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The positioning of the Ardèche river catchments area and its tributaries depends on a whole organized system which follows a long building process in a context of geological and physiographical spatial accommodations.This context cannot be dissociated from the global parameters like erosion, climate variations and eustatic fluctuations generated by continental drift.The development of the gorges de l'Ardèche stems from these fundamental parameters which over time gave its current appearance to the meandering canyon.The Lower Cretaceous limestones have settled as a result of areas made available during the Upper Jurassic.In a hot and humid climate, the progradation of the Urgonian sedimentary systems leads to progressive fillings of accommodations under the constraints of eustatism and the tectonics causing differential subsidence.The structural diagram of the future gorges de l'Ardèche is initiated in this context.The uplift and the progressive emersion of the Lower Cretaceous platform will take place from the Albian-Cenomanian.Starting from the Upper Cretaceous, materials from surrounding seas or weathering deposits coming largely from the Massif Central induce successive subsidences whose tectonosedimentary deformations will interfere with the previously faulted structures.These evolving morphologies favour aerial flows in constant reorganisation at the roof of sedimentary landfills.Water streams, whose circulation direction is oriented N-S to NE-SO, descend from the Massif Central and allow the settling of braided channels and the formation of valleys of various size, under a tropical climate and according to the eustatic variations of the alpine Tethys located to the south.The question here is to understand the distribution and the direction of river circulations during the Upper Cretaceous and Palaeogene as well as in the Lower Oligocene-Miocene, at the beginning of the incision of the Ardèche canyon in the Neogene.A caracterisation protocol carried out by geochemical ICP-AES analysis of Upper Cretaceous and Paleogene samples, referenced on the geological map 889 of Bourg Saint Andéol, makes it possible to compare the geochemical signatures of unpublished sandstone and clay samples, found on the surface and in the caves of the Ardèche karstic plateaus .(Jolivet et al., 2020)., Le positionnement du bassin hydrographique de la rivière Ardèche et de ses affluents dépend de l'ensemble d'un système organisé-organisant qui découle d'un long processus d'édification dans un contexte d'accommodations spatiales géologiques et physiographiques.Ce contexte ne peut être dissocié des paramètres globaux tels que l'érosion, les variations du climat et les fluctuations eustatiques générées par la dérive des continents.L'élaboration des gorges de l'Ardèche découle de ces paramètres fondamentaux qui au cours du temps, lui ont donné son aspect actuel de canyon méandriforme.Les calcaires du Crétacé inférieur s'installent grâce aux espaces disponibles réalisés au Jurassique supérieur.Sous un climat chaud et humide, la progradation des cortèges sédimentaires de l'Urgonien conduit à des remplissages progressifs des accommodations sous les contraintes de l'eustatisme et de la tectonique responsables de subsidences différentielles.C'est dans ce contexte que s'initie le schéma structural des futures gorges de l'Ardèche.Le soulèvement et l'émersion progressive de la plateforme du Crétacé inférieur va avoir lieu dès l'Albien-Cénomanien.A partir du Crétacé supérieur, les matériaux issus des mers environnantes ou des dépôts d'altération provenant en grande partie du Massif Central induisent des subsidences successives dont les déformations tectonosédimentaires vont interférer sur les structures faillées antérieures.Ces morphologies évolutives favorisent des écoulements aériens en constante réorganisation au toit des décharges sédimentaires. Les cours d'eau, dont le sens de circulation est orienté N-S à NE-SO, descendent du Massif Central et permettent l'établissement de chenaux anastomosés et la formation de vallées de dimensions variées sous climat tropical et selon les fluctuations eustatiques de la Téthys alpine située au sud.La question ici est de comprendre la répartition et la direction des circulations fluviatiles durant le Crétacé supérieur et le Paléogène ainsi qu'à l'Oligocène-Miocène inférieur, début de l'incision du canyon de l'Ardèche au Néogène.Un protocole de caractérisation par analyse géochimique ICP-AES d'échantillons du Crétacé supérieur et Paléogène référencés sur la carte géologique de Bourg Saint Andéol-889 permet de comparer les signatures géochimiques d'échantillons inédits, gréseux et argileux, trouvés à la surface et dans les cavités des plateaux karstiques ardéchois.(Jolivet et al., 2020)

Le présent document propose différents outils et méthodes d’approche pour caractériser les échanges entre rivières et écoulements karstiques dans la traversée des plateaux calcaires. Ce document est destiné aux acteurs de l’eau qui souhaitent étudier ces échanges. Les méthodes présentées ont été testées, développées et appliquées au cours d’un projet de recherche sur le massif karstique de Méjannes-le-Clap (Gard) et la rivière Cèze.Sont listés ci-dessous les différents outils et méthodes présentés de manière synthétique dans le document : diagnostic géologique ; profil en long ; imagerie IRT ; traçage artificiel ; jaugeage différentiel ; instrumentation hydrologique ; analyses corrélatoires ; analyses fréquentielles ; éléments majeurs ; proportions de mélanges ; isotopes ; invertébrés interstitiels ; modélisation globale pluie-niveau-débit (KarstMod) ; scénarios de prévision des apports du karst à la rivière en fonction du changement climatique. La première partie du document commence par apporter des informations au lecteur indispensables pour comprendre ce qu’est le karst, comment il se forme et comment il évolue. Elle présente ensuite comment se structurent les écoulements dans le karst et les différents types de situations pouvant se rencontrer sur les terrains d’étude, prérequis incontournable pour étudier les interactions karst - rivière. La deuxième partie présente les différentes étapes à franchir pour aboutir à la caractérisation des échanges :elle indique comment établir un état des lieux des connaissances disponibles et propose une démarche générale pour bien identifier le niveau de connaissances complémentaires à acquérir, en fonction des objectifs poursuivis et des types d’échanges à étudier. Elle présente ensuite comment choisir les outils utiles pour acquérir cette connaissance, selon une démarche par étapes. Chaque étape est associée à un objectif de connaissance d’ambition croissante, pour comprendre le fonctionnement de l’ensemble karst – cours d’eau sous trois aspects : interactions karst – rivière, fonctionnement hydrodynamique et quantification des volumes échangés entre les compartiments superficiels et souterrains. Enfin, les deux dernières parties du rapport sont consacrées à la présentation des outils constitutifs de cette méthodologie. Les principes de chacun de ces outils sont en premier lieu expliqués, puis il est indiqué de manière didactique comment les utiliser.

Les orgues basaltiques, on peut en trouver partout dans le monde, là où des coulées de magma émises par des volcans se sont solidifiées et refroidies. Ces structures spectaculaires et fascinantes ont fait, et continuent de faire, l’objet de nombreux travaux, tant de caractérisation sur le terrain et au laboratoire, que de modélisation à caractère physico-chimique et mathématique.

Le Pr Jean Rieu et le Pr Bernard Guy sont Professeur émérite de l'École des Mines de Saint-Étienne.; L’École des Mines de Saint-Étienne possède une importante collection de modèles cristallographiques en bois et en terre cuite (plusieurs centaines de modèles). Un travail de restauration et mise en valeur de ces modèles a été effectué (années 2000), au cours duquel un échantillon exceptionnel a été découvert : polyèdre de 170 facettes, du système cubique. Après une description du modèle, on rapporte le travail de numérisation effectué, suivi d’une reproduction par impression 3D et de la réalisation d’un modèle en bronze par fonderie de précision.

En cette année 2020 un peu particulière, la journée scientifique s'est tenu sous la forme d’un webinaire organisé par le site clermontois représenté par l’Institut Pascal (IP).; National audience; The aim of this work is to conduct an experimental study on gas-liquid flow patterns in an in-house made Ring flowloop called Rock&Roll. The Rock&Roll flowloop is a unique apparatus the pipe is installed on a disk that is sequentially inclined by an axis in 4 positions, to induce the motion of the fluid, inside the ring-tube, similarly to a rocking cell. Two parameters drive the torus: the inclination angle and the rotation speed. The absence of pump enables undisturbed flow, while the endless test section affords flow to become fully developed. The first experimental investigations enabled to establish the experimental protocol and study the air-water two-phase flow patterns in the torus by varying liquid loading, diameter of the tube and rotation speed of the torus. On the base of qualitative observations, a flow regime map was produced.

