un debit stabilise, se traduisant par une stabilisation a la concentration a la membrane, consequence d'un equilibre entre convection et diffusion dans la couche de polarisation. De plus, ce memoire presente un modele base sur le couplage diminution de rayon de pore-couche de polarisation permettant de determiner la valeur de la concentration membrane a tout instant
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Tazi, Bouchra. "Élaboration et caractérisation d'une nouvelle membrane minérale conductrice ionique à structures dense et microporeuse." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20138.
Анотація:
Ce travail presente l'elaboration d'une nouvelle membrane conductrice ionique en nasicon (na::(3)zr::(2)si::(2)po::(61)). Les tests d'echanges ioniques montrent la possibilite d'echange entre des ions na**(+) et des cations ag**(+), k**(+), li**(+) et na**(+))
3
Broussous, Lucile. "Elaboration de nouvelles géométries tubulaires de membranes céramiques : application à la réduction du colmatage." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20008.
Анотація:
La microfiltration tangentielle est un procede membranaire a gradient de pression utilise dans de nombreuses applications. La principale limitation de ce procede est la reduction du flux de permeat due au colmatage de la membrane. Dans cette etude, nous avons developpe et caracterise de nouvelles geometries tubulaires de membranes ceramiques. Le relief helicoidal cree sur la face interne du tube permet une perturbation importante et continue du flux de solution a proximite de la surface filtrante et limite ainsi l'accumulation de matiere et le colmatage. La surface exterieur du tube n'etant pas modifiee, ces geometries presentent l'avantage d'etre utilisables dans les memes conditions que des membranes classiques. Les nouveaux supports de membrane en cordierite ont ete realises par extrusion, grace a un adaptation simple du procede classique et une optimisation de la pate ceramique. Differents reliefs ont pu etre realises en modifiant l'epaisseur du relief, le pas et le sens de l'helice, la longueur et le diametre des tubes. Une membrane de microfiltration en zircone a ensuite ete mise au point et deposee sur ces supports par la technique de coulage de barbotine. La filtration de suspensions de bentonite a permis d'evaluer l'efficacite de ces nouvelles membranes qui permettent une augmentation du flux de permeat jusqu'a un facteur 4,8. L'ensemble des geometries etudiees montent en outre, un bilan energetique favorable et la meilleur configuration permet d'atteindre un gain de flux de permeat d'un facteur 2 pour une dissipation d'energie equivalente a celle d'une membrane tubulaire classique. Une etude hydrodynamique a permis de caracteriser la structure de l'ecoulement dans un tube a rugosite helicoidale et d'interpreter les gains de permeabilites observes en microfiltration tangentielle.
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Boissière, Cédric. "Elaboration de silices mésoporeuses MSU-X : applications en chromatographie HPLC et membranes d'ultrafiltration." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20085.
5
Moise, Cazach Nicoleta-Adinela. "Récepteurs macrocycliques fonctionnalisés comme transporteurs membranaires et réactifs analytiques." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20106.
6
Thomas, Michel. "Transport de l'eau à travers une membrane perfluorosulfonique Nafion : relations avec la microstructure : développement de membranes composites à haute perméabilité aux gaz." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10174.
Анотація:
Les problemes de separation gazeuse sont actuellement au premier plan des preoccupations industrielles avec en particulier le sechage, la desacification et la deshydrogenation des gaz petroliers. La demarche scientifique fixee pour cette etude consiste a preciser les relations entre les parametres du tranport et la structure microscopique du polymere. La membrane perfluorosulfonique nafion et l'eau ont ete retenues comme systeme de depart. Nous avons developpe quatre types de mesure: i) mesure des coefficients dlu transport (permeabilite, diffusion, solubilite); ii) mesure des coefficients de self-diffusion en phase vapeur par utilisation de molecules marquees; iii) mesure directe des profils de concentration par diffusion de neutrons aux petits angles; iiii) mesure des parametres du transport hydraulique et osmotique. Pour les fractions volumiques en eau inferieures a 18% la diffusion a lieu dans un milieu multiphasqiue avec dispersion des zones ioniques hydratees diffusives dans la matrice organique. Le transport est regi par les processus superficiels et la relaxation du polymere. Pour les fractions volumiques en eau superieures a 18 % la percolation des clusters assure la realisation d'une phase continue diffusive. Dans ce cas, la relaxation du polymere est rapide et n'intervient pas sur la diffusion
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Uzio, Denis. "Préparation et caractérisation de membranes catalytiques méso et microporeuses : systèmes à base de platine." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10055.
Анотація:
Le sujet de ce travail est la caracterisation de membranes meso et microporeuses ayant pour objectif des applications catalytiques. Dans ce but nous avons aussi etudie le depot de platine dans le reseau poreux de ces materiaux. Les membranes en alumine sct 5 nm ont pu etre decrites par une combinaison de pores en fente et de cavites plus larges, les pores les plus etroits controlant les proprietes de transport. Les techniques dynamiques ont montre que ce type de materiau presente des tortuosites elevees, parametre tres important pour la comprehension des proprietes de transfert. De meme l'analyse des isothermes de physisorption d'azote a permis d'evaluer des parametres comme la connectivite du reseau poreux, directement reliee aux proprietes de transport transmembranaire. La caracterisation de membranes microporeuses (membranes sol-gel, membranes zeolithiques) a egalement fait l'objet d'un certain nombre d'etudes. Dans une troisieme partie, nous avons aborde l'etude du depot de platine dans les reseaux poreux des membranes. Une methode basee sur l'echange ionique a conduit aux meilleurs resultats. Les proprietes du depot dependent de parametres comme nature et mode d'introduction du precurseur, reseau poreux de la membrane (taille et forme de pore, connectivite). Le platine depose a ensuite ete caracterise en absence d'effet membranaire du point de vue de ses proprietes catalytiques, qui sont identiques a celles d'un catalyseur conventionnel
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Mo, Yayuan. "Elaboration et mise en oeuvre de membranes alginate, polyethylenimine à haut pouvoir de percolation : application en tant que matériaux adsorbants ou catalyseurs supportés." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTG014.
Анотація:
L'alginate est un polymère hydrophile et biocompatible portant de nombreuses fonctions carboxyliques et de nombreux groupes hydroxyles. Ce travail a développé et optimisé le procédé de fabrication de membranes à haute pouvoir de percolation à base d'alginate. Ce procédé simple permet, par mélange de deux solutions d’alginate et de polyethyleneimine (PEI), d’obtenir un hydrogel structuré dont la stabilité est améliorée par réticulation (des fonctions aminées de la PEI par le glutaraldéhyde (GA)). Cette double interaction (PEI/alginate, PEI/GA) permet d’obtenir après séchage à l’air libre (donc peu énergivore et sans moyen sophistiqué contrairement aux procédés conventionnels) de produire des membranes macroporeuses autorisant la percolation par drainage simple de solutions. Ce matériau a été développé et utilisé pour deux types d’applications : (a) l’adsorption d’ions métalliques (cationiques et anioniques), et (b) l’hydrogénation de composés nitrophénoliques par catalyse hétérogène. Les membranes et leur interaction avec les ions métalliques ont été analysées par spectroscopie infrarouge et par FTIR, MEB, et XPS. L'adsorbant est caractérisé par la présence de groupements carboxyliques et de fonctions aminées qui offre de nombreuses possibilités d’interaction avec les ions métalliques en jouant tant sur des propriétés de chélation (carboxylates, amines libres) que sur des propriétés d’échange ionique/attraction électrostatique (amines protonés) en fonction de la typologie du métal, de sa spéciation et du pH de la solution. Ces différentes possibilités ont été illustrées par une série d’expérimentations portant sur des ions métalliques tels que : Hg(II), Cu(II), Se(VI), Cr(VI), As(V). Ces différentes études ont permis d’illustrer : l’affinité particulière des membranes pour les anions métalliques (préférentiellement aux cations) en raison notamment de la plus grande disponibilité des fonctions aminées protonées. Par ailleurs, une étude complémentaire a été menée sur de la PEI réticulée par le GA (conditionnée sous forme de poudre) pour explorer l’effet de réticulation de la PEI sur la fixation des ions métalliques. L’étude a permis de démontrer que le taux de réticulation a un effet modéré sur l’adsorption des ions Se(VI). Enfin, après avoir brièvement étudié l’adsorption du Pd(II) sur les membranes, il a été procédé à une réduction du Pd(II) fixé sur le support (partiellement converti en Pd(0)) afin de synthétiser des membranes Pd/PEI/Alginate pour étudier une réaction simple d’hydrogénation du 3-NP en 3-AP. Ceci démontre la faisabilité d’application de ces supports pour une application en catalyse hétérogèneAlginate is a hydrophilic and biocompatible polymer with abundant free carboxyl and hydroxyl groups. This work developed and optimized the process for the fabrication of highly-percolating membranes based on alginate. The simple process has been designed by mixing alginate and polyethyleneimine (PEI) to obtain a structured hydrogel and subsequently improved stability by crosslinking between glutaraldehyde (GA) and amine groups of PEI. This double interaction (PEI/alginate, PEI/GA) makes it possible to produce macroporous membranes, after air-drying (without energy-consuming and sophisticated drying procedure), allowing natural drainage. The prepared membranes have been used for two applications: (a) sorption of metal ions (cationic and anionic), and (b) hydrogenation of nitrophenolic compounds by heterogeneous catalysis. The membranes and their interactions with metal ions were analyzed by FTIR, SEM, and XPS. The adsorbent was characterized by the presence of carboxylic groups and amino functions, which offers numerous possibilities for interacting with metal ions by complexation (i.e., carboxylates, free amines) and ion exchange/electrostatic attraction (i.e., protonated amine groups) depending on the pH of solution and metal speciation. These different possibilities have been illustrated by a series of experiments on metal ions such as Hg(II), Cu(II), Se(VI), Cr(VI), As(V). These various studies illustrate the particular affinity of membranes for metal anions (preferentially to cations) due in particular to the greater availability of protonated amino functions. Furthermore, an additional study was conducted on PEI crosslinked with GA (as a powder) for exploring the effect of the crosslinking of PEI on the binding of metal ions. The study demonstrated that the crosslinking rate has a moderate effect on the sorption of Se(VI) ions. At last, after briefly studying the sorption of Pd(II) on the membranes, a reduction was made of Pd(II) loaded on the support (partially converted to Pd(0)) in order to synthesize catalysis for the hydrogenation of 3-NP to 3-AP. This demonstrates the feasibility of applying these supports for heterogeneous catalysis
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Grasset, Frédéric. "Augmentation de la température de fonctionnement d'une pile à combustible par synthèse de nouveaux matériaux conducteurs protoniques." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20025.
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Mosadegh, Sedghi Sanaz. "Fabrication and characterization of new and highly hydrophobic hollow fiber membranes for CO₂ capture in membrane contactors." Doctoral thesis, Université Laval, 2013. http://hdl.handle.net/20.500.11794/24658.
