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International audience; The aim of this work was to characterize the char of agricultural waste cashew nuts shells (CNS) and activated carbons prepared from CNS by physical activation method for the treatment of water. The characteristics studied are functional groups (phenol, carboxyl, and carbonyl), elemental analysis, pH and ash content. CNS from the Republic of Côte d’Ivoire were pre-treated and carbonized at 800°C. With the aid of the char obtained, three activated carbons were prepared corresponding to the following activation temperatures: 400, 600 and 700°C. The activation time was set at 30 minutes. The activating gas used is water vapor. The results showed that: the char contains no phenol (0.00 mg eq/g) and carboxyl (0.00 mg eq/g), but a quantity of carbonyl (0.8 mg eq/g) which gives it basic properties. The char and the activated carbon obtained contain 79.7 - 82.40% C; 1.2 -1.66% N; 1.2 – 1.9% H and 1.10-5 to 3.3.10-2% of the following elements: Al, B, Fe, Si, Mg, Ca, Co, Cr, Mo, Ti, Mn, Cu, Cd , Ni, Pd, V; the pH is 10,5-11,01 and ash is 5.66 - 7.31%. The specific surface area and the total volume of meso- and micropores of char obtained are respectively 3.56 ± 0.18 m2/g and 0,0047 cm3/g. The specific surfaces of activated carbons as a function of the activation temperature (400, 600, 700 °C) and the total volume of meso- and micropores are respectively: 45.3 ± 1.3; 165.7 ± 4.6; 316.6 ± 11.0 m2/g and 0.035; 0.098; 0.183 cm3/g. The adsorption-desorption isotherm of the char obtained is type IV. The adsorption - desorption isotherms of the activated carbons are of type I (Langmuir isotherm).; Ce travail a pour but de caractériser le carbonisât des coques de noix d’anacarde (CNA) et les charbons actifs (CAs) qui en sont obtenus par activation physique pour une application dans le traitement de l’eau. Les caractéristiques analytiques mesurées sont la composition élémentaire, le pH, le taux de cendre et les groupes fonctionnels (phénol, carboxyle, carbonyle). La surface spécifique et le volume total de méso - et micropores ont été également mesurés comme caractéristiques essentielles des propriétés d’adsorption.Des CNA issues de la République de Côte d’Ivoire ont été prétraitées et carbonisées à 800°C. Puis à partir du carbonisât obtenu, trois CAs ont été préparés par activation thermique aux températures de 400, 600 et 700°C respectivement. Le temps d’activation a été fixé à 30 minutes. Le gaz activant utilisé est la vapeur d’eau. Les résultats ont montré que le carbonisât ne contient pas de phénol ni de groupement carboxyles. On trouve en revanche des groupes carbonyle (0,8 mg eq/g) qui confèrent au carbonisât des propriétés basiques. Le carbonisât et les CAs obtenus contiennent 79,7 - 82,4 % de C ; 1,20 -1,66 % de N ; 1,2 - 1,9 % de H et des traces (1.10-5 à 3,3.10-2 %) des éléments suivants : Al, B, Fe, Si, Mg, Ca, Co, Cr, Mo, Ti, Mn, Cu, Cd, Ni, Pd, V. Le pH est 10,5-11,01 et le taux de cendre est 5,66 - 7,31 %. L’activation thermique a permis d’augmenter la surface spécifique des échantillons de 3,56 ± 0,18 m2/g dans le carbonisât à 45,3 ± 1,3 ; 165,7 ± 4,6 et 317 ± 11 m2/g dans les charbons actifs obtenue à 400, 600, 700°C respectivement. Les volumes totaux de méso - et micropores ont également été augmentés dans des proportions similaires.

The aim of this work was to characterize the char of agricultural waste cashew nuts shells (CNS) and activated carbons prepared from CNS by physical activation method for the treatment of water. The characteristics studied are functional groups (phenol, carboxyl, and carbonyl), elemental analysis, pH and ash content. CNS from the Republic of Côte d’Ivoire were pre-treated and carbonized at 800°C. With the aid of the char obtained, three activated carbons were prepared corresponding to the following activation temperatures: 400, 600 and 700°C. The activation time was set at 30 minutes. The activating gas used is water vapor. The results showed that: the char contains no phenol (0.00 mg eq/g) and carboxyl (0.00 mg eq/g), but a quantity of carbonyl (0.8 mg eq/g) which gives it basic properties. The char and the activated carbon obtained contain 79.7 - 82.40% C; 1.2 -1.66% N; 1.2 – 1.9% H and 1.10-5 to 3.3.10-2% of the following elements: Al, B, Fe, Si, Mg, Ca, Co, Cr, Mo, Ti, Mn, Cu, Cd , Ni, Pd, V; the pH is 10,5-11,01 and ash is 5.66 - 7.31%. The specific surface area and the total volume of meso- and micropores of char obtained are respectively 3.56 ± 0.18 m2/g and 0,0047 cm3/g. The specific surfaces of activated carbons as a function of the activation temperature (400, 600, 700 °C) and the total volume of meso- and micropores are respectively: 45.3 ± 1.3; 165.7 ± 4.6; 316.6 ± 11.0 m2/g and 0.035; 0.098; 0.183 cm3/g. The adsorption-desorption isotherm of the char obtained is type IV. The adsorption - desorption isotherms of the activated carbons are of type I (Langmuir isotherm)., Ce travail a pour but de caractériser le carbonisât des coques de noix d’anacarde (CNA) et les charbons actifs (CAs) qui en sont obtenus par activation physique pour une application dans le traitement de l’eau. Les caractéristiques analytiques mesurées sont la composition élémentaire, le pH, le taux de cendre et les groupes fonctionnels (phénol, carboxyle, carbonyle). La surface spécifique et le volume total de méso - et micropores ont été également mesurés comme caractéristiques essentielles des propriétés d’adsorption.Des CNA issues de la République de Côte d’Ivoire ont été prétraitées et carbonisées à 800°C. Puis à partir du carbonisât obtenu, trois CAs ont été préparés par activation thermique aux températures de 400, 600 et 700°C respectivement. Le temps d’activation a été fixé à 30 minutes. Le gaz activant utilisé est la vapeur d’eau. Les résultats ont montré que le carbonisât ne contient pas de phénol ni de groupement carboxyles. On trouve en revanche des groupes carbonyle (0,8 mg eq/g) qui confèrent au carbonisât des propriétés basiques. Le carbonisât et les CAs obtenus contiennent 79,7 - 82,4 % de C ; 1,20 -1,66 % de N ; 1,2 - 1,9 % de H et des traces (1.10-5 à 3,3.10-2 %) des éléments suivants : Al, B, Fe, Si, Mg, Ca, Co, Cr, Mo, Ti, Mn, Cu, Cd, Ni, Pd, V. Le pH est 10,5-11,01 et le taux de cendre est 5,66 - 7,31 %. L’activation thermique a permis d’augmenter la surface spécifique des échantillons de 3,56 ± 0,18 m2/g dans le carbonisât à 45,3 ± 1,3 ; 165,7 ± 4,6 et 317 ± 11 m2/g dans les charbons actifs obtenue à 400, 600, 700°C respectivement. Les volumes totaux de méso - et micropores ont également été augmentés dans des proportions similaires.

