Дисертації з теми "Surveillance géochimique des gaz"
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Lafortune, Stéphane. "Apports de la géochimie des gaz rares à la surveillance des sites de séquestration géologiques de C02." Paris, Institut de physique du globe, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00269264.
Анотація:
Le dernier rapport du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat), a qualifié de très vraisemblable la responsabilité des activités humaines sur l'évolution de la température moyenne à la surface de la Terre, constatée depuis le début du vingtième siécle. Les émissions atmosphèriques anthropiques, issues de la combustion des énergies fossiles, sont responsables chaque année de l'émission de quantités de plus en plus importantes de dioxyde de carbone. Afin d'être en mesure de respecter les engagements pris en matière de réduction des émissions atmosphèriques, il est envisagé de stocker (séquestrer) le dioxyde de carbone produit au niveau de grandes plates-formes industrielles, dans des réservoirs géologiques. Bien qu'étant inspirée de nombreux exemples naturels, la séquestration géologique du dioxyde de carbone doit être étudiée en termes de faisabilité et d'intérêt, l'objectif étant de piéger durablement les gaz stockés. Dans le cadre de ce doctorat, nous nous sommes concentrés sur la surveillance des sites de séquestration, afin d'être en mesure de contrôler la stabilité et l'efficacité des stockages géologiques dans le temps, et de détecter le plus rapidement possible les éventuelles fuites. Notre travail a consisté à développer une méthodologie de surveillance reposant sur l'étude des gaz rares. Nous avons été amenés à concevoir un nouvel outil pour l'analyse des gaz rares dissous dans des échantillons d'eau, la ligne Garodiox, puis à valider cet instrument sur l'étude d'un lac de cratère volcanique, le lac Pavin en Auvergne (France). Enfin, nous avons choisi d'illustrer la méthodologie de surveillance que nous proposons, à l'aide du contrôle de l'intégrité de l'accumulation naturelle de dioxyde de carbone de Montmiral, dans le département de la Drôme (France). Les résultats obtenus soulignent la faisabilité et l'intérêt de la mise en place d'une telle méthodologie de surveillance au droit des sites de séquestration géologique du dioxyde de carbone
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Lafortune, Stéphane. "Apports de la géochimie des gaz rares à la surveillance des sites de séquestration géologique de CO2." Phd thesis, Institut de physique du globe de paris - IPGP, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00269264.
Анотація:
Le dernier rapport du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat), a qualifié de très vraisemblable la responsabilité des activités humaines sur l'évolution de la température moyenne à la surface de la Terre, constatée depuis le début du vingtième siècle. Les émissions atmosphériques anthropiques, issues de la combustion des énergies fossiles, sont responsables chaque année de l'émission de quantités de plus en plus importantes de gaz à effet de serre, et notamment de dioxyde de carbone.Afin d'être en mesure de respecter les engagements pris en matière de réduction des émissions atmosphériques, tout en permettant la poursuite raisonnée de l'exploitation des énergies fossiles, notamment pour les pays en plein développement économique, il est envisagé de stocker (séquestrer) le dioxyde de carbone produit au niveau de grandes plates-formes industrielles, dans des réservoirs géologiques, c'est-à-dire des roches poreuses et perméables. Bien qu'étant inspirée de nombreux exemples naturels, la séquestration géologique du dioxyde de carbone doit être étudiée en termes de faisabilité et d'intérêt, l'objectif étant de piéger durablement les gaz stockés.
Dans le cadre de ce doctorat, nous nous sommes concentrés sur la surveillance des sites de séquestration, afin d'être en mesure de contrôler la stabilité et l'efficacité des stockages géologiques dans le temps, et de détecter le plus rapidement possible les éventuelles fuites. Notre travail a consisté à développer une méthodologie de surveillance reposant sur l'étude des gaz rares. Nous avons été amenés à concevoir un nouvel outil pour l'analyse des gaz rares dissous dans des échantillons d'eau, la ligne Garodiox, puis à valider cet instrument sur l'étude d'un lac de cratère volcanique, le lac Pavin en Auvergne (France). Enfin, nous avons choisi d'illustrer la méthodologie de surveillance que nous proposons, à l'aide du contrôle de l'intégrité de l'accumulation naturelle de dioxyde de carbone de Montmiral, dans le département de la Drôme (France).
Les résultats obtenus soulignent la faisabilité et l'intérêt de la mise en place d'une telle méthodologie de surveillance au droit des sites de séquestration géologique du dioxyde de carbone.
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Lacroix, Elodie. "Développements de protocoles méthodologiques pour le monitoring géochimique appliqué à la détection de fuite d'hydrogène (H₂) à l'aplomb des sites de stockage souterrain." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0342.
Анотація:
Associé à la transition énergétique, le stockage souterrain d’H₂ est une solution de stockage de l’énergie. Le projet de recherche « Rostock’H » intégrant ce travail de thèse a associé l’Université de Lorraine et l’Ineris pour développer des méthodes de monitoring géochimique afin d’en analyser les risques et opportunités. Il s’agit de pouvoir stocker l’H₂ dans un volume allant jusqu’à 1 000 000 m³ entre 300 et 1400 m de profondeur. Le développement d’un site de stockage souterrain implique une maîtrise des risques anté, syn et post-opérationnels par des méthodes de surveillance géochimique. Incolore et inodore, l’H₂ est un gaz volatil et explosif. Une attention particulière est donc portée sur les risques de fuite en subsurface à partir de ces sites de stockage et sur la métrologie associée à cette détection. Ce travail de thèse a eu trois objectifs : (i) expérimenter des méthodes de monitoring in situ et continu à partir d’injections de gaz dissous sur un site expérimental, (ii) déterminer les impacts potentiels d’une fuite dans les «sols» et «nappes phréatiques» avec une analyse modélisée du comportement géochimique de l’H₂ et des paramètres associés, (iii) établir une stratégie de monitoring recommandé pour les sites de stockages souterrains, afin de prévenir de potentielles fuites d’H₂. Composé d’un aquifère semi-captif à partir de 13 m de profondeur, ce site expérimental du Bassin parisien dispose de plusieurs puits et équipements atteignant les zones saturée et non saturée. Oxydantes, oxygénées et modérément minéralisées, les eaux de cet aquifère ont une composition chimique initiale appartenant au faciès bicarbonaté calcique avec une légère altération en nitrates et sulfates. Plusieurs étapes ont été nécessaires pour simuler et modéliser une fuite potentielle : - Préparation du site et choix des systèmes métrologiques - Établissement de l’état initial du site (ligne de base géochimique) définit à partir de mesures du niveau piézométrique, des paramètres physico-chimiques, d’analyses d’espèces ioniques et des mesures de gaz dissous en puits dédié en combinant spectroscopies Raman (N₂, O₂, CO₂, H₂ et CH₄) et infrarouge (CO₂, CH₄) à l’aide de capteurs optiques - Co-injection d’He dissous et de traceurs hydrogéologiques validant le protocole expérimental d’injection d’H₂ et une première analyse de la dynamique de l’aquifère - Co-injection d’H₂ dissous et de traceurs sélectionnés selon le protocole adapté lié au retour d’expérience - Suivi post-injection déterminant les impacts et la cinétique du retour à l’état initial de la nappe à l’aide notamment du puits dédié et du développement du système de monitoring des gaz dissous par capteurs optiques. Une concentration initiale d’H₂ dissous à 1,78 mg.L⁻¹ a été injectée en conditions de surface durant 2,5 heures dans la nappe. La migration du panache d’H2 dissous ainsi que d’autres gaz initialement présents dans l’aquifère a été suivie à la fois par méthode continue (spectroscopies Raman et infrarouge) et mesures discontinues (dégazage partiel). Une dynamique de transfert d'H₂ décroissante dans la nappe a été observée jusqu'à 20 m en aval du puits d’injection : 0,6 mg.L⁻¹ à 5 m, 0,17 mg.L⁻¹ à 7 m puis 1,8*10⁻³ mg.L⁻¹ d’H₂ à 10 et 20 m lors de la première semaine. À la suite de l'ajout d’H₂(aq), la physico-chimie de l'aquifère a été modifiée avec une augmentation du pH, une diminution du potentiel rédox et de la concentration en O₂(aq). A partir des mesures Raman (à 7 m en aval), un modèle 2D a été établi sur la base d’un processus mixte de diffusion/advection de l’H₂ en supposant un écoulement monocanal au sein de l’aquifère. Ces résultats expérimentaux acquis valident, sur le long terme, les choix métrologiques appliqués, avec une limite de détection d’H₂ en aquifère à 0,02 mg.L⁻¹. Ils confirment ainsi la faisabilité du suivi d’H₂ dans les aquifères peu profonds et mettent en évidence les impacts potentiels des fuites des stockages souterrains atteignant la surfaceCombined with the energy transition, underground H₂ storage is a storage solution for the energy. The research project named "Rostock'H" integrating this thesis work associated the University of Lorraine and Ineris to develop geochemical monitoring methods in order to analyze the risks and opportunities. This project aims to study the risks and opportunities of H₂ storage in salt caverns. The next goal is to be able to store H₂ in a volume of up to 1,000,000 m³ between 300 and 1,400 m deep. The development of an underground storage site involves controlling pre, syn and post-operational risks by geochemical monitoring methods. Colorless and odorless, H₂ is a volatile and explosive gas. A particular attention is therefore paid to the risks of subsurface leakage from these storage sites and to the metrology associated with this detection. This thesis work had three main objectives: (i) to experiment in-situ and continuous monitoring methods from dissolved gas injections on a dedicated experimental site, (ii) to determine the potential impacts of a leak in “soils” and “aquifers” with a modeled analysis of the geochemical behavior of H₂ and associated parameters, (iii) to establish recommendations and a monitoring strategy for existing or future underground storage sites to prevent potential H₂ leakages. Composed of a semi-confined aquifer from 13 m deep, this experimental site in the Paris Basin has several wells and equipments reaching the saturated and unsaturated zones. Oxidizing, oxygenated and moderately mineralized, the waters of this aquifer have an initial chemical composition belonging to the calcium bicarbonate facies with a slight alteration in nitrates and sulphates. Several steps were necessary to simulate and model a potential leak: - Preparation of the site and choice of the metrological systems that will be deployed - Establishment of the initial state of the site through the definition of a geochemical baseline from measurements of the piezometric level, physico-chemical parameters, analyzes of ionic species and dissolved gas measurements in a dedicated well by combining of the Raman and infrared spectroscopies - Co-injection of dissolved He and hydrogeological tracers to validate the experimental protocol of the H₂ injection and to allow a first analysis of the aquifer dynamics - Co-injection of dissolved H₂ and tracers selected according to the adapted protocol linked to the experience feedback from the He injection - Post-injection monitoring to determine the impacts and the kinetics of return in the initial state of the aquifer using in particular the monitoring system of dissolved gases by optical sensors. An initial concentration of H₂ dissolved at 1.78 mg.L-1 was injected under surface conditions for 2.5 hours into the aquifer. The migration of the dissolved H₂ plume as well as other gases initially present in the aquifer was monitored both by continuous method (Raman and infrared spectroscopies) and discontinuous measurements (partial degassing). A dynamic of H₂ transfer in the water table was observed up to 20 m downstream from the injection well: 0.6 mg.L⁻¹ at 5 m, 0.17 mg.L⁻¹ at 7 m then 1.8*10⁻³ mg.L⁻¹ of H₂ at 10 and 20 m during the first week. Following the addition of H₂(aq), the physico-chemistry of the aquifer was modified with an increase of pH, a decrease of redox potential and of the O₂(aq) concentration. From continuous measurements by Raman spectroscopy (at 7 m downstream the injection well), a 2D model was established on the basis of a mixed H₂ diffusion/advection process, assuming a single-channel flow in the aquifer. The experimental results acquired in this thesis work validate, over the long term, the metrological choices applied, with a detection limit of H₂ in aquifer lowered to 0.02 mg.L⁻¹. These results thus confirm the feasibility of monitoring dissolved H2 in shallow aquifers and highlight the potential impacts of leakages from underground storage reaching the surface
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Adisaputro, Didi. "Metrology and Monitoring of Gases Transfer (CO₂ and CH₄) Processes within the System of Geosphere and Biosphere." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0313.
Анотація:
Ce travail de recherche s'inscrit dans le prolongement de différentes études conduites notamment dans le cadre du pilote de Capture Transport et Stockage du CO₂ (pilote Total CCS, Lacq- Rousse, France) relatives au suivi des mécanismes de transfert des gaz (CO₂ et CH₄) dans les compartiments Géosphère/Biosphère/Atmosphère. De ces études, il était ressorti que l'évolution de la fraction molaire de CO₂ (χc) dans le sous-sol karstique du plateau du Jurançon était négativement corrélée aux battements de la nappe phréatique située à -45m via des mécanismes de dissolution/dégazage. Cependant, il n'est pas encore clair si cette relation existe dans l'écosystème forestier, qui représente importante de l'échange de CO₂ atmosphérique. Dans ce contexte, cette thèse se concentre sur la surveillance des échanges gazeux et de leurs processus de transport au sein de la zone critique, entre le sous-sol (-6 m), le sol (-1 m) et le couvert végétal (+50m). Nous avons développé et mis en place un système de surveillance géochimique in situ en puits dédiés pour le suivi continu de la fraction molaire de CO₂ dans le sous-sol et le sol couplé à un système de surveillance micrométéorologique utilisant une tour de flux préétablie dans l'écosystème forestier (Montiers, Région Lorraine, France). Au cours des périodes d'étude allant de Juin 2018 à Décembre 2020, l'écosystème a agi comme un puits de carbone net avec une moyenne annuelle des paramètres d’échange d'écosystème net (NEE), de productivité primaire brute (GPP) et de respiration de l'écosystème (Reco) de -453±122 gC m-2y-1, -1468 ±109 gC m-2y-1, et 1052 ±88 gC m-2y-1 respectivement. L’échange de carbone, les données météorologiques et les facteurs environnementaux durant les épisodes de sécheresse ont été comparés aux données de référence à long terme enregistrées durant les années allant de 2014 à 2017. Contrairement à certaines recherches précédentes où les paramètres NEE et Reco ont diminué parallèlement pendant les épisodes de sécheresse, les données enregistrées sur site ont montré que le paramètre Reco est plus sensible à la sécheresse que le paramètre NEE, ce qui a entraîné une augmentation significative de l'échange net au sein de l'écosystème. Ainsi, durant les périodes de sécheresses d’été et d’automne (2018-2019), le paramètre de respiration de l’écosystème (Reco) a diminué de 20 %, et 26 % par rapport aux années de référence (2014-2017). Les traitement statistique des données comparées sous-sol/sol/couvert végétal, montre des preuves empiriques solides que la turbulence du vent, mesurée au travers du paramètre de vitesse de frottement (u*) joue un rôle important dans la variabilité des concentrations de CO₂ dans les sols même jusqu’à des profondeurs de -6m, ce qui n’avait jamais été établi. Nous supposons que cela pourrait être dû aux effets de pompage de la pression qui diminue la fraction molaire de CO₂ dans le sol lors de fortes turbulences et augmente le stock age du CO₂ dans les sols profonds lors de faibles turbulences. Cette étude a aussi démontre le rôle de l’hydrométrie du sol sur ces processus d’échanges. En effet, en périodes humides, la perméabilité est considérablement réduite ce qui diminue la diffusion et l'advection moléculaires. Cette étude a également révélé une forte influence biotique sur la production de CO₂. Les valeurs de δ¹³CCO₂ dans le sous-sol de notre site peuvent être attribuées à la respiration et à la décomposition des plantes en C3. Ces origines biologiques du CO₂ du sol entraine très probablement des augmentations de la densité de l'air ce qui conduit à faire migrer le CO₂ stocké vers les couches plus profondes du sol par le biais d’un mécanisme de percolation gravitationnelle. La relation des gaz du sous-sol souligne également que les composants biogéniques dominent les origines et le processus de contrôle du CO₂ du sous-sol alors que le processus géochimique joue un rôle insignifiantThis study is a continuation of our previous geochemical monitoring finding at the injection wells of Rousse 1 ( Total CCS pilot, Lacq- Rousse, France) where it was identified that the soil CO₂ mole fraction (χc) evolution in subsoil was negatively correlated with the level of the water table and the CO₂ sources were attributed to the CO₂-rich aquifers. However, it is still unclear whether this relationship exists in the forest ecosystem, representing a significant proportion of the CO₂ atmospheric budget. For this reason, this thesis focuses on monitoring the gas exchange and its main driver of the transport process between soil (-1 m), subsoil (-6 m), and biosphere. We developed and implemented an in-situ geochemical monitoring system for continuous monitoring of CO₂ mole fraction in the subsoil coupled with a micrometeorological monitoring system using a pre-established flux tower in the forest Ecosystem (Montiers, Lorraine Region, France). This soil gas measurement infrastructure combining borehole measurement with micrometeorological measurement offers great possibilities for long-term in-situ and continuous gas monitoring to derive the vertical distribution of CO₂. Thus, this infrastructure allowed the observation of the temporal dynamics in soil-gas CO₂ research. During the study periods, the ecosystem acted as a net carbon sink with a mean annual NEE, GPP, and Reco of -453±122 gC m-2y-1, -1468 ±109 gC m-2y-1, and 1052 ±88 gC m-2y-1 consecutively. The Carbon exchange, climate, and environmental drivers during the drought episodes were compared with long-term reference data recorded from 2014 to 2017. In contrast with some previous research where GPP and Reco parallelly decreased during the drought episodes, our site showed Reco is more sensitive to drought than GPP, resulting in a significant increase in Net Ecosystem exchange. Reco decreased by 20%, and 26% were found in Summer and Autumn (2018-2019) relative to the ref erence years (2014-2017). This study shows strong empirical shreds of evidence that wind turbulence plays a significant role in driving the deep soil CO₂ concentration. We hypothesize that this could be due to pressure pumping effects where it decreases the CO₂ molar fraction in the soil during high turbulence and increasing the CO₂ storage in deep soil during low turbulence. This study also demonstrates that permeability significantly reduced during wet periods diminishing molecular diffusion and advection. This study also revealed a strong biotic influence on CO₂ production. The δ¹³CCO₂ values in our site subsoil can be attributed to respiration and decomposition of the C3 plants. These biological origins of soil CO₂ are highly likely increases air density resulting in gravitational percolation that leads the CO₂ stored in a deeper layer of soil. The relationship of subsoil gases also emphasizes that biogenic components dominate the origins and controlling process of subsoil CO₂ while the geochemical process plays an insignificant role
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Jeandel, Elodie. "Monitoring géochimique par couplage entre les gaz rares et les isotopes du carbone : étude d'un réservoir naturel." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00399871.
