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Дисертації з теми "Métaux poreux"
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Campesi, Renato. "Synthèse, caractérisation et étude des propriétés thermodynamiques d'hydrogénation de nanocomposites matériaux poreux / métaux-alliages." Phd thesis, Université Paris-Est, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00461689.
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Plusieurs verrous scientifiques et technologiques empêchent aujourd'hui de développer une technique et/ou un matériau qui permette de stocker une quantité importante d'hydrogène à pression et température ambiante dans un volume et un poids acceptable pour des applications embarquées. Une possible solution consiste à synthétiser des matériaux hybrides (matériaux poreux/métaux ou alliages) où les processus d'adsorption et d'absorption pourraient coopérer pour obtenir une capacité de stockage d'hydrogène en adéquation avec les besoins des applications. Notre travail a consisté à identifier et caractériser différents matériaux poreux ayant une organisation de pores bien définie et une taille de l'ordre de quelques nanomètres. Parmi eux, ont été choisis : une réplique de carbone (CT) et un réseau organométallique (MOF-5). De plus, plusieurs métaux nobles (Ni, Pd et Pt) ont été choisis pour leur facilité à dissocier l'hydrogène et à former des alliages (Pd-Ni) avec différentes compositions en milieu aqueux (oxydant). Une méthode d'imprégnation par voie chimique ainsi que le broyage mécanique ont été utilisés pour la synthèse des hybrides. L'étude des propriétés structurales, texturales et thermodynamiques (hydrogénation) des composites CT/Pd a montré qu'un effet coopératif existe entre les pores du CT et les nanoparticules métalliques pendant le processus d'ad/absorption d'hydrogène. Cette interaction entraîne une amélioration de la capacité d'hydrogénation par rapport à chacun des constituants de l'hybride.
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Madou, Komlanvi. "Contribution à l'étude des effets de forme des cavités en rupture ductile des métaux." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00833021.
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La ruine des matériaux ductiles se produit par nucléation, croissance et coalescence de microcavités. Le modèle le plus célèbre décrivant la croissance des cavités dans les matériaux poreux plastiques est celui de Gurson. Il est basé sur l'analyse-limite d'une sphère creuse soumise à des conditions de taux de déformation homogène au bord. Gologanu et al ont étendu ce modèle à des cavités sphéroïdales allongées ou aplaties. Nous étendons ici l'approche de Gologanu et al à des cavités ellipsoïdales générales. Dans la première partie, nous utilisons des champs de vitesse satisfaisant les conditions de taux de déformation homogène sur tous les ellipsoïdes confocaux avec le vide et l'ellipsoïde extérieur, découverts par Leblond et Gologanu, dans l'analyse-limite d'un domaine ellipsoïdal. On obtient un critère approché de type Gurson. Dans la seconde partie l'analyse-limite précédente est améliorée : (i) Pour des chargements hydrostatiques, en effectuant des calculs micromécaniques par éléments finis dans un certain nombre de cas significatifs ; (ii) Pour des chargements déviatoriques, en faisant directement usage de certains résultats rigoureux pour des composites non-linéaires. Dans la troisième partie, nous comparons les prédictions du critère proposé avec des calculs numériques réalisés sur diverses cellules. Dans la quatrième partie, nous proposons des équations convenables pour les taux de déformation et de rotation d'une cavité ellipsoïdale contenue dans un milieu parfaitement plastique. La cinquième partie est consacrée à l'implémentation du critère de Hill dans le code SYSTUS et permet d'envisager l'extension du modèle à des matériaux plastiquement anisotropes
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Madou, Komlanvi. "Contribution à l'étude des effets de forme des cavités en rupture ductile des métaux." Phd thesis, Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066245.
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La ruine des matériaux ductiles se produit par nucléation, croissance et coalescence de microcavités. Le modèle le plus célèbre décrivant la croissance des cavités dans les matériaux poreux plastiques est celui de Gurson. Il est basé sur l’analyse-limite d’une sphère creuse soumise à des conditions de taux de déformation homogène au bord. Gologanu et al ont étendu ce modèle à des cavités sphéroïdales allongées ou aplaties. Nous étendons ici l’approche de Gologanu et al à des cavités ellipsoïdales générales. Dans la première partie, nous utilisons des champs de vitesse satisfaisant les conditions de taux de déformation homogène sur tous les ellipsoïdes confocaux avec le vide et l’ellipsoïde extérieur, découverts par Leblond et Gologanu, dans l’analyse-limite d’un domaine ellipsoïdal. On obtient un critère approché de type Gurson. Dans la seconde partie l’analyse-limite précédente est améliorée : (i) Pour des chargements hydrostatiques, en effectuant des calculs micromécaniques par éléments finis dans un certain nombre de cas significatifs ; (ii) Pour des chargements déviatoriques, en faisant directement usage de certains résultats rigoureux pour des composites non-linéaires. Dans la troisième partie, nous comparons les prédictions du critère proposé avec des calculs numériques réalisés sur diverses cellules. Dans la quatrième partie, nous proposons des équations convenables pour les taux de déformation et de rotation d’une cavité ellipsoïdale contenue dans un milieu parfaitement plastique. La cinquième partie est consacrée à l’implémentation du critère de Hill dans le code SYSTUS et permet d’envisager l’extension du modèle à des matériaux plastiquement anisotropesDuctile fracture of materials occurs by nucleation, growth and coalescence of microvoids. The most classical model describing the voids growth in plastic porous materials is introduced by Gurson. This model was derived from limit-analysis of a hollow sphere subjected to conditions of homogeneous boundary strain rate. Gurson’s model was extended to spheroidal, both prolate and oblate voids by Gologanu et al. In this work, we further extend Gologanu et al’s model to general ellipsoidal voids. In a first step, the velocity field satisfying conditions of homogenous strain rate on all ellipsoids confocal with the void and the outer boundary, discovered by Leblond and Gologanu, is used in a limit-analysis of an ellipsoidal domain. A Gurson-like approximate yield function is obtained. In a second step, the preceding limit-analysis is improved: (i) For hydrostatic loadings, by performing micromechanical finite element computations in a number of significant cases; (ii) For deviatoric loadings, by directly using some general rigorous results for nonlinear composites. In a third step, the yield function proposed is validated versus a number of numerical computations of yield surfaces of hollow cells of various ellipsoidal shapes. In a fourth step, suitable evolution equations for the shape and orientation of the voids in plastic material are defined. The last step is devoted to the implementation of the Hill’s criterion in SYSTUS software and makes it possible to consider the extension of the model to plastic anisotropic materials
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Thomas, Pascal. "Elaboration électrochimique, caractérisation et compréhension des mécanismes de formation des films d'oxyde d'aluminium nano-poreux organisés." Saint-Etienne, EMSE, 2008. http://www.theses.fr/2008EMSE0028.
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La structure théorique des membranes nanoporeuses et ordonnées d’alumine est semblable à une structure en nid d’abeille qui est obtenue uniquement pour des paramètres d’anodisation bien spécifiques. Plusieurs modèles ont été proposés pour expliquer la formation des structures ordonnées, mais il reste quelques zones d’ombre. Cette étude se propose d’apporter des compléments aux études déjà réalisées sur l’influence des paramètres agissant sur la géométrie de l’alumine et d’améliorer la compréhension des phénomènes intervenant lors de la formation de ces structures. En particulier, nous proposons une approche originale basée sur la migration des anions dans la couche barrière qui permet d’expliquer pourquoi la structure idéale n’est obtenue que pour une gamme restreinte de différence de potentiel anode/cathode qui diffère selon l’électrolyte utilisé. Elle apporte ainsi un éclairage nouveau sur le processus d’anodisation ordonnée en termes de différences de potentielThe theoretical structure of highly ordered nanoporous alumina membranes is similar to a honey-comb. However, the ideal structure consisting of a regular cells network is obtained only for very specific anodizing parameters. Several models have been proposed, whereas they are not sufficient to explain entirely the formation of theses structures. In this study, we propose to complete the literature on the influence of various parameters which play a role on the structure of the highly ordered nanoporous alumina and to improve understanding of phenomena involved in the formation of these structures. In particular, we propose an original approach based on anions migration in the barrier layer which permits to explain why anodic oxidation of aluminium leads to ordered structures only for a restricted range of cell voltage which depends on the electrolyte used. Thus, this study brings a new point of view on the process of formation of highly ordered nanoporous alumina in terms of voltage
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Etienne, Mathieu. "Approches analytique et électrochimique du comportement en solution de silices mésoporeuses organiquement modifiées." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10192.
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Liu, Yu. "Elaboration et étude des propriétés mécaniques des mousses d'aluminium et des métaux poreux polymères composites." Troyes, 2007. http://www.theses.fr/2007TROY0007.
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L’objectif de ce travail consiste à élaborer des nouveaux matériaux comme métal poreux polymère composite (MPPC) à structure interpénétrée et à caractériser ses comportements mécaniques sous des sollicitations statiques et dynamiques. Nous avons mis au point dans un premier temps une technique d’infiltration à pression négative pour élaborer la mousse d’aluminium pure à cellules ouvertes et ensuite les composites MPPC. Les observations optiques nous ont permit d’analyser les structures avec multi-échelles. Nous avons caractérisé les matériaux en compression uniaxiale afin d’étudier les influences des paramètres de structure sur les réponses mécanique en compression, en associant avec l’observation au MEB. Les résultats expérimentaux du module élastique ont été comparés avec les modèles analytiques. Ces résultats obtenus sont tout à fait dans le cadre des bornes proposé dans la littérature. Deuxièmement, nous avons étudié le comportement à l’indentation des matériaux. La relation entre la réponse d’indentation, la taille et la géométrie du pénétrateur ont été mises en évidence. La taille et la forme de la zone densifiée ont été observées et modélisées par des modèles analytiques et la méthode numérique. La dernière partie concerne le comportement en choc des matériaux. Les influences de paramètres de structure et les conditions d’essais sur le comportement en choc ont été mises en lumièreThe objectives of this work consist to manufacture new metal porous polymeric composites (MPPC) with interpenetrated structure and to characterize their mechanical behaviors under statical and dynamic loading. Firstly, we developed a technique of infiltration under a negative pressure to manufacture the open cell aluminium foams and MPPC. The optic observations were carried out in multi-scale. The characterizations of materials were carried out under uniaxial compression. The influences of the structural parameters on the compressive behaviors were clarified by SEM observations during compression. The elastic module was compared with the analytical models. These results obtained are completely restructed between the boundaries proposed in the literature. Secondly, the behaviors of indentation were studied. The relations between the response of indentation and the size and the geometry of plunger tip were illustrated. The size and the shape of the densification zone were observed and modelled by analytical models and the finite element simulation. Finally, the behaviour of impact was studied. The influences of experimental conditions and structural parameters on the behaviors of impact were illuminated
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Shen, Cheng. "Nouveau systèmes polymères pour la dépollution de l'eau : rétention des métaux et des bactéries." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13386.
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Le thème de "Purification de l'Eau" gagne en importance de par le monde avec la prise de conscience que l'eau est une ressource précieuse et épuisable. Cette thèse concerne la préparation et la caractérisation de monolithes fonctionnalisés. Ces dernières polymérisés dans un moule sont des matériaux poreux de corps unique qui ne présentent pas de vide interstitiel comme cela est le cas lorsque l'on utilise des billes poreuses. Des monolithes à base de polystyrène fonctionnalisés par des groupes amine et amide ont été obtenus et utilisés pour la rétention des métaux lourds et de certaines bactéries. Les tests montrent que les monolithes possèdent non seulement une prometteuse capacité de rétention des métaux et d'asorption de bactéries, mais encore une bonne recyclabilité.
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Menard, Samuel. "Périphérie triac à base de silicum poreux." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR4022/document.
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Ces travaux de thèse portent sur le développement d’une périphérie innovante de TRIAC exploitant le caractère semiisolant du silicium poreux (PS). L’intégration de caissons PS type P à partir des profils de dopage du TRIAC est en effet accessible. Une revue des propriétés électriques du PS type P réalisée à partir de nos propres échantillons méso voire micro-poreux a donc été entreprise. Des mesures de capacités et des relevés I-V ont ainsi permis de déterminer l’évolution de la constante diélectrique relative du PS ainsi que sa résistivité en fonction de la porosité. Plus cette dernière est élevée et plus les propriétés diélectriques du PS se rapprochent de celles d’un isolant. L’analyse des résultats a également permis de clarifier les mécanismes de transport des porteurs au sein de la couche de PS. Des prototypes de TRIACs avec une terminaison de jonction à base de PS ont ensuite été conçus, fabriqués et étudiés. La localisation du PS et la gestion des contraintes mécaniques résultant de la formation du PS sont apparus comme les principaux verrous technologiques à surmonter. Des solutions ont été proposées, néanmoins les tenues en blocage atteintes se sont avérées insuffisantes. Des courants de fuite supérieurs à la dizaine de milliampères ont en effet été mesurés et ce pour des tensions de polarisation de l’ordre de 100 V. La géométrie des caissons PS et/ou la présence de charges fixes à l’interface PS / Silicium sont jugées responsables des résultats. Enfin, en s’appuyant sur un modèle macroscopique du PS, une nouvelle structure plus optimisée a été suggéréeThis PhD thesis deals with the development of a novel TRIAC periphery, exploiting the semi-insulating nature of porous silicon (PS). It is namely accessible to integrate P type PS wells through the doping profiles encountered in the TRIAC. Thus, a review of the P type PS electrical properties was achieved through dedicated samples. In this context, capacitance measurements and I-V plots were used to determine the evolution of the PS relative dielectric constant and its resistivity with the porosity. Higher the latter is, more insulating the PS is. By analyzing all the results, it was also possible to clarify the carrier transport mechanisms in the PS. Some TRIAC prototypes with a PS based junction termination were then designed, processed and studied. The stress coming from the PS formation and the PS masking were the main technological steps to solve. First solutions were proposed, nevertheless insufficient blocking performances were reached. Leakage currents higher than 10 mA were demonstrated while the bias voltage was only 100 V. The presence of fixed charges at the PS / Silicon interface and/or the geometry of the PS wells may explain these results. Finally, with the help of a macroscopic PS model, a more optimized structure was proposed
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Bueno, Maïté. "Etude dynamique des processus de sorption-désorption du tributylétain sur un milieu poreux d'origine naturelle." Pau, 1999. http://www.theses.fr/1999PAUU3003.