Анотація:
Dans ce projet de doctorat, des membranes microporeuses (fibres creuses) et hautement hydrophobes à base de polyéthylène basse densité (LDPE) pour utilisation dans la capture du CO2 dans des contacteurs gaz-liquide à membrane (GLMC), ont été fabriquées en utilisant une nouvelle méthode simple, sans solvant ou diluants, autant écologique qu’économique, et qui ne nécessite aucun post-traitement mécanique ou thermique. Pour produire des fibres creuses et contrôler leur porosité, on combine deux techniques, l’extrusion et le lavage de sel. Un mélange de LDPE et de particules de NaCl de différentes concentrations en sel conduit à la production des fibres (par extrusion) qui sont ensuite immergées dans l’eau pour éliminer le sel emprisonné dans le polymère et obtenir autant une structure microporeuse qu’une surface rugueuse hautement hydrophobe. La nouvelle méthode constitue une alternative très prometteuse aux méthodes actuellement utilisées pour la fabrication des membranes hydrophobes, principalement basées sur un processus d'inversion de phase qui implique des solvants toxiques et coûteux. Les membranes fabriquées ont été caractérisées en termes de morphologie, densité, porosité et distribution de taille des pores, hydrophobicité, pression de percée et propriétés mécaniques. Comme le phénomène de mouillage des membranes en contact avec les solutions absorbantes est la cause principale de la réduction de l’efficacité des GLMC à long terme, une étude approfondie sur la compatibilité membrane/liquide absorbant a été réalisée. La stabilité morphologique, chimique et thermique des membranes en contact avec différentes solutions aqueuses d'alcanolamines à base de monoéthanolamine (MEA) et 2-amino-2-hydroxyméthyl-1,3-propanediol (AHPD), ainsi que des mélanges MEA/PZ (pipérazine) et AHPD/PZ, a été investiguée en détail.In this work, highly hydrophobic low density polyethylene (LDPE) hollow fiber membranes aiming to be used for CO2 capture in gas-liquid membrane contactors (GLMC) were fabricated using a simple, novel method, without solvent or diluents, economic and environmentally friendly, which does not require any mechanical or thermal post-treatments. In order to produce hollow fibers and control their porosity, the process combines melt extrusion and template-leaching techniques. A mixture of LDPE and NaCl particles first produce blends with different salt contents. A microporous structure and a rough highly hydrophobic surface can then be produced by leaching the salt particles from the hollow fiber matrix via immersion in water. The new method represents a very promising alternative to conventional membrane fabrication approaches which are mainly based on phase inversion process that involves toxic and expensive solvents. The fabricated membranes were characterized in terms of morphology, density, porosity and pore size distribution, hydrophobicity, breakthrough pressure and mechanical properties. Since the phenomenon of membrane wetting by liquid absorbents is the major cause of the reduction of long-term efficiency of GLMC, a comprehensive study on the compatibility between membrane and absorbent liquid was performed. Morphological, chemical and thermal stability of LDPE membranes in contact with different aqueous alkanolamine solutions including monoethanolamine (MEA) and 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol (AHPD), as well as blends of MEA/PZ (piperazine) and AHPD/PZ, was investigated in detail.
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Gazagnes, Laetitia. "Modification de la surface de membranes céramiques par greffage, application au dessalement et à la séparation d'émulsions." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20074.
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Pagès, Xavier. "Décharge luminescente transportée pour la synthèse de membranes a-SiCx:H à l'intérieur d'un support céramique tubulaire." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20034.
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Combe, Corine. "Estimation de la sélectivité en nanofiltration à partir des propriétés du matériau membranaire : Modèles de transport." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30201.
Анотація:
Face a un probleme de filtration par membrane, l'operateur est confronte au choix delicat du milieu poreux et des conditions operatoires les mieux adaptees a la solution a traiter. Les difficultes rencontrees pour predire les parametres de la separation (flux de solvant et retention de solute) orientent les recherches vers une etude specifique des relations entre certaines caracteristiques de la membrane, mesurees par des techniques physiques et chimiques et les resultats en termes de filtration. Dans le cas particulier de la nanofiltration, des modeles sont etablis pour decrire le transfert des solutes en incluant la polarisation de concentration, l'effet sterique et l'effet de charge. Leur domaine de validite est determine par des experiences sur membranes organiques. Des analyses physiques et chimiques sur une membrane ceramique permettent l'acquisition de donnees (distribution de rayon de pore, porosite, epaisseur de la couche filtrante, charge) necessaires a la modelisation de la retention. Ces valeurs, introduites dans les modeles, conduisent a une amelioration de la prediction des resultats de filtration. Bien que la question de l'usage d'un modele d'ecoulement macroscopique a l'echelle microscopique reste posee, cette methode de travail conduit a une bonne representation phenomenologique de ce qui se passe a l'echelle submicronique. Elle offre une meilleure comprehension des mecanismes de transfert, aide le fabricant lors de la synthese de la membrane afin de l'appliquer au probleme soumis par l'ingenieur et permet a l'operateur de s'affranchir de nombreux essais de faisabilite de separation sur des membranes du commerce
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Maïsterrena, Bernard. "Compartiments asymétriques séparés par des membranes artificielles perméables porteuses d'enzymes immobilisés : approche expérimentale et théorique des étapes de diffusion-réaction-séparation des réactants." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10015.
Анотація:
L'etude experimentale de la distribution du produit de reaction genere par un enzyme immobilise, soit sur une face soit sur les deux faces d'une membrane artificielle poreuse separant deux compartiments de volumes inegaux, a permis de mettre en evidence un phenomene de surconcentration du produit de reaction dans l'un des compartiments du systeme. Les differents modeles theoriques elabores, modeles prenant en compte les limitations diffusionnelles externes affectant tant la reaction enzymatique que la distribution du produit de reaction dans le systeme, sont en tres bon accord avec les resultats experimentaux obtenus dans les differentes situations considerees. Sur le plan fondamental, ces resultats permettent de mieux comprendre les phenomenes qui regissent la distribution d'especes chimiques dans des systemes asymetriques tels qu'on en observe in vivo et de proposer une nouvelle theorie sur les processus de translocation de groupes. Sur le plan technologique, cette etude permet de mieux apprehender les differents facteurs qui gouvernent la reponse d'un biocapteur, et d'envisager la mise au point de reacteurs enzymatiques membranaires ou reactions et separations des produits se feraient simultanement
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Boye, Anne. "Synthèse et caractérisation d'une membrane de nanofiltration en polyphosphazène." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20018.
Анотація:
Ce travail a pour objet l'elaboration d'une nouvelle membrane organique-inorganique de nanofiltration en polyphosphazene. Le concept de composite a ete utilise aussi bien a l'echelle moleculaire en synthetisant un polymere inorganique-organique qu'a l'echelle microscopique en realisant des membranes composites. La membrane de nanofiltration a ete realisee en polyphosphoazene. Le squelette inorganique phosphore-azote portant des fonctions organiques laterales permet d'obtenir un materiau membranaire adapte aux proprietes exigees par les nanofiltres. La caracterisation des membranes a ete realisee en etudiant le comportement hydrodynamique de la membrane vis-a-vis de l'eau et de solutes modeles en milieu aqueux. Les resultats obtenus mettent en evidence l'efficacite de ces nanofiltres en vue d'extraire des molecules telles que les colorants, de separer et concentrer simultanement le saccharose a partir de solutions salines, ou de separer des anions selon leur densite de charge
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Vacassy, Robert. "Synthèse et caractérisations de membranes minérales de nanofiltration : Modélisations du transport de matière et de la perméabilité à l'eau." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20082.
Анотація:
Les recents developpements de la chimie du sol gel peuvent s'appliquer a la preparation de particules d'oxydes mineraux capables de generer une structure microporeuse apres frittage. A cette echelle, les interactions entre le materiau membranaire et les solutes deviennent tres importantes. Zro#2 et mgal#2o#4 ont ete choisis comme materiaux membranaires en raison de leur stabilite thermique. Apres optimisation des conditions de synthese au moyen de caracterisations statiques sur poudres, ces deux oxydes mineraux ont presente une structure entierement microporeuse avec des particules de taille nanometrique. De plus, ils ont developpe de grandes surfaces specifiques qui induisent des densites de charge elevees. Le developpement de la membrane zircone s'est poursuivi par une optimisation du processus d'elaboration et de depot de la couche microporeuse. Des retentions en solutes modeles dans la gamme de la nanofiltration ont ete obtenues avec des permeabilites elevees. La forte densite de charge de la zircone stabilisee assure la retention de 90% d'ions sulfates a ph basique. Le caractere amphotere du materiau membranaire a ete mis en evidence. Les caracterisations des interactions membrane-solute ont montre l'influence de l'adsorption specifique des ions sur la retention en electrolytes. Aux fortes pressions, une chute de la retention en electrolytes a ete observee et des modeles ont ete proposes pour tenter d'expliquer ce phenomene. Le modele de diagenese, utilise en geophysique des sols a permis de mettre en relation les flux developpes avec la structure granulaire du materiau. En particulier, il a ete demontre que la couche mesoporeuse intermediaire du support contribuait enormement a la resistance hydraulique totale de la membrane
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Fillaudeau, Luc. "Microfiltration tangentielle de la bière de garde sur des membranes céramiques multicanaux." Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1146.
Анотація:
Parmi les applications potentielles de la microfiltration tangentielle (MFT) dans l'industrie agro-alimentaire (IAA), la MFTde bière de garde (BDG) constitue un marché potentiel important (environ 200000 m2) et un défi technologique intéressant. La MFT de BDG a pour objectif la clarification finale et la stabilisation colloïdale et microbiologique de la bière. Ce procédé constitue une alternative technologique à la filtration frontale conventionnelle sur des terres de diatomée (communément appelées Kieselguhr) qui présentent certains inconvénients techniques, sanitaires et environnementaux. A l'heure actuelle, la mise en œuvre industrielle de ce procédé se heurte cependant à une maîtrise du colmatage et de la qualité du produit recherche. Une étude globale du système "Membrane - Produit à traiter - Conditions opératoires" a été adoptée. Elle nous a conduit a développer deux grandes approches : (i) une approche hydrodynamique et (ii) une approche physico-chimique. Ce travail a porté sur l'étude et la mise en œuvre à l'échelle pilote et en mode co-courant de la MFT deBDG sur des membranes céramiques tubulaires multicanaux. Nous présentons dans ce document un bilan des expérimentations en développant les points suivants : (i) une synthèse des performances qualitatives et quantitatives, (ii) des analyses hydrodynamiques et mécanistiques des écoulements et des encrassements lors de la MFT de BDG et (iii) une étude comparative des propriétés physico-chimiques des céramiques et des Kieselguhrs.
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Barbar, Reine. "Contribution à la mise au point de nouveaux matériaux membranaires pour la filtration de milieux complexes : étude physico-chimique de membranes d'acétate de cellulose et de méthylcellulose partiellement alkylée obtenues par immersion-précipitation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2006_BARBAR_R.pdf.
Анотація:
En réponse aux exigences actuelles du consommateur qui recherche une huile authentique et de qualité, les procédés membranaires font partie des technologies douces recherchées avec l'avantage d'être économiques. L'étude menée a considéré l'hydrophobicité de surface comme clé de la séparation. Un module de fractionnement à quatre compartiments a permis la séparation d'une émulsion modèle à travers deux membranes commerciales de polarité différente. Un modèle théorique de jonction hydrophile/hydrophobe est alors proposé, dans lequel la séparation se fait par passage unidirectionnel des molécules compatibles avec la membrane barrière. La synthèse de nouveaux matériaux membranaires générant une échelle d'hydrophobicité entre ces deux membranes aux propriétés extrêmes est lors visée. Une troisième membrane a donc été synthétisée à partir du système ternaire acétate de cellulose/acétone/eau par immersion-précipitation. L'étude par diffusion statique de la lumière aux petits angles a permis de déterminer un mécanisme de nucléation et croissance des membranes. Ces membranes sont ensuite modifiées par incorporation de méthylcellulose alkylée avec les chaînes aliphatiques d'époxydodécane. Les spectres infrarouges en mode de réflexion totale atténuée des membranes modifiées montrent une amplification de l'absorbance dans la région des vibrations d'élongation des chaînes alkyles. Les spectres haute résolution en XPS des membranes modifiées confirment ce résultat par une augmentation du pourcentage de la composante du carbone des chaînes alkyles C-(C,H). Une accentuation du caractère hydrophobe de la membrane est recherchée afin d'obtenir les résultats souhaités en filtrationIn response to today's consumer seeking for high quality oil with an authentic stamp, membrane processing are part of the "mild technologies" looked for, both economically and quality wise. In the present study hydrophobicity is considered as the key for the separation. In the present work, a fractionation device having four compartments allowed the separation of an oil-in-water model emulsion through two commercial membranes of different hydrophobicity. A theoretical model of a hydrophilic/hydrophobic junction was proposed which allows the one way flow of molecules compatible with the barrier surface. In order to create an hydrophobicity scale between the two commercial membranes, new membrane materials must be synthesized. A third membrane was then synthesized from the ternary system of cellulose acetate/acetone/water by the immersion precipitation process. Small angle light scattering measurements defined a nucleation and growth mechanism ruling the phase separation. Further modification of the membranes was conducted by the incorporation of hydrophobically modified methylcellulose through its bond with epoxydodecane aliphatic chains. Membrane surface analysis by ATR-FTIR revealed an absorbance amplification in the alkyl stretching region. XPS high resolution spectra confirmed these observations by the increase of the carbon percentage in alkyl function C-(C,H). Membranes need further hydrophobic modifications in order to obtain better filtration results
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Daoudi, Meriem. "Performances et durabilité des membranes alternatives aux membranes PFSA." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0011.