Mini-symposia M3 – Foundation, theories, and philosophy of thermodynamics; International audience; Thermodynamics proposes very general principles; the question then arises as to its links with the other major fields of physics that are the theory of relativity and quantum mechanics. Is it upstream? Can it be derived from them? Our conviction is that the concepts of physics, including space and time, are a way of naming comparisons between phenomena, within a relational approach. Each field of physics results from a particular perspective on reality, and does not reflect the particular functioning, on its own, of a limited segment of that reality. The question then is not to try to link supposedly achieved mathematical corpuses corresponding to each of these fields, but, by returning to the study of "raw" phenomena, to find, within the different fields, the qualities still hidden and already perceived in the others. In this spirit, we will discuss several concepts (each one is brought rather by one field) such as: time, space, movement, locality / non-locality, conservation / evolution, reversibility / irreversibility, scale, quantization (discretization), probability, opening / closing of systems, qualification of physical quantities by quadrivectors, Lorentz invariance, etc. We will show the cross contributions between thermodynamics, quantum mechanics and relativity theory, leading to a shift in concepts, and suggesting new avenues of research at the crossroads of the three fields. On this occasion, we will take a look at other ways of understanding thermodynamics by other authors (Bejan, Ben-Naim, Mariano, Muschik).Participation to the Mini-symposium “Foundation, theories and philosophy of thermodynamics” (Peter Van).

The invention relates to a method for preparing a composite material comprising core-shell nanoparticles the core of which is made from a material which can absorb light and the shell of which is made from graphene, the method comprising the following steps: a) providing a substrate and an ink comprising nanoparticles which can absorb light, the nanoparticles being encapsulated in a polymer matrix; b) depositing the ink on a surface of the substrate, the surface or the ink comprising a carbon source selected from: • a polymer comprising an amide function and an aromatic function, • a hexose, • carbon nanoparticles, • self-assembled monolayers comprising aromatic rings, c) illuminating the surface of the ink-covered substrate with a pulsed light in order to bring the nanoparticles in the ink to a heating temperature greater than a dissociation temperature of the carbon in the carbon source, the carbon dissociated in this manner then being capable of diffusing or solubilising in the nanoparticles in the ink in order to form the composite material., L’invention concerne un procédé d’élaboration d’un matériau composite comportant des nanoparticules de type cœur-coquille dont le cœur est fait d’un matériau apte à absorber la lumière et la coquille est faite en graphène, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) fournir un substrat ainsi qu’une encre comportant des nanoparticules aptes à absorber de la lumière, lesdites nanoparticules étant encapsulées dans une matrice polymérique ; b) déposer l’encre sur une surface du substrat, ladite surface ou ladite encre comprenant une source de carbone choisie parmi : un polymère comportant une fonction amide et une fonction aromatique, un hexose, des nanoparticules de carbone, des monocouches auto-assemblées comprenant des cycles aromatiques, c) illuminer la surface du substrat recouverte d’encre avec une lumière pulsée pour porter les nanoparticules comprises dans l’encre à une température d’échauffement supérieure à une température de dissociation du carbone compris dans la source de carbone, le carbone ainsi dissocié étant alors apte à diffuser ou à se solubiliser dans les nanoparticules comprises dans l’encre pour former ledit matériau composite.

Instrumented single-shot experiments provide crucial information of a material's response to impact events that can be used in shot-peening modelling. However, no authors successfully used such test for constitutive model identification and validation as existing test rig generally cannot provide an accurate determination of the shot trajectory in three dimensions over a wide velocity range. In this work, a shot-peening test rig that can propel single shot under the process conditions with a high aiming accuracy is presented. The test rig propels industrial shot by sudden pressurised gas release. A methodology to recover the propelled shot three-dimensional trajectory within a 200-μm accuracy using two high-frequency cameras is developed in an open-source in-house code. The test rig can propel 0.5-, 1.19- and 2.5-mm-diameter shot at velocity ranging from 0.8 to 143 m s-1 and can send several shots at the same position when using the largest shot diameter. Two potential applications of the set-up are presented for (i) coefficient of restitution measurement with different shooting angles and velocities and (ii) crystal plasticity finite element model validation using the impact dent topology, the shot displacement curve and the crystal misorientation field under the dent.

The production of normal portland cement (NPC) accounts for about 5%-7% of the total man-made CO2 emissions. One of the low CO2 alternatives to NPC is sulfoaluminate cement (CSA), mainly composed of ye’elimite (C4A3S), belite (C2S) and sulfate source (CS or CSH2). Its main hydrated phase is ettringite (C6A3SH32). CSA are known for their poor workability and their short setting time, which require the use of superplasticizers and retarders. The aim of this work is to investigate: (i) the effect of citric acid and polycarboxylate superplasticizers (PCE) on the hydration and rheology of CSA; and (ii) the effect of citric acid on the dispersing effectiveness of PCEs. Two PCEs, with the same chemical structure and different molecular structure, were studied. Isothermal calorimetry and thermogravimetric analysis (TGA) were used to describe the hydration process, while rheological properties were characterized with a flow test. Adsorption measurements were carried out with total organic carbon analyzer and ionic chromatography. The results show that the combination of citric acid and PCE allows better retention of workability over time. However, a competitive adsorption between citric acid and PCE decreases the initial dispersion.

International audience; This paper presents a new method for estimating the parameters of a stochastic geometric model for multiphase flow image processing using local measures. Local measures differ from global measures in that they are only based on a small part of a binary image and consequently provide different information of certain properties such as area and perimeter. Since local measures have been shown to be helpful in estimating the typical grain elongation ratio of a homogeneous Boolean model, the objective of this study was to use these local measures to statistically infer the parameters of a more complex non-Boolean model from a sample of observations. An optimization algorithm is used to minimize a cost function based on the likelihood of a probability density of local measurements. The performance of the model is analysed using numerical experiments and real observations. The errors relative to real images of most of the properties of the model-generated images are less than 2%. The covariance and particle size distribution are also calculated and compared.

The Boisson synclinal belongs to the geographic extent of the eastern NE-SW axis of the Alès ditch, underlined by the Barjac fault, in the set of folded structures mainly oriented E-W and breaking NNE-SSW, that have affected the Cretaceous terrains of the northern scrublands or the Gard at the end of the Lower Cretaceous until Paleogene times. This structural arrangement will favour sediment depositions of Upper Cretaceous times found in the periphery of the Massif Central and in particular in the eastern part of the Alès groove. These sediments are partially shrouded by those of Eocene times overlapping them. (Jolivet et al., 2020) In this paper the mapping of geological features is taken up in order to better refine and complete the studied zone described in the geological map of Alès (912). A characterisation protocol through geochemical ICP-AES analysis of samples of the Upper Cretaceous referenced on the geological maps will also permit to establish the major, trace and transition elements of each geological stage from Cenomanian to Santonian., Le synclinal de Boisson s'inscrit dans l'emprise géographique de l'axe oriental NE-SO du fossé d'Alès souligné par la faille de Barjac et fait partie de l'ensemble des structures plissées d'orientation générale E-O et cassantes N.NE -S.SO qui ont affectées les terrains crétacés des garrigues septentrionales du Gard à la fin le Crétacé inférieur jusqu'au Paléogène. Cet ordonnancement structural va favoriser les dépôts du Crétacé supérieur que l'on retrouve en périphérie du Massif Central et en particulier dans la partie Est du sillon d'Alès. Ces sédiments sont masqués en partie par ceux de l'Eocène qui les chevauchent. (Jolivet et al., 2020) Dans cet article, la cartographie des structures géologiques est reprise afin de mieux affiner et compléter la zone étudiée décrite dans la carte géologique d'Alès (912). Un protocole de caractérisation par analyse géochimique ICP-AES d'échantillons du Crétacé supérieur référencés sur les cartes géologiques permet ainsi de déterminer les éléments majeurs, les éléments traces et de transition de chaque étage allant du Cénomanien au Santonien.

Gas-liquid flow dynamics in pipes is a complex phenomenon encountered in many industrial spheres. Particularly, in petroleum production and transportation the design of the facilities, safety, and efficiency of the industrial operations strongly depend on accurate prediction of flow behavior. Since the seventies, two-phase flow models and correlations predicting the liquid holdup and pressure drop, have been actively developed. However, there are still mismatches between model predictions and experimental results. These discrepancies may be attributed to the benchtop limitations in length, complexity of the gas-liquid interface, and accuracy of empirical correlations used within a model.