Анотація:
Dans un objectif de limitation des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la séquestration géologique du CO2 apparait comme une solution incontournable pour lutter contre le changement climatique.Le développement d'outils de surveillance fiables pour s'assurer de la pérennité et de la sécurité des stockages est un préalable à la mise en œuvre des tels sites.
Dans ce cadre, une méthodologie de monitoring géochimique combinant la géochimie des gaz rares et des isotopes du carbone a été testée sur des analogues naturels et industriels.
Sur les analogues naturels de contextes géologiques variés, des comportements systématiques des paramètres géochimiques en fonction du confinement des sites ont pu être révélés, attestant de l'efficacité de ces outils en termes de détection des fuites et en tant que traceurs du comportement du CO2 dans les futurs sites de stockage.
De plus, une expérience de traçage géochimique sur un stockage de gaz naturel a démontré qu'il est possible d'identifier les processus physico-chimiques se déroulant dans le réservoir à l'échelle humaine, renforçant l'intérêt pour l'outil proposé et apportant des informations méthodologiques sur son utilisation.
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Jeandel, Elodie. "Monitoring géochimique par couplage entre les gaz rares et les isotopes du carbon : étude d'un réservoir naturel." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112318.
Анотація:
Dans un objectif de limitation des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la séquestration géologique du CO2 apparait comme une solution incontournable pour lutter contre le changement climatique. Le développement d’outils de surveillance fiables pour s’assurer de la pérennité et de la sécurité des stockages est un préalable à la mise en œuvre des tels sites. Dans ce cadre, une méthodologie de monitoring géochimique combinant la géochimie des gaz rares et des isotopes du carbone a été testée sur des analogues naturels et industriels. Sur les analogues naturels de contextes géologiques variés, des comportements systématiques des paramètres géochimiques en fonction du confinement des sites ont pu être révélés, attestant de l’efficacité de ces outils en termes de détection des fuites et en tant que traceurs du comportement du CO2 dans les futurs sites de stockage. De plus, une expérience de traçage géochimique sur un stockage de gaz naturel a démontré qu’il est possible d’identifier les processus physico-chimiques se déroulant dans le réservoir à l’échelle humaine, renforçant l’intérêt pour l’outil proposé et apportant des informations méthodologiques sur son utilisationTo limit emissions of greenhouse gases in the atmosphere, CO2 geological sequestration appears as a solution in the fight against climate change. The development of reliable monitoring tools to ensure the sustainability and the safety of geological storage is a prerequisite for the implementation of such sites. In this framework, a geochemical method using noble gas and carbon isotopes geochemistry has been tested on natural and industrial analogues. The study of natural analogues from different geological settings showed systematic behaviours of the geochemical parameters, depending on the containment sites, and proving the effectiveness of these tools in terms of leak detection and as tracers of the behaviour of CO2. Moreover, an experience of geochemical tracing on a natural gas storage has demonstrated that it is possible to identify the physical-chemical processes taking place in the reservoir to a human time scale, increasing interest in the proposed tool and providing general informations on its use
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O, Burrola Francisco de la. "Étude pétrographique et géochimique intégrée du charbon et de shale à gaz du bassin Sabinas et de Chihuahua au Nord du Mexique : estimation des ressources en gaz méthane." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0233/document.
Анотація:
Une étude de caractérisation intégrée de pétrographie et géochimie organique a été réalisée dans les bassins de Sabinas et Chihuahua au Nord-Est du Mexique. Ces informations ont permis une modélisation numérique de la formation du gaz en considérant la subsidence thermique des charbons et des shales à gaz. Les objectifs de cette thèse sont les suivants: mise en place d'une méthodologie de caractérisation des roches étudiées ; estimation du potentiel générateur de gaz et sa distribution régionale ; estimation des ressources en gaz méthane. Les analyses effectuées sur l'ensemble des échantillons ont permis de caractériser la roche, les kérogènes, les huiles et les gaz. La méthodologie utilisée permet de croiser les informations pétrographiques et géochimiques pour pouvoir analyser le système pétrolier par modélisation numérique. Les analyses réalisées sont: réflectance% Ro, analyse élémentaire et immédiate, Rock Eval6 ® (Bulk Rock), [delta]13C, [delta]D, (gaz de charbon), microscopie électronique à balayage, analyse d'images, analyse des macéraux et inclusions fluides. Un programme informatique a été construit afin de croiser l'information des analyses des échantillons avec celle des expériences de maturation artificielle en laboratoire. Cette démarche nous à permis d'estimer les ressources en gaz méthane à la fois généré par les charbons et les shales gaz. La méthodologie utilisée pour l'étude des kérogènes et des gaz dans les deux bassins est à notre avis la plus appropriée pour répondre aux objectifs proposés dans ce travail de thèse. Celle-ci permet de caractériser l'évolution thermique des charbons, shales gas (gaz de schiste), et roches mères pétrolièresThis comprehensive characterization study was performed using organic petrology and geochemistry conducted in the Sabinas basin and Chihuahua in northern Mexico. This information allowed a numerical modeling of gas formation, considering the thermal subsidence of coal and carbonaceous shales.The objectives of this thesis are: establish a characterization methodology for the studied rocks ; estimate potential gas generator and its regional distribution ; estimate the methane gas resources. For the development of this project, we conducted an intensive campaign representative sampling of coal, carbonaceous shales and coal gas "in situ". For the Sabinas basin were studied 97 samples and 114 samples in the basin of Chihuahua. The analyses carried out that were used on the samples analyzed allowed to characterize the kerogen and gas. The methodology used to cross petrographic and geochemical information to analyze the petroleum system by numerical modeling. Analyses were: Petrographic, reflectance %Ro, elemental analysis and immediate, Rock Eval6 ® (Bulk rock), isotopic analysis, [delta]13C, [delta]D, (coal gas), scanning electron microscopy, image analysis and analysis of macerals fluid inclusions. The analyzes that were used on the samples allowed to characterize the sample, the kerogen and gas. The methodology used to cross petrographic and geochemical information for analyze the oil system by numerical modeling. Analyses were: Petrographic, reflectance% Ro, elemental analysis and immediate, Rock Eval6 ® (Bulk rock), isotopic analysis, d13C, dD, (coal gas), scanning electron microscopy, image analysis and analysis of macerals fluid inclusions. A computer program was constructed to cross the information with the analysis of samples of artificial maturation experiments in the laboratory. This approach allowed estimation of methane gas resources generated by coal and carbonaceous shales. [...] In conclusion, between the two basins studied, the Sabinas basin, generates more gas for industrial exploitation. However, the rocks of the basin of Chihuahua unconventional types (shale gas) show good potential for hydrocarbon generation. The methodology used for the study of kerogen and gas in the two basins is in our opinion the most appropriate to meet the objectives proposed in this thesis. This allows to characterize the thermal evolution of coal, carbonaceous shale (shale gas), coal gas and hydrocarbon source rocks
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Renard, Stéphane. "Rôle des gaz annexes sur l'évolution géochimique d'un site de stockage de dioxyde de carbone : application à des réservoirs carbonatés." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL025N/document.
Анотація:
La capture et le stockage géologique du CO2 constituent une option importante de limitation des émissions de gaz à effet de serre au niveau des pôles industriels et des centrales de production d’énergie. Les gaz capturés à l’issu de ces chaînes de production ne sont pas constitués de CO2 pur mais contiennent une fraction (jusqu’à 10 %) de gaz annexes qui sont essentiellement Ar, N2, SOx et NOx. Ces gaz étant pour la plupart très réactifs il est essentiel de connaître leur impact sur les conditions physico-chimiques du réservoir géologique d’accueil, ainsi que sur l’environnement dans le cas d’une de contamination des aquifères voisins du stockage. Des expérimentations en laboratoire ont simulé le vieillissement de roches de réservoir et couverture en provenance d’un réservoir carbonaté du Bassin aquitain et d’assemblages minéralogiques synthétiques dans des conditions de séquestration géologique. Les roches associées à une saumure sont altérées au contact de divers composés gazeux à 100 bar et 150°C sur une durée d’un mois : CO2 pur, SO2, NO pur et un mélange contenant majoritairement du CO2 et des fractions de Ar, N2, SO2, O2. Chaque expérience est comparée à une expérience témoin où le composé gazeux est remplacé par de l’azote. Le CO2 ne montre qu’une réactivité limitée sur les minéraux des roches. Le NO et le SO2 montrent une réactivité intrinsèque passant par des dismutations en phase aqueuse ou vapeur induisant une forte altération de la roche par une attaque acide couplée à une oxydation poussée des minéraux constitutifs des roches. Le mélange de gaz montre de la même façon une réactivité double : le S02 s’oxyde en acide sulfurique s’attaquant aux carbonates et minéraux argileux et l’O2 oxyde tous les minéraux possédant du fer ou du soufre réduit. Les gaz annexes contrôlent donc la réactivité des roches en grande profondeur. Leur présence pourrait complètement changer le comportement des roches (porosité, rhéologique) lors du stockage. Leur implication devra être anticipée dans chaque cas concret de stockage en fonction de la composition du gaz d’injection, de la minéralogie et des propriétés pétrophysiques des rochesCapture and geological storage of CO2 are an main option to limit GHEG emissions of industrial poles and power plants. The captured gases are not constituted by pure CO2 but contain a fraction (until 10 %) of other gases : Ar, N2, SOx and NOx. Most of these gases are highly reactive and could have a strong influence on physical and chemical conditions of the milieu and on the environmement if contamination of neighbour aquifers occurs by leakages. Several laboratory experiments investigated the reactivity of carbonated reservoir and cap rocks from the Aquitaine Basin as well as the reactivity of synthetic mineralogical blends in geologically relevant P-T conditions. The rocks, associated to brine, were altered in presence of various gaseous components at 100 bar and 150°C during one month : pure CO2, pure SO2, pure NO and a CO2 mixture containing fractions of Ar, N2, SO2 and O2. Each experiment was compared with a blank in which the initial gas was replaced with pure N2. Pure CO2 show a limited reactivity on the rocks. NO and SO2 show a intrinsic reactivity by disproportionations in aqueous or vapour phases implying a high alteration of rocks by compled acid – base and oxidation mechanisms. The gas mixture show also a double reactivity : SO2 is oxidized in sulphuric acid dissolving carbonates and clay minerals and O2 oxidizes all reduced mineralogical phases. These gases even in limited fractions control the reactivity of rocks. Their presence could change the behaviour of the rock toward gas and induce positive as well as negative transformations. Their implication must be checked for each geological storage as a function of gas composition, mineralogy and petrophysical
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Bourry, Christophe. "Caractérisation physique et géochimique d'hydrates de gaz d'environnements géologiques différents : apport des techniques de Diffraction X Synchrotron et de Spectroscopie Raman : contribution à l'étude de leur origine, formation et stabilité sur les marges." Brest, 2008. http://www.theses.fr/2008BRES2043.
Анотація:
L’amélioration des connaissances concernant la distribution des hydrates de gaz dans les sédiments, leurs caractéristiques physiques, chimiques ou thermodynamiques est essentielle afin de prévenir les risques auxquels ils peuvent être associés, d’anticiper leur rôle dan l’évolution du climat ou de développer les technologies nécessaires à leur exploitation. Dans cette optique, ce travail de thèse apporte des données supplémentaires indispensables à une meilleure compréhension de leur origine, formation et stabilité. Le travail a porté su l’étude de quatre hydrates de gaz naturels issus de la marge Africaine, la marge Norvégienne et la mer de Marmara. Les hydrates des marges Africaine et Norvégienne cristallisent dans une structure de type I, ce qui est en accord avec leur origine biogénique. En revanche, ceux provenant de la mer de Marmara, composés de gaz d’origine thermogénique, ont une structure de type II. L’utilisation de la spectroscopie Raman a également permis de suivre la dissociation des hydrates naturels et de montrer qu’il n’existe pas de dissociation préférentielle entre les petites et les grandes cages formant les hydrates naturels. En outre, la grande variabilité de la zone de stabilité des hydrates sur le volcan de boue Hakon Mosby a pu être évaluée par modélisation thermodynamique. Une étude identique a montré que seuls des hydrates d’origine thermogénique peuvent se former en mer de Marmara. Enfin, l’ensemble des données géochimiques des eaux interstitielles, des gaz et des hydrates de gaz obtenus au cours de la campagne Vicking (2006) a permis d’étudier la circulation de fluide et de gaz formant les hydrates de gaz sur le volcan de boue Hakon MosbyThe knowledge of the occurrence of gas hydrates in the natural environment, their physical, chemical or thermodynamical properties is essential to prevent geohazards, to anticipate their role in climate change or to develop technologies to take advantage of this energy resource. To mis purpose, this work reports a physical and chemical characterization of four natural gas hydrates from African and Norwegian margins, and from the Sea of Marmara, for documenting their origin, formation and stability. Samples from African and Norwegian margins crystallize in type I structure. This observation is in agreement with their biogenic origin. On the other hand, hydrate samples from the sea of Marmara, characterized by a thermogenic origin, exhibit a type II structure. Raman spectroscopy was also used to investigate the dissociation processes of natural gas hydrates. These results indicate that there is no preferential dissociation of large small cages. Thermodynamical modeling let us evaluate the highly variable gas hydrate stability fields in sediments from the Hakon Most Mud Volcano, whereas it let us assert that only thermogenic gas hydrates can crystallize in the sea of Marmara. In a last chapter, geochemical data obtained from porewaters, gases, and gas hydrates collected during the Vicking cruise (2006) - HERMES Program - permitted to characterize the processes controlling the fluid circulation in the Hakon Mosby Mud Volcano where gas hydrates are present in great quantity
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MATHIS, GAEL. "Outils de détection de rupture et de diagnostic : application à la surveillance de turbines à gaz." Rennes 1, 1994. http://www.theses.fr/1994REN10121.
Анотація:
L'objet de cette these est l'elaboration d'un systeme de surveillance adapte a un moniteur de combustion d'une turbine a gaz. Afin d'atteindre ce but, nous suivons la demarche generale de surveillance elaboree a l'irisa. Elle consiste a partir d'une modelisation reduite mais suffisante pour discriminer les pannes a detecter, a construire une mesure de distance pertinente entre les observations mesurees et le modele choisi. Pour cela, nous nous placons selon un point de vue local et grace a des principes d'invariance nous ramenons le probleme de detection de pannes non lineaires a un probleme plus simple de detection de changement de moyenne dans une suite de variables aleatoires gaussiennes independantes et de meme matrice de covariance. Des detecteurs hors-ligne et en-ligne sont construits permettant la detection des pannes. Nous proposons plusieurs methodes de diagnostic afin de localiser les pannes. Cette etude est appliquee sur un grand nombre d'observations reelles. De plus, nous proposons la construction de detecteurs hors-ligne et en-ligne a partir des etimateurs de type robbins-monro. Enfin, nous exposons une methode de surveillance a base de reseaux d'ondelettes permettant de nous affranchir du modele physique de la turbine
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Hermoso, Michaël. "Les perturbations environnementales au cours du Toarcien inférieur : apport de l'étude sédimentologique et géochimique de séries boréales et Ouest-Téthysiennes." Paris 6, 2007. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01476891.