Les méthodes dites de dustiness sont de plus en plus reconnues comme pertinentes dans le cadre de l'évaluation a priori des expositions des travailleurs manipulant des nanomatériaux en poudres. Or, dans une volonté de réduction du risque dès la conception des produits (approche « safe-by-design »), il serait intéressant de connaître les relations potentielles liant les propriétés physico-chimiques des poudres aux caractéristiques des aérosols qu'elles peuvent émettre lors d'une sollicitation mécanique. Dans ce travail, nous montrons que les indices de pulvérulence en nombre de quinze poudres nanométriques d'oxydes métallliques déterminés avec la méthode de dustiness Vortex Shaker augmentent avec les surfaces spécifiques des poudres et la diminution de leurs densités bulk. L'humidité de conditionnement des poudres n'affecte pas de manière significative les relations trouvées. La distribution granulométrique des aérosols n'est en revanche pas liées aux propriétés des poudres d'après nos résultats. La surface spécifique et la densité bulk pourraient à l'avenir être considérées dans une approche « safe by design » pour réduire les potentiels d'émission des nanomatériaux en poudres si ces tendances se confirment

The purpose of this Ph-D work aims to enhance knowledge and better describe wave propagationthrough porous media in order to propose a new characterization of coastal defense structures. The influenceof the specific surface parameter (fluid-solid contact surface) of porous media is then highlighted at givenporosity for steady and oscillatory wave induced flows with experiment series carried out in either wave tankor basin. Experimental data are compared with theoretical models based on wave potential theory numericalsolved by use of integral matching method at the domains’ boundaries.Wave scattering in the presence of porous structure is studied in both 2D and 3D cases. Interference processwithin the porous media are observed in the 2D case, leading to an oscillatory behavior of the reflection versusfrequency. Additional interference processes are observed in the transverse direction in the 3D case, leadingto a wave behavior strongly dependent on wave dynamics at both sides of the porous structure for resonantcases. Either linear or quadratic behavior of the dissipation is observed within the porous media. The role ofthe specific surface in the dissipation process is demonstrated. Both flow regimes and scale effects are alsodiscussed.; L’objectif de ces travaux de thèse visait une meilleure compréhension et représentation de lapropagation de la houle à travers les milieux poreux afin de proposer une nouvelle caractérisation desouvrages de défense du littoral. L’influence du paramètre de surface spécifique des milieux poreux (surfacede contact fluide-solide), à porosité constante, est mise en évidence sur des écoulements permanents etoscillants forcés par la houle à l’aide de séries d’expériences réalisées en canal et bassin d’essai. Les donnéesexpérimentales obtenues sont comparées à des modèles théoriques basés sur la théorie potentielle des ondeset résolus à travers des méthodes intégrales de raccordement des potentiels aux frontières entre domaines.Les processus de réflexion, transmission et dissipation sont étudiés dans le cas bidimensionnel, les processusde réflexion, réfraction-diffraction et dissipation de la houle sont étudiés dans le cas tridimensionnel. Desphénomènes d’interférence des ondes sont mis en évidence en observant le caractère oscillant du coefficient deréflexion en fonction de la fréquence de la houle dans le cas 2D. A ce processus d’interférences dans la directionde propagation de la houle dans le cas 2D s’ajoute, dans le cas 3D, un phénomène d’interférences dans ladirection transversale à la direction de propagation de la houle. Un comportement linéaire ou quadratique dutaux de dissipation de l’onde à l’intérieur du milieu poreux est observé. Le rôle de la surface spécifique dans ladissipation de l’énergie de l’onde à travers le milieu poreux est mis en évidence. Les régimes d’écoulement etles effets d’échelle sont également discutés.

International audience; Détermination des propriétés morphologiques et thermo-hydrauliques des mousses à cellules ouvertes : Influence de la section variable de brin

International audience; Des échantillons d’oxyde de magnésium ont été obtenu par différentes méthodes. Les caractérisations de ces échantillons ont permis de montrer que l’oxyde de magnésium obtenu par décomposition thermique de l’hydromagnésite avait une bonne surface spécifique et des mésopores. Ce solide a présenté une prise de masse de 11% lors d’une carbonatation sous CO2 humide.

This thesis is part of one of the focus of research at “MCEMA Laboratory” that concerns the physicochemical study of river water and the evaluation of the possible influence of human activities on the water quality of the Litani River. This work is divided into three principal parts. In the first one, we studied the physicochemical parameters (T, pH, EC, TSS, TDS, ions, etc.) of the water. The second part focuses on the sediment analysis. We studied the sediments of Litani River, their nature, size, composition, physicochemical properties (charge and specific surface area) with the metallic contamination. The third par is devoted the adsorption study of certain pollutants present in water on activated coal in order to anticipate on a future study on the treatment of the water river. The obtained results fall within a broader project on the study of developed methods on the treatment of wastewater, Cette thèse s’inscrit dans l’une des thématiques du «Laboratoire MCEMA», ayant pour projet l’étude physico-chimique des eaux de rivière et l’évaluation de l’influence des activités humaines sur la qualité de l’eau de la rivière LITANI. Ce travail est divisé en trois grandes parties. La 1ère partie a consisté d’étudier les paramètres physico-chimiques (T°, pH, EC, TSS, TDS, ion, etc.) au niveau de l’eau. La 2ème partie s’est concentrée autour de l’analyse des sédiments. Nous avons étudié les sédiments de la rivière de Litani, leurs natures, leurs granulométries, leurs propriétés physico-chimiques (charge et surface spécifique), leurs compositions ainsi que leurs contaminations métalliques. Alors que la troisième a été consacrée à l’étude de l’adsorption de certains polluants présents dans l'eau sur du charbon actif afin d’anticiper sur une étude d’avenir servant à traiter les eaux de cette rivière. Les résultats obtenus entrent dans un projet plus général visant l’étude de méthodes développées pour le traitement des eaux

This thesis is part of one of the focus of research at “MCEMA Laboratory” that concerns the physicochemical study of river water and the evaluation of the possible influence of human activities on the water quality of the Litani River. This work is divided into three principal parts. In the first one, we studied the physicochemical parameters (T, pH, EC, TSS, TDS, ions, etc.) of the water. The second part focuses on the sediment analysis. We studied the sediments of Litani River, their nature, size, composition, physicochemical properties (charge and specific surface area) with the metallic contamination. The third par is devoted the adsorption study of certain pollutants present in water on activated coal in order to anticipate on a future study on the treatment of the water river. The obtained results fall within a broader project on the study of developed methods on the treatment of wastewater; Cette thèse s’inscrit dans l’une des thématiques du «Laboratoire MCEMA», ayant pour projet l’étude physico-chimique des eaux de rivière et l’évaluation de l’influence des activités humaines sur la qualité de l’eau de la rivière LITANI. Ce travail est divisé en trois grandes parties. La 1ère partie a consisté d’étudier les paramètres physico-chimiques (T°, pH, EC, TSS, TDS, ion, etc.) au niveau de l’eau. La 2ème partie s’est concentrée autour de l’analyse des sédiments. Nous avons étudié les sédiments de la rivière de Litani, leurs natures, leurs granulométries, leurs propriétés physico-chimiques (charge et surface spécifique), leurs compositions ainsi que leurs contaminations métalliques. Alors que la troisième a été consacrée à l’étude de l’adsorption de certains polluants présents dans l'eau sur du charbon actif afin d’anticiper sur une étude d’avenir servant à traiter les eaux de cette rivière. Les résultats obtenus entrent dans un projet plus général visant l’étude de méthodes développées pour le traitement des eaux

Des travaux récents portant sur les plates-formes marines pléistocènes du Val de Saire (Cotentin, France) ont permis de reconnaître quatre plates-formes étagées, correspondant selon l’hypothèse la plus simple aux interglaciaires 5e, 7, 9 et 11 de la chronologie isotopique. Lors de ces travaux, l’altération des galets de silex présents dans les dépôts marins fossiles a été étudiée par le biais de mesures physiques (surface spécifique et porosité). Les résultats montrent que les différents stades d’altération distingués à l’œil nu (épaisseur du cortex) correspondent à une réalité physique mesurable. L’altération des silex se traduit par un accroissement de l’épaisseur du néocortex, au sein duquel augmentent la porosité (en valeur absolue et en dimension des pores) et la surface spécifique. Il a été ainsi montré que l’altération des silex est un marqueur adéquat de l’âge relatif des plates-formes marines, ce qui a contribué à valider les corrélations altimétriques dans le secteur étudié. Recent works on pleistocene wave-cut platforms in Val de Saire (Normandy, France) allowed to identify four stepped platforms, corresponding probably to the MIS 5e, 7, 9, 11. Alteration of the flint pebbles present in marine deposits has been studied as a mean for build a relative chronology. A specific surface analyzer and a pore sizer have been used. Results showed that alteration stages distinguished to the naked eye (cortex thickness) correspond to a measurable physical reality. Alteration develops both towards the center of the flint and by increasing pore sizes into the cortex. Flint alteration is then a good marker of relative age of platforms, which has contributed to validate altitudinal correlations in the studied area.