Анотація:
Le principal objectif de cette thèse est la recherche d'un compromis entre la durabilité, le coût et, à terme, la résistance à haute température des membranes ionomères utilisées dans les piles à combustible de type PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell). À cet égard, le ionomère poly (éther éther cétone) sulfoné (sPEEK) a été choisi du fait de ses bonnes propriétés mécaniques et de sa tenue à haute température. Cependant, les membranes sPEEK offrent une faible stabilité chimique par rapport aux membranes PFSA (PerFluoroSulfonic Acid) de référence. Afin de lever ce verrou, deux approches ont été mises en place : prétraitements et/ou hybridation des membranes sPEEK. L'impact des prétraitements des membranes poly (éther éther cétone) sulfoné sur leurs propriétés fonctionnelles, leurs structures chimiques et leurs performances en pile a été étudié. Plusieurs techniques de caractérisation physico-chimiques ainsi que des outils de diagnostic électrochimiques ont permis de corréler les performances en pile aux propriétés de sorption et de transport des différentes membranes. Par la suite, la durabilité des meilleurs de ces échantillons a été étudiée via deux approches ex-situ et in-situ. L'approche ex-situ a permis d'avoir un premier aperçu de la stabilité chimique des membranes. En complément, les tests de dégradation in-situ ont permis d'évaluer la stabilité des membranes sous l'effet des sollicitations chimiques et mécaniques rencontrées dans les cellules de piles à combustible en fonctionnement. Pour cela, un test de vieillissement accéléré a été développé, associant cyclages en potentiel, cyclages en humidité, et maintiens prolongés en circuit ouvert. Enfin, la deuxième approche consiste, en plus de l'application d'un prétraitement, en l'hybridation des membranes par voie sol-gel. Plusieurs précurseurs à fonctions sacrificielles ou rédox ont été imprégnés au sein des membranes poly (éther éther cétone) sulfoné. L'analyse des performances en pile ainsi que de la durabilité des membranes en appliquant le test de dégradation accéléré ont mis en évidence l'efficacité de cette approche : les performances et la durabilité de certaines membranes hybrides ont même dépassées celles des membranes PFSA de référenceThe main objective of this thesis is to find a compromise between durability, cost, and eventually the ability to sustain high temperatures ionomer membranes used in PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell). This work focused on sulfonated poly (ether ether ketone) membranes (sPEEK), which were chosen because of their good mechanical properties and high temperature resistance. However, sPEEK membranes suffer from a poor chemical stability, compared to the reference PFSA (PerFluoroSulfonic Acid) membranes. In order to overcome this problem, two approaches have been developed: pretreatment and/or hybridization of sPEEK membranes.The impact of sulfonated poly (ether ether ketone) membranes pretreatments on their functional properties, chemical structure and fuel cell performances was studied. Several physico-chemical characterization techniques as well as electrochemical diagnostic tools were used to correlate the cell performance with the sorption and transport properties of tested membranes.Subsequently, the durability of the best of these samples was studied via ex-situ and in-situ approaches. The ex-situ approach provided a first insight into the chemical stability of the membranes. In addition, the in-situ degradation tests allowed to evaluate the durability of the membranes under chemical and mechanical stresses very close from those encountered during fuel cell cells operation. For this purpose, an accelerated aging test was developed, combining potential cycling, humidity cycling and open-circuit prolonged hold.Finally, the second approach consists, in addition to the application of a pretreatment, in the hybridization of the membranes by sol-gel processes. Several precursors with sacrificial or redox functions were impregnated into the sulfonated poly (ether ether ketone) membranes. The analysis of fuel cell performances and membrane durability after applying the accelerated stress test have highlighted the efficiency of this approach: the performance and durability of some hybrid membranes even exceeded those of the reference PFSA membranes
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Maurin, Bernard. "Morphogénèse des membranes textiles architecturales." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20028.
Анотація:
Le developpement des structures a base de toiles textiles tendues souligne l'insuffisance des approches conceptuelles traditionnelles et necessite de nouvelles methodes. Les travaux presentes dans ce memoire se rapportent ainsi a l'etude des procedes de recherche de forme des membranes textiles architecturales et a la decoupe de laizes. Nous mettons tout d'abord en evidence l'insuffisance d'une representation discrete des toiles tendues (reseaux de cables) et proposons la methode de recherche de forme des densites de contraintes surfaciques qui s'appuie sur une modelisation continue du domaine. Cet aspect est complete par une etude de la stabilite ainsi que des mecanismes des structures tendues. L'attention se porte ensuite sur les procedes destines a l'investigation de formes minimales : reseaux de cables de longueur minimale et surfaces d'aire minima. Deux methodes sont presentees, une premiere fondee sur l'utilisation des methodes de densites et une seconde approche liee a la minimisation de fonctionnelles selon la methode du gradient conjugue (problemes d'optimisation). Nous proposons egalement un outil autorisant le calcul des caracteristiques geometriques des surfaces (valeurs des courbures moyennes et gaussiennes en tout point du milieu). Enfin, la methode de composition des contraintes dediee a la determination des formes de decoupe du tissu permet de prendre en consideration les parametres de geometrie, etat de pretension du domaine et rheologie du materiau, tout en attenuant les erreurs inherentes a toute decoupe de laizes (minimisation selon des methodes de moindres carres). Ces developpements visent a apporter des reponses concretes aux problemes poses, directement utilisables par les concepteurs.
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Thoraval, Valérie. "Elaboration et caractérisation d'un élément de microfiltration et d'ultrafiltration en céramique." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20132.
Анотація:
Ce travail decrit la realisation d'une membrane ceramique asymetrique constituee d'un support macroporeux revetu d'une premiere couche destinee a la microfiltration puis d'un deuxieme depot dont les diametres de pores visent le domaine de l'ultrafiltration. La realisation de ces elements filtrants implique la mise en uvre des techniques utilisees de facon intensive dans l'industrie ceramique (procede de mise en forme et consolidation de la piece par traitement thermique) ainsi que l'application de la technique sol-gel de destabilisation d'une solution colloidale pour la membrane d'ultrafiltration. Ces differentes etapes de fabrication, illustrant la demarche depuis la poudre ceramique jusqu'au produit final ont donc ete caracterisees. De plus, des tests en filtration ont permis d'apprecier les performances des membranes obtenues
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Tchicaya-Bouckary, Lydie. "Membranes pour pile à combustible moyenne température : évaluation des propriétés du polyéthercétone sulfoné et de matériaux hybrides organiques-inorganiques." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20066.
Анотація:
La finalite de ce travail s'inscrit dans le developpement d'electrolytes polymeres conducteurs protoniques pouvant etre utilises dans des dispositifs electrochimiques fonctionnant dans une gamme de temperatures moyennes. La sulfonation du polyetherethercetone (peek), polymere aromatique thermostable aux excellentes proprietes thermiques et chimiques, conduit a un polymere possedant une conductivite protonique elevee et pouvant etre utilise pour la realisation de membranes pour pile a combustible. La caracterisation thermique, mecanique et electrochimique de membranes de peek sulfone a ete realisee. Puis, cette matrice organique a ete utilisee pour l'elaboration de membranes hybrides organiques-inorganiques. La preparation de ces materiaux privilegie le developpement de nanocomposites, par le biais de precurseurs et de methodes adaptes aux proprietes recherchees. La caracterisation de ces diverses membranes inclut notamment des tests en pile a combustible h 2/o 2 et h 2/air. Dans ces tests, les performances enregistrees pour des membranes de polyetherethercetone sulfone de 60 m d'epaisseur sont comparables a celles des membranes nafion (117, 115) et ce jusqu'a 110\c. L'elaboration et l'etude des materiaux hybrides peek-s-hydrogenophosphates de metaux (iv) (m(iv) = zr, sn) et peek-s-silice a permis de developper et d'optimiser diverses approches de preparation de nanocomposites. Ces approches reposent sur des methodes de chimie douce, utilisent les proprietes d'echangeur ionique de la matrice organique, ou developpent le processus sol-gel au sein d'une solution de polymere.
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Schrotter, Jean-Christophe. "Elaboration et caractérisation de matériaux mixtes polyimide-silice : application à la séparation de gaz et corrélations structure-propriétés." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20130.
Анотація:
L'elaboration de materiaux mixtes organiques/inorganiques s'inscrit dans le cadre de la demande croissante de materiaux de plus en plus specifiques. En effet, les proprietes des composantes organiques et inorganiques peuvent etre combinees pour adapter le materiau final a des contraintes d'utilisation particulieres dans le domaine de l'electronique, l'optique, la mecanique et la filtration sur membranes. Des membranes mixtes polyimide-silice ont ete synthetisees par des reactions d'hydrolyse, de condensation et de polyimidisation pour des applications de separation de gaz a haute temperature (250c). Deux grandes familles de materiaux mixtes ont ete etudiees: un systeme composite dans lequel des inclusions minerales de silice sont noyees dans une matrice organique, un assemblage hybride ou composantes organique et inorganique echangent des liaisons chimiques. Les composes des deux familles ont des performances tres differentes pour le procede de separation de gaz. Ce travail ouvre la voie a une nouvelle generation de materiaux membranaires faits sur mesure. Les vastes possibilites d'elaboration offertes par la voie sol-gel permettent d'ajuster les proprietes des materiaux mixtes en fonction de leur application
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Papet, Sébastien. "Etude de la synthèse de matériaux inorganiques en milieu CO2 supercritique. Application à l'élaboration de membranes minérales de filtration tangentielle." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20116.
Анотація:
Les techniques separatives a membranes minerales autorisent le fractionnement de solutions salines en fonction de la charge et de la taille des solutes. Pour obtenir une selectivite elevee, la preparation de membranes a haut pouvoir separatif est necessaire. Nous proposons dans ce manuscrit deux methodes de preparation de membranes minerales de filtration tangentielle. Dans la premiere, nous utilisons un materiau ceramique, l'oxyde de titane, prepare en milieu co 2 supercritique par hydrolyse d'un precurseur metal-organique de l'oxyde. L'influence des differents parametres operatoires est de meme nature que celle observee en phase liquide (procede sol-gel) et permet le controle de la taille et de la texture des particules obtenues. Ce materiau est ensuite utilise afin de preparer des membranes minerales par le procede de compression de couche. Une fois mises en suspension, les particules sont deposees sur un support tubulaire, la couche est sechee puis comprimee a 200 mpa avant d'etre frittee. Les membranes obtenues sont des membranes d'ultrafiltration. D'autre part, un nouveau procede d'elaboration a ete developpe au cours de la these. Il consiste en l'hydrolyse en milieu co 2 supercritique d'un precurseur de l'oxyde de titane, directement impregne dans un support poreux. Le materiau ainsi forme est depose sur la surface de la membrane mais est aussi impregne dans la porosite de cette derniere. Cette methode conduit a l'obtention de membranes d'ultrafiltration permettant de retenir des molecules dont la masse est de l'ordre de 4500 g. Mol 1. Par ailleurs, nous avons etudie les mecanismes de transfert de matiere en filtration tangentielle dans le cas de la filtration de solutions salines. L'utilisation d'un modele electrocinetique base sur l'equation de nernst-planck generalisee, prenant en compte les interactions electrostatiques entre les solutes et le materiau ceramique, a conduit a une bonne validation entre les resultats experimentaux et la simulation numerique.