Анотація:
Le Jurassique inférieur est une période marquée par la dislocation du continent unique à laquelle est associée une période de volcanisme intense. L'élévation du niveau marin (transgression liasique) et les fortes pressions partielles en CO2 dans l'atmosphère induisent un contexte de forte productivité primaire et des conditions environnementales favorables à la préservation de la matière organique. Le Toarcien inférieur est ainsi associé à un événement anoxique océanique (OAE) qui se traduit par un point haut sur la courbe à long terme du rapport isotopique du carbone (13C). Toutefois, durant cette période, la dérive positive du 13C est brutalement interrompue par une excursion négative généralisée et de forte amplitude. Actuellement, deux théories s'opposent pour tenter d'expliquer cet accident géochimique. La première fait intervenir des mécanismes locaux de dégradation de la matière organique dans la colonne d'eau qui libérerait une masse importante de CO2 à très faible 13C, CO2 qui est ensuite recyclé dans les carbonates et la matière organique phytoplanctonique marine. La seconde hypothèse fait intervenir un phénomène généralisé (enregistrement mondial) dont l'origine serait la libération massive de carbone isotopiquement allégé au cours d'un épisode de déstabilisation d'hydrates de gaz. L'objectif de ce travail est de trancher sur l'interprétation de cette perturbation isotopique du cycle du carbone et des événements associés à l'échelle du Bassin de Paris et de bassins Ouest-téthysiens. Pour cela, nous avons étudié des sites de contextes sédimentologiques et environnementaux différents depuis des coupes septentrionales où l'anoxie se marque nettement dans la sédimentation jusqu'à des coupes d'Europe méridionale, plus ouvertes vers l'Océan téthysien où l'impact de l'OAE paraît plus discret sur la sédimentation. Nous mettons en évidence un événement unique, synchrone. Malgré des difficultés liées à la corrélation des cadres biostratigraphiques, ces événements s'enregistrent bien au sommet de la biozone à Tenuicostatum – base Falciferum correspondant à la nannozone à C. Superbus. L'amplitude de l'accident du 13C est bien plus forte au Nord (-6‰) qu'au Sud (-3,5‰) de l'Europe. Cette différence semble parallèle à celle de la répartition des teneurs en matière organique. Le lien de cet événement isotopique avec la mise en place des conditions anoxiques semble également dépendre d'une logique paléolatitudinale puisque dans les sites boréaux, l'anoxie définie par des critères sédimentologiques (lamination du sédiment, teneurs en pyrite et en matière organique) et géochimiques (évolution des teneurs en manganèse) précède l'accident isotopique alors que l'inverse s'observe plus au Sud. Nos données indiquent que les séries épicontinentales du Bassin de Paris ont enregistré un flux primaire de carbone isotopiquement négatif qui a affecté de façon homogène toute la colonne d'eau, excluant une origine diagénétique à cet événement. L'enregistrement à haute-résolution permet de mettre en évidence quatre paliers successifs de décroissance du rapport isotopique du carbone comme cela avait été montré pour l'enregistrement isotopique de la matière organique. Nous excluons la co-occurrence de phénomènes liés au recyclage de la matière organique tels qu'expliqués par les modèle de Broecker et de Küspert, puisqu'aucun argument de géochimie organique et moléculaire ne plaide pour des processus de recyclage plus important de la matière organique au cours de cet intervalle. Au contraire, une stratification haline de la colonne d'eau semble se mettre en place à ce niveau. Elle serait due à l'augmentation des apports d'eau douce sur la surface épicontinentale NW européenne. Nos données intégrées à celles de la bibliographie nous conduisent à soutenir un processus de libération de méthane dans l'atmosphère lié à une déstabilisation d'hydrates de gaz, éventuellement renforcée par la méthanogenèse de charbon par intrusion doléritique dans les gisements du Sud du Gondwana. Ces perturbations du cycle du carbone et du rapport isotopique de cet élément dans les différents réservoirs (OAE et accident du 13C) interviennent dans un cadre de grands bouleversements environnementaux qui semblent liés à un à-coup généralisé de l'activité géodynamique (ouverture océanique, volcanisme du Karoo - Ferrar, structuration de la Téthys occidentale, …). Il est difficile d'établir des liens de causalité entre ces événements, faute d'une chronologie suffisamment précise, mais on peut toutefois envisager une déstabilisation d'origine sismo-tectonique des hydrates de gaz dont la localisation du stockage reste inconnue. Les mécanismes de stockage des hydrates de gaz dans le contexte océanique particulier du Toarcien restent à comprendre.
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Grundman, Gaëlle. "Evaluation des potentiels en huile et gaz du Nord-Est de la Gaspésie (Québec, Canada) : approche géochimique et modélisation 2D du système pétrolier." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066043.
Анотація:
La Gaspésie (Québec, Canada) est une péninsule constituée des ensembles tectono-stratigraphiques cambro-ordovicien, siluro-dévonien et carbonifère. L’objectif de cette étude est d’améliorer la connaissance de ce système pétrolier grâce à une approche géochimique couplée à une modélisation 2D. L’étude des profils Rock-Eval 6 des roches brutes siluro-dévoniennes suggère la présence d’une quantité importante de produits pétroliers générés mais non libres. Afin d’éviter la surestimation du potentiel pétrolier, il apparait indispensable d’effectuer les analyses sur les kérogènes. L’étude des extraits indique ainsi que les roches mères siluro-dévoniennes ont généré des hydrocarbures sans que ceux-ci aient pu être expulsés. Enfin, les paramètres cinétiques de craquage de ces kérogènes ont permis d’établir une courbe de décroissance de l’IH et d’estimer la hauteur minimale des dernières érosions ayant affecté le NE de la Gaspésie (4500m). Cette estimation de l’érosion s’est avérée être un paramètre important en vue de la modélisation numérique. Ainsi, trois scénarios ont été définis en fonction de l’épaisseur des formations érodées, des hypothèses d’enfouissement maximal et en prenant en compte des résultats obtenus par ailleurs sur des traces de fission. S’il est difficile de déterminer le scénario d’enfouissement qui a prévalu dans l’histoire géologique de la région, la convergence des résultats permet d’établir l’origine cambro-ordovicienne des hydrocarbures, de proposer une chronologie fiable des évènements de génération-expulsion-migration, d’estimer les masses d’hydrocarbures mises en jeu et de localiser les accumulations au cours du tempsGaspé Peninsula (Québec, Canada) is made up of three distinct tectonostratigraphic domains: Cambro-Ordovician rocks, Siluro-Devonian rocks and Carboniferous. The objective of this study is to improve understanding of this petroleum system, through a geochemical approach coupled with a 2D modeling. Study of Rock-Eval 6 profiles of Siluro-Devonian bulk rocks suggests the presence of a significant amount of generated but not free petroleum products. To avoid overestimation of the oil potential, it appears necessary to analyze the kerogens. The study of kerogens extracts thus indicates that the Siluro-Devonian rocks have generated hydrocarbons without possibility to expel them. In addition, the kinetics parameters of thermal cracking of kerogens allowed the establishment of a decreasing curve of the HI, which can be compared to the curve measured in this study and enables to estimate the minimum height of eroded sediments during the last erosions that affected the northeastern Gaspé (4500 m). This estimated amount of erosion proved to be an important parameter during the numerical modeling. Thus, three scenarios were defined according to the thickness of eroded formations and assumptions of maximum burial, but also taking into account results on previous fission track analysis. If it is difficult to determine the best burial scenario that prevailed in the geological history of northeastern Gaspé, the convergence of results enable the establishment of the Cambro-Ordovician origin of the hydrocarbon, the provision of a reliable chronology of generation-expulsion-migration events, the estimation of the mass of hydrocarbons in play, and the location of accumulations over time
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Taquet, Noémie. "Monitoring géochimique de la géosphère et l'atmosphère : application au stockage géologique du CO2." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0252/document.
Анотація:
Cette thèse touche à la problématique des échanges de gaz aux interfaces entre la géosphère, la biosphère, l'hydrosphère et l'atmosphère par l'intermédiaire du monitoring géochimique des gaz appliqué aux sites de stockage géologiques du CO2. Au niveau de l'axe « Métrologie », nous avons développé une plate-forme de monitoring géochimique continu, in situ et déportée par spectrométrie FTIR/Raman pour la mesure des gaz du sol (CO2, CH4, N2, O2, H2O). Des protocoles de quantification ont été développés pour la mesure par télédétection infrarouge terrestre en mode passif du CO2, CH4, SO2, H2S dans l'atmosphère. Au niveau des axes « Monitoring » et « Modélisation », les mesures de gaz du sol à proximité du puits d'injection de Rousse (Pilote CO2 Total, Lacq/Rousse, France) sur plus de sept cycles saisonniers ont montré une anti-corrélation entre la teneur en CO2 et les variations du niveau piézométrique de la nappe. Cette relation a permis de modéliser l'enveloppe de variabilité « naturelle » de la teneur en CO2 dans le sol, qui constitue un élément clé pour la surveillance des sites de stockage. Les variations majeures de teneur en CO2 sont attribuées à des processus de dissolution/libération de CO2 par la nappe, jouant un rôle de pompe à CO2. La concentration en CO2 en surface (+1m) serait gouvernée par les variations de teneur en CO2 du sol. Les mesures par télédétection FTIR des gaz dans l'atmosphère ont permis d'établir pour la première fois une simulation expérimentale 3D des enveloppes de CO2 à l'aplomb du site d'injection. Ces résultats constituent un premier pas vers la mise en place d'un outil de surveillance des panaches gazeux dans l'atmosphèreThis study is based on the problematic of gas exchanges at the interface between the geosphere, biosphere, hydrosphere and atmosphere through the geochemical monitoring of gas applied to CO2 geological storage sites. Concerning the "Metrological" aspect, we developed and implemented an in situ continuous geochemical monitoring station, based on coupling FTIR/ Raman spectrometry for measuring soil gas (O2, N2, CO2, CH4 and H2O) close to the injection wells of Rousse 1 (CCS Total pilot, Lacq-Rousse, France). We also developed protocols to identify and quantify CO2, CH4, SO2, H2S in the atmosphere (plume) by passive remote sensing FTIR. On the "Monitoring" and "Modelling" aspects, the continuous recording of soil CO2 concentration during more than 7 seasonal cycles indicate that CO2 concentration in the soil was anti-correlated with changes in piezometric level of the groundwater. This correlation was used to model the limits of natural variability of CO2 content in the soil, which is a key to CCS sites monitoring. The main fluctuations in soil CO2 content was assigned to a dissolution/release process of CO2 by the perched water table, acting as a CO2 pump. The CO2 concentration at the near surface (+ 1 m) would be governed by changes of the soil CO2 content. FITR remote sensing measurement of atmospheric gases allowed for the first time to perform an experimental 3D simulation of CO2 layers on the injection site. This type of experimental simulation is a first step for the monitoring of gases in the atmosphere
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Nguyen, Ba Tong. "Mesures de traces de gaz par spectroscopie d'absorption par diodes lasers accordables. Application à la surveillance de l'environnement." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20201.
Анотація:
Le besoin d'analyse de gaz à l'état de traces s'est accentué ces dernières années en raison des préoccupations du public et de l'industrie sur des questions telles que le contrôle des émissions de polluants atmosphériques, la surveillance de l'environnement au sens large, la santé et la sécurité au travail. Il est donc nécessaire de posséder des instruments de détection sélectifs, sensibles et capables d'effectuer une mesure directe en temps réel. La fiabilité des systèmes de mesure est également un critère important et, selon l'application envisagée, s'ajoute aussi le besoin de miniaturisation pour aller vers des microsystèmes permettant le développement de dispositifs portables pour des opérations sur site.Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit est situé dans ce contexte et porte sur l'étude et la mise au point d'un système sensible, efficace et assez simple à mettre en œuvre permettant de réaliser des mesures de traces de gaz sélectives, en temps réel et in-situ. Ce système est basé sur la spectroscopie d'absorption par quartz (QEPAS, Quartz Enhanced PhotoAcoustic Spectrocopy) qui consiste en la mesure d'une onde acoustique générée après la relaxation non-radiative des molécules excitées par l'absorption de la lumière modulée émise par des diodes lasers accordables, à l'aide d'un diapason à quartz (QTF). Le fonctionnement des sources lasers accordables et du QTF ainsi que différentes configurations du spectrophone (association du micro-résonateur et du QTF) utilisés dans cette technique QEPAS sont détaillés. Une modélisation de l'onde acoustique et de la réponse du capteur est également proposée. Deux dispositifs ont été réalisés. Le premier, nommé banc QEPAS prototype, est dédié à la mesure de l'éthylène avec une diode laser DFB émettant à 3,32 µm. Le second dispositif est une nouvelle version de capteur QEPAS, plus compacte que des dispositifs existant actuellement, dans laquelle il est possible de placer tout type de diode laser commerciale montée dans des supports de type T0xx. Ce banc compact est utilisé pour la mesure de méthane avec notamment une diode laser DFB émettant à 3,26 µmThe need for trace gas analysis has increased in recent years due to an important concern of the public and industry on issues such as the control of emissions of air pollutants, environmental monitoring, health and security. It is therefore necessary to have the trace gas sensors able of high selectivity, sensitivity and a direct measurement in real time. The reliability of the measurement systems is also an important criterion, depending on the intended application, the need to move towards miniaturization of microsystems for the development of portable devices for on-site operations is also interesting.This thesis is in this context and focuses on the study and development of a sensitive, efficient and simple setup to make selective, in-situ and in real time measurements of trace gases. This system is based on quartz enhanced photoacoustic spectrocopy (QEPAS) which consists on the measurement of an acoustic wave generated by the non-radiative relaxation of the excited molecules after light absorption, with a quartz tuning fork (QTF). The operation of tunable laser sources, of QTF and different spectrophone configurations (combination of the micro-resonator and QTF) used in QEPAS technique are detailed. A model of the acoustic wave and the response of the sensor are also proposed. Two devices have been designed. The first one is a QEPAS prototype bench, dedicated to the measurement of ethylene with a DFB laser diode emitting at 3.32 µm. The second device is a new version of QEPAS sensor that is more compact than the currently existing devices and where it is possible to place any type of commercial laser diode. This compact bench is used for methane measurement with a DFB laser diode emitting at 3.26 µm
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Baubestre, Claude. "Surveillance biologique et environnementale du risque professionnel lié aux effluents automobiles : étude dans deux garages municipaux parisiens." Paris 5, 1990. http://www.theses.fr/1990PA05P620.
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Gonzalez, Cécile. "Quantification de l'acidification de l'océan par l'analyse géochimique des coraux profonds." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112009/document.