Nuclear fuel recycling process includes production of mixed oxide powder as (U,Pu)O₂. One of the most common processes actually investigated to get this kind of powder involves a calcination step of mixed oxalate which decomposes in oxide products. Physical and chemical powder characteristics during oxalate heat treatment (taking place before pellet shaping step) need a special attention. In fact, powder properties can affect directly their sintering and compaction abilities.The aim of this work deals with the powder characteristics evolution and the decomposition kinetics of steps having an effect on them, during U-Ce mixed oxalate calcination (surrogate system of U-Pu couple).A detailed experimental study of morphological and textural characteristics, especially specific surface area, has been carried out. The results have enabled to achieve a textural evolution pattern during different steps of oxalate decomposition. Moreover, carbon content variations through heat treatment process have been studied. This experimental route point out the most interesting decomposition steps impacting powder characteristics during calcination.Finally, a kinetic study of these decomposition steps has been performed. This exercise led to suitable kinetic models describing physical and chemical phenomena taking place during oxalate thermal decomposition process.; Le recyclage du combustible nucléaire passe par la production de poudres d’oxydes mixtes (U,Pu)O₂. Un des principaux procédés utilisés pour obtenir ce type de poudre comporte une étape de calcination d’oxalates mixtes qui se décomposent en oxyde. Le contrôle des propriétés physico-chimiques de la poudre au cours du traitement thermique des oxalates (étape précédant la mise en forme des pastilles combustibles) requiert une attention particulière, car celles-ci auront une conséquence directe sur l’aptitude à la compaction et au frittage.Dans ce contexte, ces travaux traitent de l’évolution des caractéristiques des poudres, et de la cinétique des différentes étapes de décomposition les influençant, lors de la calcination des oxalates mixtes U-Ce (simulant U-Pu).Une étude expérimentale détaillée sur les caractéristiques morphologiques et texturales, notamment la surface spécifique, a été menée et a permis de dresser un schéma d’évolution de la poudre lors des différentes étapes de décomposition. De plus, les variations de la teneur en carbone au cours de la calcination ont aussi été étudiées. Ce travail a permis d’identifier les étapes de décomposition d’intérêt pour le contrôle des caractéristiques des poudres lors du procédé de calcination.Enfin, ces étapes réactionnelles d’intérêt ont fait l’objet d’une étude cinétique détaillée. Celle-ci a conduit à l’identification de modèles adaptés au système d’étude qui décrivent les phénomènes physiques et chimiques ayant lieu au cours de la décomposition.

The surface energy balance of the Antarctic Plateau is mainly governed by the physical properties of the snowpack in the topmost centimeters, whose evolution is driven by intricated processes such as: snow metamorphism, temperature profiles variations, solar radiation penetration, precipitation, snow drift, etc. This thesis focuses on the interactions between all these components and aims at simulating the evolution of snow density and snow grain size (specific surface area) on the Antarctic Plateau. To physically model the absorption of solar radiation within the snowpack, a radiative transfer model with high spectral resolution (TARTES) is implemented in the detailed snowpack model Crocus. TARTES calculates the vertical profile of absorbed radiation in a layered snowpack whose characteristics are given. These characteristics include snow grain shape, a parameter that has been seldom studied. For this reason, an experimental method to estimate the optical grain shape is proposed and applied to a large number of snow samples. This method, which combines optical measurements, TARTES simulations and Bayesian inference, is used to estimate the optimal shape to be used in snow optical models. In addition, it highlights that representing snow as a collection of spherical particles results in overestimation of the penetration depth of solar radiation. The influence of the penetration of solar radiation on the snow temperature profiles is then investigated with analytical and numerical tools. The results point out the high sensitivity of the temperature profiles to surface snow physical properties. In particular, the density of the topmost centimeters of the snowpack is critical for the energy budget of the snowpack because it impacts both the effective thermal conductivity and the penetration depth of light. To simulate the evolution of snow physical properties at Dome C by taking into account their interdependence with snow optical properties, the model Crocus is used, driven by meteorological data. These simulations are evaluated against a set of data collected during field missions as well as automatic measurements of snow spectral albedo and penetration depth. These observations highlight the influence of weather conditions on the temporal variability of surface snow properties. They show the existence of a slow decrease of snow grain size at the surface during summer. Rapid changes are also observed, essentially due to precipitation. These variations are well simulated by Crocus when forced by an appropriate atmospheric forcing. In particular, the impact of wind on the evolution of the snowpack is crucial because it controls the surface density through snow transport. This transport is also responsible for the spatial variability of snow properties observed at Dome C. That is why a stochastic representation of snow erosion and transport in Crocus is proposed. It explains well the observations of the spatial variability of density and grain size, and reproduces the variability of the annual accumulation as well as rapid changes in snow height resulting from drift events. This study improves our understanding of the physical processes which drive the properties of snow close to the surface on the Antarctic Plateau, and also points out the critical role of wind, the impact of which is very difficult to account for in models yet., Le bilan d'énergie de surface du Plateau Antarctique est essentiellement contrôlé par les propriétés physiques des premiers centimètres du manteau neigeux. Or l'évolution de cette neige de surface est complexe car elle dépend de processus fondamentalement imbriqués: vitesse de métamorphisme, profils de température, pénétration du rayonnement solaire, précipitations, transport de neige par le vent, etc. L'objectif de ces travaux de thèse est d'étudier ces diverses composantes et leur couplage afin de simuler l'évolution de la densité de la neige et de la taille de grain (surface spécifique) sur le Plateau Antarctique. Pour représenter de manière physique l'absorption de l'énergie solaire à l'intérieur du manteau, un modèle de transfert radiatif à fine résolution spectrale (TARTES) a été implémenté dans le modèle de manteau neigeux détaillé Crocus. TARTES permet de calculer le profil vertical d'absorption d'énergie dans un manteau stratifié dont les caractéristiques sont connues. Parmi elles, la forme des grains, explicitement prise en compte dans TARTES, a été peu étudiée jusqu'à présent. C'est pourquoi une méthode de détermination expérimentale de la forme optique des grains est proposée et appliquée à un grand nombre d'échantillons de neige. Cette méthode, basée sur des mesures optiques, des simulations TARTES, et l'inférence bayésienne, a permis de déterminer la forme la plus adéquate pour simuler les propriétés optiques de la neige, et a mis en évidence le fait que représenter la neige par un ensemble de particules sphériques conduisait à surestimer la profondeur de pénétration du rayonnement d'environ 30%. L'impact de l'absorption en profondeur du rayonnement sur les profils de température dans le manteau et son métamorphisme est ensuite étudié par des approches analytique et numérique, mettant en valeur la sensibilité des profils aux propriétés de la neige proche de la surface. En particulier, la densité de la neige sur les premiers centimètres est cruciale pour le bilan d'énergie du manteau car elle impacte à la fois la profondeur de pénétration du rayonnement et la conductivité thermique du manteau. Puisque le modèle Crocus tient compte de ce couplage entre propriétés optiques et physiques du manteau, il est utilisé pour estimer l'influence des conditions météorologiques sur la variabilité temporelle des propriétés physiques de la neige de surface à Dôme C. Ces simulations sont évaluées au regard d'un jeu de données collectées lors de missions de terrain et de mesures automatiques de l'albédo spectral et de la pénétration du rayonnement dans la neige. Ces observations mettent en évidence le rôle primordial des précipitations dans les variations rapides de taille de grain en surface et l'existence d'un cycle saisonnier de cette taille de grain. Ces variations sont bien simulées par Crocus lorsque le forçage atmosphérique qui lui est imposé est adéquat. En particulier, l'impact du vent sur l'évolution du manteau est fondamental car il contrôle la densité de surface par le biais du transport de neige. Ce transport est aussi à l'origine de la variabilité spatiale des propriétés de la neige observée à Dôme C. C'est pourquoi une modélisation stochastique de l'érosion et du transport de neige dans Crocus est proposée. En plus d'expliquer la variabilité spatiale de la densité et de la taille de grain, elle permet de reproduire celle de l'accumulation annuelle ainsi que les variations rapides de hauteur de neige liées à des épisodes de vent. Ces travaux ont permis une meilleure représentation des processus physiques qui contrôlent les variations des propriétés de la neige de surface à Dôme C, tout en soulignant le rôle primordial du vent, dont l'impact sur le manteau est particulièrement complexe à simuler.