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La qualité de la ressource eau peut être degradée par la présence de contaminants liée aux activités humaines. Cette étude a pour objectif une meilleure compréhension de comportement d'un composé organominéral très toxique, le tributylétain (Tbt), en présence d'un milieu poreux saturé en eau afin d'estimer son devenir dans un hydrosystème souterrain. La première partie de ce mémoire résume les propriétés du Tbt, molécule cationique amphiphile, sa repartition et sa stabilité dans l'environnement, ainsi que les principales études de sorption rencontrées dans la littérature. L'ensemble des travaux publiés ayant été réalisé en réacteurs fermés, l'intérêt de l'utilisation d'un réacteur colonne est exposé. La deuxième partie porte sur la description des processus aux interfaces liquide-solide. Dans la troisième partie sont décrits les conditions opératoires et le sable d'origine naturelle utilisé comme milieu poreux. La méthode d'analyse du Tbt (Gh/Cg/Saafq) ainsi que celle permettant d'exploiter les résultats des essais en colonne sont présentées. Les résultats expérimentaux et leurs interprétations font l'objet de la quatrième partie du mémoire. L'influence de différents paramètres comme la vitesse de percolation, concentration injectée, Ph, force ionique, nature du cation de l'électrolyte, est etudiée. Ces expériences montrent l'existence de compétitions entre le Tbt, le proton et le cation de l'électrolyte. Du fait de l'absence d'effets cinétiques sur la rétention du Tbt ainsi que du comportement non-linéaire de la sorption, des isothermes de sorption ayant un caractère de type Langmuir sont déterminées. Differents conditionnements du milieu poreux montrent par ailleurs la présence en surface de sites d'affinité différente. L'influence du Ph est interprêtée en supposant que le cation Tbt#+ forme des complexes de surface monodentate avec ou sans échange de proton. Ce modèle permet une description très correcte des résultats expérimentaux dans le domaine de Ph (6 a 8) correspondants à ceux du milieu naturel pour lesquels le Tbt est fortement retenu sur la phase solide.
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Ansanay-Alex, Salomé. "Mise au point d'un nouvel échantillonneur intégratif à base de solide naturel poreux." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01016693.
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L'échantillonnage passif est une alternative prometteuse à l'échantillonnage ponctuel. Cette technique permet d'accumuler les contaminants présents dans l'eau directement in-situ, intégrant ainsi les variations de concentrations temporelles qui ne sont pas détectables avec l'échantillonnage ponctuel. Cependant la plupart des échantillonneurs commercialisés actuellement utilisent des phases complexes et coûteuses. Ces travaux de thèse ont pour objectif de mettre au point un nouvel échantillonneur intégratif plus robuste et moins coûteux, capable d'échantillonner autant les contaminants métalliques que les composés organiques. Pour cela, l'idée était d'utiliser comme phase adsorbante un minéral naturel poreux doté de fortes capacités d'adsorption ; des zéolithes et une sépiolite naturelle ont été envisagées. Le développement d'un tel dispositif est un processus complexe qui passe tout d'abord par l'étude des capacités d'adsorption des différents solides pour les contaminants métalliques ainsi que pour les composés organiques. La comparaison des capacités d'adsorption des différents solides démontre que la sépiolite est la plus efficace pour la rétention de la majorité des contaminants étudiés. Sur la base de ces résultats la sépiolite est sélectionnée comme phase réceptrice du nouvel échantillonneur. Le déploiement de ces nouveaux dispositifs dans un milieu semi-contrôlé soumis à différents scénarios de contamination met en lumière une importante capacité d'échantillonnage tant pour les métaux que pour les contaminants organiques hydrophiles. Enfin, dans une dernière étape.
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Colandini, Valérie. "Effets des structures réservoirs à revêtement poreux sur les eaux pluviales, qualité des eaux et devenir des métaux lourds." Pau, 1997. http://www.theses.fr/1997PAUU3002.
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Face aux problèmes hydrologiques engendrés par les pluies dans les villes et aux problèmes de préservation de la qualité des milieux récepteurs, il devient indispensable d'intégrer de nouvelles solutions techniques à l'assainissement pluvial classique. Les chaussées poreuses à structure réservoir, conçues pour réduire les débits et les volumes d'écoulement en zones urbaines fortement imperméabilisées, semblent jouer un rôle positif dans l'épuration des eaux pluviales. Cependant le fonctionnement épuratoire de ces structures est encore mal connu. Sur le cas concret d'un site expérimental à Reze (près de Nantes), le travail de recherche a consisté à obtenir une vision synthétique des effets d'une chaussée poreuse à structure réservoir mise en place depuis plusieurs années. Cette investigation a montré l'efficacité de l'ouvrage pour maîtriser quantitativement et qualitativement les écoulements pluviaux, par rapport aux écoulements analyses à l'aval d'un bassin versant de référence équipé d'un réseau d'assainissement séparatif. La contamination métallique particulaire est localisée essentiellement dans les particules colmatant le revêtement poreux de la chaussée ; le sol sous la structure est très peu contaminé. De granulométrie comparable à du sédiment de rue, les colmatants sont d'autant plus contaminés en plomb, cuivre, cadmium et zinc que le trafic sur la chaussée, la proportion de particules fines et de matière organique dans le sédiment sont élevées. L'approche qualitative des interactions entre les métaux lourds et colmatant par application d'un schéma d'extractions séquentielles montre que les polluants sont potentiellement remobilisables lors de variations des conditions physico-chimiques du milieu. L'approche quantitative par établissement des isothermes d'adsorption indique que les capacités de fixation des colmatants sont relativement saturées en plomb et en zinc et d'après le schéma d'extractions séquentielles, les métaux fixés lors des tests d'adsorption sont associés aux particules par des interactions théoriquement faciles à solubiliser. Pour limiter le risque de dispersion des contaminants métalliques, les colmatants résultant de l'entretien des revêtements poreux enrobés drainant doivent être gérés comme des déchets pollués, la fraction granulométrique fine pourrait être traitée en milieu acide avant sa mise en décharge.
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Ragon, Florence. "Solides hybrides poreux cristallisés à base de métaux de transition tétravalents : synthèse exploratoire, cristallisation et préparation à grande échelle." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0018.
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Les « Metal-Organic Frameworks » (MOFs) sont des solides hybrides poreux cristallins présentant une grande richesse sur le plan de leur composition, structure et porosité. Actuellement, ces phases suscitent un engouement très important pour de nombreuses applications potentielles (stockage, séparation, biomédecine, catalyse…). Cette thèse porte sur l’étude de MOFs synthétisés à partir de ligands polycarboxylates et de métaux tétravalents (Zr, Ti). L’emploi de métaux à haut degré d’oxydation se justifie par l’obtention de MOFs présentant une stabilité thermique et chimique généralement supérieures à celles des MOFs construits à partir de cations di- ou tri-valents. Durant ce travail, deux approches ont été poursuivies. La première, à caractère exploratoire, concerne d’une part la synthèse et la caractérisation d’une série de solides isoréticulaires nommés MIL-140(Zr) (MIL pour Matériaux de l’Institut Lavoisier) et d’autre part la préparation de nouveaux MOFs à base de titane et d’un ligand carboxyphénolate. Dans une seconde approche, plus appliquée, la mise à l’échelle (multi-grammes) d’une série de MOFs microporeux fonctionnalisés de type UiO-66(Zr) a été réalisée parallèlement à l’étude de leur cristallisation par diffraction in situ à l’aide d’un rayonnement RX synchrotronMetal-Organic Frameworks (MOFs) are crystalline porous hybrid solids that present very interesting properties due to their tunable structure, composition and porosity. These phases are currently attracting a great of attention in diverse potential applications (storage, separation, biomedicine, catalysis. . . ). This thesis is devoted to the study of MOFs synthesized from polycarboxylates and tetravalent metals (Zr, Ti). These high oxidation state metals may lead to MOFs with chemical and thermal stabilities usually higher than MOFs build up from di- and tri-valent cations. During this work, two approaches were undertaken. The first was exploratory and covers the synthesis and characterizations of a series of isoreticular solids named MIL-140(Zr) (MIL stands for « Matériaux de l’Institut Lavoisier »). Furthermore, new titanium phases with a carboxyphenolate linker were studied. In a second approach, synthesis conditions compatible with the gram scale-up of a serie of functionalized microporous MOFs with UiO-66(Zr) type was realized in parallel with the in situ study of the crystallization by synchrotron X-ray diffraction
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Assavapanumat, Sunpet. "Design de Matériaux Poreux pour des Applications Électrochimiques." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0092.
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Le développement de matériaux poreux est l'un des sujets de recherche les plus fascinants notamment grâce à ces nombreuses applications allant de l'analyse chimique à la séparation et la catalyse. Parmi l'énorme quantité de matériaux poreux différents, les métaux nanoporeux sont le meilleur choix en raison de leurs propriétés intrinsèques telles qu'une grande surface active, un grand volume de pores et une grande accessibilité moléculaire pour les molécules qui doivent diffuser au sein de la matrice où des sites catalytiquement actifs sont localisés. Afin de synthétiser de tels matériaux, une approche modèle est généralement utilisée pour générer des structures poreuses uniformes, y compris des modèles durs et mous, qui dépendent de la forme des modèles. Dans la présente thèse, l'élaboration de diverses électrodes métalliques poreuses via une approche de modèle souple et leurs applications potentielles dans le domaine de l'analyse énantiosélective, de la synthèse et de la séparation seront discutées. Plusieurs métaux à empreinte chirale seront présentés tels que le platine et le nickel dont la surface électroactive est significativement augmentée. Par la suite, ces métaux mésoporeux à empreinte chirale peuvent être utilisés pour améliorer les performances électrochimiques de différents systèmes allant de la synthèse électrochimique de composés chiraux à la séparation chirale ou encore l'actionnement, dont l’importance est grande pour des applications pharmaceutiques. La première partie du présent travail est consacrée à l'élaboration de métaux à empreinte chirale pour la synthèse asymétrique. Les surfaces actives du matériau d'électrode préparés présentent une sélectivité étonnamment élevée en terme de synthèse chirale lorsqu'elles sont combinées avec le concept d'électrochimie pulsée. La deuxième partie du manuscrit est consacrée à l’utilisation de composés naturels énantiomériquement purs pour faciliter la séparation des deux énantiomères d'un mélange racémique en appliquant un potentiel à la matrice métallique afin de contrôler les interactions électrostatiques entre les composés chiraux et les surfaces d’intérêt. Dans les conditions les plus appropriées, une séparation complète des deux énantiomères peut être observée. La troisième partie de cette thèse porte sur la détection chirale pour laquelle un film hybride de Pt imprimé chiral et de polypyrrole est utilisé comme actionneur sélectif dans des conditions d’électrochimie bipolaire. Les propriétés synergiques des deux matériaux, l'activation sans fil et la reconnaissance chirale, ont été combinées avec succès pour l'analyse chirale sans fil. Outre la conception et l'application de films métalliques chiraux mésoporeux, le dernier chapitre démontre l'élaboration de métaux structurés hiérarchiquement contenant des caractéristiques macro et mésoporeuses, obtenus en utilisant simultanément des approches de modèles durs et mous pour l’électrocatalayse de l'oxygène en milieu basique. Des nanofeuilles de nickel multiporeuses ont été préparées via un processus d'électrodéposition en deux étapes en présence de billes de silice et de surfactant comme modèles pour contrôler respectivement la structure macro et mésoporeuse. L'effet synergique résultant des cavités macroporeuses et mésoporeuses combinées permet un réglage fin des propriétés structurelles, des performances électrocatalytiques et de la stabilité du matériau pour l’électrolyse de l’eau. En conclusion, nos résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour le développement de nouveaux matériaux poreux qui présentent un intérêt potentiel pour diverses applications, telles que l'analyse chirale, la synthèse asymétrique, la séparation chimique, ainsi que la conversion et le stockage d'énergieThe development of porous materials has been one of the most fascinating research topics in the frame of a wide variety of applications ranging from chemical analysis to separation and catalysis. Among the huge amount of different porous materials, nanoporous metals are one of the most interesting candidates because of their outstanding properties such as a high surface area, a large pore volume and a high accessibility for guest molecules which have to diffuse into the internal matrix where catalytically active sites are located. In order to synthesize such materials, a templating approach, including hard and soft templating is typically used to generate uniform porous structures, depending on the shape of the templates. In the present dissertation thesis, the elaboration of various porous metal electrodes via a soft templating approach and their potential applications in the field of enantioselective analysis, synthesis and separation are discussed. Several chiral imprinted metals such as platinum and nickel with a significantly increased internal electroactive surface area are studied. Subsequently, these chiral imprinted mesoporous metals can be used to improve the electrochemical performance with respect to several tasks, including electrochemical synthesis of chiral compounds, chiral separation and actuation, which are important for pharmaceutical applications. The first part of the present work is devoted to the elaboration of chiral imprinted metals for asymmetric synthesis. The prepared electrode surfaces show a surprisingly high selectivity in terms of chiral synthesis when they are combined with the concept of pulsed electrochemistry. The second part of the manuscript is dedicated to their use for the separation of racemic mixtures with the opportunity to fine-tune the separation efficiency by applying a potential to the metal matrix in order to adjust the electrostatic interactions between the chiral compounds and the designer surfaces. Under the most suitable conditions, complete baseline separation of both enantiomers can be observed. The third part of this thesis deals with chiral detection, for which a hybrid film of chiral imprinted Pt and polypyrrole is used as a selective actuator under bipolar electrochemical conditions. The synergistic properties of both materials, wireless actuation and chiral recognition, have been successfully combined for wireless chiral analysis. Apart from the design and application of chiral mesoporous metal films, the last chapter is dedicted to the elaboration of hierarchically structured metals containing macro- and mesoporous features, obtained by using simultaneously hard and soft templating approaches for electrocatalytic oxygen evolution in basic media. Multiporous nickel nanosheets were prepared via a two-step electrodeposition process in the presence of silica beads and surfactant as templates to control the macro- and mesoporous structure, respectively. The resulting synergistic effect of combined macroporous and mesoporous cavities allows fine tuning structural properties, electrocatalytic performance and stability for water splitting applications. In conclusion, our findings open interesting perspectives for development of new porous materials, which are of potential interest for various applications, such as chiral analysis, asymmetric synthesis, chemical separation, as well as energy conversion and storage
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Ben, Ghozi-Bouvrande Justine. "Les liquides poreux : un nouveau concept pour la séparation chimique." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2022. http://theses.enscm.fr/ENSCM_2022_BENGHOZI-BOUVRANDE.pdf.