Анотація:
L’acidification des océans provoquée par l’absorption du CO2 atmosphérique par l’eau de merest devenue une préoccupation écologique majeure et menace déjà les organismes calcifiants. Suiteà la révolution industrielle, le pH de l’océan de surface a diminué de 0,1 unité-pH. En revanche, celuides eaux profondes reste peu documenté. Les isotopes du bore (11B) dans les carbonatesbiogéniques se sont révélés être un puissant outil géochimique pour la reconstitution du pH, mais n’apas encore été appliqué aux coraux profonds. Un travail analytique sur MC-ICPMS Neptune et uneanalyse géochimique de ces coraux ont été effectués afin de reconstituer et quantifier l’acidificationdes océans. De même, la valeur 11B de l’eau de mer utilisée pour calculer les paléo-pH a étérevisitée et l’homogénéité des océans vérifiée.L’analyse de deux colonies modernes de Lophelia pertusa et Madrepora oculata a permis dequantifier un taux d’acidification pendant la fin du XXème siècle pour les eaux de sub-surface en mer deNorvège et cela après établissement d’une calibration expérimentale à partir de coraux de culture.L’analyse géochimique des coraux profonds a mis en évidence un effet vital lié à la physiologie quidoit être considéré pour quantifier avec précision la variabilité du pH. Celui-ci peut être en partiecorrigé par une analyse statistique des isotopes stables B, C et O. Cette étude a aussi révélél’influence de l’hydrodynamique régionale. Enfin les variations naturelles du pH pendant l’Holocène etle Dernier Maximum Glaciaire sur des coraux profonds fossiles méditerranéens ont été établies etcelles pendant l’aube de l’explosion de la diversité biologiqueOcean acidification is caused by the absorption of rising atmospheric CO2 by seawater andrepresents a major environmental issue. Since the beginning of the industrial era, seawater pH hasdecreased by 0.1 pH units and is already threatening calcifying organisms. Boron isotopes (11B) haveproved to be a powerful geochemical tool for the reconstruction of pH variations, but has not yet beenapplied to deep-sea corals (DSC). Accurate and precise measurements of boron isotopes in coralsand seawaters were performed in order to measure small pH variations.The technique of pH reconstruction based on boron isotopes (pH-11B) was used on two specimens of the DSC Madrepora oculata and Lophelia pertusa collected alive in the Norwegian Sea and spanning an age of 40 (3) and 67 (3) years, respectively. Acidification rates were calculated by applying a new pH-11B calibration obtained from the geochemical analysis M. oculata and L. pertusa samples cultured under different pCO2 conditions. The contribution of a biological-related vital effect on d11B was observed at macrometer scale, and a correction was finally suggested based on oxygen and carbon isotopes. Overall, the coral δ 11B-based reconstructions show a pH decrease in the Norwegian Sea since the 1940s, which seems to be related to the local hydrodynamics. The pH-11B technique was also applied to fossil DSC fragments from two “on-mound sediment cores” retrieved in the Siculo-Tunisian Strait with the aim to reconstruct the pH during the Last Glacial Maximum and the Holocene periods. Finally, well-preserved limestone samples from the stratigraphic sequence Nama (551-543 Ma) in Namibia were investigated for 11B to study the pH variations at the beginning of the Cambrian evolutive radiation
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Ben, Baccar Mohamed Ennaceur. "Modélisation géochimique de la diagénèse minérale et de ses conséquences sur la porosité des réservoirs." Strasbourg 1, 1992. http://www.theses.fr/1992STR1A004.
Анотація:
Une méthode de simulation thermodynamique et cinétique des réactions au contact des solutions des milieux poreux sédimentaires, au cours de la diagenèse, a été développée. Elle consistait à combiner l'utilisation de deux modèles thermal et DISSOL ou KINDIS, pour simuler successivement et alternativement l'effet thermique et l'interaction eau-roche. A partir des calculs de transferts de masse, la prise en compte des effets volumiques (dissolution, précipitation) a permis de prévoir les conséquences en retour sur l'évolution du milieu poreux. L'exemple théorique des réactions diagenétiques possibles dans un grès, de composition minéralogique donnée, au contact d'une solution à chimisme initial d'eau de mer entre 25 et 160c a été traité. La relation pH, PCO2 pendant ces réactions et leurs effets sur le phénomène d'albitisation des plagioclases et des feldspaths potassiques sont également étudiés. La première application de ce type de modélisations est le champ pétrolier d'Alwyn sud (mer du Nord). La reconstruction de la composition chimique des fluides responsables des événements diagénetiques tardifs, a pu être faite à partir de la comparaison des résultats de simulations aux données des analyses pétrographiques. La deuxième application est le delta de la Mahakam (Indonésie), les hypothèses proposées sur l'origine des eaux de formation ont pu être testées à travers la modélisation des interactions eaux-roches. L'effet de la pression partielle de gaz carbonique sur le phénomène d'illiltisation dans la séquence est également étudié. Bien qu'elle ait donné des résultats intéressants, l'approche utilisée pour la simulation de quelques étapes clés de la diagenèse minérale, dans le cadre général et dans le cadre du bassin d'Alwyn et du delta de la Mahakam, a montré la nécessité de couplage avec un modèle hydrodynamique afin de tenir compte à la fois de la vitesse des réactions chimiques et de la vitesse de circulation de l'eau.
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Helli, Omar. "Multicapteurs de gaz pour la conception d'un nez électronique de surveillance de la pollution atmosphérique : application à la detection de NO2 et H2S dans une atmosphère humide chargée de CO2." Metz, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2003/Helli.Omar.SMZ0303.pdf.
Анотація:
Les systèmes multicapteurs de gaz intelligents connaissent actuellement un développement accru pour de nombreux domaines d'application. Inscrite dans le large domaine de la lutte contre la pollution atmosphérique, notre étude a pour but principal la détection de deux gaz polluants antagonistes le sulfure d'hydrogène H2S, réducteur, et le dioxyde d'azote, NO2, oxydant. Après avoir situé ce sujet dans le cadre de la pollution atmosphérique, puis présenté le principe des nez électroniques, nous justifions notre choix d'une matrice de capteurs à base d'oxyde métallique, et mettons en évidence les avantages et inconvénients de ces capteurs. L'inconvénient majeur est leur sensibilité croisée, qui peut devenir un avantage par l'utilisation de méthodes de reconnaissance de formes. Les deux gaz sont étudiés seuls ou en mélange, successivement dans trois atmosphères, de plus en plus complexes. Les concentrations étudiées correspondent à une pollution industrielle près d'une source émissive. De chaque réponse des capteurs obtenue lors de la procédure systématique de caractérisation, nous avons extrait trois variables représentatives communes à toutes les mesures et une quatrième correspondant à un "pic" négatif spécifique de la réponse de tous les capteurs à H2S, non utilisé dans l'analyse de données, car il n'apparaît pas toujours dans les mélanges. Nous avons construit une base de données d'apprentissage de notre système (environ 1000 mesures) étudiée à l'aide de l'analyse factorielle discriminante, méthode multidimensionnelle supervisée. Nous obtenons identification et quantification des atmosphères gazeuses, en procédant par étapes qui tiennent compte notamment des atmosphères de références. Une identification rapide est obtenue avec deux variables représentatives, valable pour la détection d'un seuil. Grâce aux règles de décision fiables obtenues, nous proposons une méthode d'indentification d'atmosphères inconnues directement exploitable par des utilisateurs
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Helli, Omar Lumbreras Martine. "Multicapteurs de gaz pour la conception d'un nez électronique de surveillance de la pollution atmosphérique Application à la detection de NO2 et H2S dans une atmosphère humide chargée de CO2 /." Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2003/Helli.Omar.SMZ0303.pdf.
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Huneau, Frederic. "FONCTIONNEMENT HYDROGEOLOGIQUE ET ARCHIVES PALEOCLIMATIQUES D'UN AQUIFERE PROFOND MEDITERRANEEN Etude géochimique et isotopique du bassin miocène de Valréas (Sud-Est de la France)." Phd thesis, Université d'Avignon, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00323650.
Анотація:
Une étude hydrogéologique a été entreprise sur les eaux de l'aquifère miocène du bassin de Valréas (Vaucluse). Celle-ci vise à améliorer la connaissance du fonctionnement du système grâce à une étude détaillée combinant une vaste gamme d'outils isotopiques et géochimiques qui inclut : les isotopes stables de la molécule d'eau (18O et 2H), les isotopes du carbone minéral dissous (13C et 14C), le tritium, les gaz rares et les éléments chimiques majeurs. Les activités 14C décroissent depuis environ 100 pcm dans la zone de recharge, jusqu'à des valeurs inférieures à 1 pcm dans l'aquifère captif. Les âges calculés révèlent la présence d'eau dont le temps de séjour atteint plus de 30 000 ans dans la partie confinée. Les teneurs en 18O et 2H mettent en évidence un fort contraste isotopique entre aquifère libre et aquifère captif, et l'étude de la relation 18O/2H souligne la particularité des circulations atmosphériques régionales, sous influence mixte atlantique et méditerranéenne. L'excès en deutérium calculé à partir des eaux anciennes suggère la persistance de ce schéma depuis le Pléistocène. Les paléotempératures de recharge déduites des concentrations en gaz rares fournissent une différence de température entre le Tardiglaciaire et l'Holocène de l'ordre de 7°C et les teneurs en hélium radiogénique montrent une évolution graduelle avec l'augmentation du temps de séjour. La géochimie des eaux met en évidence la sensibilité des eaux du réservoir miocène aux pollutions d'origine anthropique. Les minéraux argileux sont à l'origine d'échanges de bases dont l'intensité est proportionnelle au temps de séjour. La comparaison des vitesses hydrauliques et des vitesses radioisotopiques indique une grande différence dans les deux méthodes concernant la partie captive de l'aquifère, suggérant l'existence d'eaux quasi-stagnantes dans l'aquifère confiné. A l'issue de cette étude un modèle conceptuel de fonctionnement de l'aquifère est proposé.
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Ding, Yi. "Application de la chimiluminescence de flamme et du courant d’ionisation à la surveillance de l’état de combustion pour une chaudière à gaz domestique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC039/document.
Анотація:
Les variations de la composition des gaz naturels nécessitent un system de réglage automatique de la richesse de flamme pour des chaudières domestiques à gaz. Dans ce travail,deux solutions potentielles sont étudiées, à savoir la chimiluminescence de flamme et le courant d’ionisation. Des indicateurs de richesse sont déduits des signaux de chimiluminescence obtenus expérimentalement. L’impact de l’échange de chaleur entre la flamme et le brûleur sur des signaux de chimiluminescence est ensuite étudié. Une analyse est également faite des principaux facteurs pouvant perturber la caractérisation du signal de chimiluminescence. Le courant d’ionisation est ensuite étudié sur une flamme conique pour comprendre l’évolution de son intensité avec la position de sonde et avec les conditions de flamme. Il est montré ensuite que ces évolutions sont corrélées avec le changement de la distance entre la flamme et le brûleur. Enfin, une boucle de contrôle est développée pour démontrer la faisabilité d’un réglage automatique de richesse en exploitant le signal de chimiluminescenceThe variations of natural gas composition call for an automatic equivalence ratio regulation system for domestic gas boilers. Two potential techniques for this purpose are investigated, i.e. the flame chemiluminescence and ionization current. Equivalence ratio indicators are inferred from the chemiluminescence signal based on the experiments. The investigation proceeds by examining effects of the flameburner heat exchange on the chemiluminescence signal. The interference of several disturbing factors for the chemiluminescence signal characterization is also analyzed. The flame ionization current is investigated on a conical flame to understand the evolution of its intensity with the probe position and flame conditions. These changes are then attributed to modifications of the distance between the flame base and the burner rim. Finally a control loop is developed to demonstrate the feasibility of equivalence ratio self-regulation with the chemiluminescence signal
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Roussel, Olivier. "Interet de la surveillance simultanee non invasive de l'hemodynamique et de la pression tele-expiratoire en gaz carbonique : valeur predictive sur la qualite de la perfusion tissulaire." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO1M112.
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Taher, Mohammad Iktiham Bin. "New HEMT Type Sensors for In-situ Bio‐Geochemical Analysis." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0229.
Анотація:
Une nouvelle classe de capteurs de gaz innovants basée sur des transistors à haute mobilité électronique (HEMT) AlGaN/GaN a été développée pour les applications géologiques. Elle est conçue dans le but d'étudier le transfert de masse des gaz (H2, CO2, CH4, O2, H2S, SO2 et He) entre le sous-sol et l'atmosphère sur de grandes étendues géographiques. Pour cela, elle intègre les caractéristiques clé suivantes : la miniaturisation, la robustesse, l'insensibilité aux environnements difficiles associées à un coût contenu. Les étapes technologiques comme la conception des capteurs, les technologies de micro-fabrication et l'optimisation des performances électriques des HEMT ont été continuellement étudiées et améliorées tout au long du travail. Ainsi, des densités de courant supérieures à 400 mA/mm, un courant de pincement = ~1×10-5 A et une transconductance = ~0,03 S/mm ont été atteints dans certaines conditions de polarisation. Les capteurs HEMT AlGaN/GaN traités avec différentes couches fonctionnelles (Pt, ITO et IZO) ont aussi été fabriqués et caractérisés pour différents gaz (H2, CO2, CH4 et He) en laboratoire et en environnement souterrain (Forage de 51 m) dans différentes conditions environnementales (température= 25 à 450°C, humidité= 0 à 100%). Grace à ces mesures, les enthalpies d'adsorption d'hydrogène ont été mesurées sur divers matériaux de détection tels que Pt, ITO et IZO et sont de -30.3 kJ mol^(-1), -32.5 kJ 〖mol〗^(-1) et -34 kJ 〖mol〗^(-1), respectivement. Ces valeurs indiquent que ITO et IZO sont complémentaires de Pt pour le développement d'un capteur d'hydrogène gazeux. Les HEMTs Pt/AlGaN/GaN ont été également été étudiés pour optimiser les performances des capteurs d'hydrogène dans l'air atmosphérique pur et dans le diazote afin de simuler les conditions souterraines, où la concentration d'O2 change avec la profondeur du sol. L'analyse thermodynamique montre que pour le Pt, l'affinité de H2 est environ 2000 fois supérieure à celle de l'O2. Cela rend le capteur adapté à la détection d'O2 dans l'air ou de divers mélanges d'O2 et de H2 en fonction des différentes profondeurs souterraines impliquées. Un lot de capteurs de gaz spécifique a été fabriqué avec des composants de capteur passivés (càd, non-actifs) comme référence pour la détection de gaz (capteur actif). Le capteur actif Pt/AlGaN/GaN fournit un changement de courant indiquant la présence de H2, tandis que le capteur non-actif n'indique aucun changement de courant en relation avec le gaz. Le capteur non-actif permet de suivre et d'éliminer les changements causés par les paramètres environnementaux externes comme la température. Cette thèse présente également de nouvelles techniques de mesure utilisant la polarisation par impulsions pour la détection des gaz souterrains avec les HEMT Pt-AlGaN/GaN. Au lieu d'imposer une polarisation d'entrée continue (toujours dans état ON) sur une longue période, le capteur est activé plusieurs fois successivement avec des impulsions sur de courtes périodes (état ON/OFF). Les capteurs ont ainsi montré une réponse rapide au gaz sous la forme d'une variation de courant significative jusqu'à des concentrations de 25 ppm. Toutes les expériences menées dans le cadre de cette étude ont démontré que les capteurs peuvent fonctionner dans divers scénarios de mesure susceptibles de se produire dans la situation réelle de détection de gaz en contexte géologique souterrainAn innovative gas sensor generation based on AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistor (HEMT) has been developed for complex geological environments. It is designed to study the mass transfer of gases (H2, CO2, CH4, O2, H2S, SO2, and He) from the underground to the Earth's atmosphere. It incorporates the key features for subsurface gas sensor development such as miniaturization, robustness, insensitivity to harsh environments, and low cost.Technological steps, design of the sensor layouts, micro-fabrication techniques, and optimization of the electrical performance of the HEMTs have been continuously investigated and improved. Current densities above 400 mA/mm and pinch-off current= (~1×10-5 A), and transconductance (gm)= ~0.03 S/mm have been achieved for certain bias conditions. At the same time, the processed AlGaN/GaN HEMT sensors with different functional layers (Pt, ITO, and IZO) are fabricated and characterized for different gases (H2, CO2, CH4, and He) in the laboratory, and real subsurface conditions (Borehole: 51 m) under different environmental conditions (temperature= 25 to 450°C, humidity= 0 to 100%). The measured adsorption enthalpies of hydrogen onto various sensing materials like Pt, ITO, and IZO are calculated -30.3 kJ mol^(-1), -32.5 kJ 〖mol〗^(-1), and -34 kJ 〖mol〗^(-1), respectively, indicating that ITO and IZO are complementary to Pt for the development of a hydrogen gas sensor.Pt/AlGaN/GaN-based HEMT devices have been studied to evaluate the performance of hydrogen sensors in pure atmospheric air and a fully N2-based atmosphere to simulate subsurface conditions where the O2 concentration changes over the depth of the soil. From the thermodynamic analysis, the affinity of hydrogen for Pt was found nearly 2000 times greater than the affinity of oxygen for platinum. This makes the sensor suitable for detecting hydrogen in the air or various mixtures of O2 and H2 at different underground depths imply.A dedicated gas sensor batch has been fabricated with passivated (i.e., non-active) sensor components as a reference for gas detection (active sensor). The active sensor Pt/AlGaN/GaN provided a change in current indicating a response to the hydrogen exposure, while the non-active (Passivated-Pt/AlGaN/GaN) provides no changes in current. But non-active sensor (reference) tracks and eliminates the changes caused by external environmental parameters.This thesis also presents new measurement techniques using pulse polarization for subsurface gas detection with a Pt-AlGaN/GaN HEMT sensor. Instead of imposing a continuous input bias (which always maintains the ON state) over a long period of the experiment, the sensor is activated several times with pulsed polarization for a short period of time (ON/OFF state). The sensors showed a sufficiently fast response to the target gas by changing the drain current in pulsed bias mode with a linear increase in output current even at very low concentrations such as 25 ppm. All the experiments conducted in the study demonstrated that the sensors could work in various measurement scenarios that may occur in the real situation of subsurface gas detection
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Kazantsev, Alexandre. "Perturbations d'amplitude du bruit ambiant au droit des hétérogéneités : étude de faisabilité pour l'exploration et la surveillance de réservoirs multi-fluide." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM075/document.