Snow is a porous medium whose microstructure is constantly subjected to morphological transformations. These transformations, which take the name of ``metamorphism", are likely to affect the thermal, mechanical and electromagnetic properties of snow at the macroscopic level. Specifically, the exchange of energy and matter within the snowpack and between the snow and the atmosphere above are strongly impacted by the evolution over time of the snow microstructure. Therefore, an adequate representation of metamorphism in snowpack models is crucial. The microstructure of a porous medium can be reasonably described using a reduced number of variables. Indeed, the density, the specific surface area (SSA) and the curvature distribution are able to characterize the microstructure of such a material. However, in the case of snow this approach is still in its infancy and has not yet been systematically applied. Semi-empirical variables, difficult to measure and not directly linked to other relevant physical properties, are still widely used in so-called detailed snowpack models. This work contributes to the attempt to represent the state of the snow using well-defined and easily measurable microstructural variables. Among these variables, we focused particularly on the SSA, which is a key quantity for the study of snow and its temporal evolution. Different evolution laws of SSA were studied, starting from empirical relationships based on experimental data adjustments to physical models that represent the flow of water vapor between snow grains. These laws were initially tested using a simplified snowpack model and then introduced directly into the SURFEX/ISBA-Crocus snowpack model. To this end, the SSA in Crocus was turned into a prognostic variable, replacing other preexisting semi-empirical variables. The different formulations of the temporal evolution of the SSA were compared with field measurements, acquired during two campaigns at Summit (Greenland) and the Col de Porte (France). These measurements were carried out using new optical techniques and yielded a rich dataset with high vertical resolution. The results show that the different formulations are comparable and reproduce well the observations, with an average root-mean-square deviation value between simulated and measured SSA lower than 10 m^/kg. Finally, we contributed to bridge the gap between snow microstructure and macroscopic properties. In particular, we investigated the link between the SSA on the one hand and the mechanical and optical properties on the other hand. In the first case, we investigated the correlation between the SSA and the penetration resistance measured with a Snow Micro Pen (SMP). The preliminary results suggest that the SSA can be retrieved from the snow density and the micro-mechanical parameters estimated from the SMP signal using a statistical model. In the second case, we simulated the surface albedo at Summit from the measured profiles of density, SSA and impurities within the snowpack. The results of this study showed that the spectral albedo can be simulated successfully using a radiative transfer model and the energy absorbed by the snowpack can be estimated with a good accuracy (about 1%)., La neige est un matériau poreux dont la microstructure change en permanence. L'ensemble de ces transformations, qui prend le nom de ``métamorphisme", est susceptible d'affecter les propriétés thermiques, mécaniques et électromagnétiques de la neige au niveau macroscopique. En particulier, les échanges d'énergie et de matière à l'intérieur du manteau neigeux et entre la neige et l'atmosphère sont fortement influencés par l'évolution au cours du temps de la microstructure de la neige. Une représentation adéquate du métamorphisme dans les modèles de manteau neigeux s'avère donc cruciale. La microstructure d'un matériau poreux peut être raisonnablement décrite en se servant d'un nombre réduit de variables. En effet, la masse volumique, la surface spécifique (SSA) et la distribution de courbure permettent de caractériser la microstructure d'un matériau. Cependant, dans le cas de la neige cette approche n'en est qu'à ses débuts et n'a pas encore été appliquée de façon systématique. Des variables semi-empiriques, difficiles à mesurer et dépourvues de lien direct avec d'autres propriétés physiques, sont encore largement utilisées dans les modèles détaillés de manteau neigeux. Ce travail de thèse s'inscrit dans cette tentative de représenter la microstructure de la neige au cours du temps à l'aide de variables bien définies et mesurables sur le terrain. Parmi ces variables, nous nous sommes attachés notamment à la SSA, qui constitue une grandeur essentielle pour l'étude du manteau neigeux et de son évolution temporelle. Différentes lois d'évolution de la SSA ont été étudiées, à partir de relations empiriques basées sur des ajustements de données expérimentales jusqu'aux modèles physiques qui représentent le flux de la vapeur d'eau entre les grains de neige. Ces lois ont été dans un premier temps testées à l'aide d'un modèle simplifié de manteau neigeux et puis introduites directement dans le modèle SURFEX/ISBA-Crocus. Pour ce faire, la SSA dans Crocus a été transformée en variable prognostique, en remplaçant d'autres variables semi-empiriques préexistantes. Les différentes formulations de l'évolution temporelle de la SSA ont été comparées à des mesures de terrain, acquises lors de deux campagnes à Summit (Groenland) et au Col de Porte (France). Ces mesures ont été effectuées en utilisant de nouvelles techniques optiques et ont permis d'obtenir un riche jeu de données avec une grande résolution verticale. Les résultats montrent que les différentes formulations sont comparables et reproduisent bien les mesures, avec un écart quadratique moyen entre les valeurs de SSA simulées et observées inférieur à 10 m^2/kg. Enfin, nous avons contribué à faire le pont entre la microstructure de la neige et ses propriétés macroscopiques. En particulier, nous nous sommes intéressés au lien entre, d'une part, la SSA et, d'autre part, les propriétés mécaniques et optiques. Dans le premier cas, nous avons investigué la corrélation entre la SSA et la résistance à l'enfoncement mesurée avec un Snow Micro Pen (SMP). Les résultats encore préliminaires semblent indiquer que la SSA peut être dérivée de la masse volumique et de grandeurs micro-mécaniques estimées à partir du signal du SMP avec un modèle statistique. Dans le deuxième cas, nous avons simulé l'albédo de surface à Summit à partir des profils mesurés de masse volumique et de SSA et du contenu en impuretés. Les résultats de cette étude ont démontré que l'albédo spectral peut être correctement simulé à l'aide d'un modèle de transfert radiatif et l'énergie absorbée par le manteau neigeux peut être estimée avec une précision d'environ 1%.

New recyclable catalysts in wood pulping have been developed to improve the yield of kraft process that is a current problem for the production of pulps.The polymeric monolith catalysts incorporating 10% of anthraquinone units have been synthesized, characterized and tested in real condition of kraft pulping. The monoliths are easily recovered after pulping, so they can be easily recycled.Monoliths have been characterized by their specific surface area and morphology and by their thermal and mechanical stabilities.Three monoliths have been tested in kraft pulping conditions. Their performance at kappa number near 25 has been proved in term of reactive economy and yield fiber improvement.The best result is obtained with a hydrophilic and flexible monolith displaying high porosity in the pulping medium. Kraft pulping of softwood (Maritime Pine) in presence of recycled monolith shows that a second utilization of the catalyst does not significantly affect its performance.; Le développement de nouveaux catalyseurs recyclables répond à une problématique actuelle importante pour la production de pâte à papier portant sur l’amélioration du rendement du procédé kraft. Ces catalyseurs, sous forme de monolithes polymériques incorporant 10% de motifs anthraquinoniques ont été synthétisés, caractérisés et évalués en conditions réelles de cuisson kraft. Ce type de support est aisément récupéré ce qui facilitera le recyclage.Les monolithes ont été caractérisés par leur surface spécifique, leur morphologie et par leur stabilité thermique et mécanique.Trois monolithes ont été sélectionnés pour être testés en cuisson kraft. Leur efficacité a été démontrée en terme d’économie de réactif et d’amélioration du rendement en fibres, à indice kappa visé de 25.Le meilleur résultat est obtenu avec un monolithe souple et hydrophile, présentant une porosité importante en milieu de cuisson. La cuisson en présence des monolithes recyclés montre qu’un premier recyclage ne semble pas affecter les résultats significativement.

La norme produit "NF P18-513 – Métakaolin, addition pouzzolanique pour bétons – Définitions, spécifications et critères de conformité" est la première norme en Europe sur ce type de matériau. Cet article a pour but d'expliciter et de justifier les différents critères retenus pour son élaboration. Les différentes exigences chimiques et physiques sont présentées, justifiées et discutées à partir d'une part d'une analyse des données de la littérature et, d'autre part, des résultats d'une campagne expérimentale réalisée sur des métakaolins de production française. 29ème rencontre de l’AUGC Tlemcen (29-31 Mai 2011).