The human corneal endothelium, the most posterior layer of the cornea, is a monolayer of flat cells that are perfectly joined and are essential for maintaining its transparency over time. Long considered to be non-regenerative in adults, several recent studies have nevertheless shown that some cells can proliferate in the periphery of the endothelium. At birth, the endothelial cell density (ECD, number of cells per unit area) is very high and theendothelial mosaic consists of perfect hexagons. During life, some cells disappear, others divide and the mosaic reorganizes itself: its polymorphism and polymegethism increase. Thus, after 20 years, the central WFD decreases by 0.6% per year, remaining higher in the periphery. However, endothelial homeostasis remains poorly understood, in particular how new peripheral cells partially compensate for the disappearance of other more central cells. The cells form a regular pavement, which can be considered mathematically as a Voronoi pavement without holes. We simulated the organization and reorganization of the cells by means of a centered Voronoi diagram, which was created iteratively by moving the seeds of the diagram to the geometric center of the cells. The initialization of the seeds was done with a uniform distribution, and a few centering iterations were sufficient to have cells close to hexagons. Subsequently, we simulated the evolution through cycles of cell death/birth, followed by cell centering. This new simulation tool will allow us to test many hypotheses on the number and frequency of cellular events (mitosis and death) in order to elucidate endothelial pathophysiology.

National audience

International audience; Magnesium sulfate-water vapor is an interesting working pair of thermochemical materials for compact inter-seasonal heat storage at low temperature. Total dehydration of magnesium sulfate heptahydrate shows a theoretical storage energy density of 2.8 GJ·m−3. However, kinetic data are poorly studied up to now making use of this material difficult for a practical storage application. In the present work, a kinetic study of the dehydration of MgSO4·6H2O powder at low temperature (35 to 60°C) and at low water vapor pressure (2 to 21 hPa) is carried out using thermogravimetric analysis in isobaric-isothermal conditions. A mathematical model is developed for this bivariant system and validated representing the mechanism of dehydration: water molecules diffusion in the solid solution followed by transfer of these molecules from the surface to the atmosphere. The transfer of water molecules at the surface during dehydration is identified as rate-determining step. The fractional conversion and reaction rate of the dehydration reaction are calculated and comparedto the experimental data.

La présente invention concerne un procédé de purification et de concentration des terres rares contenues dans du phosphogypse, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : à partir d'un phosphogypse, a) Lixiviation du phosphogypse par une solution d'un ou plusieurs acides forts choisis parmi : l'acide sulfurique, l'acide nitrique, et l'acide chlorhydrique, pour obtenir un mélange de lixiviation comprenant une phase liquide formée d'une solution de lixiviation contenant des terres rares issus du phosphogypse et l'acide de lixiviation, et d'une phase solide comprenant le phosphogypse, b) Ajout au phosphogypse d'un agent oxydant pour favoriser le passage des terres rares du phosphogypse dans la solution de lixiviation, et/ou d'un agent réducteur pour réduire la solubilité des impuretés minérales contenues dans la solution de lixiviation afin de permettre leur passage de la solution de lixiviation dans la phase solide, c) Séparation de la phase liquide enrichie en terres rares et appauvrie en impuretés minérales, et de la phase solide enrichie en impuretés minérales.

Bernard GUY is civil mining engineer (Mines Paris), Doctor of Science (Pierre and Marie Curie University, Paris), emeritus research director at the Ecole des Mines de Saint-Etienne, Institut Mines Télécom. Former director of the geology department of the Ecole des Mines, he conducts research and teaches in earth sciences, physics and philosophy of science. He has organized and co-organized international conferences in thermodynamics (Joint European Thermodynamics Conference), and philosophy of science (Workshops on contradiction). In the present paper, he puts the notion of rhythm to the test of his understanding of the fundamental link between space and time, captured in the primacy of movement. A composition of the usual substantial rationality with a relational rationality is necessary for this. A certain number of points are set out in a preliminary way: – rhythm articulates space and time (or spatiality and temporality) : the trace in space (which is memory) makes it possible to express the (possibly periodic) structure of the rhythm by comparison with the development of the temporal process in progress; – one merely appreciates the rhythms in relation to each other; – to stabilize these comparisons one needs to choose a standard rhythm in a conventional way; – if one wants to see this need for convention, the question of the periodicity of the rhythm at the limit does not arise; – relational thinking functions in two stages and one can oppose the rhythm in its first apprehension by perception on the one hand, with its analysis and modelling in a discourse on the other. We thus find ourselves at a crossroads: – the rhythms of nature influence the rhythms of man (and the time and space of nature provide measures of general validity); and, conversely, if we may say so, – understanding the rhythms of nature does not avoid human conventions, or choices. In the natural and human sciences respectively, rhythm appears first – as a regular or periodic phenomenon, in time, space, or both, in relation to the propagation of a wave; and – as the perceived/transcribed structure, through the succession in space and/or time, of more or less remarkable events based on human activity s.l. Bernard Guy now insists on the interplay of relative movements as a support for rhythms (and marking the limits between spatiality and associated temporalities), and the hypothesis of assumed/decided equal increments dividing the movement; these points allow the definition of rhythm to converge on both sides (natural sciences/human sciences). A few examples are given, borrowed from both the human and social sciences and the natural sciences (earth sciences in particular)., Bernard Guy est ingénieur civil des mines (Paris), docteur ès sciences (Université Pierre et Marie Curie, Paris), directeur de recherche émérite à l’Ecole des Mines de Saint-Etienne, Institut Mines Télécom. Ancien directeur du département géologie de l’Ecole des Mines, il conduit des recherches et enseigne en sciences de la terre, physique, et philosophie des sciences. Il a organisé et co-organisé des congrès internationaux en thermodynamique (Joint European Thermodynamics Conference), et philosophie des sciences (Ateliers sur la contradiction). Dans le présent texte, il met la notion de rythme à l’épreuve de sa compréhension du lien fondamental entre espace et temps, saisis dans la primauté du mouvement. Une composition de la rationalité substantielle habituelle avec une rationalité relationnelle est nécessaire pour ce faire. Un certain nombre de points sont exposés de façon préliminaire : - le rythme articule espace et temps (ou spatialités et temporalités) : la trace dans l’espace (qui est mémoire) permet d’exprimer la structure (éventuellement périodique) du rythme par comparaison avec le développement du processus temporel en cours ; - on ne fait qu’apprécier les rythmes les uns par rapport aux autres ; - pour stabiliser ces comparaisons on a besoin de choisir de façon conventionnelle un rythme étalon ; - si l’on veut bien voir cette nécessité de convention, la question de la périodicité du rythme à la limite ne se pose pas ; - la pensée relationnelle fonctionne en deux temps et l’on peut opposer le rythme dans son appréhension première par la perception d’une part, avec son analyse et modélisation dans un discours d’autre part. Nous nous situons ainsi à une croisée : - les rythmes de la nature influencent les rythmes de l’homme (et le temps et l’espace de la nature fournissent des mesures de validité générale); et, inversement si l’on peut dire, - la compréhension des rythmes de la nature n’évite pas des conventions, ou choix, humains. Dans les sciences de la nature et les sciences de l’homme respectivement, le rythme apparaît d’abord - comme un phénomène régulier ou périodique, dans le temps, dans l’espace, ou les deux, en relation avec la propagation d’une onde ; et - comme la structure perçue / transcrite par la succession dans l’espace et/ou le temps, d’événements plus ou moins remarquables appuyés sur l’activité humaine s.l. Bernard Guy insiste maintenant sur le jeu de mouvements relatifs comme support des rythmes (et marquant des limites entre spatialités et temporalités associées), et l’hypothèse d’incréments supposés / décidés égaux découpant le mouvement ; ces points permettent de faire converger la définition du rythme des deux côtés (sciences de la nature / sciences de l’homme). Quelques exemples sont donnés, empruntés tant aux sciences humaines et sociales qu’aux sciences de la nature (sciences de la terre en particulier).