Анотація:
L'objet de cette thèse est l'étude des possibles mécanismes élastiques expliquant l'amplification du bruit ambiant au droit de certains réservoirs multi-phasiques. Trois jeux de données sont traités. La signature spectrale observée d'un réservoir de vapeur géothermique est différente de celle d'un stockage de gaz. Dans une approche empirique, un algorithme de classification permet d'extraire et de cartographier les anomalies que l'on présume liées au réservoir. Un travail de modélisation est effectué pour tenter d'expliquer les anomalies mesurées. Dans les données réelles, une forte présence de modes supérieurs d'ondes de Rayleigh est détectée. On modélise numériquement en 2D la propagation de ces modes à travers un réservoir placé au sein d'une structure géologique réaliste. La réponse simulée du réservoir se révèle trop faible par rapport aux observations de terrain. Néanmoins, on parvient à inverser les faibles perturbations d'amplitude synthétiques pour la position du réservoir, dans des modèles de référence simples. Cette méthode pourrait être utilisable pour l'imagerie à partir de faibles variations d'amplitudes dans le cadre du monitoring. Pour ce qui est de fortes anomalies observées sur le terrain , il est à noter que les effets visco-élastiques, les effets 3D, et les effets liés à un éventuel champ incident diffus n'ont pas été pris en compte dans la modélisation. Ainsi ce travail n'exclut pas la possibilité de telles anomalies liées à la présence d'un réservoirThis PhD work investigates the possible elastic mechanisms behind the ambient noise amplification above multi-phase fluid reservoirs. Three datasets are analysed above different reservoirs. The observed spectral signature is different in the gas storage and geothermal contexts. A non-supervised algorithm for amplitude spectrum classification is developed, allowing to extract and map the relevant attributes of a multi-phase fluid presence. As a first modelling step, a wavefield characterisation methodology is applied to determine the composition of the ambient noise. It reveals the presence of strong Rayleigh overtones. Numerical 2D elastic modelling is used to simulate the propagation of overtones across a reservoir within a realistic geological structure. The modelled reservoir response is too small compared to the real data. However, the small amplitude perturbations arising in the numerical simulations are successfully inverted for the position of the reservoir, in simple background models. The developed method could in theory be used for imaging small time-lapse amplitude variations (monitoring), despite the obstacles remaining to be overcome before a real-data application. Neither visco-elastic nor 3D effects are adressed. Thus this work does not exclude the possibility of strong reservoir-specific spectral anomalies
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Kazantsev, Alexandre. "Perturbations d'amplitude du bruit ambiant au droit des hétérogéneités : étude de faisabilité pour l'exploration et la surveillance de réservoirs multi-fluide." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM075.
Анотація:
L'objet de cette thèse est l'étude des possibles mécanismes élastiques expliquant l'amplification du bruit ambiant au droit de certains réservoirs multi-phasiques. Trois jeux de données sont traités. La signature spectrale observée d'un réservoir de vapeur géothermique est différente de celle d'un stockage de gaz. Dans une approche empirique, un algorithme de classification permet d'extraire et de cartographier les anomalies que l'on présume liées au réservoir. Un travail de modélisation est effectué pour tenter d'expliquer les anomalies mesurées. Dans les données réelles, une forte présence de modes supérieurs d'ondes de Rayleigh est détectée. On modélise numériquement en 2D la propagation de ces modes à travers un réservoir placé au sein d'une structure géologique réaliste. La réponse simulée du réservoir se révèle trop faible par rapport aux observations de terrain. Néanmoins, on parvient à inverser les faibles perturbations d'amplitude synthétiques pour la position du réservoir, dans des modèles de référence simples. Cette méthode pourrait être utilisable pour l'imagerie à partir de faibles variations d'amplitudes dans le cadre du monitoring. Pour ce qui est de fortes anomalies observées sur le terrain , il est à noter que les effets visco-élastiques, les effets 3D, et les effets liés à un éventuel champ incident diffus n'ont pas été pris en compte dans la modélisation. Ainsi ce travail n'exclut pas la possibilité de telles anomalies liées à la présence d'un réservoirThis PhD work investigates the possible elastic mechanisms behind the ambient noise amplification above multi-phase fluid reservoirs. Three datasets are analysed above different reservoirs. The observed spectral signature is different in the gas storage and geothermal contexts. A non-supervised algorithm for amplitude spectrum classification is developed, allowing to extract and map the relevant attributes of a multi-phase fluid presence. As a first modelling step, a wavefield characterisation methodology is applied to determine the composition of the ambient noise. It reveals the presence of strong Rayleigh overtones. Numerical 2D elastic modelling is used to simulate the propagation of overtones across a reservoir within a realistic geological structure. The modelled reservoir response is too small compared to the real data. However, the small amplitude perturbations arising in the numerical simulations are successfully inverted for the position of the reservoir, in simple background models. The developed method could in theory be used for imaging small time-lapse amplitude variations (monitoring), despite the obstacles remaining to be overcome before a real-data application. Neither visco-elastic nor 3D effects are adressed. Thus this work does not exclude the possibility of strong reservoir-specific spectral anomalies
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Ambrosi, Philippe. "Amplitude et calendrier des politiques de réduction des émissions face aux risques climatiques : leçon des modèles intégrés." Paris, EHESS, 2004. http://www.theses.fr/2004EHES0106.
Анотація:
Nous sommes loin de disposer d'une estimation fiable et non controversée des risques climatiques. Pourtant, cette thèse compare, à l'aide des modèles intégrés de contrôle optimal RESPONSE, quelles recommandations de réduction des émissions de CO2 sont obtenues pour trois approximations successives, de plus en plus tangibles, des risques climatiques : contraintes sur l'amplitude et le rythme de réchauffement, préférence pour la stabilité du climat et représentation explicite des dommages. Les résultats suggèrent, compte tenu des incertitudes depuis les émissions jusqu'aux dommages, d'anticiper les efforts pour se prémunir contre les regrets économiques et environnementaux liés à la réalisation de configurations défavorables (sensibilité du climat élevée, accélération des dommages). Ils concluent en outre à l'optimalité d'une action précoce sans faire l'hypothèse de dommages importants à long-terme dès lors qu'est prise en compte l'éventualité de seuils de vulnérabilité dans les dommagesTo date, climate change damages estimates are far from being reliable and non controversial. Therefor, this thesis compares - trough a family of optimal control integrated assessment models, RESPONSE - which CO2 mitigation policies are recommended for three more and more tangible proxies of climate risks : a set of constraints regarding magnitude and rate of global warming, a preference for current climate regime and an explicit modelling of climate change damages. Given the cascade of uncertainties from emissions to damages, results suggest to anticipate emissions reductions because abatements further delayed may induce significant regret in case of bad news about climate response or singularities in damages. Results also demonstrate that the eventuality of non-catastrophic threshods in damages is sufficient to increase earlier optimal abatements
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Szenasi, Barbara. "Atmospheric monitoring of the CH4 emissions at the European scale." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASJ006.
Анотація:
Les concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre ont rapidement augmenté depuis la révolution industrielle, principalement en raison des activités anthropiques. Les études menées au cours des dernières décennies ont principalement porté sur le dioxyde de carbone (CO2), qui est le principal responsable de la croissance du forçage radiatif mondial. Récemment, le méthane (CH4), deuxième contributeur le plus important, a fait l'objet d'une attention scientifique croissante car il présente un important potentiel d'atténuation. En raison de sa durée de vie relativement courte (8 à 10 ans), les efforts d'atténuation peuvent être efficaces dans des délais relativement courts. Toutefois, les estimations actuelles des émissions de CH4 à l'échelle mondiale et régionale sont très incertaines. Cette thèse vise à améliorer notre compréhension des émissions de CH4 à l'échelle européenne en abordant les différentes sources d'incertitudes.Cette thèse présente le potentiel de réduction de l'incertitude des émissions par des inversions atmosphériques descendantes des émissions de méthane. Les émissions estimées par des approches descendantes dépendent de la performance des modèles de chimie-transport (MCT) et de la précision des mesures. Le potentiel des approches descendantes dans notre cadre des émissions de CH4 en Europe est exploré par trois études, chacune se concentrant sur différentes sources d'incertitudes qui doivent être spécifiées dans les inversions atmosphériques.Dans la première étude, nous nous concentrons sur les performances de la MCT choisie en évaluant les erreurs dans la modélisation des transports et les émissions utilisées comme intrants dans la MCT. La deuxième étude cible d'autres causes possibles d'inadéquation entre les concentrations atmosphériques de CH4 mesurées et simulées, ainsi que les rapports isotopiques atmosphériques de δ13C et δ2H. Entre autres, nous analysons si les inadéquations peuvent être associées aux signatures isotopiques des sources ou aux émissions utilisées ensemble comme données d'entrée dans le modèle de transport. Ces travaux démontrent que les informations obtenues à partir de mesures isotopiques, en plus des mesures des concentrations de CH4, peuvent être utiles pour évaluer les inventaires d'émissions et estimer les émissions par inversion atmosphérique.Le potentiel des mesures de δ13C et δ2H dans les inversions atmosphériques est étudié en déterminant la précision de l'instrument nécessaire pour détecter les signaux de δ13C et δ2H provenant de diverses sources de CH4. Cette précision est examinée à l'emplacement des sites de surveillance du réseau du système intégré d'observation du carbone (ICOS). Nos résultats indiquent des exigences de haute précision pour les instruments de mesure de δ13C et δ2H. Cependant, ils révèlent que les informations isotopiques, en plus des concentrations, pourraient améliorer la discrimination des sources de CH4 lorsqu'elles sont mises en œuvre dans les inversions atmosphériques des émissions de CH4. Les travaux de cette thèse offrent des aperçus sur la manière dont les cadres d'inversion pourraient être configurés et sur les éléments essentiels pour estimer de manière fiable les émissions de CH4 à l'échelle européenneAtmospheric mixing ratios of greenhouse gases have rapidly increased since the industrial revolution, mainly due to anthropogenic activities. Studies in the past decades have primarily targeted carbon dioxide (CO2), being the largest contributor to the global radiative forcing growth. Recently, the second largest contributor, methane (CH4), has received increasing scientific attention as it has a large mitigation potential. Due to its relatively short life-time of 8-10 years, mitigation efforts can be effective within relatively short time ranges. However, current estimates of CH4 emissions at both the global and regional scales are highly uncertain. This thesis aims at improving our understanding of CH4 emissions at the European scale by addressing various sources of uncertainties.This thesis presents the potential of emission uncertainty reduction by top-down atmospheric inversions of methane emissions. Emissions estimated by top-down approaches depend on the performance of chemistry-transport models (CTMs) and the precision of measurements. The potential of top-down approaches in our framework of CH4 emissions in Europe is explored by three studies, each focusing on different sources of uncertainties that must be specified in atmospheric inversions.In the first study, we focus on the performance of the chosen CTM by assessing errors in transport modelling and emissions used as input in the CTM. The second study targets other possible causes for misfits between measured and simulated atmospheric CH4 mixing ratios, as well as isotopic ratios δ13C and δ2H. Among others, we analyse whether misfits can be associated with isotopic source signatures or emissions used together as input in the transport model. This work demonstrates that information gained from isotopic measurements, in addition to measurements of CH4 mixing ratios, can be valuable for evaluating emission inventories and estimating emissions by atmospheric inversions.The potential of δ13C and δ2H measurements in atmospheric inversions is investigated by determining the instrument precision needed to detect signals of δ13C and δ2H from various CH4 sources. This is examined at the location of monitoring sites in the Integrated Carbon Observation System (ICOS) network. Our results indicate high precision requirements on instruments measuring δ13C and δ2H. However, they reveal that isotopic information, on top of mixing ratios, could improve discrimination of CH4 sources when implemented in atmospheric inversions of CH4 emissions. The work in this thesis offers insights into how inversion frameworks could be configured and what are the essentials to reliably estimate CH4 emissions at the European scale
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Noel, Cécile. "Suivi de la biodégradation des hydrocarbures par le couplage des mesures géophysiques électriques du sol (polarisation provoquée) et des analyses des gaz (concentration du CO 2 et isotopie du carbone)." Thesis, Orléans, 2014. http://www.theses.fr/2014ORLE2041/document.
Анотація:
La biodégradation stimulée est une méthode de dépollution in situ utilisée pour dégrader des hydrocarbures. Son suivi se fait actuellement via des forages coûteux et trop peu nombreux. Ce travail de thèse propose d’améliorer le suivi d’une biodégradation en combinant des méthodes géophysiques électriques (polarisation provoquée) et des analyses de CO2 (flux en surface et isotopie du carbone). Ces outils ont été testés à l’échelle du laboratoire, puis mis en œuvre sur un site pilote en cours de dépollution. La dégradation aérobie du toluène en colonnes par une souche bactérienne connue (Rhodococcus wratislaviensis) a été caractérisée par une production de CO2, un fractionnement isotopique du carbone, et par une évolution de la résistivité électrique complexe du milieu poreux, en corrélation avec les analyses microbiologiques et géochimiques. Ces résultats ont permis de mettre en place un suivi à l’échelle du terrain. Le site est une station-service où des fuites d’essences et de gasoil ont eu lieu il y a une quinzaine d’années. Une tranchée apporte de l’oxygène à la nappe pour stimuler les processus bactériens aérobies. Des campagnes géophysiques ainsi que des analyses de CO 2ont été réalisées à partir de février 2014. Les premiers résultats montrent une zone plus conductrice et plus chargeable qui correspond à la zone polluée définie par les analyses géochimiques en forages. De plus, au niveau de cette zone, de fortes émissions de CO2 ont été mesurées avec une signature isotopique caractéristique d’une biodégradation d’hydrocarbures. Ces résultats montrent l’intérêt de combiner des méthodes géophysiques avec des analyses de gaz pour surveiller des zones de biodégradation et d’ores-et-déjà, permettent de fournir une méthodologie non destructrice et originale de monitoring in situStimulated biodegradation is a depollution technique used to degrade hydrocarbons. Its monitoring is currently done thanks to very few expensive wells. This PhD research work proposes to improve bioremediation monitoring by combining geophysical electrical methods (induced polarization) and CO2 analyses (surface emissions and carbon isotopic ratio). These tools were tested at laboratory scale and then implemented on a pilot site under decontamination. Aerobic degradation of toluene in columns by a known bacterial strain (Rhodococcus wratislaviensis) was characterized by CO2 production, carbon isotopic fractionation and by an evolution of electrical complex resistivity of porous media, in correlation with microbiological and geochemical analyses. These results allowed to implement a monitoring at the site scale. The site is a gas station where gasoline and diesel leaked fifteen years ago. A trench supply oxygen to the water table in order to stimulate aerobic bacterial processes. Geophysical campaigns and CO2 analyses have been carried out since February 2014. The first results show a more conductive and chargeable area which corresponds to the contaminated zone defined by geochemical analyses in wells. Moreover in this area CO2 emissions have been measured with an isotopic signature typical of hydrocarbon biodegradation. These results show the interest of combining geophysical methods with gas analyses to monitor biodegradation and they have already allowed to provide a non-destructive and new methodology for in situ monitoring
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Carette, Michel. "Etude expérimentale d'une source ionique par capture d'électrons d'atomes excités dans des états de Rydberg : application à la spectrométrie de masse de polluants atmosphériques." Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11065.
Анотація:
Dans ce memoire de these, nous presentons un protocole original de metrologie de polluants atmospheriques par spectrometrie de masse. D'une part, certains aspects de l'analyse en masse sont abordes par des etudes de simulation numerique et d'autre part, la creation des ions par capture d'electron de rydberg est etudiee experimentalement. Apres une revue des principales sources ioniques existantes, et plus particulierement des techniques d'ionisation de molecules complexes a faible taux de fragmentation, nous decrivons les deux instruments de spectrometrie de masse utilises dans ce travail : l'un integrant un piege de paul, l'autre un quadripole lineaire. Les etudes de simulation concernent l'extension du mode operatoire de spectrometrie de masse par transformee de fourier, decouvert au laboratoire et utilise avec le premier de ces instruments. Elles ont montre de nouvelles possibilites instrumentales liees a la detection des frequences seculaires radiales d'ions confines. La part la plus importante de ce travail a porte sur le couplage d'une source ionique par capture d'electron de rydberg avec un analyseur en masse. D'abord, nous donnons des resultats d'attachement obtenus avec le dispositif du laboratoire deja existant. Puis nous detaillons la realisation et la validation d'un tel couplage avec un analyseur quadripolaire commercial. Dans les deux cas, cette technique a montre la non-fragmentation des anions moleculaires crees. Et elle a ete testee avec succes sur diverses familles de polluants : pcb, pah, dioxines. Ce travail contribue a l'avancee de la realisation du spectrometre de masse developpe au laboratoire pour la mesure de polluants atmospheriques.