Characterization of finely grained minerals by physisorption. Most common theories and instrumentation The morphometric and textural properties of any particulate or porous solid can be determined using physical adsorption experiments. The different shapes of adsorption isotherms are described with reference to their physical significance, methods are deduced to determine the specific surface, the mesopores distribution and an evaluation of the microporosity. Reciprocal thermal analysis is proposed as a method to produce an adsorbing surface in a reproducible state. Concerning measurement devices, several methods are proposed to determine the adsorption isotherms : the conventional adsorption volumetry, the chromatographic-like method, the quasi-equilibrium volumetry and the adsorption gravimetry. The adsorption enthalpies are directly measured by gas adsorption microcalorimetry, or indirectly, using the isosteric heat determination., Les expériences d'adsorption physique permettent la détermination des propriétés morphométriques et texturales de tout solide divisé ou poreux. On décrit les différentes formes d'isothermes d'adsorption et leur signification physique, on en déduit les méthodes de mesure de la surface spécifique, de détermination du spectre de mésoporosité et d'évaluation de la microporosité. L'analyse thermique inverse est proposée pour produire une surface adsorbante dans des conditions reproductibles. Du point de vue instrumental, on propose de déterminer les isothermes d'adsorption par volumétrie conventionnelle, par méthode à gaz porteur, par volumétrie de quasi-équilibre et par gravimétrie. Les enthalpies d'adsorption sont mesurées par la méthode indirecte des chaleurs isostériques et par microcalorimétrie d'adsorption de gaz., Grillet Yves, Rouquerol Jean. Caractérisation des minéraux finement divisés par physisorption. Théories les plus employées et instrumentation. / Characterization of finely grained minerals by physisorption. Most common theories and instrumentation. In: Sciences Géologiques. Bulletin, tome 46, n°1-4, 1993. Minéraux finement divisés, sous la direction de Jacques Yvon. pp. 105-123.

This work deals with an original synthesis using supercritical fluids (SCF) of “bulk” catalyst precursors of hydrodesulfurization (HDS) with high specific surface area (SBET) and dedicated to the HDS of refractive sulfur compounds such as 4,6 dimethyldibenzothiophene (4,6-DMDBT). This work was performed in collaboration between the Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB-CNRS) and the Instituto de Tecnología Química de Valencia (ITQ-CSIC) within the Functional Advanced Materials and Engineering of Hybrids and Ceramics network of excellence (FAMEnoe). Studies performed at the ICMCB consisted in optimizing the parameters of the synthesis in SCF of NixCo1-xMoO4 (0 ≤ x ≤ 1) (metallic precursors, solvent, temperature, pressure). Powders of “bulk” precursors mainly consisting of the hydrated phase (NiMoO4.0,75H2O) - the most active phase in HDS - with controlled composition and SBET up to 200 m2.g-1 were obtained and characterized. The catalytic properties of those “bulk” precursors after sulfidation were then tested at the ITQ for the reaction of Deep-HDS of a model feedstock and a real feedstock. The experiments highlighted their better hydrogenation capacity and efficiency in catalyzing the HDS of 4,6 DMDBT than the commercial catalyst used as a reference in this work.; L'objet de ce travail de thèse porte sur la synthèse originale en milieu fluide supercritique (FSC) de précurseurs « bulk » de catalyseurs d'hydrodésulfuration (HDS) à haute surface spécifique (SBET), destinés à l'HDS de composés soufrés réfractaires tels que le 4,6 diméthyldibenzothiophène (4,6¬ DMDBT). Ce projet a été réalisé en collaboration entre l'Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB-CNRS) et l'Instituto de Tecnología Química de Valencia (ITQ-CSIC) dans le cadre du réseau européen d'excellence Functional Advanced Materials and Engineering of Hybrids and Ceramics (FAMEnoe). Les études à l'ICMCB se sont portées sur l'optimisation des paramètres de synthèse en milieu FSC de NixCo1-xMoO4 (0 ≤ x ≤ 1) (précurseurs métalliques, solvant, température, pression). Des poudres de précurseurs « bulk » majoritairement composées de la phase hydratée (NiMoO4.0,75H2O) - phase la plus active en HDS - de composition contrôlée et pouvant atteindre près de 200 m2.g-1 ont été obtenues et caractérisées. Les propriétés catalytiques de ces précurseurs « bulk » après sulfuration ont ensuite été testées à l'ITQ sur la réaction de Deep-HDS d'un mélange modèle et d'une fraction pétrolière réelle. L'étude souligne plus particulièrement leurs meilleures capacités d'hydrogénation et de catalyse de l'HDS du 4,6 DMDBT que le catalyseur commercial utilisé comme référence dans ces travaux.

This work deals with an original synthesis using supercritical fluids (SCF) of “bulk” catalyst precursors of hydrodesulfurization (HDS) with high specific surface area (SBET) and dedicated to the HDS of refractive sulfur compounds such as 4,6 dimethyldibenzothiophene (4,6-DMDBT). This work was performed in collaboration between the Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB-CNRS) and the Instituto de Tecnología Química de Valencia (ITQ-CSIC) within the Functional Advanced Materials and Engineering of Hybrids and Ceramics network of excellence (FAMEnoe). Studies performed at the ICMCB consisted in optimizing the parameters of the synthesis in SCF of NixCo1-xMoO4 (0 ≤ x ≤ 1) (metallic precursors, solvent, temperature, pressure). Powders of “bulk” precursors mainly consisting of the hydrated phase (NiMoO4.0,75H2O) - the most active phase in HDS - with controlled composition and SBET up to 200 m2.g-1 were obtained and characterized. The catalytic properties of those “bulk” precursors after sulfidation were then tested at the ITQ for the reaction of Deep-HDS of a model feedstock and a real feedstock. The experiments highlighted their better hydrogenation capacity and efficiency in catalyzing the HDS of 4,6 DMDBT than the commercial catalyst used as a reference in this work., L'objet de ce travail de thèse porte sur la synthèse originale en milieu fluide supercritique (FSC) de précurseurs « bulk » de catalyseurs d'hydrodésulfuration (HDS) à haute surface spécifique (SBET), destinés à l'HDS de composés soufrés réfractaires tels que le 4,6 diméthyldibenzothiophène (4,6¬ DMDBT). Ce projet a été réalisé en collaboration entre l'Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB-CNRS) et l'Instituto de Tecnología Química de Valencia (ITQ-CSIC) dans le cadre du réseau européen d'excellence Functional Advanced Materials and Engineering of Hybrids and Ceramics (FAMEnoe). Les études à l'ICMCB se sont portées sur l'optimisation des paramètres de synthèse en milieu FSC de NixCo1-xMoO4 (0 ≤ x ≤ 1) (précurseurs métalliques, solvant, température, pression). Des poudres de précurseurs « bulk » majoritairement composées de la phase hydratée (NiMoO4.0,75H2O) - phase la plus active en HDS - de composition contrôlée et pouvant atteindre près de 200 m2.g-1 ont été obtenues et caractérisées. Les propriétés catalytiques de ces précurseurs « bulk » après sulfuration ont ensuite été testées à l'ITQ sur la réaction de Deep-HDS d'un mélange modèle et d'une fraction pétrolière réelle. L'étude souligne plus particulièrement leurs meilleures capacités d'hydrogénation et de catalyse de l'HDS du 4,6 DMDBT que le catalyseur commercial utilisé comme référence dans ces travaux.