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Les composés organiques volatiles étant un problème environnemental majeur, des alternatives à l’extraction liquide-liquide qui utilisent des solvants en grande quantité sont au cœur des recherches. Les liquides poreux à base de silice sont un nouveau type de matériau liquide, original et versatile, composés de nanoparticules greffées par des fonctions ioniques. De par leur forte versatilité et leur volatilité nulle, ce type de liquide représente un candidat prometteur pour remplacer les phases organiques de l’extraction liquide-liquide. Après un état de l’art des différents types de liquides poreux, ce manuscrit de thèse décrit la synthèse d’un liquide poreux de type I et la caractérisation de ce matériau à toutes les étapes de sa synthèse. Cette étude visant à démontrer la possibilité d’utiliser les liquides poreux pour l’extraction de métaux, la perméabilité de ces matériaux aux gaz et à des solutions aqueuses a été étudiée par diffusion des neutrons aux petits angles. Grâce à une expérience in situ originale, il a été montré que toute la porosité n’est pas accessible aux gaz lorsque les nanosphères de silice sont greffées pour être rendues liquides. Néanmoins, une étude par variation de contraste a montré que les nanosphères solides et les liquides poreux sont perméables aux solutions aqueuses. Des premiers tests d’extraction ont permis de prouver que grâce à cette perméabilité, les matériaux peuvent extraire des cations comme le plomb ou l’uranium dans des proportions intéressantes et via des modes d’extraction différents. Ces travaux ont montré que l’extraction de métaux par des liquides poreux est possible et ouvert ce sujet à de nombreuses perspectives d’optimisationOrganic volatile compounds are an important environmental stake. As liquid-liquid extraction is using huge quantities of organic solvents, finding an alternative process is the focus of many scientific research. Silica based porous liquids are made up with ionic functions grafted on silica nanoparticles. Thanks to their substantial versatility and low volatility, this type of porous liquid is considered in this thesis as a promising candidate to substitute organic phases of liquid-liquid extraction. After a state of the art describing the different types of porous liquids, this thesis describes the synthesis of the selected type I porous liquid and its complete characterization. Effect of several synthesis parameters on structure and porosity was also studied. In order to evaluate the possibility to use such porous liquid to extract metals, their permeability to gas and liquids was studied with small angles neutrons scattering. Thanks to an original in situ experiment coupling neutron scattering and contrast matching gas sorption, it was shown that porosity is not fully accessible to gas when the solid nanospheres are grafted to become liquid. However, a contrast matching study showed that both solid nanospheres and porous liquids are permeable to aqueous solutions. Preliminary extraction tests showed that thanks to this permeability, these materials are able to extract cations such as lead, lanthanum or uranium with interesting proportions. Different extraction mechanisms as sorption, precipitation or chelation on functional groups were obtained. This work shows that extraction of metal species by porous liquid is possible and opens many perspectives for optimization
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Wattanakit, Chularat. "Élaboration et application de matériaux poreux : études théoriques et expérimentales." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00912339.
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Dans ce travail nous étudions l'élaboration, la caractérisation et les applications de différents matériaux poreux. L'étude est organisée en trois parties majeures: la synthèse de zéolithes micro/mesoporeux et leur application potentielle dans l'industrie pétrochimique, l'étude théorique de mécanismes réactionnels sur des zeolites microporeux, et le design de métaux mesoporeux avec une chiralité intrinsèque de leur surface interne. Ces matériaux poreux montrent des propriétés excellentes, notamment pour des applications potentielles en catalyse et comme interfaces chirales.
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Vansimaeys, Caroline. "Comportement à long terme de dépôts de sédiments de curage : approche mécanistique du transfert de métaux en milieu poreux non saturé." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10025/document.
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L’entretien des cours d’eau génère des volumes conséquents de sédiments, qui, en zones urbanisées, sont souvent contaminés en métaux. Une fois curés, ces sédiments sont déposés à terre de façon pérenne ou transitoire ; se pose alors la question de leur impact environnemental. L’objectif de ce travail était d’évaluer l’évolution du potentiel mobilisable de métaux et les paramètres en jeu dans le vieillissement des dépôts. Ce dernier a été simulé en conditions contrôlées au laboratoire à l’aide de deux protocoles de vieillissement : le premier visant à simuler un dépôt en conditions drainantes, le second en conditions hydromorphes. La mise en solution des métaux et l’évolution de leur distribution dans les compartiments de la phase solide ont été suivies au cours du temps. La mise en dépôt provoque un départ rapide de Cd, Cu, As et Zn vers le compartiment matière organique, associations stables avec le vieillissement du dépôt sauf pour le Cd. Le transfert de Cd, Cu, As et Pb vers le compartiment oxyhydroxydes intervient plus tardivement et ces associations perdurent avec le temps. Seule l’association Zn-oxyhydroxydes est rapide mais elle est instable au cours du temps. Le compartiment acido-soluble devient rapidement prépondérant pour le Zn, le Cd et le Pb suite à la mise en dépôt et le reste avec le vieillissement. Les conditions de dépôt ont un impact mineur durant les premiers temps suivant la mise à terre. Par contre, avec le temps de dépôt, les conditions d’hydromorphie entraînent un départ de quantités plus élevées de Cd, Cu et Zn vers les eaux de drainage et dans le compartiment échangeable du sédiment par rapport au dépôt en conditions drainantesCanal dredging generates high volumes of sediments which are often heavily contaminated with metals, especially in industrialized zones. Dredged sediments are usually deposited on land for long or temporary periods, and may impact surrounding environments. The aim of this study was to assess the potential of metal mobilisation during the ageing of sediment deposits. Sediment ageing was simulated in laboratory under controlled conditions with two protocols of wetting-drying : le first one simulated a sediment disposal in drained conditions and the second one hydromorphic conditions. The solubilisation of metals and their speciation in solid phase were followed over time. The distribution of metals was determined by selective dissolution. Sediment deposit on land leads to a fast transfer of Cd, Cu, As and Zn into the organic matter pool and these associations are stable with time excepted for Cd. The transfer of Cd, Cu, As and Pb into the oxyhydroxydes pool takes place later on following the disposal of sediment, excepted for the Zn-oxyhydroxides association, which is rapid but not stable with time. The acido-soluble pool becomes rapidly predominant for Zn, Cd and Pb after the sediment disposal and persists over time. Deposit conditions have no impact during the first time of the deposit. But, with time, hydromorphic conditions lead to a transfer of higher quantities of Cd, Cu and Zn into draining water and into exchangeable positions than the deposit in drained conditions
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Gontier, Sylvie. "Synthèse de matériaux mésoporeux et leurs applications dans certaines réactions d'oxydation douce." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10119.
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Nous avons synthetise des silices mesoporeuses a temperature ambiante par organisation de silice autour de micelles organiques. Ces micelles, formees a partir d'amines primaires, interagissent avec la silice par des liaisons de type liaison-hydrogene, et peuvent etre eliminees par simple extraction dans l'ethanol a reflux. Les solides ainsi extraits possedent de grandes surfaces specifiques (>1000 m#2/g) et des pores pouvant atteindre 35 a de diametre. Nous avons optimise les conditions de synthese de ces materiaux et nous avons montre qu'il est possible d'y incorporer des cations tetravalents et trivalents. Les cations sont dans des positions isolees et en coordination essentiellement tetraedrique dans la charpente silicique. Ces materiaux ont ete utilises pour catalyser l'oxydation douce en phase liquide de certaines molecules organiques par h#0o#2 et #tbuooh. Nous avons montre que l'aniline peut etre oxydee par h#2o#2 a faible temperature (t<50c) sur une zeolithe de type titanosilicalite-1. Selon les conditions de reaction, la selectivite en azoxybenzene peut atteindre 95% pour une conversion en h#2o#2 voisine de 100%. Cependant, la reaction est limitee par la diffusion des produits et/ou des reactifs dans les pores de la zeolithe. L'utilisation de silices mesoporeuses substituees par des ions de metaux de transition permet d'obtenir de meilleurs resultats et d'utiliser des oxydants plus volumineux tels que #tbuooh. Les produits majoritairement formes sur des catalyseurs au titane ou au zirconium avec h#2o#2 sont le nitrosobenzene, l'azobenzene et l'azoxybenzene. L'utilisation de #tbuooh augmente considerablement la selectivite en azobenzene. Nous avons suggere que cette molecule pouvait etre formee par une voie non catalytique, necessitant la presence de radicaux en solution. En revanche, les tamis moleculaires substitues par le vanadium ne sont actifs qu'avec #tbuooh et convertissent l'aniline de maniere selective en nitrobenzene. Cette difference a ete attribuee a differents mecanismes de reaction sur les catalyseurs au titane et au vanadium. Les nouveaux catalyseurs mesoporeux contenant des ions de metaux de transition permettent de surcroit d'oxyder des molecules volumineuses telles que le norbornylene ou le 2,6-di-tert-butylphenol, reactions impossibles sur les zeolithes.
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Ghoul, Mouloud. "Structures composites "silice/poly(éthylèneimine)" modifiées : élaboration, caractérisation et application à la dépollution métallique dans les eaux." Lille 1, 2003. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/5bd9a289-a7fd-4e28-8dc1-369314894461.
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De nombreuses activités humaines (industries métallurgiques, textiles. . . ) sont responsables de la pollution des effluents aqueux par des cations métalliques. Dans ce contexte, nous avons élaboré et caractérisé différents supports, à base de silice et de poly(éthylèneimine), modifiés en vue de leur application pour la dépollution de ces eaux contaminées par des métaux lourds. Leur mise au point nécessite deux étapes : l'enrobage, par adsorption de la poly(éthylèneimine) à la surface de particules de silice de forme irrégulière et la réticulation, par trois molécules susceptibles de complexer les métaux : le glutaraldéhyde, l'acide éthylène diamine tétraacétique et l'acide citrique. Les études réalisées par ATG, RMN 13C à l'état solide et par spectroscopies Infrarouge et Raman, ont permis de mettre en évidence la présence de la poly(éthylèneimine) seule et modifiée à la surface des particules de silice. Ensuite, nous avons testé l'efficacité de nos supports vis-à-vis de quatre cations métalliques (Pb(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II)) suivant deux méthodes : batch et dynamique. Leur efficacité a été discutée suivant de nombreux paramètres (temps de contact, pH, force ionique. . . ).
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Fèvre, Angélique. "Le silicium poreux pour les périphéries TRIAC." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR4028/document.
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Ces travaux se sont consacrés à l’étude de l’intégration du silicium poreux au procédé de fabrication des TRIACs. Ce matériau a pour but d’optimiser les structures actuelles du point de vue de leur périphérie. Son utilisation en tant que terminaison de jonction pourrait ouvrir la voie à une diminution de la taille des puces et donc augmenter la quantité de puces par wafer. Le silicium poreux est intégré aux périphéries des TRIACs par gravure électrochimique dans du silicium faiblement dopé n (30−40 Ω.cm). Pour assurer le bon déroulement de la réaction et ce dans un cadre industriel, la technique d’injection de trous depuis une jonction p+/n est étudiée. L’influence des paramètres d’anodisation dans ces conditions est analysée. Une double couche composée de silicium macroporeux rempli de silicium mésoporeux et surmonté d’une couche de nucléation a été obtenue. Le silicium poreux est localisé dans la périphérie des TRIACs. Des mesures de tenue en tension d’une jonction p/n présentant cette terminaison à base de silicium poreux ont été évaluées et ont montrées des tenues en tension dix fois supérieures à la même structure sans silicium poreux. Toutefois, des perspectives d’amélioration sont proposées car ces résultats restent insuffisantsThe integration of porous silicon to TRIACs process is studied. The aim of this material is to optimize current structures dedicated to electrical insulation of those components namely the periphery. The use of porous silicon as junction termination could allow the increase of the number of die per wafer. Porous silicon is integrated to TRIAC peripheries by electrochemical etching in low doped n type silicon (30−40 Ω.cm). Hole injection from a p+/n junction is studied to determine the performance of the reaction as part of an industrial microelectronic process. The reaction parameters are studied in those conditions. A double layer consisting in a macroporous layer fully filled with mesoporous silicon and surmounted by a nucleation layer, is obtained. Porous silicon formation is limited to TRIAC peripheries. Voltage withstand of a p/n junction with porous silicon termination shows values ten times higher than the same structure without this insulator. Nevertheless, prospects of improvement are suggested because those results are insufficient
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Cauvel, Anne. "Catalyseurs pour procédés propres : étude de la fonctionnalisation de solides poreux par greffage de centres actifs." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20137.
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Le sujet de cette these est l'elaboration de nouveaux solides composites par greffage d'entites organiques a la surface de silices mesoporeuses et l'etude de leurs proprietes catalytiques et d'adsorption particulieres. L'application visee de cette etude est la mise au point de nouveaux procedes industriels non polluants. La premiere partie concerne la synthese de silices de type mcm-41 caracterisees par leur structure mesoporeuse reguliere formee par un arrangement hexagonal de canaux de taille 20-50 angstroms. La modification de ces nouveaux materiaux par greffage d'entites organiques fonctionnelles, a l'aide de liaisons si-o-si, leur conferent des proprietes catalytiques specifiques tout en preservant leurs caracteristiques texturales particulieres. La seconde partie de cette these se rapporte a la valorisation de ces nouveaux solides fonctionnalises en adsorption et en catalyse. Une premiere etude concerne la recherche des proprietes d'adsorption de metaux de transition par les silices greffees avec des ligands complexants et leur application comme depolluants, ou comme catalyseurs d'oxydation en presence d'air. Une deuxieme application etudiee porte sur l'utilisation des silices modifiees avec des groupements amine comme catalyseurs basiques pour la reaction de knoevenagel et d'ouverture d'epoxyde
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Mazilu, Irina. "Nanoparticules métalliques déposées sur des matériaux poreux multifonctionnels pour des applications catalytiques." Thesis, Poitiers, 2017. http://www.theses.fr/2017POIT2268.