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Tabau, Anne-Sophie. "Les interactions des contrôles international et communautaire de la mise en oeuvre du Protocole de Kyoto." Aix-Marseille 3, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX32071.
Анотація:
L'universalité des défis dus aux changements climatiques et l'interdépendance pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) supposaient une réponse collective dans un cadre multilatéral. Cependant, les divergences sur le régime à créer ont entraîné l'émergence de la Communauté européenne (CE) comme chef de file de la négociation et de l'application du Protocole de Kyoto. Coexistent ainsi un régime international - accord mixte auquel la CE et chaque état membre sont Parties - et un régime régional au sein de l'UE. Dans les deux cas, l'un des enjeux majeurs est d'assurer l'application effective des règles, nécessitant des mécanismes de contrôle du respect des obligations. Au plan international, la procédure d' "observance", innovante, organise un suivi continu alliant techniques traditionnelles et procédures plus intrusives. Le dispositif est aussi remarquable lorsqu'il s'agit de qualifier juridiquement les cas de non-respect et d'y réagir. De son côté, la CE a mis sur pied un mécanisme non-contentieux spécifique et bénéficie d'un arsenal juridictionnel et d'une capacité de sanction renforcés. Son mécanisme de contrôle devrait permettre de relayer celui de l'observance pour renforcer l'effectivité des règles édictées. En s'interrogeant sur les interactions de ces mécanismes, cette étude vise à évaluer la capacité du système de contrôle dans son ensemble à assurer la crédibilité même du Protocole; elle contribue à apprécier la fiabilité des outils économiques internationaux et communautaires visant à réduire les émissions de GES à moindre coût; enfin, elle permet d'envisager les évolutions souhaitables du régime de lutte contre les changements climatiquesThe universality of climate change challenges and interdependance in the reduction of greenhouse gas (GHG) emissions called for a collective response in a multilateral framework. However, because of discrepancies on the appropriate desin for an international regime the European Community (EC) took the lead on the international stage in the negotiation and the application of the Kyoto Protocol. Thus, an international regime - a mixed agreement to which both the EC and its Member States are parties- and a regional regime in the framework of the European Union coexist. In both regimes, one of the core challenges remains to ensure the effective application of the law, which requires the set up of compliance control mechanisms. At the international level, an innovative observance procedure organizes a continuous monitoring which combines traditional techniques with more intrusive procedures. The system is also remarkable as regards the legal qualification of and reaction to non-compliance situations. For its part, the EC created a specific non-contentious mechanism and can make us of a reinforced jurisdictional armory and a reinforced sanctioning power. The EC's control mechanism should be able to take over the observance mechanism in order to reinforce the effectiveness of adopted rules. Through the study of these mechanism's interactions, this research aims at assessing the capacity of the control system as a whole to ensure the very credibility of the Protocol and the reliability of the international and European economic tools to reduce GHG emissions at least cost. Finally, the study allows envisaging the possible evolutions of the legal regime of the fight against climate change
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Blottin, Benoît. "Le rôle des autorités de concurrence et des autorités de régulation sectorielle dans la surveillance de la libéralisation des marchés de l'énergie." Thesis, Paris 2, 2015. http://www.theses.fr/2015PA020085.
Анотація:
L’ouverture à la concurrence des marchés de l’électricité et du gaz peine à aboutir aux effets escomptés. Si les directives issues du troisième « paquet » ont été en grande partie transposées au sein des États membres, les obstacles à la réalisation effective d’une Europe de l’énergie demeurent nombreux. Dans ce contexte nébuleux, une surveillance aux yeux d’Argus a émergé. En effet, comme pour forcer le processus de libéralisation, les autorités de concurrence et les autorités de régulation sectorielle redoublent d’efforts pour achever rapidement le marché intérieur de l’énergie, quitte à aller parfois, semble-t-il, à contre-courant de leur mission originelle. D’un côté, les autorités de concurrence semblent de plus en plus enclines à se comporter en « constructeurs » des marchés de l’énergie, agissant davantage sur la structure de ces derniers que sur les comportements dommageables. À l’inverse, les autorités de régulation sectorielle, dont les pouvoirs ne cessent d’être renforcés, sont de plus en plus incitées à détecter les entraves à la concurrence et à les sanctionner. De ce contrôle bicéphale résulte une confusion des rôles qui n’est pas totalement atténuée par la mise en place des « passerelles » entre les deux types de régulateurs. Au demeurant, face à cet enchevêtrement de compétences, les opérateurs évoluent sur des marchés peu propices au jeu de la concurrence et dans un cadre réglementaire aussi complexe qu’instable, sclérosant les investissements nécessaires pour dynamiser ces marchés. Toutefois, le système mis en place, que beaucoup aimeraient voir clarifié, peut être amélioré. Alors qu’une partie de la doctrine appelle à la fusion des autorités, hypothèse pourtant peu réaliste, la voie du réaménagement du cadre de surveillance, basée sur un renforcement de l’interrégulation, mais également sur l’établissement d’une véritable régulation européenne, ne semble pas avoir été suffisamment exploréeThe opening to competition of the markets in gas and electricity has hardly produced the desired impact. To a large extent, the directives flowing from the third package have been transposed amongst the Member States. However, the effective implementation of a European energy is still facing several challenges ahead. With this nebulous background, supervision has become all-seeing, Argus-like. In fact, while competitions authorities and sectoral regulators are significantly stepping up theirs efforts so as to push forward the liberalization process towards the swift completion of the internal energy market, they seem, at times, to work against the grain of their original assignment. On the one hand, competition authorities appear to be increasingly willing to act as « builders » for the energy markets as they tackle market structures rather than harmful behaviours. Conversely, sectoral regulators, with their ever-strengthening powers, are more and more incited to track down and take sanctions against barriers to competition. Such bicephalous management has resulted in a confusion of roles which has not been alleviated by the « bridges »built between both types of regulators. At any rate, in the face of such a tangled web of competences, operators find themselves in markets that are not very conducive to competition and in a regulatory framework which is both volatile and complex, thereby paralysing the investments required to render such markets more dynamic. The system as it stands may still be improved and many would like to see it clarified. Although the prospect is not very realistic, some commentators have called for the merger of authorities. It appears nonetheless that reworking the supervision framework with a view to strengthening inter-regulation but also implementing actual European regulations is a route that has not yet been sufficiently explored
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Rhino, Kévins. "Caractérisation, quantification et modélisation des processus de transfert et des interactions CO₂-eau-roche en milieu poreux non saturé en contexte de forage lors d'un stockage géologique." Thesis, Bordeaux 3, 2017. http://www.theses.fr/2017BOR30040/document.
Анотація:
Le stockage géologique du carbone est l’une des techniques les plus prometteuses pour réduire le taux de CO₂ dans l’atmosphère. La séquestration géologique possède la capacité et la longévité potentielles pour diminuer les émissions de CO₂ vers l’atmosphère. Dans le cadre d’injections à l’échelle industrielle, les réservoirs carbonatés peuvent faire partie des sites aptes à stocker du CO₂. Toutefois, ces injections à grandes profondeurs sont sujettes à des risques de fuites du piège géologique lui-même ou des infrastructures liés à l’exploitation du site de stockage. Ainsi, il existe principalement deux types de fuite : brutale et diffuse. Dans les deux cas, elles sont susceptibles d’entrainer des risques pour l’environnement et de mettre en danger les populations. Il est ainsi nécessaire de développer des outils capables de prévenir une fuite de CO₂ quel que soit son type. Par ailleurs, il est particulièrement indispensable de comprendre les mécanismes de transport réactif qui rentrent en jeu lors de l’arrivée de cette fuite en contexte de proche surface (zone vadose) et ainsi d’essayer d’étudier comment cette fuite peut s’amortir. Ces travaux de thèse traitent donc de la caractérisation, de la quantification et de la modélisation des processus de transferts et des interactions CO₂-H₂O-CaCO₃ dans la zone vadose en contexte de fuite à partir d’un puits de forage. Cette problématique a été d’abord abordée par une approche expérimentale sur un site pilote à Saint-Emilion. Puis, les interactions CO₂-H₂O-CaCO₃ ont été étudiées au travers d’une approche expérimentale à l’échelle de la carotte en laboratoire. L’approche expérimentale a conduit à la réalisation de deux fuites dans la zone vadose du site pilote : une fuite diffuse et une fuite ultra diffuse. Elles furent réalisées dans la continuité des expériences qui avaient déjà eu lieu auparavant. Une comparaison de l’ensemble des fuites a montré la nécessité d’utiliser des gaz nobles comme précurseurs de l’arrivée en surface du CO₂. Selon le type de fuite, l’hélium peut servir de précurseur temporel du CO₂, tandis que le krypton prévient de l’étendue du panache de gaz durant la fuite. Plus la pression d’injection du CO₂ est importante et plus le gaz migre par advection. Par ailleurs, une pression d’injection importante favorise l’existence de passage préférentiel dans la zone vadose. L’utilisation d’isotopes tels que ceux de l’hélium et du carbone permet de mettre en évidence la présence locale de phases aqueuses dans le massif et de déterminer l’origine biologique ou anthropique du CO₂. Les expériences à l’échelle de la carotte permettent d’estimer le pouvoir tampon des calcaires oligocènes en fonction du faciès de la roche. La perméabilité et la porosité de celle-ci conditionnent la dissolution des calcaires. De même, la réactivité des carbonates en contexte de fuite dépend du pH de la phase aqueuse, du débit qui traverse le réseau poreux, de la saturation en eau et des caractéristiques pétro-physiques des carbonatesCarbon storage is one of the most encouraging methods to decrease CO₂ concentration into the atmosphere. Carbon storage provides the longevity and the capacity needed to decrease CO₂ emissions toward the atmosphere. When dealing with storage on an industrial scale, carbonated reservoirs can be among the most suitable storage sites. However, these high depth injections are subject to leakage risks from the geologic trap itself or from the framework created by the establishment of the site. Two main types of leakage exist: brutal and diffusive leakage. In both cases, they are likely to endanger the environment and the population. Therefore, it is essential to develop tools that are able to anticipate any types of CO₂ leakage. Furthermore, it is also necessary to understand the reactive transport mechanism that take place when the leakage arrives in the shallow subsurface (vadose zone)and to see how the leakage can be buffered. This work deals with the characterization, the quantification and the modelling of transfer processes and CO₂-H₂O-CaCO₃ interactions into the vadose zone in a context of a leakage from a drilling well. This issue was first dealt through field experiment on the site of Saint Emilion. Then, the CO₂-H₂O-CaCO₃ interactions were studied through an experimental approach in laboratory. Two leakage experiments were performed on the site: a diffusive leakage and an ultra-diffusive leakage. They were performed as a sequel of former experiments carried on the pilot site. A comparison of all the leakage experiments revealed the necessity to use noble gases as precursor of the CO₂ arrival at the surface. Depending of the type of the leakage, helium can be a temporal precursor while krypton can anticipate the spread of the CO₂ gas plume. The higher the injection pressure, the more the gas migrates through advective flux. Moreover, a high injection pressure favors the existence of preferential paths in the vadose zone. The use of helium and carbon isotopes makes it possible to reveal the presence of a local aqueous phase within the porous media and to identify the origin of CO₂. The core scale experiments lead to the estimation of the buffering power of Oligocene limestone according to the rock facies. The permeability and the porosity influence the dissolution of the limestone. The reactivity of carbonates during a leakage depends on the pH of the aqueous phase, the flow rate that goes through the porous media, the water saturation and petrophysical characteristics of the carbonates
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Lin, Xin. "Variabilité des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre et inversion des flux de méthane en Asie du Sud et de l’Est." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV076.
Анотація:
L’Asie du Sud et de l'Est (ASE) est la première région du monde émettrice de gaz à effet de serre (GES) au cours des dernières décennies. Cependant, l’estimation des bilans régionaux d'émissions de GES est encore incertaine que ce soit par l’approche ‘bottom-up’ ou par l’approche ‘top-down’. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure connaissance des bilans régionaux des émissions de GES en ASE, en utilisant les concentrations atmosphériques de GES mesurées dans un réseau de station de surface et la modélisation inverse à l’échelle régionale. Dans un premier temps, la thèse présente les mesures de CO2, CH4, N2O, SF6, CO, et H2 sur les échantillons réguliers prélevés àHanle, Pondichéry et Port Blair, trois nouveaux sites établis en Inde dans le cadre d’une collaboration franco-indienne. L’analyse des concentrations des gaz traces a permis de caractériser les contributions relatives des flux naturel et anthropique, et de la circulation atmosphérique associée à la mousson dans le sous-continent indien. Cette étude meten évidence le potentiel des nouvelles stations de mesure atmosphérique pour mieux contraindre les estimations de flux régionaux de GES. Dans un deuxième temps, un modèle global de chimie-transport LMDzINCA, avec un ‘zoom’ focalisé sur l’ASE (de résolution horizontale ~50 km) est utilisé pour simuler les champs de concentration de CO2 et CH4. Les concentrations simulées sont évaluées par rapport aux mesures de 30 stations réparties en ASE et dans les régions adjacentes. Le modèle de transport en version zoomée reproduit relativement bien les variabilités des mesures de CO2 et CH4, et améliore significativement les variations de CH4 par rapport au modèle standard de basse résolution sur le domaine d’étude. Enfin, les mesures des concentrations de CH4 des réseaux régionaux sont utilisées dans le système d’inversion PYVAR-LMDz-SACS avec les grilles zoomées, pour estimer les émissions de CH4 en ASE en 2010.Plusieurs scénarios sont réalisés afin de tester la sensibilité de l’inversion à différentes configurations des émissions a priori et des observations utilisées. L’inversion atmosphérique induit une réduction significative des émissions en comparaison aux inventaires a priori en Asie de l’Est (14-20%), en particulier en Chine du Nord (20-35%). L’estimation des émissions de CH4 est sensible à l’incertitude dans les bilans ‘bottom-up’ des émissions anthropiques en Asie de l’Est, particulièrement à la représentation très incertaine des sources localisées des mines de charbon en Chine du NordSouth and East Asia (SEA) is the world’s largest anthropogenic greenhouse gas (GHG) emitting region during the recent decades, yet estimates of regional GHG budgets remain uncertain either from bottom-up or top-down approaches. The aim of the thesis is to improve understanding of GHG budgets in SEA through atmospheric measurements from surface stations and regional inverse modeling. The first part of the thesis presents measurements of CO2, CH4, N2O, SF6, CO, and H2 from regular flask sampling at Hanle, Pondicherry and Port Blair, three new Indian stations established in the framework of the Indo-French collaboration. Time series of tracer concentrations are analyzed and related to variations in natural/anthropogenic fluxes and monsoon circulations in the Indian sub-continent, showing potential of these stations to constrain estimates of regional GHG fluxes. The second part of the study involves simulation of CO2 and CH4 using a zoomed version of the global chemistry transport model LMDzINCA, with a horizontal resolution of ~50km over SEA. Model performance is evaluated against observations from 30 surface stations in SEA and adjacent regions. The zoomed transport model shows the ability to reasonably reproduce CO2 and CH4 variabilities at stations, and improves model performance for CH4 compared to the standard model version within the zoomed region. Lastly, the CH4 emissions in SEA are retrieved for the year 2010 using atmospheric surface stations and a Bayesian inversion system PYVAR-LMDz-SACS with the zoomed model grids. Different setups of prior information are used in inversions to account for uncertainties in bottom-up inventories of anthropogenic emissions. Significant reduction in emissions compared to the prior estimates is found for East Asia (by 14–20%), particularly in North China (by 20–35%). The inverted CH4 budgets are sensitive to prior anthropogenic emissions in East Asia, especially in North China where coal mine hotspots dominate the budgets yet their representation is highly uncertain among different inventories
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Caracausi, Antonio. "Noble gases as geochemical tracers of Earth's dynamic and evolution." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0339.