Conférence digital - Online – Live and on-demand - digital conference, Thème: Fuel materials, absorbers and fuel cladding interaction; International audience

The purpose of this article is to present the results of hydrological monitoring of the Cèze river basin in its limestone zone with a protocol based on synchronizing flow measurements in the river with those of the springs. The aim is to understand the functioning of the river and karst springs and to determine their contribution to the flow of the Ceze. Fourteen stations were equipped with LTC probes (Height, Temperature and Conductivity): 11 probes at each source and 3 in the river.Previously, an altimetric profile made it possible to geolocate the sources and anthropogenic areas as well as the suitable sections of the river for gauging. To precisely locate the loss zones of the Ceze and detremine the corresponding flow values, 11 gauge campaigns were carried out in rivers during three hydrological cycles from 2013 to 2015. Source flows were also measured to calculate hydraulic balance between losses and inflows along the study section.The results show variability in sources flows related to the size of the drained watershed and the underground geological configuration. Several sources have a relatively constant flow over the year and thus contribute to compensate the losses of the river. Five sections have been identified alternating areas of losses and karst input from the springs. Analysis of the flows measured during the gauge campaigns carried out over the entire sector studied made it possible to quantify these losses and karst inputs. Comparison of karst inputs according to the measurement period shows that during low water periods the karst contributes more strongly up to 68% of the Ceze river flow, whereas on average water period, karst contributes about 50% of the river flow. The critical analysis of the results obtained focuses on the quality of the differential gauges in the river and those carried out at the sources, the accuracy of the measuring equipment used and the difficulty of taking into account the underflows and recycling of water from the river through alluvial formations. Over the entire river area studied, incorporating all karst springs, the differential between the flow of the Ceze upstream of the gorges and that downstream of the karst springs is positive. For the moment the karst inputs compensate for the losses of the Ceze., Cet article a pour but de présenter les résultats du suivi hydrologique du bassin de la rivière Cèze dans sa zone calcaire à partir d’un protocole fondé sur la synchronisation des mesures de débit dans la rivière avec celles des sources. Il s’agit de comprendre le fonctionnement de la rivière et des sources karstiques et de déterminer leur part contributive au débit de la Cèze. Quatorze stations ont été équipées de sondes LTC (Hauteur, Température et Conductivité) : 11 sondes à chacune des 11 sources et 3 sondes en rivière. Préalablement, un profil en long de la rivière a permis de géolocaliser les sources et les zones anthropisées ainsi que les sections de la rivière propices pour y effectuer des jaugeages. Pour localiser précisément les zones de pertes de la Cèze et déterminer les valeurs de débits correspondantes 11 campagnes de jaugeages ont été réalisées en rivière pendant trois cycles hydrologiques de 2013 à 2015. Les débits des sources ont eux aussi été mesurés afin de calculer des bilans hydrologiques entre les pertes et les apports le long du tronçon étudié. Les résultats montrent la variabilité du débit des sources liées à la taille du bassin versant drainé et à sa configuration géologique. Plusieurs sources ont un débit relativement constant sur l’année et contribuent ainsi au soutien d’étiage en compensant les pertes de la rivière. Cinq tronçons ont été identifiés alternant zones de pertes et d’apports karstiques par les sources. L’analyse des débits mesurés au cours des campagnes de jaugeage réalisées sur la totalité du secteur étudié a permis de quantifier ces pertes et les apports karstiques. La comparaison entre les pertes et les apports du karst en fonction de la période de mesure montre qu’en période de basses eaux le karst contribue jusqu’à 68% du débit de la Cèze alors qu’en moyennes eaux, les eaux d’origine karstique ne participent qu’à environ 50% du débit de la rivière. L’analyse critique des résultats obtenus porte essentiellement sur la qualité des jaugeages différentiels en rivière et ceux effectués aux sources, la précision du matériel de mesure utilisé et la difficulté de prendre en compte les sous-écoulements et les recyclages d’eau de la rivière à travers les formations alluvionnaires. Sur la totalité du secteur étudié de la rivière, en intégrant toutes les sources karstiques, le différentiel entre le débit de la Cèze à l’amont des gorges et celui de l’aval est positif. Les apports karstiques compensent les pertes de la Cèze.

Several artificial tracing campaigns were carried out in 2014 and 2015 to assess underground circulations on both sides of the Cèze river (France, Gard) and specially to identify the role of the Cèze-Ardèche interfluve in a complicated geological context. Previous tracing operations had collected important data on groundwater flows on the Méjannesle- Clap plateau and on the right bank of Ardèche, but did not specify the hydraulic exchanges between the underground flows of the karst massif and the river on the left bank of the Cèze, taking into account the areas of river loss. These new forward-looking tracings required an adapted device from the instrumentation of many springs, on the right bank of the Ardèche and on the left and right bank of the Cèze. The final choice for three tracers was: fluorescein, eosine and rhodamine B. The results of the dyes injections carried out are mainly qualitative because obtained from fluocapteurs and active coals with samples taken which allowed obtaining restitutions. The 4 tracing campaigns made it possible to better identify the points of restitution impacted, the approximate transfer times and this according to the hydrologicalconditions. The results of the tracings in the endokarst (Orgnac aven and Flandin Cave) allow to locate the hydrogeological boundary between the Cèze and Ardèche basins according to periods of high or low water. Tracing of Roméjac losses and losses from the Cèze at Rochegude indicate that surface water infiltration and associated groundwater flow directions are strongly conditioned by the presence of normal faults and the developmentof the karst network. The tracings carried out as part of the work of the ZABR (Rhône Basin Workshop Zone) at the Cèze-Ardèche interfluve, allow to specify the limits of the karst watershed between these two rivers as well as the feeding areas of the springs located in the Canyon de la Cèze from the losses of the river. These artificial tracings are part of a comprehensive approach to assess the exchanges between karst and river flows., Plusieurs traçages artificiels effectués en 2014 et 2015 précisent les circulations souterraines de part et d’autre de la rivière Cèze (France, Gard) et identifient en particulier le rôle de l’interfluve Cèze-Ardèche dans un contexte géologique complexe. Des opérations de traçage antérieures avaient permis de recueillir des données importantes sur les circulations des eaux souterraines au niveau du plateau de Méjannes-le-Clap et du côté du versant ardéchois sans toutefois préciser les échanges hydrauliques entre les écoulements souterrains du massif karstique et la rivière en rive gauche de la Cèze en prenant en compte les zones de perte de la rivière. Ces nouveaux traçages à but prospectif ont nécessité un dispositif adapté à partir de l’instrumentation d’un maximum de sources, en rive droite de l’Ardèche et en rive gauche et droite de la Cèze. Le choix final s’est porté sur trois traceurs la fluorescéine, l’éosine et la rhodamine B. Les résultats des colorations sont essentiellement qualitatifs car obtenus à partir de fluocapteurs à base de charbons actifs avec prélèvements d’échantillons d’eau. Ces 4 traçages cernent les points de restitutions impactés et les temps approximatifs de transfert en fonction des conditions hydrologiques. Les traçages dans l’endokarst comme ceux de l’aven d’Orgnac et de la grotte Flandin précisent la limite hydrogéologique entre le bassin de la Cèze et celui de l’Ardèche en fonction des périodes de hautes eaux ou basses eaux. Les colorations des pertes du Roméjac et de la Cèze à Rochegude indiquent que les infiltrations des eaux de surface associées et les directions des écoulements souterrains sont fortement conditionnées par la présence d’un réseau structural cassant et le développement du réseau karstique. Ces traçages réalisés dans le cadre des travaux de la ZABR (Zone Atelier Bassin du Rhône) au niveau de l’interfluve Cèze-Ardèche, précisent les limites de bassins versants karstiques entre ces deux rivières ainsi que les zones d’alimentation des sources situées dans le canyon de la Cèze à partir des pertes de la rivière. Cette approche s’intègre dans une démarche globale d’évaluation des échanges entre les écoulements provenant du karst et ceux de la rivière.