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L’objectif de cette thèse est le développement de nouveaux systèmes catalytiques à base de nanoparticules métalliques non nobles (Cu et/ou Co MNPs) déposées sur des supports mésostructurés multifonctionnels. Plusieurs supports ont été préparés par dopage de silices SBA-15 avec des hétéroatomes de type Al, Ga et Fe en utilisant la méthode de saut de pH ou par recouvrement de la surface de la SBA-15 par les oxydes correspondants en utilisant l’infiltration des sels fondus. Egalement, des supports SBA-15 hybrides organique-silice sont synthétisés par élimination partielle du porogène, et ont été utilisés pour la dispersion des phases métalliques. Les caractérisations et les résultats catalytiques démontrent que la fonctionnalisation des supports SBA-15 avec des hétéroatomes ou avec des groupements polyéthers permettent d’obtenir un contrôle amélioré de l’environnement local des MNPs hébergées, permettant d’ajuster à la fois l'interaction métal-support et la taille des nanoparticules, pour finalement affiner les performances catalytiques en termes d'activité et de chimiosélectivité pour l'hydrogénation en phase liquide d'aldéhydes insaturés tels que le cinnamaldéhyde. De plus, les matériaux SBA-15 dopés par l’oxyde de fer, isolé et/ou fortement dispersé, présentent d’excellentes propriétés catalytiques pour la dégradation de polluants dans l’eau (Reactive Red 120)The objective of the Ph.D. thesis is the development of new catalytic systems based on non-noble metal nanoparticles (Cu and/or Co MNPs) hosted in functional mesostructured hosts. To this aim, various supports are prepared by doping SBA-15 with Al, Ga and Fe heteroatoms using the two-step pH-adjustment method or by coating the SBA-15 surface with Al, Ga and Fe oxides using the melt infiltration approach. Likewise, hybrid organic-silica SBA-15 supports are obtained by partial extraction of the Pluronic P123 surfactant. The characterization and catalytic results show that the functionalization of SBA-15 supports with heteroatoms or with polyether groups originating from the native surfactant represents new strategic lines to achieve an enhanced control on the local environments of hosted MNPs and to engineer both the metal-support interaction and nanoparticle size, ultimately to fine tuning the performances of Cu and/or Co-based nanocatalysts in terms of activity and chemoselectivity for the liquid-phase hydrogenation of unsaturated aldehydes, such as cinnamaldehyde. Furthermore, SBA-15 materials containing Fe species in isolated and/or highly dispersed states are evaluated for the Fenton-type peroxidation of Reactive Red 120 azo dye, exhibiting excellent catalytic properties for the dye degradation
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Gay, Guillaume. "Application du froid artificiel au traitement des boues et des sols pollués par des métaux lourds : théorie et expériences à petite échelle sur des milieux modèles." Marne-la-vallée, ENPC, 2001. http://www.theses.fr/2001ENPC0016.
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Boulet-Des, Grousilliers Hélène. "Site, interaction et réactivité de métaux carbonyles dans le volume poreux des zéolithes faujasites : étude par réflexion diffuse infrarouge et diffusion Raman." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10063.
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Le réseau des zéolithes (alumino-silicates cristallisés) peut organiser et diriger les réactions chimiques de composés organométalliques vers des systèmes actifs en catalyse par coordination ou en électronique moléculaire. L'objectif du travail présenté a été d'observer les actions spécifiques des zéolithes sur les métaux carbonyles et sur leur chimie intrazéolithe. Le système de pores et de cavités des zéolithes anhydres de type faujasite (Na85X, Na55Y et Y*) permet la diffusion des métaux carbonyles M(CO)6 (M=Cr, Mo, W) et Mn2(CO)10 et de ligands organiques d'encombrement moléculaire adapté. Les techniques de spectroscopie vibrationnelle: réflexion diffuse infrarouge et diffusion Raman, s'adaptent très bien à l'étude des échantillons en poudre dans des conditions «in situ» (température, vide et pression de gaz). Ainsi il a été démontré que les molécules de métal carbonyle sont piégées dans des sites bien caractérisés de la supercavité et que ces molécules sont soumises à des gradients de champ électrostatique dépendants du type de zéolithe. Les sites d'absorption ont été visualisés par modélisation moléculaire. La coadsorption de ligands organiques (arènes et pyridine) provoque des perturbations sur le site d'adsorption des métaux carbonyles. Une activation thermique induit des réactions chimiques spécifiques des zéolithes. En effet, selon la nature de la zéolithe (rapport Si/Al, nombre et nature des cations extraréseau) le support se comporte comme un solvant (Y*), un réactif (Na85X) et un catalyseur (Na55Y). Les effets de confinement et de gradient de champ électrostatique du réseau poreux conduisent à une véritable chimie supramoléculaire
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Hébrard-Labit, Céline. "Influence du compartiment bactérien sur le transfert du zinc en milieu poreux non saturé : expériences et modélisation." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0119.
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Les nombreux modèles de transfert de polluants dont dispose la communauté scientifique sont essentiellement hydrauliques et/ou physico-chimiques. Bien qu'elles puissent affecter directement les propriétés de transport des métaux, polluants non organiques, les interactions micro-organismes / métaux, ne sont que très rarement associées à l'hydraulique et la chimie du transfert en milieu poreux. Ce travail concerne l'influence des mécanismes d'interaction bactérie/métal sur le devenir du zinc en milieu sableux non saturé. Nous avons étudié, en fonction du pH (4 à 7) et de la concentration en zinc (2 à 20 mg Zn/l), l'int1uence d'une souche bactérienne, Pseudomonas putida, sur le transfert du métal. Des expériences en réacteurs fermés et en colonnes, avec et sans bio-film, ont montré une rétention plus importante du zinc en présence de cellules. L'influence de la microflore, significative dans les conditions testées, augmente avec la densité de cellules et le pH, pour être maximale à pH 6. La rétention par les bactéries est linéaire en milieu acide, et de type Freundlich à pH 7. Le zinc est retenu à pH 4 et 5 de façon réversible, tandis qu'apparaissent, à pH 6 et 7, des processus physico-chimiques irréversibles (précipitation) dont l'influence prédomine à pH neutre sur la biosorption. Un ajustement satisfaisant des courbes d'élution du métal a été obtenu, en milieu stérile comme en milieu colonisé, par l'utilisation d'un modèle de transfert distinguant deux fractions d'eau (mobile et immobile) et considérant une rétention linéaire selon une cinétique du premier ordre ainsi qu'un terme de consommationMost of the numerous models developed in the recent years to simulate the fate of chemicals in porous media only rely on hydrodynamic and physico-chemical processes. Although biological mechanisms have been clearly identified to modify metallic ions transport properties, microorganism / metal interactions have hardly ever been related to transfer hydraulics and chemistry. The aim of the present work was to assess the influence bacteria/metal interaction mechanisms can have on metal fate in unsaturated medium. We have investigated the role of a bacterium strain, Pseudomonas putida, in zinc transfer through a non saturated sandy medium, as a function of pH (4 to 7) and metal concentration (2 to 20 mg Zn/L). Our experimental approach was based on batch and column experiments, both with and without biofilm. Zinc retention has been found to be more important in the presence of bacteria cells. Microflora influence, clearly identified in the tested conditions, increased with cell number and pH, to reach a maximum at pH 6. Under acidic conditions, the retention was subject to a linear isotherm whereas at pH 7 a good agreement was found with a Freundlich type equation. Zinc is retained at pH 4 and 5 by reversible processes while irreversible physico-chemical retention mechanisms (precipitation) seemed to be involved at pH 6 and 7, and to predominate on biosorption at neutrality. In sterile medium as well as in colonized one, cation transport was correctly described by coupling a two-region model (mobile/immobile) with a first order kinetic linear retention and a consumption term
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El, Osta Racha. "De nouveaux solides hybrides poreux : synthèse, caractérisation, mécanismes de formation et séparation en phase liquide." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2012. http://www.theses.fr/2012VERS0028.
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Depuis une dizaine d’années, les recherches sur la synthèse de matériaux poreux de type MOF (Metal-Organic Framework) font l’objet de nombreuses études en raison de leurs applications potentielles. Ces composés cristallisés ont la particularité de présenter des structures atomiques tridimensionnelles construites à partir de motifs inorganiques reliés entre eux par des ligands organiques (de type acide polycarboxylique) formant des cavités avec différentes géométries (cages, tunnels, etc. . . ) avec des tailles pouvant aller jusqu’à 30-40 Å et caractérisées par des surfaces spécifiques élevées (500-4000 m2. G-1). La perspective de nouvelles applications dans le domaine de la séparation, la récupération et la purification de molécules organiques en phase liquide effectuées à partir d'une matrice poreuse hybride inorganique-organique a été un challenge à relever dans le cadre de cette thèse. Les propriétés novatrices et très prometteuses du MIL-53(Fe) ont conduit à une synergie favorable pour la séparation des BTEX (Benzène, Toluène, Ethylbenzène et les trois isomères du Xylène) par chromatographie CLHP. D’autre part, la synthèse solvothermale, la résolution structurale et les caractérisations physico-chimiques de différents solides ultralégers obtenus à base de métaux alcalins (lithium et sodium) et d’acides polycarboxyliques ont été reportés ainsi que l’étude des mécanismes de formation de quelques MOFs par diffraction des rayons X in situ en utilisant les possibilités du rayonnement synchrotron à l’aide d’un nouveau modèle cinétique permettant de séparer les deux étapes principales du phénomène de cristallisation : la nucléation et la croissanceDuring the last decade, research on the synthesis of MOF (Metal-Organic Framework) porous materials has been the subject of many studies due to potential applications of the materials. These crystalline compounds present three-dimensional atomic structures constructed from inorganic motifs linked by organic ligands (polycarboxylic acid) forming cavities with different geometries (cages, tunnels, etc. . . ) with sizes up to 30-40 Å and characterized by high specific surface areas (500-4000 m2. G-1). The prospect of new applications in the area of separation, recovery and purification of organic molecules in liquid phase using a porous inorganic-organic hybrid was a challenge to be addressed in the context of this thesis. The innovative and very promising properties of MIL-53 (Fe) led to a new method for the separation of BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and the three isomers of xylene) by HPLC chromatography. In addition, the solvothermal synthesis, crystal structure resolution and physicochemical characterizations of various lightweight solids based on alkali metals (lithium and sodium) and polycarboxylic acids have been reported, as well as the study of the mechanisms of formation of some MOFs by in situ X-ray diffraction (synchrotron radiation). Using a new kinetic model it has proved possible to distinguish the two main steps of the phenomenon of crystallization: nucleation and growth
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Monchiet, Vincent. "Contributions à la modélisation micromécanique de l'endommagement et de la fatigue des métaux ductiles." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Monchiet.pdf.
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Cette étude comporte deux parties principales respectivement dédiées à la fatigue polycyclique (à grand nombre de cycles) et à la rupture ductile des métaux. Dans la première partie de la thèse, traitant de la fatigue polycyclique, on se place dans le cadre de l'approche multiéchelle de Dang Van, essentiellement basée sur des mécanismes de plasticité à l'échelle des grains. Cette approche est étendue en y incorporant les micromécanismes d'endommagement par croissance de microvides. Le modèle micromécanique proposé repose sur un couplage plasticité-endommagement à l'échelle des grains, la prise en compte de l'endommagement étant effectuée en adaptant à la plasticité cristalline l'approche par analyse limite de Gurson. Le critère de fatigue issu du raisonnement micromécanique combine à l'échelle microscopique une condition d'adaptation et une condition de porosité critique. Sa traduction à l'échelle macroscopique est réalisée via une transition micro-macro de type Kröner-Eshelby. Pour illustrer la pertinence de ce critère, nous présenterons une confrontation de ses prédictions à des données expérimentales issues de la littérature. En particulier, pour des chargements affines macroscopiques, il est démontré que le critère rend adéquatement compte des effets d'une contrainte moyenne et de l'influence de la pression hydrostatique. Malgré ces bonnes performances, il convient de souligner que le critère de fatigue proposé ne permet pas de prendre en compte l'anisotropie induite par les processus de micro-endommagementCe constat a conduit, dans la seconde partie de l'étude, à de nouveaux développements concernant l'endommagement ductile des métaux. Un premier développement a consisté à étendre les critères macroscopiques de plasticité des milieux poreux, par la prise en compte simultanée de l'anisotropie plastique des métaux et de la forme des cavités. Les résultats obtenus sont validés en les comparant, soit aux résultats connus dans des cas particuliers, soit à des solutions numériques élaborées lors de l'étude. Un autre volet important de cette seconde partie de la thèse a porté sur la proposition de nouvelles améliorations des critères macroscopiques de plasticité des milieux poreux en considérant, dans l'approche classique par analyse limite, des champs de vitesse plus riches que ceux utilisés jusqu'à présent. Ces champs d'essai sont inspirés de la solution du problème d'inclusion inhomogène d'Eshelby. On démontre d'abord que le critère résultant de la considération de ces champs améliore notablement celui de Gurson; plus exactement, la surface de charge obtenue coïncide remarquablement avec la borne non linéaire d'Hashin-Shtrikman à faibles taux de triaxialité, et avec le critère de Gurson à forts taux de triaxialité. Ces résultats tout à fait nouveaux sont confirmés dans le cas plus général d'une cavité sphéroïdale, ce qui prolonge les résultats existants, améliorés ici de manière significative dans le cas des fissures en forme de monnaie
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Colin, Jérôme. "Instabilités de surface de solides contraints." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2318.
