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Diffusion et réaction de molécules de base masse moléculaires dans des milieux polymères fondus : caractérisation et modélisation
No full textCe travail vise à comprendre le couplage diffusion/réaction de molécules réactives dans un milieu visqueux modèle. Un mélange thermoplastique/thermodurcissable a été étudié pour identifier les interactions entre diffusion et réaction. On observe un gradient de morphologie asymétrique. Cela peut-être expliqué par la différence des coefficients de diffusion, des interactions thermodynamiques et la viscosité. En utilisant une méthode de calcul par rhéologie inverse, on constate que le coefficient de diffusion d\u27une amine totalement miscible dans le polymère ne dépend pas de ses masses molaires et celui d\u27une époxyde partiellement miscible dans le polymère dépend fortement des masses molaires et des paramètres d\u27interaction de Flory-Huiggins. Le couplage diffusion/réaction a été testé et modélisé. Le mélange a été considéré en utilisant une géométrie simple bicouche. La réaction était contrôlée par la diffusion et le temps nécessaire pour être homogène dans un flux laminaire a été calculé
Synthèse de dispersions aqueuses de polyuréthane et de polyuréthane acrylate ionomères
No full textDans ce travail, nous décrivons le procédé de synthèse de dispersions aqueuses de polyuréthane et polyuréthane-acrylate sans solvant, avec des tailles de particules faibles et des masses molaires élevées. L\u27effet du mode de dispersion (agitation à l\u27aide de différents types d\u27agitateurs), du polyester polyol de départ (polycaprolactone de masse molaire élevé) et du procédé de synthèse ont été étudiés. Par la suite plusieurs dispersions ont été obtenues en utilisant le même procédé de synthèse, la différence se trouvant dans l\u27étape finale où nous utilisons quatre types d\u27agent de terminaison réagissant avec les extrémités isocyanate pour obtenir nos différents produits (méthanol, glycidol, hydroxyéthyl acrylate, éthanediol), puis des films de 1,5 à 0,3 mm d\u27épaisseur ont été préparés par simple évaporation de l\u27eau. Pour améliorer ces propriétés mécaniques nous avons choisi quatre méthodes de post-réticulation: (1) photopolymérisation, (2) traitement thermique. (3) réticulation avec un trimère de l\u27hexaméthylène diisocyanate et (4) réticulation avec des dérivés amine. Les résultats nous révèlent que pour pouvoir effectuer la formation de la dispersion aqueuse de polyuréthane dans les meilleures conditions, il faut bien sélectionner le type de polyester utilisé, la masse molaire et surtout la distribution des masses molaires afin d\u27obtenir des faibles tailles des particules. Cette étude a permis de proposer un procédé de synthèse des dispersions aqueuses de polyuréthane reproductible et la post-réticulation de nos matériaux avec l\u27amélioration de la tenue thermomécanique. Une étude plus approfondie de cette étape serait nécessaire pour optimiser les formulations
Evaluation environnementale et technico-économique du cycle de vie de la combustion du gaz naturel et propositions d\u27améliorations techniques
No full textCette thèse de doctorat, a consisté, dans une première partie, à analyser les impacts environnementaux du cycle de vie du gaz naturel, à savoir depuis son extraction jusquà son utilisation pour produire de lénergie électrique et thermique. Le but est didentifier les points forts et les points faibles tout au long du cycle de vie du gaz naturel en vue daméliorer limpact global sur lenvironnement. On a pu ainsi identifié les principaux polluants générés à chaque étape du cycle de vie du gaz naturel et les étapes qui ont les plus grands impacts environnementaux. Dans une deuxième partie, nous avons comparé, dun point de vue technico-économique et environnemental, 7 scénarios de production dénergie à partir du gaz naturel : 6 scénarios de cogénération (turbine à vapeur à condensation avec soutirage, turbine à vapeur à contre-pression, turbine à gaz sans postcombustion, turbine à gaz avec postcombustion, moteur à gaz et cycle combiné gaz vapeur) et 1 scénario de production séparée dénergie électrique et thermique. A laide dune méthode danalyse multicritère appropriée et après avoir réaliser une interface dans lenvironnement DELPHI, nous avons alors identifié, selon nos critères et par rapport au contexte roumain, le scénario énergétique le plus compatible avec le principe de Développement durable. Enfin, dans une troisième partie, nous avons étudié deux techniques pour réduire les émissions de NOx à létape de combustion du gaz naturel. La première technique consiste à réduire les émissions de NOx par recirculation des fumées. La deuxième technique consiste à injecter de lammoniac dans la flamme, à la base de la flamme et dans lair de combustion. Pour les deux techniques, la réduction de polluants a été mise en évidence et quantifiée expérimentalement
Corrélation entre perception au confort vibratoire et comportement dynamique de planchers bois : apport pour le dimensionnement