Анотація:
Dans mon projet, j'ai utilisé les gaz nobles (He, Ne, Ar, Kr et Xe) pour étudier les processus naturels se déroulant dans différents contextes géodynamiques (c.-à-d. subduction, collision continentale, rifting), montrant ainsi comment l'utilisation des gaz rares est fondamentale pour contraindre l'origine des substances volatiles et comment ils permettent une évaluation qualitative et quantitative des processus (interaction eau-gaz-roche) qui se produisent pendant la remontée des fluides de l'intérieur de la Terre vers l'atmosphère. Les résultats de mon projet peuvent être résumés en cinq thèmes principaux : 1) Aperçu de l’histoire du dégazage du manteau terrestre à partir d'analyses de haute précision des gaz rares du gaz magmatique ; 2) Systématique des gaz nobles et des isotopes du carbone sur le volcan Ciomadul, apparemment inactif (Roumanie): Preuve du dégazage volcanique ; 3) Fluides dérivés du manteau dans le bassin sédimentaire de Java oriental, Indonésie ; 4) Dégazage des volatiles du manteau dans un régime tectonique de compression hors du volcanisme: rôle de la délamination continentale ; 5) Dégazage continental de l'hélium dans un contexte tectonique actif (nord de l'Italie) : le rôle de la sismicitéIn my project, I used the nobles gases (He, Ne, Ar, Kr and Xe) to investigate natural processes occurring in different geodynamical contexts (i.e., subduction, continental collision, rifting), showing how the use of the noble gases is fundamental to constrain the origin of volatiles, and to investigate the Earth interior. Furthermore, I also used these volatiles to recognize the processes (water-gas-rock interaction) that occur during the fluids up rise from the Earth’s interior to the atmosphere and quantitatively constrain the extents of these processes. The results of my project are summarized in five main topics: 1) Insights into the degassing history of Earth’s mantle from high precision noble gas analysis of magmatic gas 2) Noble Gas and Carbon Isotope Systematics at the Seemingly Inactive Ciomadul Volcano (Romania): Evidence for Volcanic Degassing 3) Mantle‐Derived Fluids in the East Java Sedimentary Basin, Indonesia 4) Outgassing of Mantle Volatiles in Compressional Tectonic Regime Away From Volcanism: The Role of Continental Delamination 5) Continental degassing of helium in an active tectonic setting (northern Italy): the role of seismicity
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Gaidi, Mounir. "Films minces de SnO2 dopés au platine ou au palladium et utilisés pour la détection des gaz polluants : analyses in-situ des corrélations entre la réponse électrique et le comportement des agrégats métalliques." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0095.
Анотація:
Nous avons analysé le rôle joué dans les processus de détection, par des agrégats métalliques de Pt et de Pd dispersés dans des films minces de SnO2 destinés à la détection des gaz polluants réducteurs comme le CO, H2S ou NOx. L'évolution de l'état d'oxydation des agrégats de platine a été suivie par Spectroscopie d'Absorption X (XAS) in situ. Lorsqu'elles sont incorporées en quantité très faible, les particules de platine changent, d'une façon réversible, leur état d'oxydation, selon la nature de l'atmosphère environnante. L'état d'oxydation des particules dépend fortement de leur taille, (entre 0,5 et 4,5 nm) les plus petites passant d'un état complètement oxydé à un état fortement réduit -les liaisons Pt - O laissant place à des Pt - C lorsque les films sont en présence de CO. L'évolution de la conductance électrique lorsque les films sont mis en présence de CO a été corrélée à la rapidité de la réaction du réduction de platine. Une interaction électronique métal-SnO2 est à l'origine du pic de conductance observé à basse température. Une étude comparative des réponses électriques des couches platinées et dopées palladium, en présence de CO, H2 et H2S, a permis de proposer différents mécanismes de détection relatifs à chacun des gaz étudiésWe have analyzed the role played in the sensing processes, by Pt and Pd metallic aggregates dispersed in SnO2 thin films used for the detection of various reducing gases such as CO, H2S or NOx. X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) analysis has allowed us to follow in situ the evolution of the oxidation state of platinum aggregates. When they are incorporated in a very weak quantity, platinum particles change in a reversible manner, their oxidation state, according to the nature of the atmosphere. The oxidation state of particles depend strongly on their size (0,5 - 4,5 nm): under CO the smallest ones change from fully oxidized to a reduced state where Pt -O bondings have been removed and replaced by Pt-C. From the analysis of the electrical conductance evolution under controlled atmosphere, it has been possible to correlate the electrical reply under CO with the platinum reduction rate. An electronic interaction metal-SnO2 is shown to be at the origin of the conductance peak observed at low temperature. A comparative study of the electrical replies between SnO2 thin films doped with Pt or Pd, in the presence of CO, H2 and H2S, has allowed us to propose a model describing the mechanisms of the detection process involved in each case
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Lin, Xin. "Variabilité des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre et inversion des flux de méthane en Asie du Sud et de l’Est." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV076.
Анотація:
L’Asie du Sud et de l'Est (ASE) est la première région du monde émettrice de gaz à effet de serre (GES) au cours des dernières décennies. Cependant, l’estimation des bilans régionaux d'émissions de GES est encore incertaine que ce soit par l’approche ‘bottom-up’ ou par l’approche ‘top-down’. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure connaissance des bilans régionaux des émissions de GES en ASE, en utilisant les concentrations atmosphériques de GES mesurées dans un réseau de station de surface et la modélisation inverse à l’échelle régionale. Dans un premier temps, la thèse présente les mesures de CO2, CH4, N2O, SF6, CO, et H2 sur les échantillons réguliers prélevés àHanle, Pondichéry et Port Blair, trois nouveaux sites établis en Inde dans le cadre d’une collaboration franco-indienne. L’analyse des concentrations des gaz traces a permis de caractériser les contributions relatives des flux naturel et anthropique, et de la circulation atmosphérique associée à la mousson dans le sous-continent indien. Cette étude meten évidence le potentiel des nouvelles stations de mesure atmosphérique pour mieux contraindre les estimations de flux régionaux de GES. Dans un deuxième temps, un modèle global de chimie-transport LMDzINCA, avec un ‘zoom’ focalisé sur l’ASE (de résolution horizontale ~50 km) est utilisé pour simuler les champs de concentration de CO2 et CH4. Les concentrations simulées sont évaluées par rapport aux mesures de 30 stations réparties en ASE et dans les régions adjacentes. Le modèle de transport en version zoomée reproduit relativement bien les variabilités des mesures de CO2 et CH4, et améliore significativement les variations de CH4 par rapport au modèle standard de basse résolution sur le domaine d’étude. Enfin, les mesures des concentrations de CH4 des réseaux régionaux sont utilisées dans le système d’inversion PYVAR-LMDz-SACS avec les grilles zoomées, pour estimer les émissions de CH4 en ASE en 2010.Plusieurs scénarios sont réalisés afin de tester la sensibilité de l’inversion à différentes configurations des émissions a priori et des observations utilisées. L’inversion atmosphérique induit une réduction significative des émissions en comparaison aux inventaires a priori en Asie de l’Est (14-20%), en particulier en Chine du Nord (20-35%). L’estimation des émissions de CH4 est sensible à l’incertitude dans les bilans ‘bottom-up’ des émissions anthropiques en Asie de l’Est, particulièrement à la représentation très incertaine des sources localisées des mines de charbon en Chine du NordSouth and East Asia (SEA) is the world’s largest anthropogenic greenhouse gas (GHG) emitting region during the recent decades, yet estimates of regional GHG budgets remain uncertain either from bottom-up or top-down approaches. The aim of the thesis is to improve understanding of GHG budgets in SEA through atmospheric measurements from surface stations and regional inverse modeling. The first part of the thesis presents measurements of CO2, CH4, N2O, SF6, CO, and H2 from regular flask sampling at Hanle, Pondicherry and Port Blair, three new Indian stations established in the framework of the Indo-French collaboration. Time series of tracer concentrations are analyzed and related to variations in natural/anthropogenic fluxes and monsoon circulations in the Indian sub-continent, showing potential of these stations to constrain estimates of regional GHG fluxes. The second part of the study involves simulation of CO2 and CH4 using a zoomed version of the global chemistry transport model LMDzINCA, with a horizontal resolution of ~50km over SEA. Model performance is evaluated against observations from 30 surface stations in SEA and adjacent regions. The zoomed transport model shows the ability to reasonably reproduce CO2 and CH4 variabilities at stations, and improves model performance for CH4 compared to the standard model version within the zoomed region. Lastly, the CH4 emissions in SEA are retrieved for the year 2010 using atmospheric surface stations and a Bayesian inversion system PYVAR-LMDz-SACS with the zoomed model grids. Different setups of prior information are used in inversions to account for uncertainties in bottom-up inventories of anthropogenic emissions. Significant reduction in emissions compared to the prior estimates is found for East Asia (by 14–20%), particularly in North China (by 20–35%). The inverted CH4 budgets are sensitive to prior anthropogenic emissions in East Asia, especially in North China where coal mine hotspots dominate the budgets yet their representation is highly uncertain among different inventories
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Wang, Yilong. "The potential of observations of radiocarbon in atmospheric CO2 for the atmospheric inversion of fossil fuel CO2 emission at regional scale." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV113.
Анотація:
Dans le contexte du réchauffement climatique, des états et des villes s’engagent à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre et en particulier celles de CO2. Une quantification précise des émissions est nécessaire aux scientifiques et aux décideurs politiques. La qualité des inventaires des émissions dues à la consommation des combustibles fossiles, qui reposent sur des données statistiques compilées et rapportées par les émetteurs, reste très variable selon les pays. Les mesures atmosphériques et la modélisation inverse pourraient fournir une information indépendante pour la vérification de ces émissions. Il est cependant difficile de séparer le signal de CO2 fossile (CO2CF) du signal des flux naturels dans les mesures atmosphériques fournies par les réseaux continentaux de mesure au sol. L’objectif de ma thèse est d’améliorer la compréhension du potentiel des données de 14CO2, un des traceurs permettant de séparer le signal de CO2CF des autres sources de CO2, pour l’estimation objective des émissions fossiles aux échelles nationales par inversion atmosphérique.J’ai développé des systèmes d’inversions mondiaux basés sur le modèle de transport atmospherique LMDz à basse résolution (2.5° ×3.75°), et reposant sur des réseaux de mesure du CO2 et du 14CO2, résolvant les émissions fossiles à l’échelle subcontinentale / mensuelle en Europe et en Chine.Dans le Chapitre 2, j’ai défini et quantifié les sources d’erreurs de modélisationprincipales, puis analysé leur impact pour l’estimation des bilans d’émissions fossiles à grande échelle avec un système d’inversion mondial en faisant l’hypothèse que les données de CO2CF peuvent être directement déduites des données de 14CO2. Les analyses soulignent l’impact de la méconnaissance de la distribution spatiale des émissions de CO2 et du CO2CF aux résolutions spatiales plus fines que celle du modèle de transport.Dans le Chapitre 3, j’ai utilisé le système, les hypothèses et les diagnostics d’erreurs de modélisation du Chapitre 2 dans une série d’expériences avec des données synthétiques pour évaluer le potentiel d’un tel système d’inversion et de différents réseaux d’observation virtuels pour l’estimation les bilans régionaux d' émission fossile en Europe. Les résultats indiquent qu’en assimilant des moyennes sur 2 semaines de mesures CO2CF issues du réseau actuel de 17 sites 14CO2 en Europe, l’inversion réduirait l’incertitude sur les émissions mensuelles pour l’Ouest de l’Allemagne de 30% par rapport à l’incertitude supposée sur les inventaires utilisés comme connaissance a priori dans le cadre du formalisme Bayésien de l’inversion. En utilisant un réseau plus dense en Europe, constitué de 43 futurs sites, des réductions d’incertitude de 47% pourraient être réalisées pour les bilans annuels des émissions pour les régions où le réseau serait le plus dense.Dans le Chapitre 4, j’ai implémenté un système d’inversion global isotopique permettant d'assimiler conjointement des données atmosphériques de CO2 et de 14CO2 pour résoudre simultanément les émissions fossiles et les flux naturels de CO2 en Europe et en Chine. L’objectif est de dépasser l’hypothèse que les variations de 14CO2 ne sont liées qu’au CO2CF, en tenant compte ses flux de 14CO2 non fossiles. Les résultats confirment que les données de 14CO2 sont utiles pour séparer le CO2CF du signal des flux naturels près des régions fortement émettrices, rendant les données de 14CO2 moyennes sur 2 semaines plus efficaces que les données journalières de CO2 pour l’estimation des émissionsClimate change has prompted nations, provinces, and cities to take actions to reduce anthropogenic sources of CO2 and other greenhouse gases. Accurate and consistent quantification of the emissions is required for both scientists and policymakers. Inventories of the CO2 emissions due to fossil fuel combustion are based on statistical data collected and reported by the emitters themselves and their quality is highly variable between countries. In principle, atmospheric measurements and inverse modeling could provide independent information to verify and evaluate these emissions. However, there are difficulties to separate the fossil fuel CO2 signal (FFCO2) from the signal of natural CO2 fluxes, in the atmospheric CO2 measurements from ground based continental networks. In this thesis, I aimed to improve the understanding of the potential of atmospheric 14CO2 measurements, one of the few tracers helping to separate FFCO2 from the signal of other CO2 sources, for the objective estimate of the fossil fuel emissions at national or provincial scales based on atmospheric inversion.I developed global inversion systems based on the global coarse-resolution (2.5°×3.75°) LMDZ atmospheric transport model, and on continental networks of atmospheric observations of CO2 and 14CO2, solving for the fossil fuel emissions at sub-continental / monthly scales in Europe and in China.In Chapter 2, I defined and quantified critical sources of modeling errors and their impact on the inversion of large-scale budget of the fossil fuel emissions when using a global inversion system and assuming FFCO2 data can be directly derived from 14CO2 measurements. The analysis highlighted the impact of ignoring the spatial distribution of the emissions and FFCO2 at a resolution higher than that of the transport model.In Chapter 3, I applied inversions with the system, assumptions and diagnostics of the modeling error from Chapter 2 in a series of Observing System Simulation Experiments to evaluate the skill of such an inversion system and of different virtual observation networks for estimating regional budgets of fossil fuel emissions in Europe. Results indicate that if assimilating continuous 2-week mean FFCO2 data from 17 existing 14CO2 European sites, the inversion would reduce the uncertainties in monthly fossil fuel emissions of western Germany by 30% compared to the assumed uncertainty in the inventories used as a prior knowledge in the Bayesian framework of the inversion. Using a larger network of 43 European sites that may be available in the future, up to 47% uncertainty reduction could be achieved for annual budgets of fossil fuel emissions for regions where the network would be the densest.In Chapter 4, I implemented a global isotopic inversion system that jointly assimilates atmospheric observations of CO2 and 14CO2 to simultaneously solve for fossil fuel emissions and natural CO2 fluxes over Europe and China. The purpose is to move beyond the assumption that variations in 14CO2 relate only to FFCO2 by accounting for non-fossil 14CO2 fluxes. The results confirm that 14CO2 data are useful to separate FFCO2 from the signal of natural fluxes at sites close to large emission regions, making 2-week mean 14CO2 data more efficient than daily CO2 data for estimating the emissions
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Colin, Aurélia. "Contraintes sur les processus de dégazage des dorsales océaniques par la géochimie des volatils et la pétrologie des laves basaltiques." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL083N/document.