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L'etude des proprietes d'adhesion de materiaux tels que les films minces sur substrats ou les multicouches nous a permis de caracteriser l'influence du melange des interfaces, realise par implantation ionique ou par diffusion thermique, sur les contraintes presentes dans ces structures ainsi que sur la propagation de fissures dans leurs interfaces. Nous avons aussi etudie le developpement d'instabilites sinusoidales de type rayleigh sur les surfaces de structures cylindriques soumis a des contraintes axiales. Une etude cinetique de l'evolution des surfaces laterales de whiskers et de pores dans une matrice infinie nous a permis de determiner la longueur d'onde pour laquelle la croissance des fluctuations est maximale. La stabilite des surfaces laterales d'un precipite dans une matrice a pu etre aussi caracterisee. Nous avons ensuite developpe le formalisme des instabilites localisees pour decrire l'evolution des surfaces lorsque des sources de contraintes non-homogenes sont presentes dans les solides. Nous avons utilise les resultats pour expliquer la transformation en papillon et la subdivision de precipites observees dans les superalliages. Nous avons defini une taille critique en dessous de laquelle ces precipites sont stables. Ce formalisme a ete egalement utilise pour decrire la formation d'ilots apparaissant au cours de la croissance d'un film sur substrat dans le cas d'une croissance de type stranski-krastanov.
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Barthelet, Karin Marika. "Synthèse et caractérisation de matériaux hybrides poreux à base d'éléments de transition pour la séparation des gaz de l'air." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2002. http://www.theses.fr/2002VERS017V.
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Partie intégrante d'un projet sur la recherche de nouveaux matériaux pour la production ou la séparation des gaz, cette étude poursuit un double objectif : modifier des composés connus afin de les rendre exploitables industriellement et synthétiser de nouveaux solides possédant conjointement une structure poreuse stable thermiquement et des cations alcalins extra-charpente. Ces conditions constituent le cahier des charges à respecter. Depuis les źéolithes, premiers types de solides adaptés à la séparation des gaz, les recherches se sont diversifiées dans le but d'accéder à des composés de topologies et de composition variées avec des performances accrues. Elles ont ainsi conduit à l'émergence de nouvelles familles de matériaux à charpente inorganiques puis hybride. Le chapitre bibliographique retrace cette évolution en faisant apparaître les avantages et les inconvénients de chaque catégorie et termine par quelques exemples d'applications industrielles. Le second chapitre est consacré aux résultats des expériences d'échange ionique sur des composés connus pour les rendre exploitables en séparation des gaz. Selon le solide (deux phosphates, l'un de nickel et l'autre de vanadium, et un diphosphonate de vanadium), le taux de réussite est variable. Dand deux cas sut trois, l'échange est possible. Néanmoins, il ne permet de libérer de la porosité que pour l'un des solides, celle-ci étant encore trop faible pour l'application envisagée. Les travaux concernant le second axe de recherche sont décrits dans les deux chapitres suivants. Ils se limitent aux solides à charpente hybride à base de métaux de transition qui offrent simultanément la possibilité d'éviter la présence de templates organiques difficiles à éliminer et celle de moduler la taille des pores. Avec les acides diphosphoniques, l'objectif premier est de préparer des comosés bimétalliques poreux dans l'espoir de combiner porosité et propriétés magnétiques intéressantes. Plusieurs phases monométalliques peuvent se former comme celles au zinc qui, de par leurs charpentes zéotypiques, sont les plus attractives. Avec les acides carboxyliques, les structures sont très souvent tridimensionnelles et potentiellement poreuses. Cependant, l'absence de cations alcalins rend ces composés inefficaces pour la séparation N2/O2This sutdy is part of a project on the research of new materials for gas production or air separation, and pursues a double aim : modify know compounds in order to make them efficient for industrial applications and synthesize new solids which would possess a stable porous framework containing extra-framework cations. Such properties will limit the range of our study. Since the discovery of zeolites, first kind of adapted solids for gas separation, research efforts have been diversified in order to obtain compounds with new topologies and various compositions having better performances. They resulted in the emergence of new families of materials built up from inorganic and later hybrid frameworks. The bibliographic chapter describes thiss evolution, points out the advantages and drawbacks of each category and finishes by few examples of industrials applications. The second chapter is devoted to the results of ionic exchange on known compounds the purpose of which is to get useful solids. The success of theses experiments depends on the nature of the starting material (two phosphates, one based on nickel and one on vanadium, and one vanadium diphosphonate). For two of them, cationic exchange is possible. Nevertheless, accessible porosity is reached only in one case and even then, the specific surface remains insufficient for the application of interest. Works concerning the second axe of research are described in the two following chapters. They are limited to hybrid compounds based on transition metals, that simultaneously allow to avoid the presence of organic templates which are difficult to eliminate, and to modulate the pore size. With diphosphonic acids, the principal purpose is to prepare bimetallic porous compounds combining porosity and interesting magnetic properties. Several monometallic phases could also appear such as those based on zinc which are the more attractive ones because of their zeotypic framework. With carboxylic acids, structures are often three-dimensional and potenttially porous However, the lack of extra-framework alkaline cations makes these solids inefficient in air separation
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Xenos, Sokratis. "Porous materials : constitutive modeling and computational issues." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2024. http://www.theses.fr/2024IPPAX040.
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Ce travail porte sur le développement, la calibration et l'implémentation numérique d'un nouveau modèle élastoplastique entièrement explicite, isotrope et indépendant du taux de déformation pour les matériaux métalliques poreux. La microstructure est supposée être constituée d'une distribution aléatoire de vides sphéroïdaux de même forme, orientés de manière aléatoire et avec une probabilité uniforme. Le modèle proposé est basé sur des estimations d'homogénéisation antérieures qui utilisent une théorie de comparaison composite linéaire (LCC). Pour évaluer l'exactitude du modèle analytique, nous réalisons des simulations éléments finis tridimensionnelles à grandes déformationsd'éléments de volume représentatifs (RVE) avec les microstructures correspondantes. Une calibration appropriée des paramètres du modèle conduit à un accord assez précis des prédictions analytiques avec les contraintes moyennes éléments finis et l'évolution de la porosité. Nous montrons, à la fois analytiquement et numériquement, que le rapport d'aspect initial des vides a un effet significatif sur la réponse effective homogénéisée du matériau poreux, entraînant des réponses extrêmement souples pour les vides très oblates, surtout à des triaxialités de contraintes élevées.Ensuite, nous examinons les problèmes computationnels liés à l'implémentation numérique de modèles constitutifs indépendants du taux de déformation qui conduisent à un comportement d'adoucissement. Il est démontré analytiquement que les modèles élastoplastiques basés sur des formulations continues "locales'' peuvent entraîner une perte d'ellipticité des équations aux dérivées partielles (EDP) et des solutions numériques dépendantes du maillage. Pour remédier les problèmes numériques associés, nous proposons une version implicite non locale du nouveau modèle poreux, basée sur l'introduction d'une variable de porosité non locale déterminée à partir de la solution d'une EDP supplémentaire. Nous montrons à la fois analytiquement et numériquement que la version régularisée du modèle permet de préserver les propriétés elliptiques des équations du problème, produisant des solutions convergentes indépendantes du maillage dans le régime post-bifurcation. Le point de bifurcation s'avère être fortement dépendant de la forme des micro-vides, avec des vides très plats (par exemple,un rapport d'aspect inférieur à 0,3) entraînant des déformations à la localisation plus faibles. Il est constaté que la longueur matérielle introduite par la formulation non locale a un effet minimal sur le point de bifurcation prédit, affectant uniquement le gradient post-bifurcation de la courbe contrainte-déformation macroscopique et la taille de lazone fortement déformée dans la structure. Dans la dernière partie de cette étude, les versions locale et non locale du modèle sont efficacement implémentées dans un code commercial d'éléments finis (ABAQUS) et utilisés pour la solution numérique de problèmes de valeurs limites liés aux processus de formage et de rupture ductile. En particulier, les problèmes de test d'expansion de trou (TET) et de test d'impact Charpy (essai Charpy), le phénomène de rupture "cup-and-cone'' ainsi que la rupture ductile d'un spécimen à géométrie complexe et la comparaison avec les résultats expérimentaux correspondants sont analysés en détail. Les prédictions numériques indiquent que la ductilité est une fonction croissante du paramètre de forme des vides, et les matériaux composés de vides oblates de faible rapport d'aspect présentent une initiation et une propagation macroscopiques de fissures prématurées par rapport aux matériaux avec des vides sphériques ou presquesphériques. Enfin, la capacité du modèle à reproduire les résultats expérimentaux avec une précision suffisante suggère qu'il peut être utilisé pour fournir des prédictions avec seulement un petit nombre de paramètres qui peuvent être calibrés à partir de calculs micromécaniques ou de données expérimentalesThis work is concerned with the development, calibration, and numerical implementation of a novel fully explicit isotropic, rate-independent, elasto-plastic model for porous metallic materials. The microstructure is assumed to consist of a random, with uniform probability, distribution of randomly oriented spheroidal voids of the same shape. The proposed model is based on earlier homogenization estimates that use a Linear Comparison Composite (LCC) theory. The resulting expressions exhibit the simplicity of the well known Gurson model and, thus, its numerical implementation in a finite element code is straightforward. To assess the accuracy of the analytical model, we carry out detailed finite-strain, three-dimensional finite element (FE) simulations ofrepresentative volume elements (RVEs) with the corresponding microstructures. Properparameter calibration of the model leads to fairly accurate agreement of the analytical predictions with the corresponding FE average stresses and porosity evolution. We show, both analytically and numerically, that the initial aspect ratio of the voids has a significant effect on the homogenized effective response of the porous material leading to extremely soft responses for flat oblate voids (e.g., aspect ratio less than 0.5) especially at high stress triaxialities.Next, we examine the computational issues related to the numerical implementation of rate-independent constitutive models that lead to softening behavior. It is shown analytically that elastic-plastic models based on ``local'' continuum formulations that do not incorporate a characteristic length scale may lead to loss of ellipticity of the governing partial differential equations (PDEs) and mesh-dependent numerical solutions. To remedy the associated numerical problems, we propose an implicit non-local version of the porous model developed in this work which is based on the introductionof a non-local porosity variable determined from the solution of an additional PDE. We show both analytically and numerically that the regularized version of the model allows for preservation of the elliptic properties of the governing equations yielding mesh-independent, converged solutions in the post-bifurcation regime. The bifurcation point (i.e., strain-to-localization) is found to be highly dependent on the micro-void's shape, with very flat voids (e.g., aspect ratio less than 0.3) leading to lower localization strains. The material length introduced by the non-local formulation is found tohave minimal effect on the predicted bifurcation point, only affecting the post-bifurcation gradient of the macroscopic stress-strain curve and the size of the highly strained zone in the structure.In the last part of this study, both the local and the non-local versions of the model are efficiently implemented in a commercial finite element code (ABAQUS). The models are used for the numerical solution of boundary value problems (BVPs) related to forming and ductile fracture processes under both quasi-static and dynamic conditions. In particular, the industrially relevant problems of Hole expansion (HET) and Charpy impact (CVN) test, the cup-and-cone fracture phenomenon as well as ductile fracture of a specimen with complex geometry and comparison with corresponding experimentalresults are analyzed in detail. Numerical predictions in all cases indicate that ductility is an increasing function of the void shape parameter and materials comprising flat oblate voids of low aspect ratio exhibit early macroscopic crack initiation and propagation compared to materials with spherical/almost spherical voids. Finally, the model's capability to reproduce experimental results with sufficient accuracy suggests that it can be utilized to provide predictions with only a small amount of parameters that may be calibrated from either micromechanics calculations or experimental data
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Canivet, Valérie. "Détermination de l'influence d'une contamination sur les biocénoses d'invertébrés benthiques et interstitiels présents dans la zone saturée d'un milieu aquatique poreux : étude en laboratoire et en rivières artificielles." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10171.
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À l'heure actuelle les effets que vont avoir le stockage et/ou la revalorisation des déchets sur les milieux récepteurs, ne sont pas pris en considération par la législation. Ce travail, réalisé dans le cadre du programme "ECOCOMPTABILITE", initié par l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie), concerne le milieu aquatique superficiel étudié en tant que milieu récepteur des effluents issus de ces déchets (Scories de plomb et mâchefer d'incinération d'ordures ménagères). Les effets d'effluents, assimilés à de l'eau ayant percolé à travers ces déchets, sur des invertébrés benthiques du milieu naturel ont été étudiés. L'étude s'est faite à plusieurs échelles, puisque des tests en laboratoire ont permis de définir des seuils de toxicité à l'échelle de l'individu. Des concentrations létales (CL 50) ont été calculées pour six espèces d'invertébrés (Gastéropodes, larves d'insectes et crustacés épigés et hypogés), et la sensibilité relative de ces espèces a pu être établie. Ces sensibilités relatives n'étaient pas les mêmes selon la nature des effluents testés et la durée des tests (96 heures ou 240 heures). Des expériences dans des rivières artificielles, placées à l'extérieur ont fourni des résultats sur les effets de ces percolats à l'échelle des populations d'invertébrés. Ceux-ci ont en effet été prélevés dans le milieu naturel, et transférés dans le dispositif expérimental (quatre canaux expérimentaux de 5 x 0. 35 x 0. 25 mètres). Les effets de différentes concentrations de percolats ont été mis en évidence par les changements au niveau de la diversité et de l'abondance de ces organismes, mais aussi du nombre d'émergences dans le cas des larves d'insectes, ainsi que sur la croissance et la répartition par classes de tailles des individus de plusieurs espèces. L'apport des rivières artificielles comparé aux résultats obtenus en laboratoire est discuté.
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Volkringer, Christophe. "Synthèse et caractérisation de nouveaux carboxylates de type metal organic framewok (MOF) à base d'aluminium, de gallium et d'indium." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2009. http://www.theses.fr/2009VERS0024.