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Guironnet, Laure. "Compréhension de l'influence des paramètres micro et nano structuraux sur les performances électrochimiques de conducteurs mixtes." Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0077.
Анотація:
La technologie des membranes céramiques pour la production d’oxygène pur connaît un intérêt croissant pour remplacer le procédé de distillation cryogénique, très coûteux sur le plan énergétique. Cependant, à l’heure actuelle, les flux d’oxygène produits par la technologie membranaire ne sont pas suffisamment élevés pour être économiquement viable à l’échelle industrielle. Il est donc nécessaire d’améliorer les performances des membranes. Les résultats obtenus à travers ce travail de thèse, à l’aide d’un dispositif original, nous ont permis de mieux cerner les paramètres architecturaux permettant l’amélioration du flux de semi-perméation à l’oxygène en fonction des mécanismes limitant le transport de l’oxygène à travers la membrane. De ce fait, il est possible d’orienter les recherches vers des architectures plus complexes répondant au moins partiellement aux objectifs industrielsThe technology of ceramic membranes for oxygen separation knows a great interest due to high energetic efficiency in comparison with the cryogenic distillation process. However, for now, the oxygen fluxes produced by the membrane technology are not high enough for industrial applications. It is therefore necessary to improve the performances of the membranes. The results obtained in this work, using an original device, allowed us to a better understanding of the influence of architectural parameters on the oxygen flux and on the mechanisms limiting the transport of oxygen through the membrane. As a result, it is possible to investigate new architectures of membrane of which the oxygen flux could be close to industrial targets
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Hanafia, Amira. "Étude des mécanismes interdépendants d’élaboration d’une membrane polymère sans solvant organique par une méthode originale de séparation de phase (TIPS-LCST), à partir d’un polymère biosourcé : l’hydroxypropylcellulose." Electronic Thesis or Diss., Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20045.
Анотація:
La séparation de phase au sein d'un système polymère/solvant est la méthode la plus couramment utilisée pour élaborer une membrane polymère poreuse. Les principales méthodes d'inversion de phase nécessitent l'usage de solvants organiques qui génèrent des problèmes environnementaux (traitement des bains de coagulation) et sanitaires (sécurité des installations industrielles). Cette étude porte sur le développement d'une nouvelle membrane polymère poreuse à partir d'un polymère biosourcé et hydrosoluble, l'hydroxypropylcellulose (HPC), permettant de s'affranchir de l'usage de solvants organiques. La propriété de thermosensibilité de l'HPC, caractérisé par une température critique basse en solution dans l'eau (LCST) de l'ordre de 40 °C, a par ailleurs permis de développer un procédé original d'élaboration de membranes HPC par séparation de phase induite par augmentation de la température au-delà de la LCST. Ce travail vise un triple objectif : (i) déterminer la formulation idoine permettant de former une membrane poreuse insoluble dans l'eau à partir d'HPC, (ii) appréhender et comprendre les mécanismes de structuration de la matrice polymère à travers l'interaction des mécanismes interdépendants de séparation de phase par décomposition spinodale, de réticulation chimique et d'extraction du solvant par évaporation et enfin (iii) caractériser l'aptitude des membranes à la filtration d'une solution aqueuse sous pression. Le suivi en ligne de la dynamique de séparation de phase d'un système HPC/eau/réticulant ± porogène (PEG200) par microscopie optique en contraste de phase, de la réticulation par rhéologie et de l'évaporation de l'eau par thermogravimétrie a ainsi permis de mettre en évidence l'impact de la formulation et des paramètres de conduite du procédé d'inversion de phase sur les propriétés morphologiques et d'usage des membranes. La porosité membranaire et le caractère symétrique de la morphologie ont notamment été corrélés à la vitesse des phénomènes concomitants de réticulation et d'évaporation de l'eau, donc à la vitesse de montée en température du procédé TIPS-LCST. La caractérisation de la perméabilité à l'eau des membranes HPC a confirmé l'efficacité de la réticulation et la résistance structurale des membranes au cours de plusieurs filtrations continues à l'eau. En raison du caractère thermosensible de l'HPC, ces membranes ont montré une aptitude remarquable à la filtration de solutions aqueuses à température élevée (60 °C). Par ailleurs, il a été montré que la perméabilité des membranes pouvait être en partie contrôlée par la température et la pression transmembranaire appliquéePhase separation of polyer/solvent system is the most widespread industrial process to manufacture membranes. Large solvent quantity is usually used whatever the process, hence leading to environmental (coagulation and washing baths treatment) and health (industrial and plant safety) problems.This study focuses on the development of new porous membranes made from hydroxypropylcellulose (HPC), a water soluble polymer, avoiding the use of any organic solvent. Moreover, the thermo-sensitive character of this polymer, characterized by a Lower Critical Solution Temperature (LCST) in water of about 40 °C, enabled to design an original thermally induced phase separation process by temperature increase above the LCST. This study aims (i) to find the ideal polymer solution composition to produce insoluble HPC membrane, (ii) to approach and understand the link between phase separation mechanism by spinodal decomposition, crosslinkig reaction and water extraction by evaporation, (iii) characterize pure water permeability under pressure. On-line monitoring of phase sepration dynamics by phase contrast optical microscopy, crosslinking reaction by rheology and water evaporation by thermogravimetric analysis of the system HPC/water/cross-linking agent ± porogen (PEG200) allowed an understanding of simultaneous and related mechanisms occurring during elaboration (phase separation / cross-linking / water evaporation) and a correlation with HPC membrane morphologies and characteristics in relation with phase separation process parametres. Pure water permeability characterization demonstrated the efficiency of cross-linking and structural strength during several filtration cycles. Furthermore, it has been shown that water permeability of HPC membranes could be controlled in part by the temperature and the applied pressure
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Levy, Caroline. "Synthèse d'oxydes nanophases conducteurs par chimie douce : mise en évidence de la mobilité de l'oxygène." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20140.
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Jouenne, Vincent. "Nanocristaux de dioxyde de titane à morphologie contrôlée : synthèse, suspensions colloïdales et dépôt par électrophorèse." Nantes, 2013. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=c3b26761-dabc-43ff-ab7b-2fe3f95f0dd4.
Анотація:
Le dioxyde de titane, doté de propriétés photoactives uniques, est un matériau clé dans la fabrication d’une cellule photovoltaïque de IIIème génération. Dans la stratégie envisagée à l’IMN, son intégration optimale dans ce dispositif nécessite l’élaboration d’une fine couche dense de TiO2 surmontée par un dépôt nanostructuré et poreux. Afin de fabriquer ces deux couches, un procédé à basse température (< 200°C) a été développé. La première étape de ce travail a porté sur l’étude de la synthèse exploitant l’hydrolyse du précurseur [Ti8O12(H2O)24]Cl8. HCl. 7H2O en milieu alcoolique et en présence de surfactants dans des conditions solvothermales. Diverses morphologies de nanocristaux de TiO2 anatase (sphère, barre, plaquette rhombique) avec une bonne cristallinité ont pu être obtenues en présence d’acide oléique et/ou d’oleylamine et contrôlées par un choix judicieux des paramètres, en particulier le rapport molaire entre ces deux surfactants. Ensuite, la surface de ces cristaux a été caractérisée puis optimisée pour permettre la préparation de suspensions colloïdales stables dans des solvants appropriés pour le dépôt par voie humide ou par électrophorèse. Des dépôts denses d’une épaisseur de 25 à 60 nm ont été réalisés par enduction centrifuge alors que des dépôts poreux d’épaisseur modulable (70 nm à 2,2 μm) ont pu être réalisés par électrophorèse sur substrats plans. Enfin, la formation de nano-pilliers de TiO2 (diamètre ~ 150-200 nm, L ~ 1–3 μm) a été effectuée par électrophorèse confinée dans les pores de membranes nanoporeusesTitanium dioxide, owing unique photoactive properties, is a key material for the fabrication of a IIIrd generation photovoltaic cell. In the strategy developed in IMN, its optimal incorporation in this device requires the elaboration of a thin and dense TiO2 layer surmounted by a nanostructured and porous layer. To make these deposits, a low temperature process (< 200°C) has been developed. First of all, this work has concerned the study of a synthetic strategy based on the hydrolysis of the [Ti8O12(H2O)24]Cl8. HCl. 7H2O precursor in alcoholic media with surfactants in solvothermal conditions. Many different TiO2 anatase nanocrystal morphologies (spherical, rod-like, rhombic platelets) with a good cristallinity have been obtained with both, oleic acid and/or oleylamine, as surfactants and controlled with a judicious choice of experimental parameters, such as the molar ratio between these two surfactants. Then, the surface nanocrystals has been characterized and optimized to allow the preparation of stable colloidal solutions in appropriated solvents in order to elaborate deposits by wet or electrophoretic (EPD) routes. Dense TiO2 layers with a 25 to 60 nm thickness have been realized by spin-coating, whereas porous deposits with tunable thickness (from 70 nm to 2. 2 μm) have been performed by EPD on plane substrates. Finally, the formation of TiO2 nanopillars (diameter ~ 150-200 nm, L ~ 1–3 μm), by electrophoresis confined inside the pores of nanoporous templates, has been performed
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Aubert, Marie-Cécile. "Contrainte critique d'érosion d'un dépôt superficiel de matière sur membrane de microfiltration." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD796.
Анотація:
Les séparations solide-liquide effectuées par microfiltration tangentielle sont caractérisées par un colmatage des membranes qui peut être interne et/ou externe. Dans ce dernier cas, il se matérialise par un dépôt de particules d'épaisseur macroscopique représentant une résistance additionnelle à la filtration. L'entrainement par le fluide de ces dépôts est une technique utilisée pour contrôler leur existence et leur croissance. Dans ce contexte, la force exercée par le fluide en écoulement sur un élément de surface ou contrainte à la paroi est un paramètre majeur ; en particulier la valeur de cette contrainte entrainant dans des conditions données de filtration le dépôt ou contrainte critique d'érosion d'un dépôt solide sur paroi poreuse est une donnée de première importance. Un outil de mesure de cette contrainte critique mettant en œuvre une membrane plane tournante a été réalisé afin de préciser les différentes variables de cette fonction complexe. Sur le système suivant - Suspension de charbon actif en milieu non salin ou salin (Na NO3) - membranes organiques de microfiltration. On a précisé le rôle des différentes variables suivantes : (1) pression de transfert et/ou densité de flux de filtration ; (2) concentration saline du milieu ou concentration d'une espèce organique soluble adsorbée sur le solide ; (3) épaisseur du dépôt. Une transposition des acquis du disque tournant sur membrane minérale tubulaire a d'autre part été tentée. Celle-ci montre que les enseignements des deux méthodologies expérimentales différentes sont complémentaires.
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Doss, Nizar. "Plaques bipolaires dans une pile à combustible à membrane : effet du design sur les performances et recherche de matériaux métalliques adaptés." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL068N/document.