No full textLa tendance architecturale actuelle favorise la construction de grands espaces modulables et évolutifs. L\u27utilisation de produits industriels dérivés du bois permet de construire des planchers de grandes portées. Par contre, ces structures légères se trouvent confronter à une sensibilité aux vibrations. Dans le cadre de cette étude, les vibrations des planchers sont examinées, sous les effets de l\u27impact du talon et de la marche. Ces sollicitations sont retenues pour apporter la connaissance du comportement dynamique du plancher, pour positionner celui-ci vis-à-vis du niveau de confort, et des critères de dimensionnement. Ainsi, les questions suivantes sont étudiées : Quels sont les principaux paramètres structurels influençant le comportement dynamique ? Quels critères faut il choisir pour dimensionner la structure selon le niveau de confort envisagé ? Comment optimiser la conception des planchers en bois en intégrant les aspects liés au confort humain? A ce jour, seul les essais expérimentaux réalisés à l\u27échelle de la structure constituent le moyen pour déterminer des données subjectives du confort. Pour ces cas étudiés, un lien est établi entre la perception au confort vibratoire et les caractéristiques spécifiques dynamiques du plancher. Pour viser l\u27extension aux multiples paramètres constructifs avec l\u27aide de l\u27expérimentation numérique en complément d\u27essais limités par " type de plancher ", les analyses dynamiques sont obtenues au moyen de la simulation numérique. In fine, les données structurelles à considérer dans les critères de dimensionnement sont affinées, en vue de l\u27établissement d\u27un guide de la conception et d\u27une aide au dimensionnement
Représentations structurelles parcimonieuses et monodimensionnelles des singularités d\u27une image. Application à la classification d\u27images naturelles
No full textLa quantité dimages numériques disponibles ne cesse de saccroître. Il devient ainsi indispensable de disposer doutils efficaces comme le sont les systèmes de classification dimages. Lexploitation de linformation portée par les pixels permet daméliorer les résultats de classification. Pour ce faire, les approches locales représentent le contenu de limage par un ensemble de signatures locales caractérisant le voisinage de points dintérêt. Pour caractériser les points, nous proposons de décrire conjointement la régularité de Hölder et lorientation des singularités au voisinage des points. Une image est alors représentée par un paquet de signatures locales difficilement utilisable directement par un classifieur. Nous proposons tout dabord de relier les signatures au moyen dalgorithmes issus du domaine des graphes ou de la dynamique de la vision humaine. Une image est alors représentée par une chaîne de signatures. Néanmoins, la comparaison des images reste coûteuse puisque faisant appel à des distances entre chaînes. Une seconde solution, plus classique, est de représenter le contenu dune image par un histogramme de signatures. Nous proposons dutiliser une carte auto-organisatrice. Après un apprentissage non supervisé, cette carte fournit un alphabet discret de prototypes visuels permettant de représenter chaque image par un histogramme utilisable par un classifieur. Finalement, nous proposons de représenter les images par des paquets de chaînes en joignant les points voisins par une méthode de suivi de contours. Un alphabet de sous chaînes peut alors être appris grâce aux cartes auto-organisatrices récursives, une image étant alors décrite par un histogramme de sous chaînes
Effet des hétérogénéités sur le Pouvoir Thermoélectrique de l\u27acier de cuve
No full textEn condition normale de fonctionnement, la cuve des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) est soumise à un vieillissement induit par l\u27irradiation. Afin de suivre l\u27évolution des caractéristiques de l\u27acier en service, EDF a lancé un programme de surveillance qui consiste à effectuer des essais mécaniques sur des éprouvettes vieillies en réacteur. Les résultats de ces essais présentent l\u27inconvénient d\u27être affectés par la présence d\u27hétérogénéités au sein de l\u27acier. En effet, du fait de son mode de fabrication, l\u27acier de cuve présente des zones ségrégées. Aussi, EDF a lancé un programme de mesures de Pouvoir Thermoélectrique (PTE) sur les éprouvettes de résilience du programme de surveillance, pour compléter les essais mécaniques et aider à leur interprétation. Actuellement, ces mesures sont difficilement exploitables car elles incluent à la fois l\u27effet de l\u27irradiation et l\u27effet des hétérogénéités métallurgiques. L\u27objectif de la thèse a consisté à évaluer l\u27effet des hétérogénéités sur le PTE de l\u27acier de cuve non irradié. Pour cela, un modèle numérique a été développé permettant de calculer le PTE d\u27une structure composite. Nous avons vu que le modèle était pertinent pour mettre en évidence l\u27effet des hétérogénéités sur le PTE de l\u27acier de cuve, qui est assimilé à un composite " matrice "/" ségrégation ". Le modèle nous a également permis de mettre en évidence l\u27influence de différents paramètres sur la mesure de PTE. Nous avons notamment montré que les conditions de mesure ont un effet majeur sur la valeur de PTE obtenue (influence de la pression de contact, de la position de l\u27éprouvette sur l\u27appareil, de l\u27emplacement des hétérogénéités métallurgiques,)
Transfert thermique par rayonnement et conduction dans les matériaux poreux micro et nanostructures. Analogie transfert de phonons et de photons