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Les Metal Organic Frameworks (MOFs) correspondent à une nouvelle classe de matériaux hybrides dotés généralement d’une porosité importante associée à une faible densité. Ce travail concerne la synthèse de carboxylates de type MOF à partir d’aluminium, de gallium et d’indium. L’utilisation de ces métaux est très peu représentée dans la littérature. Dans le cas de l’aluminium, cela est d’autant plus surprenant car il s’agit d’un métal stratégique, léger et peu couteux. Pendant cette thèse, plus de vingt nouveaux matériaux ont été synthétises et caractérisés par diffraction de rayons X, infrarouge et RMN. . Certains d’entre eux montrent des propriétés très intéressantes (surface spécifique élevée, acidité de surface, nouvelle cristallochimie) et présentent un réel intérêt industriel. Afin de comprendre la formation des MOFs en conditions hydrothermales, nous avons également entrepris une étude par analyse ex situ et RMN in situ du système des trimésates d’aluminium. De nouvelles espèces ont été caractérisées et nous avons proposé des mécanismes de formationMetal Organic Framework (MOF) is a new class of hybrid materials with generally an important porosity and low density. This work concern the synthesis with aluminium, gallium and indium based of MOF-type carboxylates. The use of these metals, and particularly aluminium, is very rarely reported for MOFs elaboration. In the aluminium case, it is a surprise because this strategical metal is light and low cost. During this PhD, more than twenty MOFs were synthesized and fully characterized by NMR, X-ray diffraction and infrared. Some of them show very interesting properties (high surface area, acidic properties, new crystal chemistry) and present a real industrial interest. In order to understand the formation of MOFs under hydrothermal conditions, we analysed with ex situ techniques and in situ NMR, the synthesis of aluminium trimesates. New species were characterized, and we proposed mechanisms for the formation of three aluminium based compounds
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Guiné, Véronique. "Approche expérimentale et théorique de la réactivité de surface et de la mobilité des colloïdes bactériens en milieu poreux : impact sur le tranfert accéléré de métaux lourds et intérêt pour la bio-dépollution des sols." Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0059.
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Ce travail a pour objectif de contribuer à la définition des conditions bio-physicochimiques impliquées dans le processus de transport bio-colloïdal des métaux dans les sols. La réactivité de surface de deux bactéries, Cupriavidus metallidurans CH34 et Escherichia coli DH5α, vis-à-vis du Cd et du Zn, a été étudiée par titrations acide-base, isothermes de sorption, analyses spectroscopiques et microscopiques, afin d'identifier les différents sites impliqués dans la bio-sorption de ces métaux. Les facteurs physicochimiques tels que la concentration cellulaire, la force et la nature ionique de la solution semblent contrôler la mobilité bactérienne en colonnes de sol, alors que le pH et la vitesse du fluide ne jouent qu'un rôle mineur. L'application de ces résultats à des essais de transfert et de dépollution ont montré que les bactéries peuvent bio-lixivier les métaux en modifiant leur spéciation et ainsi favoriser leur transfert jusqu'à la dépollution de sols contaminés au Zn et/ou au CdThis work aims to contribute to the definition of bio-physicochemical conditions involved in the process of bio-colloidal transport of metals in soils. The surface reactivity of two bacteria, Cupriavidus metallidurans CH34 and Escherichia coli DH5α, with Cd and Zn, was studied by acid-base titrations, sorption isotherms, spectroscopie and microscopie analyses, allowing the identification of various reactive sites (including a "sulphur" site) in metal bio-sorption. The physicochemical factors such as cellular concentration, ionic strength and nature of ions in the soil solution control bacterial mobility in laboratory columns, whereas pH and fluid velocity play a secondary role. The application of these results to metal transfer and soil de-pollution experiments showed that bacteria can bio-lixiviate metals by modifying their speciation and th us control their transfer, allowing the de-pollution of soils contaminated with Zn and/or Cd
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Lamrous, Omar. "Contribution à l'étude des matériaux par spectro-imagerie RMN : limites et influence des gradients de champ." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30226.
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Dans cette etude, nous appliquons la spectroimagerie par resonance magnetique (sirmn) comme technique d'analyse adaptee aux particularites des materiaux divers. Cette technique non destructive fournit des informations tridimensionnelles jusqu'alors inaccessibles. Nous precisons ses possibilites lorsqu'elle est associee aux spectrometries par resonance magnetique (rmn) du solide et de l'infrarouge par transformee de fourier (irft). Nous etudions le cas des materiaux poreux, metalliques (protheses medicales) et ionomeres (a usage dentaire). Materiaux poreux: apres presentation de la sirmn, nous analysons son aptitude (par les methodes de spin gradient d'echo) a l'etude de ces materiaux: essais de qualification de l'appareillage puis analyse des porosites totales et locales obtenues (les porosites totales sont proches a 0. 3% de celles obtenues par pesee): etude tridimensionnelle de la filtration en masse: analyse de la morphologie de depot. Materiaux metalliques: nous avons observe l'effet primordial par immersion d'un fluide des gradients sur les images obtenues (deformations peu marquees pour les coupes transversales, hypersignaux importants pour les coupes de protheses d'axe perpendiculaire au champ principal). Verres ionomeres: nous avons etudie leur transformation en presence d'acide carboxylique, de l'etat pulverulent a l'etat pateux-solide. Nous avons confirme la diffusion des ions du ciment vers la matiere dentaire a partir des mesures irft. Les mesures par rmn du solide du carbone et du proton montrent: une polymerisation catalysee en presence de groupements hydroxyls; une stabilisation de la structure du reseau au bout de 4 heures (au-dela les reactions sont lentes et modifient peu la structure globale du reseau). Afin de rendre l'appareillage d'imagerie plus adapte a l'etude des materiaux, nous avons propose des modifications a apporter a l'instrumentation
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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.
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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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Ezzeddine, Zeinab. "Divalent heavy metals adsorption on various porous materials : removal efficiency and application." Thesis, Poitiers, 2014. http://www.theses.fr/2014POIT2315/document.
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L'accès à l'eau potable est indispensable au développement de la vie. La pollution, liée aux activités anthropiques, constitue une menace pour la santé humaine et pour les espèces sauvages. Parmi les nombreux polluants retrouvés dans les eaux, la pollution par les métaux lourds constitue un problème environnemental d'intérêt mondial en raison de leur toxicité élevée, même à des concentrations très faibles, et de leur persistance dans la nature. De nombreuses méthodes peuvent être mises en oeuvre pour l'élimination des métaux lourds dans l'eau. Parmi elles, les procédés d'adsorption sont très attractifs car très efficaces et peu couteux. Les zéolithes sont des matériaux bien connus pour leurs propriétés d'échange. Les matériaux mésoporeux modifiés ou adsorbants carbonés sont également très attractifs du fait de leur importante surface spécifique. Dans ce manuscrit, les performances d'adsorption de cations métalliques en phase aqueuse sur des matériaux mésoporeux, silices SBA-15, SBA-16, KIT-6 modifiées par l'EDTA et carbone CMK-3 obtenu par réplication ont été étudiées et comparées avec celles de la zéolithe NaX. Les propriétés physico-chimiques de l'ensemble des matériaux ont été caractérisées par plusieurs techniques d'analyses. L'influence des paramètres expérimentaux (pH, temps de contact, température, concentration des ions métalliques et de la présence d'ions concurrents) sur l'adsorption a été étudiée en mode batch. L'efficacité de ces matériaux a également été étudiée dans un réacteur dynamique à lit fixe. Les résultats obtenus ont montré que tous les matériaux étudiés éliminent efficacement et rapidement les métaux divalents dans les eaux même à faible concentration. Néanmoins, le carbone CMK-3 s'avère être le meilleur adsorbant du fait de sa grande capacité d'adsorption même en présence d'espèces compétitricesAccess to sustainable and clean drinking water is a main concern as the Earth's human population continues its steady growth. Unfortunately, many of the available water resources are becoming increasingly polluted as a result of the direct discharge of industrial effluents. Heavy metals pollution, in particular, is an environmental problem of global interest due to their high toxicity, even at very low concentrations, and persistence in nature. Many methods are available for metal ions removal including adsorption which is attracting a lot of attention recently. Zeolites are well known for having very high exchange capacities. On the other hand, many researchers are studying the removal of heavy metals by modified mesoporous materials or carbonaceous adsorbents. In this thesis, the adsorption efficiencies of several materials for heavy metal removal in aqueous phase were investigated and compared to those of the faujasite NaX zeolite. Mesoporous silica SBA-15, SBA-16, KIT-6 were synthesized and modified with EDTA. Moreover, CMK-3 carbon was nano-casted from SBA-15 then the physic-chemical properties of these materials were characterized by different techniques. The effects of several experimental conditions on adsorption such as pH, contact time, temperature, metal ions concentration and the presence of competitors were studied in batch experiments. Then the efficiency of all these materials was also studied in a dynamic fixed bed reactor. Based on the obtained results, it could be said that all these materials are good candidates for divalent heavy metals removal from waste water even at low concentration. However, CMK-3 material has a high sorption capacity even in presence of competitor species
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Coudron, Loïc. "Etude des procédés de gravure électrochimique du silicium pour l'intégration monolithique de composants passifs sur silicium poreux et la réalisation de chemins d'interconnexion." Thesis, Tours, 2011. http://www.theses.fr/2011TOUR4028/document.
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Ces travaux de thèse ont pour but l’évaluation et le développement de briques technologiques en silicium poreux répondant à la problématique de l’intégration monolithique 3D rattachée au concept du “more than Moore” : d’une part l’intégration sur silicium de composants passifs RF, d’autre part, la réalisation de chemins traversants d’interconnexion à fort facteur d’aspect par voie électrochimique. Dans un premier temps, différents substrats mixtes silicium / silicium poreux sont réalisés. Des inductances en cuivre, réalisées sur un substrat mésoporeux de 200 µm de profondeur et de porosité proche de 60%, atteignent des facteurs de qualité à 20 GHz jusqu’à 55% supérieurs à ceux mesurés sur silicium massif. Une perspective d’industrialisation de ce type d’application est à l’étude dans le cadre d’une thèse CIFRE. La gravure de matrices de pores à fort facteur d’aspect, bien qu’encore difficilement localisable en termes de qualité de périphérie, fait d’autre part l’objet de développements, notamment pour la fabrication de condensateurs à haute densité capacitive et de contacts d’interconnexions en cuivreThose thesis works deal with the evaluation and the development of porous silicon technological step in order to answer some of the monolithic integration challenges bring by the “more than Moore” problematic in microelectronics industry: on one hand, the integration on silicon of passive RF devices, on the other hand, realization by electrochemical etching of through silicon via. In a first time, several mixed porous silicon / silicon substrat are realized. Copper inductors, realized on 200 µm thick and 60% porosity mesoporous layer, show a quality factor superior to 55% to the one obtained on massive silicon. Industrialization perspectives are on the line via a CIFRE PhD convention. In a second time, several electrochemical etching process are evaluated. Among them, high aspect ratio macropore array etching, although poorly localizable, allows many perspectives: copper via and high density capacitor
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Tran, Chau Cam Hoang. "Conception d'oxydes fonctionnels de métaux de transition présentant des méso- ou des nanostructures pour le stockage électrochimique de l'énergie." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR4045/document.
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Cette thèse a pour objectif d'améliorer les performances électrochimiques des dispositifs asymétriques C/MnO2 en formulant des oxydes de manganèse présentant des nano- ou mésostructures. Deux méthodes d’élaboration sont explorées. Le matériau mésoporeux est obtenu par réaction entre un agent structurant souple CTAP et divers alcènes A. L’impact des solutions colloïdales CTAP-A sur la texture et la microstructure de MnO2 a été étudié en proposant un modèle qui corrèle la dimension des agrégats avec le diamètre des pores de MnO2. Les performances du dispositif asymétrique sont aussi optimisées. Bien que l’emploi d’un agent structurant dur AAO n’ait pas permis d’élaborer directement un matériau d’électrode MnO2 performant, une microélectrode de MnO2 élaboré sur des nano-piliers de nickel électrodéposé sur AAO montre des propriétés électrochimiques concurrentes avec celles des microélectrodes actuelles. La bonne réponse en puissance élevée du dispositif asymétrique est due à l’excellente connexion entre les piliers et le matériau actif. Ce mémoire offre une meilleure compréhension sur la formation de MnO2 et présente des microélectrodes prometteuses pour les microsupercondensateursThe aim of this thesis is to improve the electrochemical performance of C/MnO2 asymmetric devices by elaborating manganese oxides exhibiting nano- or mesostructures. Two preparation methods are proposed. A mesoporous material is obtained through the reaction of soft template CTAP with various A alkenes. The effect of CTAP-A colloidal solution on MnO2 texture and microstructure has been studied by establishing the relationship between aggregates dimension and pore diameter. Asymmetric devices performances can be optimized this way. Attempts to employ AAO as hard template for developing a performant MnO2 electrode were unsuccessful. Nevertheless, a MnO2 microelectrode containing the oxide on nickel nanowires electrodeposited on AAO provided excellent electrochemical performances, comparable with current microsupercapacitor electrodes. Asymmetric device energy retention with increasing power is good due to the excellent MnO2/nickel nanowires connection. This thesis offers insights on the MnO2 formation and proposes promising microelectrodes for microsupercapacitors
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Ciotonea, Carmen. "Synthèse et caractérisation de catalyseurs monométalliques et bimétalliques à base de métaux de transition pour les réactions d'hydrogénation chimiosélective." Thesis, Poitiers, 2015. http://www.theses.fr/2015POIT2264/document.