Анотація:
Ce travail est une contribution à l’étude du rôle des plaques bipolaires sur le fonctionnement des piles à combustible à membrane, en particulier l’effet du design de ces plaques en tant que distributeur de gaz réactifs, et la recherche de matériaux métalliques pouvant remplacer les matériaux carbonés conventionnels. Les performances des piles à combustible sont entre autres limitées par certains problèmes liés à la thermohydraulique : l'assèchement des membranes et l'engorgement en eau des canaux de distribution des gaz. Ces performances sont limitées aussi par le type des membranes, et des plaques bipolaires utilisées. Ces travaux de thèse traitent essentiellement une comparaison entre des membranes ainsi que des plaques bipolaires. Nous avons également étudié les problèmes liés à l’humidité, en particulier l’'engorgement en eau dans les canaux d'une pile à combustible par des essais de visualisation : l’évacuation de l’eau liquide dépend très fortement de la gravure des plaquesDe plus, nous avons recherché des matériaux métalliques candidats à la réalisation de plaques bipolaires pour remplacer le graphite, encombrant et couteux. Deux matériaux ont été étudiés : l’acier inox 316L et l’alliage nickel-tungstène déposé sur une plaque de cuivre. L’inox 316 L, utilisé comme matériau pour les plaques bipolaires, montre une bonne résistance aux conditions agressives régnant au sein de la pile à combustible à membrane, comme l’ont montré des essais réalisés pendant près de 1000 heuresThis work is a contribution to the study of the role of bipolar plates on the operation of fuel cell membrane, in particular the effect of the design of these plates as a distributor of reactive gases, and the search for metallic materials that can replace conventional carbon materials .The performance of fuel cells are limited by , among other problems related to thermal hydraulics : dewatering membranes and waterlogging distribution channels gas . This performance is also limited by the type of membrane and bipolar plates used . This thesis deal primarily a comparison between membranes and bipolar plates . We also investigated problems related to moisture , especially the '' water flooding in the channels of a fuel cell by visualization tests : the evacuation of liquid water is highly dependent on the etching platesIn addition, we have searched for metallic materials candidates embodiment to replace the bipolar plates of graphite, cumbersome and costly . Two materials have been studied : 316L stainless steel and the nickel - tungsten deposited on a copper plate . The 316 L stainless steel , used as material for bipolar plates , shows good resistance to aggressive conditions within the fuel cell membrane, as shown by tests carried out over nearly 1000 hours
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Dabadie, Thierry. "Synthèse et caractérisation de gels de silice dans les milieux amphiphiles organisés. Application à l'élaboration de matériaux à texture anisotrope ou à porosité ordonnée et modulable." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20132.
Анотація:
Une nouvelle technique de structuration de materiaux inorganiques par voie sol-gel a ete mise au point. Certains tensio-actifs permettent la preparation de cristaux liquides lyotropes en phase lamellaire ou hexagonale. De telles structures sont susceptibles d'etre figees lors de la gelification et de la formation du reseau inorganique. Dans le cas des gels humides, cette technique peut generer une orientation et une anisotropie du reseau inorganique lors de l'application d'un cisaillement. Dans le cas de gels traites thermiquement, il s'avere possible d'obtenir une porosite ordonnee et modulable apres elimination de la mesophase structurante. Des couches minces sont preparees et appliquees a la realisation de membranes separatives microporeuses. Ces membranes sont testees en pervaporation
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Romero, Figueroa Julio. "Etude des transferts sur des systèmes à membrane non-conventionnels : cas du procédé d'évaporation osmotique et de la perméation de fluides supercritiques." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20135.
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Nehache, Sabrina. "Elaboration de membranes à partir d’assemblages nano-organisés de particules polymères." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS080.
Анотація:
Dans une optique de développement de nouvelles membranes innovantes, ce travail de thèse a permis l'élaboration de films minces nano-structurés et nano-poreux à partir de particules de polymère (copolymères ABA, AB, et homopolymère/MOF). Ces films ont notamment pu être utilisés en tant que membranes de filtration d'eau ou de mélange de gaz. Concernant les copolymères triblocs de type ABA (PS-PNaSS-PS), cette étude a montré que des films nano-poreux présentant des structures variées (nid d'abeilles, isoporeuse et compacte) pouvaient être obtenus. Les morphologies de ces particules pouvaient être adaptées en fonction de la taille des blocs hydrophiles et hydrophobes du copolymère, de la composition en solvant et de la concentration. Pour l'élaboration de films à partir de copolymère diblocs, des nanoparticules sphériques monodisperses, constituées de PDMAEMA-PMMA, ont été préparées in situ (PISA) par polymérisation RAFT en dispersion dans l'éthanol, à partir d'un agent de transfert fonctionnalisé coumarine. Les expériences successives d'irradiation UV ont montré que les nanopaticules ainsi fonctionnalisées pouvaient être connectées de façon réversible via la dimérisation de la coumarine. Les films minces ainsi élaborés présentaient des propriétés dynamiques dues à l'établissement de la formation réversible du cyclobutane lors de l'irradiation UV de la coumarine. Ce travail de thèse a été clôturé par la préparation de « Mix Matrix Membranes (MMMs) » à partir d'un mélange de polyimide (Matrimid®) et de nanoparticules de ZIF-8 pour la réalisation de membranes à perméation gazeuse. Une nouvelle approche d'élaboration des MMMs a permis d'obtenir la formation de membranes parfaitement homogènes avec une cohésion améliorée entre les MOF et la matrice de polymère. Une meilleure séparation du mélange de gaz CH4/CO2 a ainsi pu être obtenueThis thesis deals with the development of nano-structured thin nano-porous films from polymeric particles (ABA, AB copolymers and polymer/MOF) in perspective of developing new innovative membranes. The obtained films have been used as water filtration or gas separation membranes. Regarding the ABA triblock copolymer made of polystyrene-sodium polystyrene sulfonate-polystyrene (PS-PNaSS-PS) it was shown that nano-porous films with various structures (honeycombs, isoporous and compact), could be made. The morphologies of these nanoparticles could be tuned depending on the hydrophobic and hydrophilic block ratios, solvent composition and concentration. Concerning the study of the diblock copolymer, monodisperse spherical nanoparticles of PDMAEMA-b-PMMA were made in situ (PISA) using a coumarin functionalized RAFT chain transfer agent in ethanol. Upon UV irradiation, these particles could be connected reversibly through the dimerization of the coumarin function present on their corona. The resulting thin films had dynamic characteristic due to the establishment of the reversible formation of the cyclobutane ring under UV irradiation. This manuscript was concluded by preparation of Mix Matrix Membranes (MMMs) from mixture of polyimide (Matrimid®) and ZIF-8 nanoparticles to be used as gas permeation membrane. The employed new approach in this study led to formation of perfectly homogeneous membranes with improved cohesion between the MOF structure and the polymeric matrix. A better separation of CH4 / CO2 gas mixtures was achieved using the prepared MMM
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Yacou, Christelle. "Développement de membranes céramiques multifonctionnelles à porosité hiérarchique pour le traitement et la séparation de gaz." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20106.
Анотація:
Cette étude porte sur le développement d'une nouvelle architecture de membrane céramique multifonctionnelle à porosité hiérarchique, pour le traitement ou la séparation de gaz, à basse ou haute température, avec des applications potentielles dans l'environnement et l'énergie. La porosité hiérarchique permet d'accéder a�� une simplification de la structure conventionnelle des membranes céramiques conduisant ainsi à une réduction du nombre d'étapes de fabrication. Les couches séparatives ayant une perméabilité accrue, peuvent être plus épaisses ce qui permet de limiter l'effet d'éventuels défauts de surface. L'insertion contrôlée d'une phase solide catalytiquement active, comme des nanoparticules (NPs) de métaux nobles, peut apporter la multifonctionnalité recherchée pour la membrane. Une voie de synthèse sol-gel a été mise au point, associant une approche porogène multi-échelle et la formation de NPs métalliques par réduction polyol assistée par micro-ondes. Elle a permis la préparation de matériaux membranaires à matrice de SiO2 ou SiO2-TiO2, avec des macropores et mésopores isolés, une microporosité interconnectée et contenant des NPs de Pt ou de Rh. Les matériaux obtenus ont été caractérisés sur les plans structural et textural, par spectroscopie et diffraction de RX, microscopie électronique à transmission et adsorption-désorption d'azote. Des mesures mécaniques par nanoindentation ont permis d' étudier la contribution des différents types de porosité. Les membranes ont été caractérisées en perméation et séparation de gaz. Les propriétés catalytiques ont été évaluées avec deux réactions modèles, l'oxydation du propène et le reformage du propane à la vapeurThis study deals with the development of a new design of multifunctional ceramic membranes with a hierarchical porosity for gas and vapour treatment or separation at low or high temperature and potential applications in the energy and environment sectors. The hierarchical porosity enables a simplification of the preparation process compared to that of conventional asymmetric ceramic membranes, by decreasing the number of required intermediate layers. Such separative layers with additional unconnected porosity and higher permeability can be thicker, thus limiting the impact of possible surface defects. Finally, incorporation and controlled location of an active solid phase, such as metal noble nanoparticles (NPs), can provide the membrane multifunctionality. An innovative sol-gel route has been developed, involving a multi-scale porogen approach combining the formation of the NPs by a microwave-assisted polyol reduction process. SiO2 or SiO2-TiO2 based membrane materials were successfully prepared exhibiting isolated macropores, mesopores, an interconnected microporosity and containing highly-dispersed Pt or Rh NPs. Structural and textural investigations were performed using X-ray spectroscopy and scattering techniques, transmission electron microscopy, and adsorption-desorption of nitrogen. Nanoindentation measurements were also carried out in order to estimate the contribution of the different types of porosity to the mechanical behaviour of the hierarchical layers. The membrane performances were studied by permeation and gas separation measurements. The catalytic properties were evaluated using two model reactions, propene oxidation and propane steam reforming
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Youssef, Hicham. "Développement d'un banc de test par gonflement de membranes destiné à la caractérisation mécanique de matériaux déposés en films minces." Phd thesis, Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1629/.