The nature, crystallochemistry, organization and surface properties of soil clays derived from the most representative sedimentary formations of France are described, using qualitative and quantitative mineralogical methods and high resolution transmission microscopy (HRTEM). The main results show that soil clays differ significantly from reference clays. Even when 2:1 phyllosilicates are dominant, the clays always contain multimineral phases. The smectitic component is dioctahedral and of beidellite type. Soil clay organization is specific: all the clay particles have a short lateral extension and few layers (mean 5 layers, and even mono-layers occur). The superposition of such small particles leads to the formation of what are called “texturally interstratified minerals” which are dominant in soil clays. Exchange and surface properties (high ratio of external surface to total surface area), are related to clay organization.

xxx; Les élastomères sont renforcés grâce à l'incorporation de charges telles que les noirs de carbone ou encore la silice.Ce qui leur confère de meilleures propriétés (résistance à la rupture, abrasion, rigidité...). Actuellement, les chargesrenforçantes les plus souvent utilisées sont les noirs de carbone. La substitution de cette charge classique par la silice constitue un challenge dans l'industrie pneumatique. En effet, il est admis que la silice diminue la résistance au roulement des pneus, de matrice synthétique, tout en conservant une bonne adhérence. La particularité de cette étude est d'analyser l'influence du renfort par la silice sur le comportement mécanique en endurance du caoutchouc naturel. Son principal objectif est de comprendre l'influence de la morphologie de la silice (surface développée en interaction avec le caoutchouc, dispersibilité, activité chimique) sur le comportementmécanique et plus spécialement sur la durée de vie en fatigue du caoutchouc naturel ainsi chargé. L'élaboration de deux matériaux permettant d'établir l'influence de la morphologie de la silice constitue une première étape déterminante du travail. Elle se base sur l'incorporation de deux nuances de silice précipitée dans une matrice de caoutchouc naturel pouvant présenter des propriétés rhéologiques similaires. Les essais de caractérisation mécanique (monotones et cycliques) selon différents types de sollicitation (traction, compression, relaxation, traction cyclique, torsion) ainsi que des essais de traction in situ au MEB permettent d'identifier les mécanismes de déformation, de renfort et d'endommagement présents. L'interprétation des résultats de cette campagne expérimentale est basée sur une caractérisation microstructurale approfondie de l'état de dispersion de la silice ainsi que celui de la cristallisation de la matrice en caoutchouc naturel.. Les résultats des essais de fatigue ainsi que les observations microscopiques des mécanismes de propagation des fissures en fatigue permettent d'établir un critère de durée de vie prenant en compte les modes de sollicitation (traction, compression, et torsion). Celui-ci est capable de prévoir la durée de vie ainsi que le lieu d'amorçage des fissures. Il s'avère que, selon le mode de sollicitation appliqué, les propriétés de dispersion de la silice sont plus ou moins importantes dans le renforcement et l'endurance du caoutchouc naturel chargé de silice.Ce travail fait donc appel à la physico-chimie, à la mécanique et aux observations microstructurales, en allant de l'élaboration des matériaux jusqu'à la modélisation mécanique du comportement et de la durée de vie.

Dry snow is an air-ice mixture that is subjected to thermal gradients causing water vapour fluxes throughout the entire snowpack. They result in physical transformations in snow crystal size and shape and can entrain and release chemical species to the atmosphere. These phenomena are regrouped under the term “snow metamorphism”. They can lead to major modifications in physical variables of the snowpack and in the chemical composition of the atmosphere.To better understand the influence of the metamorphism intensity on snow/air exchanges, we have performed laboratory studies, successively under isothermal and temperature gradient conditions, and field studies during a whole winter in Alaska. Snowpack physical properties were monitored, especially the snow specific surface area that is a central parameter in snowpack studies.We have demonstrated that the rate of decay of the specific surface area of snow, both under isothermal and temperature gradient conditions, follows a simple logarithmic law. We have also showed that under isothermal conditions, this relationship is inferred from the general law of Ostwald ripening. Under non-isothermal conditions, the physics of the phenomena involved is more complex. We have then proposed an empirical description of the evolution of the specific surface area in order to take it into account in models of snowpack evolution. This study has also allowed us to identify crucial interactions between snow and climate.; Dans la neige, l'existence de gradients thermiques est à l'origine de flux de vapeur d'eau à travers toute l'épaisseur du manteau neigeux. Il en résulte des transformations physiques des cristaux de neige ainsi que l'entraînement d'espèces chimiques et leur libération dans l'atmosphère. Ces phénomènes sont englobés sous le terme de métamorphisme de la neige et sont susceptibles d'affecter les propriétés physiques du manteau neigeux et la composition chimique de l'atmosphère.Pour mieux comprendre l'influence de l'intensité du métamorphisme sur les échanges air/neige, nous avons étudié le métamorphisme en chambre froide, successivement en conditions isothermes et de gradient thermique, ainsi que sur le terrain, au cours d'un hiver complet en Alaska. Nous nous sommes attachés à la mesure de certains paramètres physiques, dont la surface spécifique, variable centrale dans l'étude du manteau neigeux.Nous avons mis en évidence que la cinétique de décroissance de la surface spécifique de la neige, en conditions isothermes et de gradient, suivait une loi logarithmique simple. Nous avons également démontré qu'en conditions isothermes, cette relation découlait de la loi générale du mûrissement d'Ostwald. En conditions non-isothermes, la physique du phénomène étant plus complexe, nous nous sommes résolus à une description empirique de l'évolution de la surface spécifique afin qu'elle puisse être prise en compte dans les modèles d'évolution du manteau neigeux. Cette étude nous a finalement permis d'identifier des interactions complexes entre la neige et le climat.

We report a comprehensive and non-destructive study of the hydration kinetics and of the microstructure evolution of plaster pastes, by low magnetic field proton Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Relaxometry. This technique enables to follow continuously and non-destructively the degree of hydration and the evolution of the microstructure during the setting and hardening of plaster pastes. The bi-exponential transverse magnetization decay reveals the existence of two water populations in slow exchange. Using the NMR relaxometry measurements, two modes of organization of the microstructure of this material are identified, as a function of the initial water to plaster ratio (w/p), for 0.4, Nous présentons une étude détaillée, non-perturbante, de la prise du plâtre par Relaxation Magnétique Nucléaire (RMN) du proton, à bas champ magnétique. Cette technique permet de quantifier en continu le degré d'hydratation et de déduire de manière non-destructive les paramètres microstructuraux d'une pâte de plâtre en cours de durcissement. La décroissance bi-exponentielle des signaux de relaxation de l'eau dans le plâtre prouve l'existence de deux populations d'eau différentes, en échange lent. A partir des mesures de relaxométrie RMN, deux modes d'organisation de la microstructure sont identifiés en fonction du rapport de gâchage initial eau/plâtre (e/p), pour 0.4

National audience; Dans cette étude, du clinker a été broyé dans un broyeur planétaire, en présence de deux types d'agents de mouture, A et B. L'évolution de la surface spécifique mesurée par la méthode de Blaine (finesse) en fonction de la durée de broyage dépend de la nature de l'agent de mouture utilisé. L'agent de mouture B agit plutôt au début du broyage et pour des vitesses faibles alors que l'agent de mouture A permet d'obtenir de grandes finesses même pour des durées de broyage élevées. Ce dernier, cependant, entraîne une adhésion plus importante de la poudre sur les bols de broyage que l'agent de mouture B. Ces deux produits agissent donc différemment pendant le broyage du clinker. Cette étude donne des indications sur les modes d'action possibles de ces deux agents de mouture.