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La préparation de matériaux catalytiques, à base de métaux de transition (Ni, Co, Cu) supportés sur des supports à porosité organisée, performants pour la réaction d’hydrogénation chimiosélective du cinnamaldéhyde, a été étudiée. L’étude peut être divisée en deux parties distinctes, selon la nature du support, silicique ou aluminique. La première partie traite de la dispersion de métaux de transition sur des supports de type SBA-15.Dans le premier chapitre est présentée la préparation des catalyseurs par la méthode IWI-MD (Incipient Wetness Impregnation – Mild Drying). Plusieurs études, afin de valider l’efficacité de cette méthode, ont été menées : (i) influence de la texture du support, (ii) influence de la température et du temps de séchage; (iii) influence de la teneur en métal. Le deuxième chapitre rapporte l’étude de la préparation par la voie de déposition par précipitation. L’étude de la méthode d’infiltration des sels fondus, dite de Melt Infiltration (MI), optimisée afin d’assurer une infiltration complète du précurseur dans la porosité du support préalablement à la formation de la phase oxyde, est présentée dans le Chapitre 3. Finalement, le dernier chapitre du document traite de la dispersion sur des supports aluminiques mésoporeux ordonnés (AMO). Les matériaux catalytiques ont été préparés sur des supports AMO, obtenus par la voie d’auto-assemblage induit par évaporation (AAIE). Les paramètres étudiés sont : (i) l’effet de la texture du support, à partir d’alumines de différentes tailles de pores et (ii) l’effet du mode de déposition des métaux (par IWI-MD, MI ou TS)The development of efficient transition metal based catalysts for the chemoselective hydrogenation reaction of cinnamaldehyde is studied. The active phases, studied in this work, are among the transition metals (Ni, Co and Cu), supported on porous ordered materials. This study can be divided in two different sections, according to the support nature. The first part concerns the dispersion of transition metals on SBA-15 type silica support. In the first chapter is presented the transition metal dispersion (Ni, Co and Cu) using IWI-MD (Incipient Wetness Impregnation –Mild Drying) method. Studies performed, to optimize active phase dispersion, are: (i) influence of support texture, (ii) influence of drying temperature, (iii) influence of drying time, (iv) influence of metal loading. In the second chapter, Ni, Co and Cu catalytic materials are prepared using deposition precipitation method. In the third chapter is described the transition metal dispersion using melt infiltration method (MI), optimized to ensure a complete infiltration of metallic precursors in the support porosity before oxide phase formation. The second section of the Ph.D. is related to the dispersion of transition metal over ordered mesoporous alumina (AMO) supports. Catalytic materials, based on Ni and Cu over AMO (obtained by EISA process - Evaporation Induced by Self-Assembly), are produced. Parameters studied are: effect of support texture, effect of preparation route (IWI-MD, MI and TS)
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Sacristán, López-Mingo Carlos Javier. "Etude des propriétés acoustiques et comportement à l'impact de matériaux poreux de type mousses métalliques homogènes et inhomogènes." Thesis, Dijon, 2015. http://www.theses.fr/2015DIJOS035/document.
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Ce travail concerne l’étude acoustique théorique et expérimentale des matériaux poreux à squelette métallique, macroscopiquement homogènes et inhomogènes ainsi que l’étude de leurs propriétés mécaniques de comportement au choc pour comparaison. Le modèle acoustique de Johnson -Champoux - Allard s’est montré adapté pour la modélisation acoustique. Ce modèle associé à une approche proposée récemment et utilisant le concept de matrices de transfert en parallèle a permis, dans une nouvelle approche basée sur les “mélanges de matériaux”, d’étudier les matériaux poreux macroscopiquement inhomogènes. Par ailleurs, une étude paramétrique du coefficient d’absorption en fonction de la porosité et de la fréquence a été proposée. Les maxima d’absorption ainsi que l’enveloppe des courbes d’absorption en fonction de la porosité ont été étudiés. En premier lieu, un matériau théorique à propriétés indépendantes a été étudié. Les matériaux réels à propriétés interdépendantes ont ensuite été abordés à l’aide d’un modèle reliant leurs propriétés à la porosité. Enfin, une comparaison entre les propriétés acoustiques et les propriétés mécaniques de comportement à l’impact a été initiée en vue de déterminer un critère objectif permettant de proposer un compromis entre les deux domainesThis work is concerned with the theoretical and experimental study of the acoustical properties of macroscopically homogenous and inhomogeneous porous media as well as their mechanical response to impacts. The model of Johnson - Champoux - Allard appeared adapted for the acoustical modeling. This model, associated with a recently developed approach involving the concept of parallel transfer matrices has lead to a new approach of macroscopically inhomogeneous porous materials based on “mixtures of materials”. Furthermore, a parametric study of the absorption coefficient as a function of porosity and frequency has been proposed. The maximums of absorption as well as the envelop of the absorption curves have been studied as functions of porosity. First, a theoretical material with independent parameters has been studied. Real materials with nonindependent parameters were then investigated with the help of a model relating their properties to the porosity. Finally, a comparison between the acoustical and mechanical properties has been initiated in view of determining an objective criterion that will allow to propose a trade off between the two fields
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Pastushenko, Anton. "Silicon-based nanomaterials obtained by electrochemical etching of metallurgical substrates." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI048.
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Le Silicium est le deuxième élément le plus abondant dans la croûte terrestre après l’oxygène. Il est produit par voie métallurgique dans un four à arc électrique, le quartz est réduit en présence de réducteurs (charbon de bois, houille et coke de pétrole). Le silicium métallurgique est principalement utilisé dans la métallurgie comme élément d’alliage, dans la chimie et l’industrie solaire. Le prix du Silicium est fonction de sa pureté. Les travaux de cette thèse se divisent en deux parties l’utilisation du Silicium Métallurgique (99% Si) pour le stockage de l’hydrogène, et la photoluminescence du ferrosilicium (disiliciure de fer) de qualité métallurgique. Des substrats de silicium métallurgique ont été soumis à une anodisation électrochimique dans une solution à base d’acide fluorhydrique. Le silicium poreux nanostructuré obtenu est légèrement différent du silicium poreux issu de substrat de silicium de qualité électronique de même résistivité. L’influence des principaux paramètres sur la génération de l’hydrogène : la porosité, la concentration, le volume et la température ont fait l’objet d’une étude détaillée. Le silicium poreux produit à partir de silicium métallurgique est un matériau de stockage d’hydrogène. Des substrats de disiliciure de fer de qualité métallurgique ont été soumis à une anodisation électrochimique. Le composé obtenu est du disiliciure de fer nanostructuré avec du silicium résiduel, ce produit est recouvert de fluorosilicate de fer hexahydraté qui a la particularité d’être luminescent. Il s’agit à ce jour de la première anodisation du disiliciure de fer, un mécanisme de gravure a été proposé et l’influence des principaux paramètres d’anodisation sur les propriétés de photoluminescence a été évaluéeSilicon is the second most abundant element in the Earth crust after oxygen. Its use in metallurgy, building and electronic industry requires a huge fabrication level. Depending on the contamination level allowed, the price of this material varies in the orders of magnitude. This thesis focuses on the use of dirtiest metallurgical grade silicon and iron disilicide substrates for hydrogen storage and photoluminescence applications. The initial substrates were subjected to electrochemical etching in hydrofluoric acid-containing solutions. Anodization of metallurgical grade silicon substrate produces nanostructured porous silicon with somewhat shifted parameters (comparing with electronic grade porous silicon with the same resistivity), as it was studied in this thesis in details. It was shown, that metallurgical grade porous silicon can be applied as hydrogen storage material. Hydrogen generation is studied here based on the influences of some technically critical parameters: porosity, alkali concentration, volume and temperature. Electrochemical treatment of metallurgical grade iron disilicide substrates produces luminescent iron fluorosilicate hexahydrate, covering the residual nanostructured iron disilicide/silicon. Here, the influence of anodization parameters on photoluminescent properties is studied. Also, etching mechanism is proposed as for the new material never anodized
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Defforge, Thomas. "Optimisation de la gravure de macropores ordonnés dans le silicium et de leur remplissage de cuivre par voie électrochimique : application aux via traversants conducteurs." Thesis, Tours, 2012. http://www.theses.fr/2012TOUR4033/document.
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Ces travaux de thèse portent sur la fabrication de via traversants conducteurs, brique technologique indispensable pour l’intégration des composants microélectroniques en 3 dimensions. Pour ce faire, une voie « tout-électrochimique » a été explorée en raison de son faible coût de fabrication par rapport aux techniques par voie chimique sèche. Ainsi, la gravure de macropores ordonnés traversants a été réalisée par anodisation du silicium en présence d’acide fluorhydrique puis leur remplissage de cuivre par dépôt électrochimique. L’objectif est de faire du silicium macroporeux une alternative crédible à la gravure sèche (DRIE) pour la structuration du silicium.Les conditions de gravure de matrices de macropores ordonnés traversants ont été étudiées à la fois dans des substrats silicium de type n et p faiblement dopés. La composition de l’électrolyte ainsi que le motif des matrices ont été optimisés afin de garantir la gravure de via traversants de forte densité et à facteur de forme élevé. Une fois gravés, les via traversant ont été remplis de cuivre. En optimisant ces paramètres une résistance minimale égale à 32 mΩ/via (soit 1,06 fois la résistivité théorique du cuivre à 20°C) a été mesuréeThese thesis works deal with the achievement of Through Silicon Via (TSV) essential technological issue for microelectronic device 3D integration. For this purpose, we opted for a “full-electrochemical” way of TSV production because of lower fabrication costs as compared to dry etching and deposition techniques. Indeed, ordered through silicon macropores were carried out by silicon anodization in hydrofluoric acid-containing solution and then filled by copper electrochemical deposition. The main objective is to determine if the macroporous silicon arrays can be a viable alternative as Deep Reactive Ion Etching (DRIE).The etching parameters of through silicon macropore arrays were studied both in low-doped n- and p-type silicon. The electrolyte composition as well as the density of the initiation sites was optimized to enable the growth of high aspect ratio, high density through silicon ordered macropores. After silicon anodization, through via were filled with copper. By optimizing the copper deposition parameters (bath composition and applied potential), the resistance per via was measured equal to 32 mΩ (i.e. 1.06 times higher than the theoretical copper bulk resistivity)
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Fernandes, Auguste. "Insertion de complexes organiques de lanthanides dans des matrices minérales poreuses." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30210.
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Durin, Bertrand. "Transfert et transport colloïdal de polluants métalliquesApplications en assainissement routier." Phd thesis, Université de Nantes, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00104567.
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L'impact des infrastructures de transport sur l'environnement est une des préoccupations du ministère en charge de l'environnement. Le ruissellement des eaux de pluie sur les surfaces urbanisées engendre un effluent complexe plus ou moins pollué. L'objet de ce travail était de préciser le rôle de la fraction colloïdale sur la mobilité des éléments traces en assainissement routier. Pour cela nous avons procédé à deux échelles, d'une part d'une manière globale en instrumentant un bassin d'infiltration des eaux pluviales, afin de collecter et de qualifier l'effluent au cours de la chaîne d'infiltration depuis la route jusqu'aux eaux interstitielles ; d'autre part en simulant à l'échelle de la colonne de laboratoire, les sollicitations subies par le sédiment au cours de l'année, c'est à dire des variations de force ionique et des variations de charge hydraulique. L'isolement de la fraction colloïdale a été assurépar un protocole d'ultrafiltration et la caractérisation a été réalisée en couplant les analyses physicochimiques (ICP-AES, SAA, MEB, MEBE, MET, XPS) et un code de calcul géochimique. Les résultats obtenus sur le terrain mettent en évidence l'existence et la grande variabilité de la fraction colloïdale. Seul le cuivre y est toujours présent entre 4 et 59 % de sa concentration totale. Une méthodologie visant à réduire l'incertitude a été mise au point. La chute de la force ionique entraîne une mobilisation colloïdale d'aluminium, de cuivre, de plomb et de matière organique, alors que les cycles d'arrêt-reprise du débit mobilisent le cuivre, le fer, le zinc, le nickel et des composés organiques. La caractérisation colloïdale des éluats montre que les éléments traces sont associés à des oxydes d'aluminium et de fer accompagnés de substances organiques issues de la dégradation biologique mais qui sont à identifier.
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Nguyen, Trong Giang. "Modélisation du comportement rhéologique d'alliages à l'état semi-solide." Grenoble INPG, 1991. http://www.theses.fr/1991INPG0122.
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Le travail présenté concerne la modélisation du comportement rhéologique d'alliages à l'état semi-solide, considérés comme des milieux poreux saturés de liquide. L'étude des déformations des mélanges solide-liquide est possible par l'introduction de paramètres internes supplémentaires caractérisant la porosité et en considérant le couplage entre la déformation de la matrice solide et l'écoulement du liquide interstitiel. La thermodynamique des processus irréversibles fournit alors un guide pour établir des lois de comportement, du type viscoplastique compressible. En se basant sur les conceptions de la mécanique des milieux continus et de la théorie des mélanges, un modèle thermo-mécanique du comportement rhéologique des alliages à l'état semi-solide a été construit, identifié et validé expérimentalement. L'étude expérimentale du comportement mécanique des matériaux semi-solides a été complétée par des essais sous contraintes triaxiales de révolution, qui permettent de mettre en évidence certaines caractéristiques comme l'écrouissage en densité, l'effet de la pression latérale sur le comportement du matériau et de déterminer l'évolution de la déformation volumique ainsi que des vitesses de déformation. Une autre méthode originale d'identification du modèle rhéologique, utilisant ces essais de compression triaxiale de révolution, a été présentée. De plus, l'influence de la morphologie de la phase solide sur le comportement mécanique d'un alliage à l'état semi-solide a été étudiée. Cet effet a été pris en compte par l'intégration dans la loi de fluage du matériau d'un paramètre stéréologique, défini comme le rapport entre la surface spécifique et la fraction volumique solide. Une loi d'évolution de ce paramètre en cours de déformation, dans le cas de la structure initialement globulaire, a été proposée.
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Faure, Benjamin. "Synthèse et caractérisation de nouveaux catalyseurs hétérogènes pour la dépollution de l'air." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/3493/.