Анотація:
L'objectif de la thèse est de développer et optimiser un banc de test pour la caractérisation mécanique des matériaux déposés en film minces. Les MEMS qui comportent des parties mécaniques mobiles doivent atteindre des performances maîtrisées. Ces parties mobiles sont soumises à des forces, à des différences de températures, à des contraintes, des déformations. . . Les caractéristiques des matériaux qui les composent doivent être bien connues comme dans tout système mécanique. Ces principales caractéristiques sont : le module d'Young, les contraintes résiduelles de fabrication, la limite élastique et bien d'autres liées à la fiabilité. A l'échelle des microsystèmes elles dépendent étroitement du processus de fabrication et n'ont souvent rien à voir avec celles du même matériau pris à l'échelle macroscopique, de telle sorte qu'il est quasiment obligatoire d'effectuer des mesures à chaque nouvelle fabrication. Parmi les tests possibles, le gonflement de membrane présente des avantages décisifs : il donne des résultats suffisamment précis pour la conception des MEMS, il est non destructif, il donne en même temps le module d'Young et les contraintes résiduelles. Lié à un modèle de comportement aux éléments finis il permet d'atteindre quasiment toutes les caractéristiques d'élasticité, de plasticité et de rupture. Le test de gonflement consiste à appliquer une pression hydrostatique sur une face de la membrane dans le but de la faire fléchir. Les relevés de mesure de la pression en fonction de la déflexion sont utilisés pour extraire les propriétés mécaniques du matériau moyennant un modèle mathématique ou numérique approprié qui traduit le comportement de la membrane. Si le principe de cette technique est relativement simple, la mise en œuvre, quant à elle, est source de beaucoup de difficultés. Celles-ci concernent aussi bien la mise en place d'un appareillage performant capable de mesurer avec précision la pression et la déflexion à l'échelle des microstructures, que l'interprétation de la théorie elle-même décrivant l'évolution de la pression en fonction de la déflexion au centre de la membrane. Nous avons mis en place un protocole d'essai fiable qui permet de tirer le maximum de précision de la mesure tout en ayant un processus largement automatisé de sorte que ce banc est désormais utilisable par un industriel pour un coût de main d'œuvre raisonnable. Nos travaux de recherches s'articulent autour de trois thématiques : La première est consacrée à la mise en place d'un mode opératoire optimisé qui permet de caractériser mécaniquement des matériaux déposés en couches minces. Dans la deuxième nous avons développé des techniques basées sur les calculs par éléments finis pour caractériser des membranes rectangulaires avec un rapport géométrique quelconque et qui manquaient jusque-là. La troisième est une application de la technique de gonflement à certains matériaux utilisés dans la fabrication des MEMSThe aim of this thesis is to develop and optimize a bench test for mechanical characterization of thin film. MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) contain mechanical moving parts that must achieve performance control. These moving parts are subjected to forces, to differences in temperatures, stresses, deformations. . . The properties of their materials must be well known as in any mechanical system. The main properties are: Young's modulus, residual stresses, yield, and many others related to reliability. In the Microsystems scale, properties are different from macroscopic scale and depend greatly on the manufacturing process, so it is almost mandatory to perform measurements at each new manufacture. Among the possible tests, bulge test has decisive advantages: it gives sufficiently accurate results for the design of MEMS, it is nondestructive, it simultaneously gives the Young's modulus and residual stress. Associated to Finite Element Analysis, it can reach almost all the characteristics of elasticity, plasticity and fracture. Bulge test consists to apply a hydrostatic pressure on one side of the membrane and to measure its deflection. The measurements of pressure as a function of the deflection are used to extract the mechanical properties of the material using an appropriate numerical mathematical model. If the principle of this technique is relatively simple, its implementation is a source of great difficulty. These relate both to the establishment of a powerful and accurate apparatus, and also the interpretation of the theory itself describing the evolution of the pressure function of the deflection in the center of the membrane. We have developed a test protocol that allows to give accurate measurement with an automated process. Our research work is organized around three themes: The first is devoted to the establishment of an optimized procedure for characterizing mechanically materials deposited in thin layers. In the second we have developed techniques based on finite element analysis to characterize the membranes with any rectangular aspect ratio. The third is an application of Bulge test in certain materials used in MEMS fabrication
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Lecacheux, Hélène. "Elaboration et caractérisation de matériaux membranaires fluorés par PECVD. Application à l'extraction d'ions bromure de solutions aqueuses." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20174.
Анотація:
Depuis plusieurs annees, l'ensemble de l'industrie photographique s'est engage a ameliorer la qualite de ses produits, tout en respectant l'environnement. Et ceci d'autant plus que la mondialisation des marches et la mise a jour des legislations europeennes conduisent les entreprises a faire face a des reglementations de plus en plus contraignantes. La maitrise des couts, le recyclage des emballages, la diminution des rejets dans l'air et le traitement des eaux font partie des preoccupations actuelles des entreprises. Les efforts se portent en particulier sur la diminution des effluents liquides concentres generes par la chimie de la photographie. Dans un premier temps, des supports de polymere poreux de cellulose et de pvdf ont ete traites par des plasmas de monomeres fluores dans un reacteur a electrodes planes. Nous avons montre l'influence des parametres plasma sur le traitement de surface, de maniere a obtenir des membranes fluorees, sans qu'aucune reaction de degradation ne limite les performances des membranes. Nous avons etudie deux monomeres fluores, le tetrafluoromethane et l'octafluorocyclobutane. Les caracterisations des materiaux fluores par plasma nous ont permis de comprendre les mecanismes de fluoration impliquant des reactions physico-chimiques de surface. Une seconde etape de ce travail nous a conduit a elaborer des membranes de taille superieure, proche du format a4. Cette etape a necessite l'elaboration d'un reacteur de configuration cylindrique et l'adaptation des parametres plasma pour obtenir des materiaux proches de ceux obtenus precedemment. Ensuite, les materiaux choisis ont ete testes en dialyse sur des solutions aqueuses contenant des ions bromure. Dans un premier temps, seules des solutions de kbr simples ont ete utilisees, et nous avons pu mettre en evidence que les flux de sels refletaient la modification de surface induite par le traitement plasma. Une modelisation du systeme a permis d'acceder a certains parametres du transfert (permeabilites des membranes, coefficients de diffusion,). Enfin, nous avons evalue les proprietes de separation de ces membranes sur des bains de revelateur photographiques. Les materiaux elabores presentent des resultats interessants en terme de flux et de selectivite, a conditions de maitriser certains phenomenes de vieillissement.
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Youssef, Hicham. "Développement d'un banc de test par gonflement de membranes destiné à la caractérisation mécanique de matériaux déposés en films minces." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00720388.
Анотація:
L'objectif de la thèse est de développer et optimiser un banc de test pour la caractérisation mécanique des matériaux déposés en film minces. Les MEMS qui comportent des parties mécaniques mobiles doivent atteindre des performances maîtrisées. Ces parties mobiles sont soumises à des forces, à des différences de températures, à des contraintes, des déformations... les caractéristiques des matériaux qui les composent doivent être bien connues comme dans tout système mécanique. Ces principales caractéristiques sont : le module d'Young, les contraintes résiduelles de fabrication, la limite élastique et bien d'autres liées à la fiabilité. A l'échelle des microsystèmes elles dépendent étroitement du processus de fabrication et n'ont souvent rien à voir avec celles du même matériau pris à l'échelle macroscopique, de telle sorte qu'il est quasiment obligatoire d'effectuer des mesures à chaque nouvelle fabrication. Parmi les tests possibles, le gonflement de membrane présente des avantages décisifs : il donne des résultats suffisamment précis pour la conception des MEMS, il est non destructif, il donne en même temps le module d'Young et les contraintes résiduelles. Lié à un modèle de comportement aux éléments finis il permet d'atteindre quasiment toutes les caractéristiques d'élasticité, de plasticité et de rupture. Le test de gonflement consiste à appliquer une pression hydrostatique sur une face de la membrane dans le but de la faire fléchir. Les relevés de mesure de la pression en fonction de la déflexion sont utilisés pour extraire les propriétés mécaniques du matériau moyennant un modèle mathématique ou numérique approprié qui traduit le comportement de la membrane. Si le principe de cette technique est relativement simple, la mise en œuvre, quant à elle, est source de beaucoup de difficultés. Celles-ci concernent aussi bien la mise en place d'un appareillage performant capable de mesurer avec précision la pression et la déflexion à l'échelle des microstructures, que l' interprétation de la théorie elle-même décrivant l'évolution de la pression en fonction de la déflexion au centre de la membrane. Nous avons mis en place un protocole d'essai fiable qui permet de tirer le maximum de précision de la mesure tout en ayant un processus largement automatisé de sorte que ce banc est désormais utilisable par un industriel pour un coût de main d'œuvre raisonnable. Nos travaux de recherches s'articulent autour de trois thématiques : La première est consacrée à la mise en place d'un mode opératoire optimisé qui permet de caractériser mécaniquement des matériaux déposés en couches minces. Dans la deuxième nous avons développé des techniques basées sur les calculs par éléments finis pour caractériser des membranes rectangulaires avec un rapport géométrique quelconque et qui manquaient jusque-là. La troisième est une application de la technique de gonflement à certains matériaux utilisés dans la fabrication des MEMS.
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Lacan, Pascale. "Synthèses et caractérisations de matériaux hybrides élaborés par voie sol-gel : application à la préparation de membranes à transport facilité et de capteurs optiques de pH." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20112.
Анотація:
L'incorporation de molecules organiques dans des matrices solides a ete mise en uvre pour deux applications: la preparation de membranes a transport facilite et de capteurs optique de ph. Les matrices hotes sont des materiaux hybrides (organiques-inorganiques) ou inorganiques (silice) prepares par voie sol-gel. La polycondensation du reseau inorganique de silice a ete suivie par rmn #2#9si a l'etat liquide et a l'etat solide. La structure organique des materiaux hybrides a ete determinee par rmn #1#3c. Une etude rheologique de la transition sol-gel a permis de montrer l'importance de la nature et de la structure des precurseurs sur les proprietes viscoelastiques et mecaniques du materiau final. Le greffage chimique d'un agent complexant (benzo-15-couronne-5) pour preparer des membranes solides a transport facilite, a ete realise sur un materiau hybride. Le transport facilite et selectif des ions potassium a ete mis en evidence avec ces membranes dont les vitesses de transport et la duree de vie sont superieures a celles des membranes liquides. La quantite de transporteur greffe, son encombrement et la nature des contre-ions qui accompagnent les ions potassium sont les parametres qui gouvernent le transport. Un mecanisme de transport est propose. Les capteurs optiques de ph ont ete obtenus en piegeant un indicateur colore (fluoresceine) dans diverses matrices, hybrides ou inorganiques. Leurs temps de reponse, reversibilite, reproductibilite et duree de vie ont ete systematiquement evalues. Dans tous les cas, les conditions de preparation gouvernent la texture du materiau et par consequent les performances des capteurs
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Lahouidak, Jamal 1er. "Etude de couches minces de TiO2 déposées par CVD et CVD assistée plasma." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20162.
Анотація:
L'etude de depot d'oxyde de titane en couches minces par les deux techniques cvd et pacvd en vue de realisation des membranes inorganiques, necessite la maitrise de la texture des couches sur le support de membrane pour l'adapter aux conditions de fonctionnement. En cvd thermique, la texture des couches de tio#2 depend de la pression de travail et de la temperature du substrat. Cette texture est colonnaire a basse pression et granuleuse a des pressions plus elevees pour une temperature de 600c. En pacvd, les couches sont equivalentes au point de vue texture, elles sont amorphes et compactes. La morphologie des couches obtenues par pacvd est fonction de la nature de la surface du substrat. La puissance est un parametre qui peut etre responsable de la vitesse de depot en pacvd. Le domaine de la filtration de solution utilise est l'ultrafiltration et la nanofiltration
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Hdach, Haddou. "Interaction liquide - solide dans les gels de silice : effet de la température." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20229.
Анотація:
L'interaction entre les phases solide et liquide d'un gel a ete mise en evidence et etudiee au moyen d'experiences de dilatation. Il est montre que la dilatation de la partie solide du gel est due a l'expansion du liquide des pores qui ne peut s'evacuer librement. L'analyse mathematique du phenomene conduit a la determination de la permeabilite du reseau solide. Dans le gel de silice, d'autres processus actives thermiquement (dissolution, esterification, synerese) modifient les proprietes mecaniques et texturales du reseau poreux. La connaissance de l'evolution de ces proprietes nous a permis d'enoncer les criteres auxquels doit obeir un gel de silice pour conserver son aspect monolithique lors d'un sechage
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Rjimati, El Arbi. "Microfiltration tangentielle de suspensions particulaires : modélisation." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20029.
Анотація:
La caracterisation physique, par microscopie electronique, des membranes minerales microporeuses permet de calculer une permeabilite theorique du milieu filtrant et de mettre en evidence, le cas echeant, une structure composite. La comparaison des valeurs theoriques aux valeurs experimentales, mesurees par permeametrie a l'eau, permet de quantifier cet effet composite ainsi que les interactions possibles entre le permeat et la surface membranaire. La filtration d'une suspension de microparticules de bentonite provoque la mise en place quasi-instantanee d'un depot particulaire tres fin mais homogene sur la surface membranaire. Ce depot joue le role de membrane dynamique, sa resistance a l'ecoulement est preponderante devant celle de la membrane originale. Si la valeur de cette resistance depend peu de la permeabilite de la membrane choisie ou des conditions de circulation du retentat, elle est une fonction croissante de la pression operatoire choisie et de la concentration particulaire de la suspension a filtrer. Une representation parametrique de la variation de la resistance du depot en fonction des parametres operatoires testes est proposee. Enfin, si dans les conditions testees, l'application d'un champ electrique a peu d'effet sur les flux de permeat obtenus, une circulation de grosses particules (promoteurs de turbulence) dans le retentat permet une intensification importante du processus, le flux de filtrat obtenu est multiplie par un facteur 6
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Fares, Berrada Asmaa. "Compétition entre les électrotransports d'ions organiques et minéraux à travers une membrane échangeuse d'ions." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20076.