International audience; La caractérisation des échanges nappes-rivières est indispensable pour la gestion durable des cours d'eau et des aquifères associés. Pour répondre à ces besoins de gestion, plusieurs outils et méthodes de caractérisation des échanges entre eaux superficielles et eaux souterraines ont déjà été développés en milieu alluvial mais demandent à être adaptés aux spécificités des aquifères carbonatés. Sur le plan scientifiques, il y a un fort enjeu à développer des méthodes pour aider à comprendre le fonctionnement de ce type d'hydrosystème et à quantifier les volumes d'eau échangés entre milieux superficiels et souterrains

The karst-river exchanges of the Ceze river canyon area were partly constrained by geochemical approach. This study was carried out on river and springs waters for moderate (june 2015) and low (july 2015) river flow periods. The chemical (major element concentrations) and isotopic (&#94834SSO4) properties highlight the major control of water chemistry by rock weathering processes. The chemistry of waters from the upstream part of the Ceze basin is controlled by silicate and gypsum dissolution. Karst water chemistry is mainly controlled by Ceze water and by atmospheric contribution. During transition from moderate river flow period to low river flow period, the contribution of the karst to river flow increases in the canyon area. Chemical and isotopic data implies the low contribution of a third end-member probably influenced by pyrite weathering. Mixing percentage changes from spring to spring and from season to season, suggest different pathways within the geological formations of the karstic area., Les échanges karst-rivière au niveau du canyon de la Cèze ont pu être en partie contraints par l’approche géochimique menée sur les eaux de la rivière Cèze et des sources karstiques. Deux campagnes d’échantillonnage ont été réalisées, une à moyennes eaux (juin 2015) et une à basses eaux (juillet 2015). Les propriétés chimiques (concentrations en éléments majeurs) et isotopiques (&#94834SSO4) ont mis en évidence le contrôle majeur de la chimie des eaux par les processus d’altération des roches. Deux masses d’eau principales contribuent à l’alimentation de la rivière et du karst au niveau du canyon : les eaux de la rivière en provenance de la partie amont du bassin versant et les eaux météoriques infiltrées au niveau du domaine karstique et ayant interagi avec les calcaires. Lors du passage de la période de moyennes eaux à la période de basses eaux, les proportions de mélange entre ces masses d’eau évoluent en faveur des eaux karstiques. Au sein de ce réseau karstique, une troisième masse d’eau intervient avec des propriétés chimiques et isotopiques laissant envisager la contribution d’un réservoir plus profond. Les eaux suivent donc différents circuits au sein des formations géologiques du secteur karstique.

National audience

International audience; Most former industrial sites are contaminated by mixtures of trace elements and organic pollutants. Levels of pollutants do not provide information regarding their biological impact, bioavailability and possible interactions between substances. There is genuine interest in combining chemical analyses with biological investigations. We studied a brownfield where several industrial activities were carried out starting in the 1970s, (incineration of pyralene transformers, recovery of copper by burning cables in the open air). Four representative plots showing different levels of polychlorobiphenyls were selected. Organic and trace metal levels were measured together with soil pedological characteristics. The bacterial community structure and functional diversity were assessed by 16S metagenomics with deep sequencing and community-level physiological profiling. Additionally, a vegetation survey was performed. Polychlorobiphenyls (8 mg.kg−1 to 1500 mg.kg−1) were from 2.4 × 103-fold to 6 × 105-fold higher than the European background level of 2.5 μg.kg−1. Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans ranged from 0.5 to 8.0 μg.kg−1. The soil was also contaminated with trace metals, i.e., Cu > 187, Zn > 217 and Pb > 372 mg.kg−1. Location within the study area, trace metal content and soil humidity were stronger determinants than organic pollutants of bacterial community structures and activities. Thus, the highest biological activity and the greatest bacteriological richness were observed in the plot that was less contaminated with trace metals, despite the high level of organic pollutants in the plot. Moreover, trace element pollution was associated with a relatively low presence of Actinobacteria and Rhizobia. The plot with the highest metal contamination was rich in metal-resistant bacteria such as Sphingomonadales, Geodermatophilaceae and KD4–96 (Chloroflexi phylum). Acidobacteria and Sphingomonadales, capable of resisting trace metals and degrading persistent organic pollutants, were dominant in the plots that had accumulated metal and organic contamination, but bacterial activity was lower in these plots than in the other plots.

Session T0A : Invited and Lunch Talks; Abstract:T0A.W119; Bernard Guy a reçu la Arthur Iberall Gold Medal, "for outstanding contribution to the integration of the Natural and Social sciences ; in recognition and grateful appreciation of work on a link between the movement and the concepts of time and space" de l'International Association for the Integration of Science and Engineering (IAISAE); International audience; We believe that the question of time is still not satisfactorily addressed in the various fields of thought. Without claiming to solve all the difficulties associated with it, we propose to insist on the link between time and space, as the theory of relativity invites us to do; but going further into the idea of ​​a conceptual unity (relativity still keeps two distinct concepts, two types of instruments, rulers and clocks, and always considers in advance two sets of variables). A reflection of this kind cannot avoid a discussion on how our rationality works in building our knowledge of the world. In composition with the more usual substantial rationality, it is appropriate to speak of a relational rationality: inside the world, we can only make comparisons / oppositions (time is not space, space is not time) without being able to assign to one or the other a list of characters of its own. In this context, we are led to give to movement a primary character (beginning with showing it, before defining it with words). Space and time are derived from it: space is associated with relatively slower movements than those on which we define time. To make our point of view understood, we will use thought experiments: according to the speed scales, mountains move like the waves of the sea, space is transformed into time; or, on the contrary, the grains of sand in the hourglass are motionless like the graduations of a ruler, time is transformed into space. We will discuss the epistemological status of such a point of view (role of images; use of fiction in science, in the sense of the philosopher Hans Vaihinger, 1852-1933).This opens numerous consequences in physics. A first list will be proposed: a look at the “speed” of light; the twins paradox; Lorentz transformation and the construction of time; relations between quantum mechanics and general relativity from the point of view of their representations of time and space; composition of non-collinear Lorentz transformations; understanding thermodynamics … Other avenues of research emerge in humanities and social sciences (anthropology, history, linguistics, mesology, psychology…).

PRIX DE THESE CODEGEPRA 2019 (thèses soutenues en 2018) - Directeurs de thèse : Dr. Jean-Michel Herri (jean-michel.herri@mines-stetienne.fr) et Dr. Baptiste Bouillot (baptiste.bouillot@mines-stetienne.fr); National audience; Les hydrates de gaz sont des composés solides non stoechiométriques de molécules de gaz et d'eau. Ils jouent un rôle important en ‘’flow-assurance’’, dans des pipelines pétroliers, mais aussi dans d’autres domaines d’application. En effet, ils peuvent fournir des solutions techniques innovantes dans différents domaines comme le traitement de l'eau, le stockage et le transport de l'énergie, ou la séquestration du dioxyde de carbone.Contrairement à la plupart des données de la littérature sur les hydrates mixtes de gaz, qui fournissent uniquement des données de température-pression-composition gaz (PTy), cette étude fournit également la composition, le volume, la capacité de stockage, la densité de la phase hydrate, ou encore le nombre d'hydratation et la conversion d'eau. En effet, les hydrates de gaz mixtes ont été étudiés expérimentalement non seulement à l'équilibre, mais aussi pendant la cristallisation dans des conditions non équilibrées. Les expériences ont été réalisées dans trois réacteurs à haute pression (volume de 1 à 2400 cm3). Les données expérimentales ont été obtenues par différentes techniques analytiques telles que la chromatographie en phase gazeuse (GC), la chromatographie ionique (IC) et la spectroscopie Raman. En outre, un modèle thermodynamique, basé sur la méthode de van der Waals et Platteeuw avec le potentiel de Kihara, a été utilisé.Les résultats montrent que, lors d'une cristallisation rapide, le volume d'hydrate augmente de jusqu'à 69% selon le mélange gazeux. De plus, la capacité de stockage diminue avec l'augmentation de la vitesse de cristallisation. Une analyse par spectroscopie RAMAN a mis en évidence la coexistence de structures I et II pour un mélange CO2/C3H8. De plus, un nouvel ensemble de paramètres Kihara pour le propane, basé sur une cristallisation lente, a été obtenu avec succès et comparé à la littérature. En conclusion, la vitesse de cristallisation influence significativement le procédé de formation d’un hydrate mixte. L’utilisation d’un flash thermodynamique, combinant thermodynamique et bilan de matière, montre bien qu’une cristallisation lente est nécessaire pour satisfaire l’équilibre thermodynamique, et donc augmenter la capacité de stockage, et optimiser les procédés hydrate. Enfin, les concepts présentés dans cette étude pourraient avoir un impact significatif sur les applications des hydrates dont l'équilibre thermodynamique est essentiellement pris en compte.