Snow covers up to 50% of land masses in the northern hemisphere in winter and its potential for interaction with the atmosphere has been demonstrated by studies in Polar Regions. This can proceed by complex processes that include heterogeneous reactions on the snow surface, adsorption/ desorption of gases, sublimation of snow and its solutes and co-condensation of water vapor and other gases. Understanding and quantifying theses processes requires the knowledge of physical parameters among which the specifie surface area (SSA) of snow. It represents the surface area accessible to gases per mass unit. ln spite of the Importance of this parameter, few data have been obtalned earlier, which led us to perform this study on the SSA of snow and its evolution ln the snowpack. SSA was measured by methane adsorption at liquid nltrogen temperature (77K). In order to understand processes involved ln SSA evolution, photomacrographs and plctures obtained by scanning electronic microscopy were used. SSA values obtained were in the range 1540 to 400 cm2/g for fresh snow. Values decrease down to 100 cm2/g for aged snow. This decrease results from morphological changes associated to snow metamorphism. Temperature and wind are the main factors which drive the kinetics of SSA decrease. At AJert (Canadian Arctic), a detailed study of the microphysics of the snowpack allowed the measurement of the uptake capaclty of adsorbable trace gases by the snowpack. The total surface area of the snowpack ranged from 1160 to 3710 m2/m2. Therefore, we demonstrated that snowpack may sequester most of the species in the (snow + boundary layer) system. SSA values were also used to determinate incorporation pro cesses of formaldehyde in snow., La neige recouvre jusqu'à 50 % des surfaces émergées de l'hémisphère Nord en hiver. Une telle importance de la glace à la surface de la terre suggère un fort potentiel d'interaction avec l'atmosphère. De telles interactions ont été mises en évidence ces dernières années, et impliquent des processus complexes, comme la catalyse de réactions hétérogènes ou l'échange de gaz traces réactifs adsorbés à la surface des cristaux de neige, la diffusion en phase solide, les cycles de sublimation/condensation de glace qui entraÎnent des solutés. Leur compréhension et leur quantification requièrent la connaissance de divers paramètres physiques dont la surface spécifique (SS) de la neige, définie comme la surface accessible aux gaz par unité de masse. L'importance de ce paramètre et le peu de données existant dans la littérature a incité à effectuer ce travail sur l'étude de la SS de la neige et son évolution dans le manteau neigeux. La SS a été déterminée par adsorption de méthane à la température de l'azote liquide (77 K). Afin de comprendre les processus responsables de l'évolution de la SS, des macrophotographies et des images obtenues par microscopie électronique à balayage ont été utilisées. L'ensemble de nos résultats (176 mesures de SS) obtenus dans les Alpes et l'Arctique a montré que la SS de la neige est très variable: elle est comprise entre 1540 et 400 cm2/g pour les neiges fraîches et peut descendre jusqu'à 100 cm2/g pour des vieilles neiges. L'étude de l'évolution de la SS indique une décroissance avec le temps qui est due aux transformations morphologiques liées au métamorphisme de la neige. Celles-ci sont essentiellement caractérisées par un arrondissement et un grossissement des cristaux, et par la sublimation des petites structures. La vitesse de décroissance de la SS a également été étudiée à différentes températures. Nos résultats ont montré que la température et le vent sont les deux principaux facteurs qui déterminent la cinétique de décroissance de la SS. A Alert, (Arctique canadien), l'étude détaillée de la microphysique du manteau neigeux a permis de mesurer directement la capacité d'adsorption de gaz traces réactifs par le manteau neigeux. Sa surface totale a été mesurée entre 1160 et 3710 m2/m2. Nous avons ainsi démontré que le manteau neigeux pouvait séquestrer une *grande partie des espèces présentes dans le système (neige + couche limite). Les meSures de SS ont également été utilisées pour déterminer les processus d'incorporation du formaldéhyde dans la neige.

Water retention properties of soils and clays extracted from soil profile horizons were analyzed as a function of their cation exchange capacity (CEC) and EGME surface area. The water retention at −1.6 MPa matric potential correlated well with the CEC. At this water potential, organic matter and clay have their own and additive water retention properties. At −107 MPa, clays still retained adsorbed water, whereas organic matter was completely dehydrated. Consequently, the EGME surface area and water adsorption isotherms at −107 MPa provide information on clay surface properties, while those of organic matter are not assessed by the methods.

International audience

No English abstract, La décomposition thermique de l'alun d'ammonium permet d'obtenir des alumines alpha de haute pureté. Cette décomposition se déroule en plusieurs étapes: - déshydratation de l'alun d'ammonium hydrate en alun anhydre ; - décomposition de cet alun anhydre en sulfate d'aluminium ; - transformation du sulfate d'aluminium en alumine de transition ; - précipitation de la phase alpha de l'alumine. La décomposition de l'alun dépend fortement de l'environnement gazeux. En particulier la déshydratation de l'alun est influencée par la pression physique dont le rôle est de modifier la diffusion de la vapeur d'eau au sein de l'échantillon. Au cours de la déshydratation, il se forme, selon la pression de vapeur d'eau créée a l'interface réactionnel, deux types d'alun partiellement déshydrate amorphe qui se différencient par leur texture et leur composition. Les conditions de déshydratation jouent un rôle important sur certaines propriétés physico-chimiques des alumines résultantes en modifiant probablement leur concentration en défauts ponctuels ce qui entraine des conséquences au niveau de leur surface spécifique, leur température de transformation gamma-alpha et leur thermoluminescence. Aspect théorique: décomposition des solides, thermodynamique des réactions chimiques diffusion de gaz à travers un solide, texture et structure des solides. Aspect pratique: obtention d'alumine de très haute pureté présentant des propriétés thermoluminescentes intéressantes.

No English abstract, La caractérisation de deux propriétés de transport de matière a l'intérieur de milieux poreux consolides modèle (réalisés par le frittage partiel d'un empilement de billes de verre) a nécessité l'analyse de ces textures poreuses et ce par porosimétrie au mercure et/ou par analyse d'image. Un dispositif expérimental approprie a été mis au point pour étudier chacune de ces deux propriétés à savoir la conductivité électrique d'un électrolyte et l'écoulement d'un liquide. Le facteur de formation, grandeur caractérisant la conductivité électrique, est indépendant de la taille des particules composant le milieu et de l'électrolyte utilise. Il vérifie la loi d'Archie pour des porosités comprises entre 0,20 et 0,40. Il permet d'évaluer la tortuosité t du milieu, en assimilant l'espace poreux à un réseau de tubes tortueux. Deux modèles ont été utilisés pour expliciter les lois expérimentales de variation de la chute de pression subie par le liquide entre les deux extrémités du milieu en fonction de sa vitesse. Le modèle d'Ergun est inadapté à notre étude. Par contre, le modèle de Comiti lui est préférable.

Not available, aL'hydratation de neuf montmorillonites homoioniques (Li, 2 Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba) a été étudié durant la première étape de gonflement par : 1) volumétrie d'adsorption d'azote et analyse thermique à vitesse de décomposition contrôlée afin de caractériser l'état initial (sec) de l'argile; 2) gravimétrie d'adsorption d'eau, microcalorimétrie d'immersion et diffraction X avec un détecteur linéaire ou courbe dans le but de suivre la cinétique et les mécanismes d'hydratation. Dans le cas de la montmorillonite-Na, la capacité d'adsorption de vapeur d'eau dans l'espace interfoliorine semble être reliée à la valeur de la pression bidimensionnelle de la couche d'eau adsorbée sur la surface externe des tactoïdes. Tous les échantillons étudiés montrent un état hydraté à une couche à basse pression relative. A l'exception des montmorillonites Cs et Rb, l'hydratation entraine la formation d'un état hydraté à deux couches sur un large domaine de pression relative, cet hydraté à deux couches est interstratifié avec le premier. Pour les montmorillonites Mg, Ca, Sr, la stabilité de l'hydraté à deux couches cache la succession des différentes organisations structurales. Un état hydraéte à 3 couches d'extension faible a été observé pour les montmorillonites Na, Li et Ba

Not available, aL'hydratation de neuf montmorillonites homoioniques (Li, 2 Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba) a été étudié durant la première étape de gonflement par : 1) volumétrie d'adsorption d'azote et analyse thermique à vitesse de décomposition contrôlée afin de caractériser l'état initial (sec) de l'argile; 2) gravimétrie d'adsorption d'eau, microcalorimétrie d'immersion et diffraction X avec un détecteur linéaire ou courbe dans le but de suivre la cinétique et les mécanismes d'hydratation. Dans le cas de la montmorillonite-Na, la capacité d'adsorption de vapeur d'eau dans l'espace interfoliorine semble être reliée à la valeur de la pression bidimensionnelle de la couche d'eau adsorbée sur la surface externe des tactoïdes. Tous les échantillons étudiés montrent un état hydraté à une couche à basse pression relative. A l'exception des montmorillonites Cs et Rb, l'hydratation entraine la formation d'un état hydraté à deux couches sur un large domaine de pression relative, cet hydraté à deux couches est interstratifié avec le premier. Pour les montmorillonites Mg, Ca, Sr, la stabilité de l'hydraté à deux couches cache la succession des différentes organisations structurales. Un état hydraéte à 3 couches d'extension faible a été observé pour les montmorillonites Na, Li et Ba

No English abstract, Ce travail a pour objet la stabilisation texturale d'une poudre de dioxyde de cérium en vue d'une utilisation en tant que support de catalyseur. Deux processus de pré frittage de cet oxyde ont pu être identifiés et étudiés séparément : La pente de surface microporeuse et le grossissement des cristallites. Pour chacun de ces deux processus, l'effet de la composition de l'atmosphère gazeux a été mis en évidence : La vapeur d'eau accélérant la disparition des micropores, l'oxygène ralentissant le grossissement des cristallites. Nous avons montré qu'à partir de la vitesse absolue, il est possible de déterminer une vitesse spécifique expérimentale, c'est-à-dire ne dépendant que des paramètres physico-chimiques, et de la comparer à une vitesse spécifique théorique déduite d'un modèle cinétique. L'addition de dopants dans la cérine a pour effet de modifier les vitesses de chacun des deux processus de chute de surface sans toutefois introduire de nouveaux phénomènes. La modélisation du grossissement des cristallites tient compte de ces ajouts par l'intervention de nouveaux défauts constitues par le cation étranger en substitution, associe ou non aux lacunes d'oxygène et aux électrons de l'oxyde.