Анотація:
L'objet de ce travail est de mettre en evidence le phenomene de colmatage des membranes echangeuses d'ions lors de l'electrotransport d'ions organiques et mineraux dans le but d'optimiser le procede d'extraction et de separation des molecules organiques chargees par electrodialyse. Nous avons montre que les ions hydrophobes peuvent se fixer au cur des membranes et provoquer un accroissement de la resistance electrique et une perte de la permselectivite des membranes
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Chaumont, Denis. "Etude structurale de la formation des sols et des gels de zircone en présence d'ultrasons." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20087.
Анотація:
La formation de gels de zircone en presence d'ultrasons est etudiee. L'influence de l'irradiation ultrasonique des solutions gelifiantes sur la formation de gels est mise en evidence. Les reactions d'hydrolyse, de condensation et d'esterification (dans le cas de l'agent chelatant acide acetique) sont favorisees. Une partie des groupements chelatants sont hydrolyses. La structure des solutions gelifiantes, leur evolution ainsi que la formation et sa structure du gel sont etudies par diffusion centrale des rayons x. Des chaines polymeriques lineaires semi-rigides en bon solvant se forment suivant le modele de kratky-porod. On montre que les modeles d'agregations des amas sont du type amas-amas limitees par la diffusion et du type tip-to-tip. En presence d'ultrasons, le type d'agregation est modifie. Des chaines polymeriques branchees peuvent egalement apparaitre. Les ultrasons favorisent la croissance des amas. La gelification est suivie in situ. Le gel est forme d'un reseau polymerique a grande echelle dans les pores duquel des amas polymeriques continuent de croitre. Les systemes gelifies ont des caracteristiques structurales analogues a celles des sols juste avant la gelification
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Madeline, Jean-Baptiste. "Filtration de dispersions agrégées de silice colloïdale : structure, consolidation et perméabilité de dépôts." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30155.
Анотація:
Dans les procédés de coagulation/filtration, la récupération des agrégats dans la phase liquide est une étape cruciale pour l'efficacité de la séparation. Une problématique liée à la filtration est qu'en réponse à la contrainte appliquée, le dépôt formé en surface du filtre peut s'effondrer, impliquant une diminution de sa porosité et perméabilité. L'objet de ce travail a été d'étudier les mécanismes de restructuration de dépôts à travers une approche expérimentale multi-échelle afin d'améliorer la maîtrise de leurs propriétés de filtration. Les propriétés mécaniques et structurales de dépôts obtenus à partir de dispersions colloïdales de silice (Ludox et Klebosol) agrégées par un polycation Al137+ ou un cation divalent Ca2+ ont été analysées par DPAN et MET. Ces investigations ont permis de décrire l'effondrement d'un dépôt suivant un mécanisme de restructuration général contrôlé par la force des liaisons. L'étude menée sur l'impact de la restructuration sur les propriétés de filtration des dépôts a montré que la compressibilité et la perméabilité d'un dépôt dépendent principalement de la résistance à la rupture des liaisons interparticulaires plutôt que des propriétés fractales initiales des agrégatsIn coagulation/filtration processes, the separation of aggregated colloids from the liquid is a crucial step for the global operation to be effective. The problems hold in the fact that the cake formed by the accumulation of aggregates at the filter surface during filtration may collapse under the pressure applied, resulting in a lost of porosity and decrease in permeability. The aim of this study was to investigate cake restructuration mechanisms through an experimental multi-scaling approach for a better understanding and control of cake properties. For this purpose, dispersions of spherical silica colloids (Ludox and Klebosol) were aggregated by adding polycation Al137+ or divalent cation Ca2+. Structural and mechanical features of filtration cakes were investigated through SANS and TEM. Investigations have permitted to describe cake collapse through a general compression mechanism mainly controlled by the strength of interparticle bonds. Impact of floc features on cake filtration properties has been investigated and we have been able to show that cake compressibility and permeability primarily result from the breakage resistance of interparticle bonds rather than flocs initial fractal properties
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Reichmann, Mickaël. "Développement de membranes céramiques à architecture optimisée pour l'oxycombustion." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0029/document.
Анотація:
L’étude de matériaux conducteur mixtes (ionique et électronique) connait un intérêt croissant depuis plusieurs années dans le domaine de l’énergie, principalement lié au développement des électrodes pour les piles à combustible de type SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) ou des réacteurs catalytiques membranaires (CMR) pour le réformage du méthane de synthèse ou pour le procédé d’oxycombustion. Dans ce dernier cas, la réalisation de membranes conductrices mixtes de structure pérovskite du type La1-xAxFe1-yByO3- permet la séparation de l’oxygène de l’air à haute température (900°C) avec une sélectivité quasiment infinie sans circuit électrique extérieur. Les mécanismes limitant le transport de l’oxygène à travers la membrane ont été étudiés à l’aide d’un dispositif de caractérisation original composé d’électrodes, permettant la mesure du potentiel électrochimique de l’oxygène à la surface de la membrane. L’influence de la substitution du cation en site A puis en site B sur les propriétés de semi-perméabilité à l’oxygène a été étudiée au sein des matériaux pérovskites La0,5A0,5Fe0,7B0,3O3-(A = Ca, Sr, Ba et B = Al, Co, Cu, Ga, Mg, Mn, Ni, Sn, Ti, Zn). Les résultats obtenus avec cette technique originale nous ont permis de mieux cerner les mécanismes limitant le transport d’oxygène à travers la membrane. L’influence de la microstructure de la membrane sur les propriétés de semi-perméabilité à l’oxygène a également été étudiée et un modèle d’évolution des propriétés de semi-perméabilité en fonction de la microstructure a été proposé. Cette compréhension des mécanismes de transport nous a permis d’orienter les recherches vers l’élaboration de nouvelles architectures de membranesSince few years, the study of mixed conducting materials (ionic and electronic) knows an increasing interest in the energy area, especially with the development of electrodes for Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) or Catalytic Membrane Reactors (CMR) for the methane reforming in synthesis gas or for oxyfuel process. In this latter case, the mixed conductor membrane with La1-xAxFe1-yByO3- perovskite structure allows the separation of oxygen from air at high temperature (900°C) with a quasi-infinite selectivity without outside electric circuit, with an interesting economical cost. The oxygen transport mechanisms through the membrane are studied thanks to an original electrodes system composed of a zirconia point micro-electrode and a metallic reference electrode. This system allows the measurement of the oxygen electrochemical potential at the membrane surface. The influence of cation substitution in A-site then B-site in La0.5A0.5Fe0.7B0.3O3-(A = Ca, Sr, Ba and B = Al, Co, Cu, Ga, Mg, Mn, Ni, Sn, Ti, Zn) perovskite materials has been studied. The results obtained by this original system led us to a better understanding and a identification of the rate determining step of oxygen transport mechanism through the membrane. The influence of the microstructure on oxygen semi-permeation has been studied and an evolution model of semi-permeation properties with microstructure has been shown. The understanding of oxygen transport mechanisms led to the development and the elaboration of news architectures of membranes
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Donnay, Martin. "Étude des mécanismes de déformation de membranes polymères poreuses pour applications biomédicales." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0228.
Анотація:
Le «pancréas bioartificiel» (ou MAILPAN pour Macro-encapsulation d’ILots PANcréatiques) en développement par la start-up Defymed est un implant médical destiné aux patients atteints de diabète de type I. L’élément-clé de cet implant est une membrane poreuse qui a pour fonction d’assurer une certaine sélectivité moléculaire. De ce fait, une fissuration ou rupture de cette membrane entrainerait la perte de ses fonctionnalités. Il est par conséquent indispensable d’analyser et de comprendre le comportement mécanique de ce matériau afin de garantir son intégrité tout au long de la période d’implantation. Cette thèse s’inscrit dans le projet FUI MECABARP regroupant plusieurs PMEs et laboratoires lorrains et alsaciens.La membrane est un matériau unique obtenu par lamination de plusieurs matériaux polymères poreux. Elle se compose de films rendus poreux par le procédé de «track-etching» ainsi que de non-tissé consolidé par calandrage à picots. Cette thèse a pour objectif d’en étudier les mécanismes de déformation par l’utilisation de techniques de caractérisation et d’imagerie in situ à un essai de traction. Des campagnes expérimentales de micro-tomographie à rayons X et de diffusion de rayons X aux grands angles et petits angles ont été menées sur lignes haute énergie. Ces résultats sont complétés par des essais en laboratoire de microscopie électronique et spectroscopie Raman in situ à un essai de traction. La complémentarité des techniques choisies permet une approche multi-échelles (du millimètre à l’angström) dans le but d’obtenir l’étude la plus complète possible. Les faiblesses de la membrane d'un point de vue mécanique sont mises en avant et des solutions sont proposées. En parallèle, un essai mécanique en gonflement («bulge test») est développé dans l’optique de fournir un chemin de déformation équibiaxial plus proche des sollicitations réellesThe "bioartificial pancreas" (named MAILPAN for Macro-encapsulation d’ILots PANcréatiques) developed by the startup company Defymed is an implantable device for patients diagnosed with type I diabetes. The core element of the device is a porous membrane providing molecular selectivity. The emergence of cracking in this membrane would lead to the loss of its selective properties. As a consequence, it is crucial to study and understand the mechanical behavior of this material in order to ensure its integrity during the lifetime of the device. This thesis is a part of the FUI MECABARP project, gathering together SMEs and laboratories from the Lorraine and Alsace regions. The membrane is a unique material obtained by laminating several porous polymer materials. It is made of porous “track-etched” films as well as thermal-spot bonded nonwovens. The objective is to study its deformation mechanisms using time-resolved imaging and characterization techniques during a tensile test. X-ray micro-tomography and wide- and small-angle X-ray scattering experiments were performed on high energy beamlines. These results were supplemented with time-resolved scanning electron microscopy and Raman spectroscopy experiments during a tensile test. The synergy of the chosen techniques enables a multi-scale approach (from millimeter to angström) in order to obtain the most comprehensive analysis. Solutions are suggested to improve the mechanical properties of the membrane. Besides, a mechanical testing device by inflation (“bulge test”) has been designed to provide an equibiaxial mechanical path that is closer to the actual demands
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Robert, Mylène. "Impact of degradation and aging on properties of PFSA membranes for fuel cells." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0004.