The purpose of this article is to characterize, only on a geochemical plan (major and minor elements and traces), the alteration processes and their consequences on the karsts of the northern scrublands of the Gard department and those of the southern Ardèche, where the caves have conserved sediment depositions of late Cretaceous and Paleogene times, coming from their surface. The protocol involves comparing the constituent elements of the grounds referenced on the geological maps with those found in various depressions and epikarstic ravins and hypogaea of the endokarst. This allows to assess the different chemical signatures and to link known geological criteria to samples, so far unprecedented. These samples have been taken on each side of a NE-SW axis between the Dent de Rez and the Mont Bouquet. Some have been extracted SW of Bagnols sur Cèze or in the Euzet region. The geochemical characterization of the alterites taken from the different stratigraphic sequences from the Lower Cretaceous to the Upper Eocene suggests that only the lower and middle Eocene alterites left their foot prints in the karst. From the study of , the origin of these alterital formations via ancient hydrographic systems, some traces of which are still visible, canbehighlighted It isalso possible to deducetheir contribution to the establishment of karst aquifer structures of the Barremo-Bédoulien., Le propos de cet article est de caractériser uniquement sur un plan géochimique (éléments majeurs, mineurs et traces), les processus d'altération et leurs conséquences sur les karsts des garrigues septentrionales du département du Gard et ceux du sud de l'Ardèche dont les cavités conservent des dépôts de sédiments du Crétacé supérieur et du Paléogène provenant de leur surface. Le protocole de caractérisation fondé sur une analyse des échantillons par ICP-AES consiste à comparer les éléments constitutifs des terrains référencés sur les cartes géologiques avec ceux retrouvés dans différentes dépressions et anfractuosités épikarstiques et hypogées de l'endokarst. Ce protocole permet d'évaluer les différentes signatures chimiques et de rattacher des critères géologiques connus à des échantillons jusque-là inédits. Ces échantillons ont été prélevés de part et d'autre d'un axe NE-SO allant de la Dent de Rez au Mont Bouquet. Certains ont été extraits au SO de Bagnols sur Cèze ou dans la région d'Euzet. La caractérisation géochimique des altérites prélevées dans les différentes séquences stratigraphiques du Crétacé inférieur jusqu’à l’Eocène supérieur permet de déduire que seules, les altérites de l'Eocène inférieur et moyen ont laissé leurs empreintes dans le karst. A partir de l’étude de leurs propriétés chimiques, la provenance de ces formations altéritiques via des systèmes lacustres carbonatés à salinité variable dont certaines traces sont encore visibles, peut être mise en évidence. Il est également possible d’en déduire leur contribution à la mise en place des structures aquifères karstiques du Barrémo-Bédoulien.

The content presented in this article is an integral part of the research work carried out with the aim of characterizing, evaluating and modeling theexchanges between the Cèze River and its karstic system that it crosses in the middle part of the valley [Chapuis, 2017]. This paper presents the Cèze watershed with a lithological description of the terrain to lead to a chronological model in order to better understand the implication on the flow of water.Geological analysis reveals a significant diversity of watershed-wide formations in its downstream portion, leading to the identification of shifting hydrological boundaries over time. Through the threedimensional representation of the study area as a chronological model, there is a structural evolution of the lower Cretaceous limestone from its setting up to the orogenic phases of the Miocene. The analysis of this complex geology, combined with successive tectonic deformations, provides a better understanding of the current arrangement of karst aquifers in the studied area. From the western edge of the Alès graben to the upper Cretaceous formations east of the plateau of Méjannes-le-Clap, geological formations capable of infiltrating surface waters are emerging. These infiltrated waters can be directly connected to the exutory of karst springs by the karstic network itself. However, it is possible that these springs do not return all of the infiltrated waters. This groundwater could therefore have flow beyond the boundaries of the study area and reaches the eastern Rhone Valley., Cet article présente dans une première partie le bassin versant de la Cèze avec une description lithologique des terrains pour aboutir à un modèle chronologique dans le but de mieux comprendre les conséquences sur l’écoulement des eaux. À travers les coupes géologiques et la représentation en trois dimensions de la zone d’étude, on observe une évolution structurale des calcaires du Crétacé inférieur depuis leur mise en place jusqu’aux phasesorogéniques du Miocène. L’analyse de cette géologie complexe associée à des déformations tectoniques successives permet de mieux comprendre la disposition actuelle des aquifères karstiques. À partir de la bordure ouest du fossé d’Alès jusqu’aux formations du Crétacé supérieur à l’est du plateau de Méjannes-le-Clap, des formations géologiques capables d’infiltrer les eaux de surface affleurent. Ces eaux infiltrées peuvent être directement reliéesaux sources karstiques de la rivière par le réseau karstique lui-même. Cependant, il est possible que ces sources ne restituent pas la totalité des eaux infiltrées. Ces eaux souterraines pourraient en effet avoir un écoulement dépassant les limites de la zone d’étude et rejoindre la vallée du Rhône.

National audience; La formation d'hydrates de gaz peut poser un problème de production dans certaines conduites pétrolières. Les inhibiteurs thermodynamiques d'hydrate (THIs) et les inhibiteurs d'hydrates à faible dosage (LDHIs) qui comprennent les inhibiteurs cinétiques (KHIs) et anti-agglomérants (AAs) sont les additifs habituellement utilisés par l'industrie pour éviter la formation de bouchons d'hydrate. Les THIs et les LDHIs ont des avantages et des inconvénients. Les additifs LDHI-AA sont censés réduire la taille des particules d'hydrate et empêcher ou limiter leur agglomération. De nombreux travaux dans la littérature ont montré que les LDHI-AAs réduisent le blocage pour les systèmes à faible fraction d’eau, mais qu'ils ne sont apparemment pas très efficaces dans les scénarios à fortes fractions d'eau.Le présent travail a pour but de mieux comprendre la formation d’hydrates dans les pipelines par le biais d’une étude expérimentale sur la formation d’hydrates de gaz dans un circuit en boucle se concentrant sur les systèmes à fort pourcentage d’eau avec et sans AA. Les tests sont réalisés dans la boucle Archimède à l’école des Mines de Saint-Etienne avec gaz naturel, eau et l’huile Kerdane. La boucle est composée par un pipeline de 50 mètres, avec des sections horizontales, ascendantes et descendantes. Il est équipé d'un système de refroidissement, de sondes de perte de charge et de température. Il est possible de travailler avec une pression absolue allant jusqu'à 75 bars. Le système comporte également une mesure de réflectance du faisceau focalisé (FBRM) et un mesurage vidéo de particules (PVM). Les améliorations récentes de l'instrumentation comprennent l'installation de sondes à émission acoustique pour suivre la formation d'hydrates, l'agglomération et les dépôts.Les résultats préliminaires montrent qu’avec l’émission acoustique, la distribution de la longueur des cordes et la mesure de la perte de charge, il est possible de suivre les particules d’hydrate et d’identifier les dépôts sur les parois et/ou les accumulations d’hydrate spécifiques le long du pipeline. Une autre amélioration du pilote expérimental a été l'installation d'une sonde de permittivité, qui aide à identifier la phase continue et à détecter l'inversion de phase dans certaines conditions après le début de la cristallisation. Avec les sondes d'émission acoustique et de permittivité, nous nous attendons à pouvoir caractériser le modèle d'écoulement avant et après la formation d'hydrate et à classer la sévérité de la formation d'hydrate en fonction des modèles d'écoulement observés.

Ce colloque est organisé sous le parrainage de l’Association Française de Cristallographie (AFC), la Société Française de Minéralogie et Cristallographie (SFMC), et la Société Française de Métallurgie et de Matériaux(SF2M).; National audience; La fragilisation par l’hydrogène est un phénomène complexe dont de nombreux aspects sont encore mal compris à l'heure actuelle. Il a été confirmé que ce phénomène peut provoquer des ruptures brutales de pièces. La tomographie a permis de visualiser la porosité dans un échantillon d’acier moulé et d’estimer le volume et la distribution des cavités.

International audience; Industrial processes involving granular media (population of particles: powders, crystals, fibers, etc.) are numerous and present in variousindustrial contexts (pharmaceuticals, nuclear, materials, agronomy, etc.). The geometric characterization of such particles has always been an issue, either to improve knowledge or to control the process with online property measurement if possible. For this purpose, the acquisition of 2-D images allows a direct visualization of the projected particles that needs to be exploited. One of the major problems is the superposition of particles, a consequence of the projected view. From such data, advanced image processing and analysis methods can be used to individualize and characterize particles (size, shape, spatial dispersion, etc.). However, these methods are not very effective when the granular medium is dense enough. To overcome this limitation, methods based on random (or stochastic) geometry provide digital twins to model and characterize these images of granular media. Synthetic images of granular media are simulated and statistically fitted to real data. The morphological characterization of the particles is then indirectly accessible. These different advanced methods of image analysis and stochastic geometry therefore provide digitaltools for characterizing the morphology of granular media (a task that is generally difficult to perform with conventional methods). Our work should therefore lead to new online characterization tools, based on images processed by new algorithms that provide additional information to traditionalmethods, including shape factors.