A series of metakaolinite samples, obtained by thermal dehydroxylation of a poorly-crystallized kaolinite, has been investigated to determine the evolution, versus preparation temperature, of specific parameters related to the structural disorganization, texture and chemical reactivity of the solid. Data obtained from conductimetric and calorimetric experiments during acid dissolution, broadening of characteristic infrared absorption bands, and determination of specific surface area and pore size distribution from low temperature nitrogen adsorption, have confirmed that metakaolinite is a semi-crystalline solid and shown that the structural disorganization, which is maximum for a given preparation temperature (730°C in the present case), is the main parameter responsible for the high chemical reactivity of the solid., Investigations sur quelques propriétés structurales et physico-chimiques de la métakaolinite — Une série d'échantillons de métakaolinite, obtenue par déshydroxylation d'une kaolinite mal cristallisée, a été étudiée pour déterminer l'évolution, en fonction de la température de préparation, de paramètres spécifiques relatifs à l'état de désorganisation structurale, la texture et la réactivité chimique du solide. Les données expérimentales obtenues concernant la cinétique de dissolution dans un acide (suivi par méthode conductimétrique et calorimétrique), l'élargissement de bandes caractéristiques d'absorption infrarouge, et l'évolution de la surface spécifique et de la distribution des rayons de pores à partir d'adsorption d'azote à basse température, ont confirmé que la métakaolinite était un solide semi-cristallin et montré que l'état de désorganisation structurale, qui est maximum pour une température donnée de préparation (730°C dans le cas présent), était le paramètre majeur responsable de la haute réactivité chimique du solide., Murat Michel, Mathurin Daniel, Driouche Mohammed, Bachiorrini Alessandro. Investigations on some structural and physico-chemical properties of metakaolinite / Investigations sur quelques propriétés structurales et physico-chimiques de la métakaolinite. In: Sciences Géologiques. Bulletin, tome 43, n°2-4, 1990. Minéraux argileux dans les sols et les sédiments. pp. 213-223.

ResumeLa relation entre la surface développée par les particules d'une poudre et leur paramètre de taille et de morphologie est abordée de façon théorique, rigoureuse et générale. A l'aide d'un nouveau choix des grandeurs mesurées, il est possible de ne prendre en compte qu'une seule distribution statistique, de l'un des paramètres, les autres paramètres n'apparaissant dans la formulation qu'à travers leurs moyennes arithmétiques. Dans le cas de plaquettes, le problème est analysé de façon théorique et expérimentale. La formulation est encore simplifiée et on voit que la formule la plus simple consistant à négliger surfaces latérales et distribution de taille est finalement parmi les meilleures, les deux approximations se compensant.

National audience; La chute de surface spécifique d'oxydes utilisés comme supports de catalyseurs est une cause fréquente de la désactivation des catalyseurs. Cette modification correspond également à l'étape initiale du frittage des poudres, et résulte d'un grossissement des grains par diffusion des espèces anioniques et cationiques lors d'un traitement thermique. Nos études concernent l'influence de la vapeur d'eau ainsi que des impuretés (introduites sous forme d'ajouts par imprégnation) sur la cinétique de variation de surface spécifique dans le cas d'alumines de transition et de dioxyde de titane anatase

International audience

No English abstract, Le traitement thermique à 1378 K d'une alumine gamma de haute surface spécifique met en évidence plusieurs phénomènes qui modifient considérablement les caractéristiques structurales et texturales du matériau: une importante chute et surface spécifique connue sous le nom de frittage initial des poudres qui se produit lors de la transformation de l'alumine gamma en alumine delta. Expérimentalement, ce phénomène est fortement influence par la présence de vapeur d'eau, ou, dans certains cas par la pression partielle d'oxygène gazeux; une réorganisation du sous-réseau cationique assimilée a un saut des cations aluminium des sites divalents de la structure spinelle vers les sites trivalents des alumines de transition. Cette transformation permet d'obtenir la phase thêta; une précipitation de la seule forme stable à haute température, la phase alpha ou corindon. Cette transformation survient après des hydroxylation complète du matériau. Ces trois phénomènes sont fortement influences par l'addition de cations étrangers: en fonction de la concentration et des caractéristiques de ces cations ces différents phénomènes peuvent être soit ralentis soit accélérés.

National audience; La réduction de la surface spécifique de poudres d'oxydes portés à haute température résulte d'un grossissement progressif de la tailles des grains, et son étude intervient dans deux domaines de recherche d'intérêt industriel important : D'une part l'optimisation de la stabilité thermique d'oxydes supports de catalyseurs, et d'autre part l'étape initiale du frittage des poudres lors de l'élaboration des céramiques.

No English abstract, Le chauffage de la poudre de dioxyde de titane anatase de haute surface spécifique produit deux phénomènes exothermiques irréversibles : - Une chute de la surface spécifique de l'anatase (sans changement de phase), observée en fonction du temps de calcination à 575°C, - la transformation de phase anatase-rutile, observée en fonction du temps de calcination à une température supérieure à 620°C. L'addition d'éléments cationiques étrangers, ou la présence de vapeur d'eau ou d'oxygène, modifie les vitesses d'évolution de ces phénomènes. En particulier, la présence de vapeur d'eau accélère la chute de surface spécifique de l'anatase. La modélisation de la réduction de surface permet, en se plaçant dans l'hypothèse des régimes purs, de prévoir l'influence théorique des pressions de vapeur d'eau et d'oxygène sur la cinétique de ce phénomène de frittage, et ce, sans aucune hypothèse sur la géométrie des grains élémentaires d'anatase. La comparaison des vitesses expérimentales de chute de surface spécifique, à degré d'avancement constant, effectuée sur des courbes cinétiques issues de calcination d'anatase pure sous atmosphère contrôlée (vapeur d'eau et oxygène), montre que la vitesse de réaction V peut s'écrire : V=Kv Ph2O1/2 PO2-1/12. La confrontation des résultats théoriques et expérimentaux indique que l'on est probablement en régime pur d'une réaction élémentaire de diffusion d'ions hydroxyles à la surface de l'anatase.

National audience; A l'aide de résultats expérimentaux de mesure de surface spécifique et de diffraction des rayons X, les degrés d'avancement des transformations successives gamma-delta-théta-alpha de l'alumine peuvent être déterminés. L'application de cette méthode à des échantillons dopés par différents cations (Al3+, Mg2+, K+, Ca2+, ln3+, Zr+4, Th4+) permet de montrer l'influence des dopants sur chacune des transformations de l'alumine. // The influence of additives on the transformation of the intermediate phases of alumina through the sequence gamma-delta-theta-alpha Al2O3 was investigated by obtaining the kinetic curves of each transformation. The content in theta and alpha Al2O3 phases was measured by X-ray diffraction for samples calcinated at numerous intervals during a 30 hour period. On the other hand the observed change in surface area associated to the gamma-delta Al2O3 phase transformation allows to determine the corresponding rate of transformation. The influence of additives was followed by adding Al3+, Mg2+, K+, Ca2+, ln3+, Zr+4, Th4+ cations by a dry impregnation method using nitrate salts. By comparison with a sample modified by a nitric acid solution, the effects of added cations are determined for each step of the gamma-delta-theta-alpha Al2O3 sequence.