Анотація:
Afin de préciser l'origine des volatils terrestres et les flux actuels et passés vers l’atmosphère, de nombreuses études s’intéressent à la composition du manteau. Ce réservoir est échantillonné naturellement lors des éruptions volcaniques, mais une grande partie des gaz est alors émise dans l'atmosphère, de sorte que la composition des volatils du manteau reste peu contrainte. Nous cherchons à préciser les mécanismes de dégazage sous les dorsales océaniques afin de corriger ces fractionnements. L'analyse (He-Ne-Ar-CO2) de verres basaltiques issus de la dorsale des Galápagos, dans la zone d'influence du point chaud des Galápagos, montre que la composition en volatils des laves s'explique par distillation de Rayleigh d'une source unique. Cette source est distincte de celle du point chaud (isotopes du néon), impliquant un dégazage en profondeur du panache ou une hétérogénéité spatiale de sa composition.Plusieurs verres volcaniques issus de la dorsale Atlantique et Est Pacifique ont été imagés par micro-tomographie aux rayons X. L'étude met en évidence des mécanismes de nucléation et de croissance des bulles différents sous les deux dorsales. De la convection en périphérie de la chambre magmatique avant l’éruption a été mise en évidence par l’étude pétrologique des verres. Les vésicules imagées ont ensuite été ouvertes individuellement sous vide par ablation laser et analysées (CO2, 4He, isotopes de l'argon). La composition des bulles est hétérogène dans certains échantillons et compatible avec une distillation de Rayleigh. Les tendances de dégazage obtenues permettent d'obtenir localement la composition de la source mantellique, qui est hétérogène.L'étude permet également d'appréhender l'hétérogénéité des rapports 40Ar/36Ar dans les chambres magmatiques par la technique d’ablation laser qui diminue la contamination atmosphérique par rapport à la technique classique de broyageThe composition of mantle volatiles is related to the origin of Earth's volatiles and to the past and present volatile fluxes to the atmosphere. Although this reservoir is naturally sampled during volcanic eruptions, most of the volatiles are lost to the atmosphere during this event, thus the composition of mantle volatiles is still uncertain. We try here to precise the processes of degassing below mid-oceanic ridges to correct the lava compositions for degassing.The He-Ne-Ar-CO2 analyses of basaltic glasses sampled along the Galapagos Spreading Center, in the area of influence of the Galapagos hotspot, show that the volatile composition of lavas is fully explained by a Rayleigh distillation of a unique source distinct from the plume source. These results imply that the plume degasses at depth or is heterogeneous.Several volcanic glasses from Mid-Atlantic ridge and East Pacific Rise have been imaged by X-rays microtomography. The mechanisms of vesicle nucleation and growth appear to be different below the two ridges. A step of convection at the magma body margin has been evidenced by the petrologic study of the glasses. Imaged vesicles have been subsequently opened under vacuum by laser ablation and analysed (CO2, 4He, argon isotopes). We observe, depending on the samples, either a single composition for all bubbles, or variations in composition between bubbles consistent with a trend of equilibrium degassing in an open system. The trends of degassing allow extrapolating locally to the volatile composition of the mantle source, which is heterogeneous. We also studied the heterogeneity of 40Ar/36Ar ratios in magmatic chambers using the laser opening method, which lowers the contribution of atmospheric gases compared to the classical crushing method
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Wang, Yilong. "The potential of observations of radiocarbon in atmospheric CO2 for the atmospheric inversion of fossil fuel CO2 emission at regional scale." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV113/document.
Анотація:
Dans le contexte du réchauffement climatique, des états et des villes s’engagent à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre et en particulier celles de CO2. Une quantification précise des émissions est nécessaire aux scientifiques et aux décideurs politiques. La qualité des inventaires des émissions dues à la consommation des combustibles fossiles, qui reposent sur des données statistiques compilées et rapportées par les émetteurs, reste très variable selon les pays. Les mesures atmosphériques et la modélisation inverse pourraient fournir une information indépendante pour la vérification de ces émissions. Il est cependant difficile de séparer le signal de CO2 fossile (CO2CF) du signal des flux naturels dans les mesures atmosphériques fournies par les réseaux continentaux de mesure au sol. L’objectif de ma thèse est d’améliorer la compréhension du potentiel des données de 14CO2, un des traceurs permettant de séparer le signal de CO2CF des autres sources de CO2, pour l’estimation objective des émissions fossiles aux échelles nationales par inversion atmosphérique.J’ai développé des systèmes d’inversions mondiaux basés sur le modèle de transport atmospherique LMDz à basse résolution (2.5° ×3.75°), et reposant sur des réseaux de mesure du CO2 et du 14CO2, résolvant les émissions fossiles à l’échelle subcontinentale / mensuelle en Europe et en Chine.Dans le Chapitre 2, j’ai défini et quantifié les sources d’erreurs de modélisationprincipales, puis analysé leur impact pour l’estimation des bilans d’émissions fossiles à grande échelle avec un système d’inversion mondial en faisant l’hypothèse que les données de CO2CF peuvent être directement déduites des données de 14CO2. Les analyses soulignent l’impact de la méconnaissance de la distribution spatiale des émissions de CO2 et du CO2CF aux résolutions spatiales plus fines que celle du modèle de transport.Dans le Chapitre 3, j’ai utilisé le système, les hypothèses et les diagnostics d’erreurs de modélisation du Chapitre 2 dans une série d’expériences avec des données synthétiques pour évaluer le potentiel d’un tel système d’inversion et de différents réseaux d’observation virtuels pour l’estimation les bilans régionaux d' émission fossile en Europe. Les résultats indiquent qu’en assimilant des moyennes sur 2 semaines de mesures CO2CF issues du réseau actuel de 17 sites 14CO2 en Europe, l’inversion réduirait l’incertitude sur les émissions mensuelles pour l’Ouest de l’Allemagne de 30% par rapport à l’incertitude supposée sur les inventaires utilisés comme connaissance a priori dans le cadre du formalisme Bayésien de l’inversion. En utilisant un réseau plus dense en Europe, constitué de 43 futurs sites, des réductions d’incertitude de 47% pourraient être réalisées pour les bilans annuels des émissions pour les régions où le réseau serait le plus dense.Dans le Chapitre 4, j’ai implémenté un système d’inversion global isotopique permettant d'assimiler conjointement des données atmosphériques de CO2 et de 14CO2 pour résoudre simultanément les émissions fossiles et les flux naturels de CO2 en Europe et en Chine. L’objectif est de dépasser l’hypothèse que les variations de 14CO2 ne sont liées qu’au CO2CF, en tenant compte ses flux de 14CO2 non fossiles. Les résultats confirment que les données de 14CO2 sont utiles pour séparer le CO2CF du signal des flux naturels près des régions fortement émettrices, rendant les données de 14CO2 moyennes sur 2 semaines plus efficaces que les données journalières de CO2 pour l’estimation des émissionsClimate change has prompted nations, provinces, and cities to take actions to reduce anthropogenic sources of CO2 and other greenhouse gases. Accurate and consistent quantification of the emissions is required for both scientists and policymakers. Inventories of the CO2 emissions due to fossil fuel combustion are based on statistical data collected and reported by the emitters themselves and their quality is highly variable between countries. In principle, atmospheric measurements and inverse modeling could provide independent information to verify and evaluate these emissions. However, there are difficulties to separate the fossil fuel CO2 signal (FFCO2) from the signal of natural CO2 fluxes, in the atmospheric CO2 measurements from ground based continental networks. In this thesis, I aimed to improve the understanding of the potential of atmospheric 14CO2 measurements, one of the few tracers helping to separate FFCO2 from the signal of other CO2 sources, for the objective estimate of the fossil fuel emissions at national or provincial scales based on atmospheric inversion.I developed global inversion systems based on the global coarse-resolution (2.5°×3.75°) LMDZ atmospheric transport model, and on continental networks of atmospheric observations of CO2 and 14CO2, solving for the fossil fuel emissions at sub-continental / monthly scales in Europe and in China.In Chapter 2, I defined and quantified critical sources of modeling errors and their impact on the inversion of large-scale budget of the fossil fuel emissions when using a global inversion system and assuming FFCO2 data can be directly derived from 14CO2 measurements. The analysis highlighted the impact of ignoring the spatial distribution of the emissions and FFCO2 at a resolution higher than that of the transport model.In Chapter 3, I applied inversions with the system, assumptions and diagnostics of the modeling error from Chapter 2 in a series of Observing System Simulation Experiments to evaluate the skill of such an inversion system and of different virtual observation networks for estimating regional budgets of fossil fuel emissions in Europe. Results indicate that if assimilating continuous 2-week mean FFCO2 data from 17 existing 14CO2 European sites, the inversion would reduce the uncertainties in monthly fossil fuel emissions of western Germany by 30% compared to the assumed uncertainty in the inventories used as a prior knowledge in the Bayesian framework of the inversion. Using a larger network of 43 European sites that may be available in the future, up to 47% uncertainty reduction could be achieved for annual budgets of fossil fuel emissions for regions where the network would be the densest.In Chapter 4, I implemented a global isotopic inversion system that jointly assimilates atmospheric observations of CO2 and 14CO2 to simultaneously solve for fossil fuel emissions and natural CO2 fluxes over Europe and China. The purpose is to move beyond the assumption that variations in 14CO2 relate only to FFCO2 by accounting for non-fossil 14CO2 fluxes. The results confirm that 14CO2 data are useful to separate FFCO2 from the signal of natural fluxes at sites close to large emission regions, making 2-week mean 14CO2 data more efficient than daily CO2 data for estimating the emissions
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Humez, Pauline. "Traçage des intrusions de CO2 dans les aquifères d'eau douce par les méthodes multi-isotopiques." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0049.
Анотація:
Cette étude porte sur l'impact des fuites de CO2 provenant d'un réservoir géologique de stockage de CO2 sur un aquifère d'eau douce. Elle se distingue des autres études, réalisées sur le même thème, par la recherche et l'application, depuis l'échelle du laboratoire jusqu'à celle d'un site pilote, de nouveaux outils de monitoring et d'approche isotopique destinés à la détection précoce de fuite de CO2. Afin de tester ces outils, des échantillons solides et liquides provenant de l'aquifèrestratégique de l'Albien du Bassin de Paris ont été prélevés, analysés et utilisés pour une étude expérimentale en batch. Cette expérience permet de contraindre et de comprendre précisément les interactions eau-roche-CO2 et les réponses isotopiques. Une application grandeur nature en Norvège a permis de mettre en place ce programme isotopique et de suivre l'évolution de la composition isotopique en distinguant les processus et phénomènes naturels et les processus reliés à l'injection de CO2. Ces deux cas d'étude appliqués au contexte de détection de fuite de CO2 ont permis de choisir les outils isotopiques les meilleurs comme indicateurs indirects de la présence de CO2, dans le cas particulier des systèmes étudiés. L'efficience de ces outils isotopiques réside dans l'enregistrement de la trace laissée par la présence de CO2 au cours d'interactions eau/roche/CO2. L'utilisation de tels outils nécessite une méthodologie rigoureuse abordée dans ce manuscrit et nécessite d'être adaptée aux spécificités des sites envisagésThis study deals with the impact of CO2 leakages out of geological storage into overlying freshwater aquifers. Compared to other existing studies, the major added value of this study lies, on the one hand, in the research of new monitoring tools and isotopic approach in the context of CCS aiming at early and sensitive detection of CO2 leakage and, on the other hand, in the application of these tools at the (limited) laboratory scale as well as at field scale. In order to test these tools, solid and liquid materials were sampled out of the major strategic drinking water Albian aquifer in the Paris Basin (France). We have then precisely characterized and used them within a batch experiment. This experiment yields interesting results which help understanding and constraining precisely the water-rock-CO2 interactions as well as the isotopic responses. A real scale application of the method was then performed in Norway. It was an opportunity to develop this isotopic program and to track the isotopic evolution composition, while differentiating the natural processes and the system response tothe CO2 injection. When applied to the detection of CO2 leakage context, the two case studies open the way for choosing the “best” isotopic tools as indirect indicators of CO2 presence in these specific systems. The efficiency of these isotopic tools comes from the recording of the CO2 footprint all along the water-rock-CO2 interactions. Using such tools imposes a rigorous methodology, which is tackled inthis manuscript. Furthermore, future application will require adapting to the specifics of a proposed site
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Gouhier, Mathieu. "Application du radar Doppler (VOLDORAD) à l'étude de la dynamique des éruptions Stromboliennes de l'Etna." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731252.
Анотація:
VOLDORAD, un radar Doppler UHF moyenne puissance, est un système portable basé au sol, développé par l'Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (France), spécifiquement pour l'étude de l'activité volcanique explosive. La capacité de ces méthodes de télédétection à sonder l'intérieur des jets et des panaches volcaniques dangereux constitue un vrai pas en avant concernant l'analyse des paramètres physiques qui contrôlent la dynamique des éruptions volcaniques. L'objectif principal de cette thèse est d'apporter des contraintes plus précises, notamment à partir du développement de procédures méthodologiques, sur l'interprétation des données radar Doppler, dans le but final d'améliorer notre compréhension de la dynamique explosive. Ce travail a été réalisé à partir de mesures radar Doppler acquises pendant l'éruption du cratère Sud-Est de l'Etna en Juillet 2001, et s'intéresse plus particulièrement à l'activité Strombolienne. Cependant, les méthodes de traitement, les modèles directs et les procédures d'inversion développés dans cette étude ont été réalisés dans une optique plus générale, et applicable sur différents types de dynamismes. L'étude détaillée de l'activité Strombolienne par la méthode radar Doppler a permis d'obtenir une large gamme de paramètres sources, notamment : les vitesses et masses de gaz et de particules, ainsi que les caractéristiques géométriques des jets. L'estimation quantitative précise de ces paramètres et de leur évolution au cours du temps est cruciale pour (1) la surveillance et la détection précoce de l'activité volcanique, ainsi que (2) pour l'apport de contraintes sur les hypothèses formulées dans les modèles de dynamique éruptive et dans les modèles de prédiction de dispersion des cendres, indispensables à la minimisation des risques.
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Humez, Pauline. "Traçage des intrusions de CO2 dans les aquifères d'eau douce par les méthodes multi-isotopiques." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00797525.
Анотація:
Cette étude porte sur l'impact des fuites de CO2 provenant d'un réservoir géologique de stockage de CO2 sur un aquifère d'eau douce. Elle se distingue des autres études, réalisées sur le même thème, par la recherche et l'application, depuis l'échelle du laboratoire jusqu'à celle d'un site pilote, de nouveaux outils de monitoring et d'approche isotopique destinés à la détection précoce de fuite de CO2. Afin de tester ces outils, des échantillons solides et liquides provenant de l'aquifèrestratégique de l'Albien du Bassin de Paris ont été prélevés, analysés et utilisés pour une étude expérimentale en batch. Cette expérience permet de contraindre et de comprendre précisément les interactions eau-roche-CO2 et les réponses isotopiques. Une application grandeur nature en Norvège a permis de mettre en place ce programme isotopique et de suivre l'évolution de la composition isotopique en distinguant les processus et phénomènes naturels et les processus reliés à l'injection de CO2. Ces deux cas d'étude appliqués au contexte de détection de fuite de CO2 ont permis de choisir les outils isotopiques les meilleurs comme indicateurs indirects de la présence de CO2, dans le cas particulier des systèmes étudiés. L'efficience de ces outils isotopiques réside dans l'enregistrement de la trace laissée par la présence de CO2 au cours d'interactions eau/roche/CO2. L'utilisation de tels outils nécessite une méthodologie rigoureuse abordée dans ce manuscrit et nécessite d'être adaptée aux spécificités des sites envisagés.
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Brisville, Anne-Claire. "Évaluation, surveillance et soutien de la fonction respiratoire chez des veaux clonés en période néonatale." Thèse, 2010. http://hdl.handle.net/1866/5287.
Анотація:
Une morbidité et une mortalité néonatales élevées limitent l’efficacité du clonage
somatique chez les bovins. Des malformations myoarthrosquelettiques, des anomalies
ombilicales, des problèmes respiratoires et de la faiblesse ont été fréquemment
observés chez les veaux clonés nouveaux-nés. Cette étude rétrospective porte sur 31
veaux clonés. Ses objectifs étaient de décrire les problèmes respiratoires rencontrés,
leur évolution au cours du temps, les traitements instaurés pour soutenir la fonction
respiratoire et la réponse aux traitements. Vingt-deux veaux ont souffert de problèmes
respiratoires. La tachypnée, l’hypoxémie et l’hypercapnie sont les signes cliniques les
plus fréquemment observés. L’analyse des gaz sanguins a été un outil essentiel dans
le diagnostic et le suivi de la fonction respiratoire. La radiographie a permis une
évaluation globale du poumon. L’oxygénothérapie intranasale et la ventilation
mécanique ont permis de limiter la mortalité due à une insuffisance respiratoire à
18% (4/22). Cette étude a permis d’émettre des hypothèses quant à l’origine des
problèmes respiratoires chez les veaux clonés. Plus d’une maladie semblent affecter
les veaux clonés. La déficience en surfactant, l’hypertension pulmonaire persistante et
le retard de résorption du fluide pulmonaire figurent parmi les entités pathologiques
les plus probables.High morbidity and mortality decrease the efficiency of somatic cell nuclear transfer. The main abnormalities observed in neonatal cloned calves are skeletal malformations, enlarged umbilical vessels, respiratory problems and weakness. This retrospective study involved 31 cloned calves. The objectives of this study were to describe the respiratory problems suffered by cloned calves during neonatal period, to assess their evolution, and to determine the possible causes. Secondary objectives were to describe the techniques used to assess and support respiratory function and the calves’ response. Respiratory problems affected 22 calves. Tachypnea, hypoxemia and hypercapnia were the most frequently observed signs. Arterial blood gas analyses and chest radiographs were precious to identify and assess respiratory problems. Intranasal oxygen and mechanical ventilation were efficient to limit mortality due to respiratory failure to 18% (4/22). It is plausible that more than one disease affect cloned calves. Delayed resorption of pulmonary fluid, persistent pulmonary hypertension and surfactant deficiency, or a combination of these factors, are among the most probable pathological entities.