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L'objectif de ce travail de thèse est de synthétiser et d'optimiser de nouveaux catalyseurs hétérogènes pour la dépollution de l'air. Ces catalyseurs sont des nanomatériaux, issus d'un procédé sol/gel au voisinage de la température ambiante et en solution aqueuse. L'ajustement de certains paramètres de synthèse permet de contrôler la structure cristalline, la morphologie, la taille, la porosité et la dispersion des particules submicroniques en solution. La viscosité des suspensions ainsi obtenues étant facilement ajustable, celles-ci peuvent être déposés sur différents types de substrat pour la mise en forme de matériaux fonctionnels. Cette étude se concentre sur deux grandes familles de matériaux : les alumines mésoporeuses et les oxydes mixtes de métaux de transition. Nous avons tout d'abord synthétisé des catalyseurs à base d'alumine gamma à porosité modulable, en combinant l'utilisation de tensioactifs non ioniques (copolymères triblocs) avec l'ajout de nitrates métalliques dans un sol de nanoparticules de boehmite (AlOOH). L'élimination du tensioactif, lors du traitement thermique nécessaire à la transformation de la boehmite en alumine gamma, permet de conserver un réseau extrêmement poreux. La distribution poreuse étant intimement liée à la concentration et au type de nitrate métallique employé, il est possible d'ajuster les propriétés texturales des matériaux dans un large domaine de porosité (volume poreux : de 0,3 à 2,6 cm3/g, taille moyenne des pores : de 5 à 40 nm et surface spécifique allant de 300 à 500 m2/g). Les alumines de transition présentent une grande stabilité thermique, cependant au-delà d'une température limite (< 900°C) la structure cristalline de ces alumines de transition évolue vers l'alumine alpha (corindon), qui est la forme thermodynamiquement stable. Cette transformation s'accompagne d'une diminution drastique de la porosité et de la surface spécifique (< 1 m²/g). Nous avons montré que l'ajout de nitrate de lanthane permet de stabiliser fortement l'alumine à haute température qui peut conserver une grande porosité même après calcination à 1200°C (Sp = 80 m2/g et Vp = 0,6 cm3/g). Cette stabilisation peut être expliquée par la combinaison de deux effets, l'adsorption du copolymère sur les particules aciculaires de boehmite empêche leur réarrangement pendant le séchage et permet de maintenir un réseau poreux après calcination, et l'inhibition du frittage grâce à la formation d'espèces thermiquement stables entre les sites actifs de surface (site fortement électrophiles) et les atomes de lanthane. La deuxième partie de cette étude se focalise sur la préparation de catalyseurs à base d'oxydes mixtes à structure spinelle pour l'oxydation à basse température (< 50°C) du monoxyde de carbone (CO) et du propane (C3H8). Ces matériaux ont été préparés selon deux voies de synthèse différentes : la précipitation d'hydroxydes métalliques en milieu dilué et la précipitation d'oxalates mixtes. Dans le cas de la précipitation d'hydroxydes, afin de synthétiser des matériaux ayant une large gamme de surface spécifique et de porosité, différents paramètres ont ainsi été étudiés (pH, ajout de tensioactifs, d'oxydant) et ont conduit, pour certains, à des oxydes dont les porosités sont largement supérieures à celles reportées dans la littérature (Sp = 240 m2/g et Vp = 1,7 cm3/g). La deuxième voie de synthèse utilisée comporte deux étapes, la précipitation d'oxalates mixtes suivies de leur décomposition thermique sous pression partielle d'oxygène réduite (4%). Le contrôle précis de la réaction de décomposition, fortement exothermique, permet d'obtenir des matériaux à grande surface spécifiqueThe objective of this thesis is to synthesize and optimize new heterogeneous catalysts for air pollution control. These catalysts are nanomaterials produced from a sol / gel process developed at room temperature and in aqueous solution. By adjusting some key parameters of the synthesis, it is possible to control crystalline structure, morphology, size, porosity, and dispersion of the submicron particles in the solution. Sol viscosity is easily adjustable and these dispersions can be deposited on different types of substrates, which represents a significant advantage for the shaping of materials known as "functional". This study focuses on two major families of materials: mesoporous aluminas and mixed transition metal oxides. Initially, we synthesized gamma alumina based catalysts with tunable porosity, by combining the use of nonionic surfactants (triblock copolymers) with the addition of metal nitrates in a nanoparticle boehmite sol (AlOOH). The removal of the surfactant during the heat treatment required for the conversion of the boehmite to gamma alumina, keeps a highly porous network. The pore distribution is strongly dependent on the concentration and type of used metal nitrate, it is possible to tune the volume of the porous material from 0. 3 to 2. 6 cm3/g and the average pore size from 5 to 40 nm. In addition, all these materials have a very large specific surface area, ranging from 300 to 500 m2/g. Transition aluminas have high thermal stability, however, beyond a limit temperature (< 900°C) the crystal structure of these metastable aluminas progressively evolves to alpha alumina (corundum) which is the thermodynamically stable form. This transformation is accompanied by a drastic decrease of porosity and specific surface area (< 1 m²/g). We have shown that the addition of lanthanum nitrate can greatly stabilize transition alumina at high temperature. Indeed they can maintain a high porosity even after calcination at 1200°C (Sp = 70 m2/g and Vp = 0. 6 cm3/g). This stabilization can be explained by the combination of two effects, the adsorption of the copolymer on the acicular boehmite particles prevents their rearrangement during drying and helps maintain a porous network after calcination, and the inhibition of the sintering through the formation of thermally stable species between surface active sites (highly electrophilic site) and the lanthanum atoms. The second part of this study focuses on the preparation of mixed-oxide spinel catalysts for oxidation at low temperature (< 50°C) of carbon monoxide (CO) and propane (C3H8). These materials have been prepared by two different synthetic routes: the precipitation of metal hydroxides in dilute medium and precipitation of mixed oxalates. In the case of the precipitation of hydroxides, to synthesize materials having a wide range of specific surface area and porosity, various parameters have been studied (pH, addition of surfactants, oxidizing agent) leading to preparation of oxides whose pores are much higher than those reported in the literature (Sp = 240 m2/g and Vp = 1. 7 cm3/g). The second synthetic route used involves two steps, the precipitation of mixed oxalates followed by thermal decomposition under reduced oxygen partial pressure (4%). The precise control of the decomposition reaction, strongly exothermic, allows for high surface area materials. Systems giving the best conversion rates at low temperature are compositions rich in cobalt. Among them, some catalysts are capable to oxidize propane from 80°C, this exceptional performance is well above the best catalysts reported in the literature even those containing precious metals
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Garcia, Justine. "Évaluations numériques de nouveaux implants de hanche avec matériau novateur (métal poreux)." Mémoire, École de technologie supérieure, 2014. http://espace.etsmtl.ca/1277/1/GARCIA_Justine.pdf.
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Chez les patients atteints de pathologies articulaires de la hanche, le remplacement du cartilage dégénéré de la tête fémorale et de l’acétabulum peut s’effectuer par une prothèse totale. Conventionnellement constitué de matériaux plus rigides que le tissu osseux, l’implant engendre des modifications de sollicitations dans l’os fémoral, entraînant sa résorption (stress shielding (SS)). Un changement des caractéristiques mécaniques de la prothèse, à travers un nouveau métal, serait une solution pour pallier le problème.
L’objectif principal du mémoire est l’étude, à travers des analyses par éléments finis, de prothèses de hanches fabriquées avec un matériau novateur par electron beam melting: le titane poreux. Deux cas sont analysés. Le premier est un implant à revêtement en titane poreux. Les analyses qui lui sont associées servent à sa certification pour commercialisation, et à la compréhension du comportement de ce nouveau matériau. Le second porte sur un implant entièrement en titane poreux, de façon à trouver les rigidités de la tige permettant une meilleure répartition des contraintes dans l’os pour minimiser le risque de SS.
Les résultats de la prothèse avec revêtement poreux valident le design de l’implant, et montrent une amélioration de la répartition des contraintes, pouvant ainsi diminuer le SS. Ceux de la prothèse entièrement en titane poreux prouvent que la tige fémorale peut être raccourcie et qu’une subdivision en trois, selon les zones de contacts prothèse-os cortical, permettrait d’agir sur les contraintes dans l’os trabéculaire.
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He, Siyuan. "Mousses métalliques et métal poreux polymère composite (MPPC) : élaboration et comportement mécanique." Troyes, 2004. http://www.theses.fr/2004TROY0011.
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Parmi les différents types de mousses existantes, nous avons décidé d’étudier les mousses d’aluminium élaborées par une technique d’infiltration. Afin d’améliorer leur comportement mécanique et surtout leur capacité d’absorption d’énergie lors d’un choc, nous avons introduit différents polymères dans les pores pour former un nouveau bi-matériau composite : Métal Poreux Polymère Composite (MPPC). Le but principal de cette étude est d’élaborer les mousses d’aluminium et les composites MPPC, et d’étudier leurs propriétés mécaniques en compression et en choc. Dans ce but et après une étude bibliographique, nous avons présenté les équipements nécessaires que nous avons conçus et installées pour la fabrication des différents matériaux étudiés. Afin de prévoir et contrôler la porosité des mousses, un modèle physique simplifié a été établi. Le comportement mécanique des matériaux a été étudié pour la suite de cette étude lors d’essais de compression statique. Afin d’obtenir des informations utiles et nécessaires pour choisir le type de mousse ou de composite dans le cas d’applications spécifiques, l’influence des paramètres de structure sur les réponses mécaniques a été mise en évidence. En outre, un modèle simplifié numérique a été proposé afin d’établir la relation entre la structure de la cellule et le module d’élastique. Dans la dernière partie, les propriétés dynamiques en choc de la mousse et du composite ont été étudiées. De même, nous avons mis en lumière l’influence des paramètres de structure et des conditions d’essais sur le comportement des matériaux sollicités en chocAmong the various types of existing foams, we investigate the aluminium foam prepared with infiltration technique. In order to improve their mechanical behavior and especially their energy absorption capacity under impact, we introduced various polymers into the pores to engender a new composite Bi-material: Metal Porous Polymer Composite (MPPC). The principal goal of this study consists of the preparation of aluminium foam and composites (MPPC) and the exploitation upon their mechanical properties under load compressive and impact. For this aim and based on a bibliographical study, we designed and installed necessary equipment to prepare the materials. In order to predict and control the porosity of the aluminium foam, a simplified and idealized physical model was established. In consequence, the mechanical behavior of materials was studied with static compression tests. For obtain necessary information to choose the appropriate foam or composite in the real occasion, the influence of the structural parameters on the mechanical response was investigated. Moreover, a numerical simplified model was proposed to establish the relation between the structure of cellule and the elastic module. In the last part, the dynamic properties of foam and composite were studied under point impact. In the same way, we studied the influence of the structural parameters and the conditions of tests on the responses of materials under impact
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Maréchal, François. "Transferts thermiques dans les verres industriels : Application au moulage sur métal poreux." Paris 13, 1994. http://www.theses.fr/1994PA132050.
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L'etude est partagée en deux étapes. La première est consacrée à l'étude thermique de la paraison de verre avant son formage. Elle est fondée sur l'élaboration d'un modèle auquel est associé un ensemble de méthodes numériques de résolution et un programme de calcul. Elle est étayée par une série de mesures expérimentales sur des paraisons de verre fabriquées à l'aide d'un montage original comportant un four à coulée de verre et un mécanisme de découpe. Ce dispositif est capable de produire des paraisons de verre d'une dizaine de grammes à la cadence de six à dix par minute. Il permet de mener l'étude des transferts thermiques en régime cyclique proche des conditions de la fabrication industrielle. La deuxième étape est l'étude, également restreinte à son aspect thermique, de la paraison de verre pendant le formage. Plusieurs séries de mesure ont été réalises grâce à un dispositif comportant la maquette instrumentée d'un moule poreux et une chaîne de mesure pilotée par un micro-ordinateur. Ces deux étapes aboutissent à l’acquisition d'un outil de simulation de la thermique de la paraison, d'un montage d'étude des procédés de formage, d'une méthodologie pour mener ce type d'étude et d'une estimation, aux ordres de grandeur, du coefficient caractérisant l'échange thermique de formage du verre sur un métal poreux.
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Witte, Daniel Ulrich. "Une nouvelle génération d'électrode poreuse percolée pulsée : E3P multi-étagée." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT052G.
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La recuperation des metaux dans les effluents liquides est un objectif fort de notre politique environnementale. De nombreuses techniques pour atteindre cet objectif sont utilisees. Parmi celles-ci, nous nous sommes interesses a la recuperation electrochimique et plus particulierement en mettant en uvre une electrode poreuse percolee pulsee (e3p). Il s'agit aujourd'hui d'un produit commercial parfaitement adapte pour des applications diverses et variees. Toutefois, l'e3p presente un fonctionnement discontinu qui empeche une utilisation satisfaisante pour les sites a fort flux d'effluents charges de metaux. C'est pourquoi nous avons mis au point une nouvelle generation d'electrolyseurs : e3p multi-etagee qui presente un fonctionnement continu de la phase solide. Apres avoir presente l'e3p multi-etagee, nous detaillons les premieres experimentations qui ont conduit a definir la geometrie des deversoirs entre etages et l'alimentation afin d'assurer un volume constant de granules par etage tout au long du fonctionnement. Puis nous avons caracterise le plus precisement possible la phase solide (le diametre, la masse volumique, la sphericite des particules, la surface specifique, le degre de vide et la conductivite du lit) et la phase liquide (les concentrations ioniques, la masse volumique, la viscosite, la conductivite, les coefficients de diffusion des especes ioniques). Nous nous sommes ensuite interesses a la circulation des particules en mettant en uvre une methode de determination de dts. Enfin, nous avons rassemble l'ensemble de ces informations dans un logiciel de calcul permettant de predire l'evolution temporelle des phases solide et liquide.
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Soufyani, Mohammed. "Aérogels et matériaux SiO2-oxyde d'un métal de transition obtenus par la voie sol-gel." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20295.
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Le travail qui est presente concerne l'elaboration de verres binaires silice-oxyde d'un metal de transition par la voie sol-gel. Deux voies de synthese sont comparees en utilisant le metal de transition comme sonde locale. Ainsi, par spectroscopie uv-visible et irft, on a pu suivre l'evolution du systeme lors des differentes etapes du procede. Dans un premier temps, des aerogels mixtes, oxyde de silicium-oxyde de fer, ont ete elabores et etudies. Leur conversion en verre n'a pas ete possible. Dans un deuxieme temps, une methode simple et originale est utilisee. Il s'agit de la reimpregnation des aerogels de silice partiellement densifies (pda). Elle s'est revelee efficace pour l'obtention de verres. Une tentative de generalisation a d'autres metaux de transition est ensuite effectuee