International audience; In some of the currently developed Sodium Fast Reactor (SFR) designs the core configuration will berearranged to include internal spent fuel storage positions, with the benefit of avoiding an externalsodium pool. However, in-vessel storage of failed fuel pins can lead to a direct contact betweencoolant and fuel, i.e. in a scenario where the cladding was breached, leading to their potential inter-action in case of oxide based fuel forms (UO2 and MOX). The reaction product of sodium and oxidefuel is generally denoted as Na3MO4 (where M=U, Pu), and characterized by unfavorable physical properties, which might result in fuel swelling and/or pulverization, with the consequence of fissileisotopes or fission products dissemination into the primary system. The understanding of the corro-sion mechanism and kinetics between liquid sodium and oxide based nuclear fuel becomes then ofprior importance for establishing the feasibility of an internal storage of failed fuel pins.In this contribution, we will present the results of out-of-pile tests that we perform to provide a basicknowledge of defective fuel pin behavior in contact with liquid sodium. With the aim to determinethe physical mechanism involved in the sodium-fuel reaction, we firstly focused on the behavior of UO2 corrosion by sodium.In order to cover the internal storage scenario, isothermal experiments were performed inside cap-sules with stagnant liquid sodium and UO2 at 800°C. To establish the influence of the grain orienta-tion on the growth process of the reaction product, well-oriented ( and ) single crystalswere used and finally to extend the behavior to the fuel pellet, a polycrystalline UO2 sample wastested as well. The corrosion product was analyzed by XRD, SEM-EDX and RAMAN. It consists ina homogeneous layer, whose morphology depends on the crystallographic orientation of the UO2 corroded grain or single crystal. However, the thickness of the corrosion layer does not seem todepend on the crystallographic orientation of the UO2 corroded grain that was unexpected.A tentative interpretation of UO2 corrosion by sodium is proposed. This interpretation will be usedfor further study on the modelling of MOX-sodium interaction. There the influence of Pu on the corrosion process will be addressed and added to the UO2-Na model.

International audience

International audience; This article presents the coupling of a crystallization model of gas hydrate to a mechanistic gas-liquid slug flow model in order to understand: (i) heat transfer limitation processes due to reheating of mixture and consequent decrease of crystallization driving force; and (ii) mass transfer limitation due to porosity evolution of the crystalline structure. Application is in flow assurance of gas and oil production operations.

National audience; Pour de nombreux procédés physico-chimiques faisant intervenir des écoulements diphasiques (extraction liquide-liquide, traitement des gaz, etc.), il est très important de quantifier des informations géométriques telles que la fraction volumique ou la distribution de taille de la phase dispersée notamment pour contrôler et améliorer leur efficacité. Dans ce contexte, cette étude porte sur la caractérisation morphométrique d’un écoulement gaz-liquide à partir d’images acquises par imagerie « ombroscopiques » en transmission. L’objectif est d’interpréter ces images afin d’en extraire des informations quantitatives (taille, forme, répartition spatiale) sur la phase dispersée.La difficulté principale de l’analyse de ce type d’images provient de la projection 2D du milieu dispersé. En effet, les particules (bulles, gouttes, etc.) visualisées sur les images 2D ne sont que des projections d’objets 3D ; projections qui se superposent quand la quantité de phase dispersée augmente ce qui rend difficile leur identification directe et leur individualisation donc leur caractérisation géométrique. Dans cette étude des traitements d’images spécifiques ont été mis en place afin de pallier ce problème. Dans un premier temps, des méthodes de reconnaissance de forme basées sur l’extraction d’attributs caractéristiques et d’ajustement de formes a priori sur des groupements de particules ont permis de caractériser des images contenant une densité de projections modérée. Ces approches présentent des limitations quand cette dernière augmente. Par conséquent, dans un deuxième temps, des méthodes basées sur la géométrie aléatoire ont été développées. Dans ce cas, l’idée générale est de simuler des images 2D de projection d’un modèle géométrique 3D du milieu dispersé (dont les paramètres font notamment référence au nombre, à la taille, à la forme et à la dispersion spatiale des bulles) qui soient représentatives des données réelles. Un ajustement (obtenu par optimisation numérique) avec les images acquises permet l’identification des paramètres du modèle et la granulométrie de l’image réelle est considérée comme équivalente à celle de ce modèle optimisé (dont les paramètres sont maîtrisés).Ces deux approches (reconnaissance de forme et géométrie aléatoire) ont été validées, qualifiées et quantifiées sur des images simulées numériquement. Dans un deuxième temps, les deux méthodes ont été appliquées à un écoulement gaz/liquide au sein d’un dispositif de laboratoire, considérant différents débits de gaz (c’est-à-dire pour plusieurs tailles et densités de bulles), afin de déterminer la granulométrie de la phase dispersée.Ces premiers essais semblent montrer que l’approche par géométrie aléatoire est préférable pour la caractérisation morphométrique d’images d’écoulements diphasiques notamment car elle permet d’étudier des milieux dispersés denses et fournit une quantification 3D à partir d’images 2D. Les perspectives de ce travail concernent le développement de modèles plus flexibles dans lesquels des interactions (répulsion ou attraction) entre les particules seront prises en considération.

Session: A5 Oxide Based Sensors and Actuators; International audience; One of the most effective technologies in decreasing large-scale NOx emission produced by diesel engine vehicles is Urea-SCR (selective catalytic reduction) system. In order to prevent inducing excessive ammonia to the environment, an NH3 sensor is required at the exit of this system. In this study, highly selective ammonia sensors were developed to detect ammonia emissions from automotive exhaust.The sensors were fabricated with 8-YSZ electrolyte, a platinum reference electrode and a working electrode of Au-V2O5 (mass ratio: 85:15), screen-printed on an alumina supports. A platinum resistor was printed at the backside of the support to control the sensor temperature. The measured sensor response (ΔV) is the potential difference between reference and working electrodes. Figure 1 shows the responses of two identical sensors to 100 ppm CO, NO2, NO and 20 ppm of NH3 at four different temperatures. It can be seen that the sensors respond to all gases at lower temperatures while by increasing temperature to 600 °C the selectivity to NH3 is greatly improved. The selectivity of sensors was also confirmed by testing other possible interfering gases and no responses were observed for 20ppm of H2 and 100ppm of a hydrocarbon mixture. The stability of such sensors was studied at 550 °C and 600 °C. Since sensors showed no long term stability at 600 °C (electrode degradation), but remain stable results at 550 °C, investigations were made to decrease the selective working temperature while maintaining selectivity. After testing different mass percentages of V2O5 in working electrode, we observed that by increasing this value to 50%, the working temperature of selective ammonia sensors could be decreased to 550 °C with stable responses. Further investigations will be performed in order to gain deeper insight in sensing mechanism of V2O5 based working electrodes, which governs the sensor’s performance.

Conférence invitée de Johan Debayle, centre SPIN, LGF UMR CNRS 5307, en qualité de “Invited Talk“.; International audience; Particle populations are widely used in many industrial applications and fields of science from physics to biology or agronomy. In chemical engineering, in particular, it is generally desired to extract information on geometrical characteristics and on spatial distribution from 2D images of the population of particles involved in the process. For example in pharmaceutics, the size and the shape of crystals of active ingredients are known to have a considerable impact on the final quality of products, such as drugs. Hence, it is of main importance to be able to control in real time the granulometry (size and shape) of the crystals during the process. The first part of this talk will be focused on specific geometrical and morphometrical descriptors giving information on the size, shape and spatial distribution of the particles. They have a compact representation with good mathematical properties and are easy to compute. They are based on integral geometry, shape diagrams and computational geometry. The second part of this talk will show different ways (deterministic and stochastic methods) of image processing, analysis and modeling to geometrically characterize the particles from a sequence of 2-D images acquired by a camera (visualizing the particles during a particular process). The developed methods will be presented by addressing different issues: the perspective projection of the 3-D particle shape onto the image plane, the blurred appearance of unfocused particles, the degree of agglomeration or overlapping, and the random variation in size/shape of the observed particles. The methods are mainly based on image enhancement, restoration, segmentation, tracking, modeling, feature detection, stereology, stochastic geometry, pattern analysis and recognition. The methods will be particularly illustrated on real applications of crystallization processes (for pharmaceutics industry) and multiphase flow processes (for nuclear industry). Some conclusions and prospects will be finally given.