Анотація:
Bien que déjà présentées comme une technologie sûre et propre, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) restent confrontées à de solides verrous en termes de durabilité et de fiabilité, limitant leur commercialisation à large échelle. De nombreuses études ont déjà permis d’affiner la compréhension des phénomènes de vieillissement et ont permis de désigner la dégradation de la membrane comme l’un des principaux facteurs limitant la durée de vie des PEMFC. Cette étude vise à apporter des éléments de compréhension sur les mécanismes de dégradations chimique et mécanique par l’intermédiaire de protocoles de vieillissement ex-situ, ainsi qu’à comprendre l’impact de ces dégradations sur la structure et les propriétés fonctionnelles des membranes. Dans un premier temps, il a été nécessaire de clarifier l’influence de la réaction de Fenton, un protocole de vieillissement ex-situ largement reconnu dans la littérature, sur la dégradation chimique des membranes Nafion™. Les résultats ont confirmé que la concentration en réactifs de Fenton influençait significativement la décomposition chimique du polymère, à la fois d’un point de vue chimique et morphologique. Par la suite, nous avons choisi de suivre l’évolution de la dégradation chimique des membranes Nafion™ en fonction du temps et d’étudier son impact sur la structure de la membrane, ses propriétés de sorption et de diffusion de l’eau ainsi que son fonctionnement en pile. À cet égard, différentes techniques de caractérisation telles que la spectroscopie RMN 19F ou 1H ainsi que la spectroscopie FTIR ont permis de corréler les propriétés physico-chimiques de la membrane à ses caractéristiques structurelles et de mettre ainsi en évidence plusieurs marqueurs de la dégradation chimique. Enfin, un dispositif sur-mesure a été conçu afin d’étudier l’impact des contraintes mécanique et chimique conjointes sur les membranes Nafion™. L’objectif de ce dispositif était de reproduire des conditions de vieillissement proches de celles rencontrées lors du fonctionnement en pileAlthough proton-exchange membrane fuel cells (PEMFC) are nowadays considered as a safe and clean energy technology, they still suffer from durability and reliability issues restricting their widespread commercialization. Innumerable studies have already led to a better understanding of aging phenomena and highlighted membrane degradation as one of the main factors limiting PEMFC lifetime. This study aims at bringing some clarifications on the chemical and mechanical degradation mechanisms of membranes through ex-situ aging protocols as well as understanding the impact of these degradations on the membrane structure and functional properties. First, it was necessary to clarify the influence of Fenton’s reaction, an ex-situ aging protocol widely recognized in the literature, on the chemical degradation of Nafion™ membranes. The results confirmed that Fenton’s reagents concentration significantly influenced polymer chemical decomposition, both from a chemical and morphological point of view. Subsequently, we chose to monitor the evolution of pure chemical degradation of Nafion™ membranes as a function of time and to study its impact on the membrane structure, water sorption and diffusion properties, as well as operability in fuel cells. In that respect, various characterization techniques such as 19F or 1H-NMR as well as FTIR spectroscopies allowed us to correlate physico-chemical properties of the membrane to its structural characteristics and to thus highlight several indicators of chemical degradation. Finally, a custom-made device has been developed to study the impact of conjoint mechanical and chemical stress on Nafion™ membranes. The objective of this device was to replicate aging conditions close to those encountered during fuel cell operation
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Cellier, Julien. "Etude et caractérisations de membranes nanocomposites hybrides pour pile à combustible du type PEMFC." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR4001/document.
Анотація:
La membrane conductrice protonique constitue un rouage essentiel du fonctionnement des piles à combustible PEMFC. Les travaux de recherche présentés dans ce document consistent à développer une membrane non perfluorée basée sur une technologie nanocomposite hybride susceptible d’être produite à faible coût. Cette membrane est composée d’une matrice poly(VDF-co-HFP) dans laquelle sont dispersées des nanoparticules de silice fonctionnalisée par de l’acide poly(styrène sulfonique) (PSSA). Ce travail a porté sur l’étude de la mise en oeuvre de la membrane afin d’obtenir une membrane homogène et dense avec des caractéristiques physico-chimiques et électrochimiques intéressantes. Les performances en pile après rodage à 60 °C sont extrêmement satisfaisantes avec un gain en densité de puissance de 40 % à 0,7 V par rapport au Nafion® NRE211. Les études de durabilité de la membrane ont mis en évidence un phénomène d’élution de la silice fonctionnalisée ayant pour conséquence un fort déclin de tension. Différentes stratégies de modification de la membrane ont été proposées pour améliorer la stabilité de la membrane. Les plus intéressantes consistent à modifier la morphologie de la matrice (grades de PVDF plus rigides ou réticulation du poly(VDF-co-HFP) par irradiation) pour mieux confiner les charges ou à greffer la silice fonctionnalisée sur la matrice. Cette dernière stratégie conduit à une diminution par trois du gonflement et par 2,5 de la vitesse de déclin à 80°CThe proton conductive membrane is an essential part of the operation of PEMFC. This document presents the development of a non-perfluorinated membrane based on a hybrid nanocomposite technology likely to be produced at low cost. This membrane is composed of a poly(VDF-co-HFP) matrix in which are dispersed poly(styrene sulphonic acid) (PSSA) functionalized silica nanoparticles. This work focuses on the study of the implementation of the membrane to obtain a homogeneous and dense membrane with good physicochemical and electrochemical characteristics. Fuel cell performances after running at 60 °C are extremely satisfactory with a gain, compared to Nafion NRE211, of 40% for the power density at 0.7 V. However, the durability studies showed an elution phenomenon of the functionalized silica particles which results in a high voltage decline. Different membrane modification strategies have been proposed to improve the stability of the membrane. The most interesting involve modifying the morphology of the matrix (more rigid grades of PVDF or poly(VDF-co-HFP) crosslinking by radiation) to better confine the particles or grafting functionalized silica to the matrix. This last strategy leads to a threefold decrease of the swelling and 2.5 factor of the decay rate at 80 °C
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Hanafia, Amira. "Étude des mécanismes interdépendants d’élaboration d’une membrane polymère sans solvant organique par une méthode originale de séparation de phase (TIPS-LCST), à partir d’un polymère biosourcé : l’hydroxypropylcellulose." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20045.
Анотація:
La séparation de phase au sein d'un système polymère/solvant est la méthode la plus couramment utilisée pour élaborer une membrane polymère poreuse. Les principales méthodes d'inversion de phase nécessitent l'usage de solvants organiques qui génèrent des problèmes environnementaux (traitement des bains de coagulation) et sanitaires (sécurité des installations industrielles). Cette étude porte sur le développement d'une nouvelle membrane polymère poreuse à partir d'un polymère biosourcé et hydrosoluble, l'hydroxypropylcellulose (HPC), permettant de s'affranchir de l'usage de solvants organiques. La propriété de thermosensibilité de l'HPC, caractérisé par une température critique basse en solution dans l'eau (LCST) de l'ordre de 40 °C, a par ailleurs permis de développer un procédé original d'élaboration de membranes HPC par séparation de phase induite par augmentation de la température au-delà de la LCST. Ce travail vise un triple objectif : (i) déterminer la formulation idoine permettant de former une membrane poreuse insoluble dans l'eau à partir d'HPC, (ii) appréhender et comprendre les mécanismes de structuration de la matrice polymère à travers l'interaction des mécanismes interdépendants de séparation de phase par décomposition spinodale, de réticulation chimique et d'extraction du solvant par évaporation et enfin (iii) caractériser l'aptitude des membranes à la filtration d'une solution aqueuse sous pression. Le suivi en ligne de la dynamique de séparation de phase d'un système HPC/eau/réticulant ± porogène (PEG200) par microscopie optique en contraste de phase, de la réticulation par rhéologie et de l'évaporation de l'eau par thermogravimétrie a ainsi permis de mettre en évidence l'impact de la formulation et des paramètres de conduite du procédé d'inversion de phase sur les propriétés morphologiques et d'usage des membranes. La porosité membranaire et le caractère symétrique de la morphologie ont notamment été corrélés à la vitesse des phénomènes concomitants de réticulation et d'évaporation de l'eau, donc à la vitesse de montée en température du procédé TIPS-LCST. La caractérisation de la perméabilité à l'eau des membranes HPC a confirmé l'efficacité de la réticulation et la résistance structurale des membranes au cours de plusieurs filtrations continues à l'eau. En raison du caractère thermosensible de l'HPC, ces membranes ont montré une aptitude remarquable à la filtration de solutions aqueuses à température élevée (60 °C). Par ailleurs, il a été montré que la perméabilité des membranes pouvait être en partie contrôlée par la température et la pression transmembranaire appliquéePhase separation of polyer/solvent system is the most widespread industrial process to manufacture membranes. Large solvent quantity is usually used whatever the process, hence leading to environmental (coagulation and washing baths treatment) and health (industrial and plant safety) problems.This study focuses on the development of new porous membranes made from hydroxypropylcellulose (HPC), a water soluble polymer, avoiding the use of any organic solvent. Moreover, the thermo-sensitive character of this polymer, characterized by a Lower Critical Solution Temperature (LCST) in water of about 40 °C, enabled to design an original thermally induced phase separation process by temperature increase above the LCST. This study aims (i) to find the ideal polymer solution composition to produce insoluble HPC membrane, (ii) to approach and understand the link between phase separation mechanism by spinodal decomposition, crosslinkig reaction and water extraction by evaporation, (iii) characterize pure water permeability under pressure. On-line monitoring of phase sepration dynamics by phase contrast optical microscopy, crosslinking reaction by rheology and water evaporation by thermogravimetric analysis of the system HPC/water/cross-linking agent ± porogen (PEG200) allowed an understanding of simultaneous and related mechanisms occurring during elaboration (phase separation / cross-linking / water evaporation) and a correlation with HPC membrane morphologies and characteristics in relation with phase separation process parametres. Pure water permeability characterization demonstrated the efficiency of cross-linking and structural strength during several filtration cycles. Furthermore, it has been shown that water permeability of HPC membranes could be controlled in part by the temperature and the applied pressure
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Porhel, Sabine. "Extraction liquide-liquide sur matériaux poreux. Mise en oeuvre et recherche de paramètres influents." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4709.
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Cette étude s'inscrit dans la problématique de l'extraction minière de l'uranium. L'étape plus spécifiquement visée est celle de l'extraction liquide-liquide au cours de laquelle l'uranium en solution aqueuse de lixiviation est transféré dans une phase organique par une complexation avec une amine tertiaire (Alamine 336®). L'étude porte sur cette étape de séparation par le biais d'un contact liquide-liquide sans dispersion assuré au travers d'une membrane macroporeuse organique (pertraction). Cette technologie permet l'utilisation de phases de densités proches. Ainsi, l'extraction de l'uranium et du molybdène, co-extrait industriellement par l'Alamine 336, ont été étudiées pour différentes concentrations élevées en molécules extractantes. Pour cela, l'ensemble des paramètres physico-chimiques influents du système chimique (courbe de distribution, viscosité, densité, tension de surface, coefficient de diffusion à l'infini, etc.) et de la membrane (porosité, dimensions, tortuosité, etc.) sont caractérisés. Des essais de pertraction sur un dispositif unitaire de fibre creuse, développé dans le cadre de cette étude, sont réalisés et les résultats sont modélisés par une approche de résistances du transfert de matière en séries. Un seul paramètre ajustable est retenu : le coefficient de diffusion en phase organique. Cette modélisation permet de mettre en évidence les limitations au transfert de l'uranium de la phase aqueuse vers la phase organique lors du processus d'extraction à travers la membrane liées au système chimique, aux débits et à la membraneThis study is falls within the framework of uranium mining. The step more specifically aimed is the solvent extraction during which the uranium is transferred from a lixiviation aqueous solution to an organic phase by a complexation with a tertiary amine (Alamine 336®). The study focuses on this step of separation using a liquid-liquid contact without dispersal guaranteed by an organic macroporous membrane (pertraction). This technology allows the use of phases with close densities. So, uranium and molybdenum extraction, co-extracted industrially by Alamine 336, were studied for various high extractantes molecules concentrations. For that purpose, all the influential physical chemical parameters of the chemical system (distribution curve, viscosity, density, surface tension, infinite diffusion coefficient, etc.) and of the membrane (porosity, size, tortuosity, etc.) are characterized. Pertraction essays on a single hollow fibre, developed within the framework of this study, are performed and the results are modelized by an approach of mass transfer resistances in series. A single adjustable parameter is retained: the diffusion coefficient in organic phase. This modelling allows highlighting the limitations of uranium transfer from the aqueous phase towards the organic phase during the extraction process through the membrane function of chemical system, the flows and the membrane