École d’été de physique théorique; International audience; My wish is to provoke a reflection on the question of time, without separating it from that of space, as the theory of relativity invites us to do; but going further into the idea of a conceptual unity (relativity keeps two distinct concepts, two types of instruments, rulers and clocks, and always considers in advance two sets of variables). A reflection of this kind cannot avoid a discussion on how our rationality works in building our knowledge of the world. In composition with the more usual substantial rationality, it is appropriate to speak of a relational rationality: inside the world, we can only make comparisons / oppositions (time is not space, space is not time) without being able to assign to one or the other a list of characters of its own. In this context, we are led to give to movement a primary character (beginning with showing it, before defining it with words). Space and time are derived from it: space is associated with relatively slower movements than those on which we define time. A list of consequences in physics will be proposed: - a look at the "speed" of light; - the twins paradox; - Lorentz transformation and the construction of time; - the relations between quantum mechanics and general relativity from the point of view of their representations of time and space; - the composition of non-collinear Lorentz transformations ... Other avenues of research emerge in humanities and social sciences.

International audience; Bayesian methods are growing ever more popular in chemical kinetics. The reasons for this and general challenges related to kinetic parameter estimation are shortly reviewed. Most authors content themselves with using one single (mostly uniform) prior distribution. The goal of this paper is to go into some serious issues this raises. The problems of confusing knowledge and ignorance and of reparametrisation are examined. The legitimacy of a probabilistic Ockham’s razor is called into question. A synthetic example involving two reaction models was used to illustrate how merging the parameter space volume with the model accuracy into a single number might be unwise. Robust Bayesian analysis appears to be a simple andstraightforward way to avoid the problems mentioned throughout this article.

International audience; The atmospheric gas that contributes to the thermally induced reaction in the solid–gas sys-tem as the product or reactant is one of the most relevant factors to control the kinetics and mechanisms of the reaction Because of the heterogeneous feature of the reactions in the solid–gas system, change in the atmospheric conditions imposes the dramatical change in the physico-geometrical reaction mechanism and overall kinetics in a complex manner of the interactions of the component physico-chemical reaction steps.

Session 1: Caractérisation des objets et descripteurs morphologiques - Animateurs: A. Liné - J. Debayle; National audience

Session 2: Processus élémentaires et modélisation des phénomènes - Animateurs: G. Panasenko – F. Gruy; National audience

Session 4 – HYDRATE MANAGEMENT; International audience; A new predictive model for hydrate formation kinetics that captures the porous structure evolution in time is coupled with a multiphase flow mechanistic model. It is assumed that the hydrate particles behave as sponges, related to hydrate formation under flow shear. The multiphase flow is considered as a gas-liquid slug flow, where the liquid is a water-in-oil emulsion. Closure parameters for the model are thoroughly discussed and the model trend is validated against experimental results obtained in a flow loop. Mass and heat transfer limitation processes are discussed in terms of the theoretical predictions from the model.

International audience; where the sum is across the individual areas Ai of the region of interest as observed at the cut surfaces of the individual slices. The areas may be assessed in various ways, e.g. estimated by point counting. The estimator is unbiased. I.e., by repetition, the mean of the re-estimates converges on the true mean. The basic geometric concepts behind the estimator have been known for millennia – they were familiar to Archimedes of Syracuse (c. 287–212 BC), the Chinese mathematicians Liu Hui (c. 236) and Zu Geng (480–525) as well as to Bonaventura Cavalieri (1598–1647). The stochastic part of the estimator and its finer details evolved among stereologists during the 20th century. The modern estimator was named The Cavalieri Estimator in honor of Cavalieri and his famous theorem known as Cavalieri’s principle. In the recent years, the development of methods to predict the precision of the estimator has been a hot topic in stereological research. Also, various ways to soften the requirements of the estimator has been investigated. Thus, it has been shown that (under come constrains) the estimator is still unbiased even in the case of non-equidistant, uniformly random parallel cuts. Inmy presentation, I will review the past and present of the Cavalieri Estimator and point to some areas of future development.

International audience; Steel slags are major by-products of the steel and iron industry. Particularly rich in metallic trace elements, these materials are massivelystored in slagheaps and can constitute potential nuisance for the environment and public health. Several studies [(Alvarenga et al., 2009), (Mench et al., 2010)] have shown the effectiveness of phytostabilization processes for rehabilitating sites contaminatedby high levels of metals, both because of their sustainable and ecological aspects but also due to their low implementation costs. Recent studies have indeed demonstrated the benefits of using indigenous AMF (Arbuscular Mycorrhizal Fungi) isolates for the phytostabilization of metal polluted soils (Lacercat-Didier et al., 2016) and alkaline mine tailings [(Orłowska et al., 2010), (Giridhar Babu and Sudhakara Reddy, 2011)]. The slagheap studied in this work contains approximately 500 000 tons of slags spread over an area of about 4 ha. A previous study (Bouchardon et al., 2014) carried out on the same site has demonstrated that the use of “Composted Sewage Sludge” (CSS) as an organic amendment favors the installation of metallophytes herbaceous species naturally able to grow on this type of substrate. In this work, we evaluated the coupled effects of CSS and AMF inoculation on : 1) the soil pore water composition and metals bioavailability and 2)the vegetation in terms of biomass production as well as accumulation of metallic compounds in leaves. Results showed that AMF inoculation led to root colonization and improved K and P uptake. We also observed that the CSS amendment has a critical role on plant growth by decreasing the fluid pH (from 10.5 to 8.5) and thus, the speciation of Al in the system. Indeed, geochemical modelling run with the PhreeqC program (Parkhurst & Appelo, 2013) revealed that Al becomes soluble, and therefore toxic for plant development, at a pH higher than 9.

International audience; Cyclopentane hydrates-based salt-removal has been considered to be one promising technologies for desalination because it requires a low amount of operating compared to traditional methods such as thermal distillation, membrane separation, or freezing. In order to design a desalination, or water treatment, plant, it is necessary to understand both the thermodynamics of crystallization of hydrates (CPH) in presence of salt, and the kinetics. Therefore, this study aims to determine and model the equilibria of cyclopentane hydrates in the presence of electrolytes. Eight salt mixtures have been considered: NaCl, KCl, NaCl-KCl, CaCl2, Na2SO4, MgCl2, MgCl2-NaCl, MgCl2-NaCl-KCl, with a wide range of concentrations. Two successive experimental procedures, quick and slow, have been applied to determine equilibrium temperatures. The objective of the quick procedure is to provide an initial estimate of the equilibrium temperature. Then, the slow procedure is used to obtain more accurate data. Experimental results show that equilibrium temperatures dropped significantly with an increase in salt concentration, whatever the kinds of salt. In comparison with the literature, the final slow procedure in pure water provides, or with NaCl, provide results very close to studies of Kishimoto et al. and Zylyftari et al., obtained either by slow dissociation or micro Differential Scanning Calorimetry (&#0181-DSC). Moreover, salt co-precipitation can be achieved simultaneously with the cyclopentane hydrate formation. For instance, the eutectic point of four phase equilibrium of {liquid water + liquid CP + CPH + Na2SO4.10H2O} has been obtained in this study. This provides possibility for by-products, or value added products, recovery thanks to CPH. Afterward, four thermodynamic approaches have been considered for the results modelling. One is based on Standard Freezing Point Depression method. Another one considers the very new Hu-Lee-Sum (HLS) correlation, designed to predict the suppression temperature of clathrate hydrates when an additive is introduced into the system. The two last models are based on van der Waals and Platteeuw model, using either Kihara potential, or a correlation instead (ABOC).All models provide data with a difference lower than 0.7°C compared to experimental results. However, the best method is the ABOC method (activity based occupancy correlation). This approach uses a correlation between the clathrate occupancy, and the water activity. It furnishes equilibrium temperatures within 0.2°C uncertainty.

International audience; This article presents the coupling of a crystallization model of gas hydrate formation to a mechanistic gas-liquid slug flow model. Crystallization of gas hydrates occurs within multiphase flow in oil and gas production operations. Mass transfer (gas absorption and convection up to the growing surface) and heat transfer (since gas hydrate formation is exothermic, thus competitive to the driving force required to hydrates to keep forming) limit crystallization under flow. The model is used to understand these competitive phenomena.

Thème: Aspects fondamentaux de la cristallisation et de la précipitation; National audience

Thème: Aspects fondamentaux de la cristallisation et de la précipitation; National audience