No full textLobjectif de cette thèse est de modéliser et de mieux comprendre le transfert thermique multi-échelle au sein de matériaux micro et nanoporeux. Les deux modes de transfert de chaleur conduction et rayonnement sont modélisés à partir de léquation de transport de particules de Boltzman (ETB) par lintermédiaire de lanalogie entre le photon et le phonon. Pour le transfert radiatif monodimensionnel, lETB est résolue par la méthode des ordonnées discrètes (MOD) basée sur lutilisation dune quadrature composée adaptée (QCA) afin dobtenir une répartition directionnelle précise des intensités. Les propriétés radiatives du milieu homogène équivalent associé au milieu réel, intervenant dans lETB sont déterminées par des modèles de diffusion simple et indépendante appelés théorie classique de Mie (TCM), approche en champ lointain (ACL) et approche en champ proche (ACP) dune part, et caractérisées par une méthode inverse didentification des paramètres dautre part. Les applications concernent deux types de matériaux différents : du quartz fondu contenant une faible fraction volumique de micro-bulles et des films de polymère contenant différentes concentrations de microsphères creuses. Ces matériaux sont caractérisés par une forte absorption aux longueurs donde infrarouge. La validité des méthodes est vérifiée par la comparaison des résultats issus des modèles avec des mesures expérimentales de transmittance et de réflectance hémisphériques. Si la concentration de particules est faible, les différents modèles de propriétés radiatives sont en bon accord entre eux et avec les résultats expérimentaux, dans le cas contraire, il est mis en évidence que lACL est la mieux appropriée. A partir de notre connaissance concernant le transfert radiatif dans les milieux poreux microstructurés, et de lanalogie phonon/photon nous avons développé une nouvelle approche du transfert conductif dans les matériaux nanoporeux. Cette thèse est la première analyse permettant une modélisation fine du transport dénergie phononique au sein dun film de Silicium contenant des pores nanométriques. Les pores contenus dans le film étant de forte concentration et dorientation très anisotropes, aucune des méthodes de résolution de lETB existantes nest adéquate. Une nouvelle méthode de Monte Carlo en régime permanent et en trois dimensions est développée pour simuler directement le transport de phonons (conduction thermique) dans ce matériau. La morphologie nanoporeuse est modélisée, dans un premier temps, comme une répartition aléatoire de pores sphériques non agglomérés dans le volume et dans un second temps par un modèle fractal, Two-scale modifié, plus proche de la structure réelle. Les résultats de modélisation sont comparés avec les données expérimentales de la littérature. Cette méthode de Monte Carlo a permis de mettre en évidence linfluence de la taille, de la fraction volumique et de la morphologie des pores. Elle présente un fort potentiel, elle permettra notamment de modéliser le transport de phonon dans les matériaux diélectriques cristallins à géométries complexes
Aide à la décision pour le dimensionnement et le pilotage de ressources humaines mutualisées en milieu hospitalier
No full textLe regroupement des blocs opératoires au sein d\u27un Plateau Médico-Technique (PMT) présente des enjeux dans la phase de conception (dimensionnement des ressources et choix d\u27organisation) et dans la phase de pilotage (planification de l\u27activité et affectation des ressources humaines et matérielles) face auxquels les décideurs hospitaliers manquent d\u27outils. En réponse à ces besoins, cette thèse propose une démarche globale d\u27aide à la décision pour la conception du PMT et le pilotage des ressources humaines mutualisées de ce secteur. Cette démarche aborde trois principaux problèmes. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la modélisation des processus de PMT existants, dont le but est de faire émerger un diagnostic et d\u27engager une démarche d\u27amélioration de la performance. Ces modèles sont réutilisés dans un second temps pour la modélisation des processus cibles qui nous permettent d\u27obtenir, par simulation de l\u27activité, les courbes de charge exprimant les besoins en personnel. Nous abordons la question du dimensionnement du personnel regroupé du PMT par la construction des vacations couvrant cette charge prévisionnelle, à l\u27aide de la Programmation Linéaire en Nombres Entiers (PLNE) couplée à la simulation de flux. Dans un troisième temps, nous étudions deux problèmes de planification d\u27horaires de travail : celui des infirmiers anesthésistes et celui des médecins anesthésistes, pour lesquels nous développons plusieurs approches de résolution basées sur la Programmation Linéaire Mixte (PLM) et sur la Programmation Par Contraintes (PPC), expérimentées et validées dans lecadre d\u27applications réelles
Compactly supported radial basis functions: multidimensional reconstruction and applications
No full textCette thèse traite l\u27application des fonctions de base radiale, à support compact (CSRBF), pour la reconstruction multidimensionnelle de signaux et de surfaces à partir d\u27échantillons, ainsi que pour la segmentation des images. En particulier, cette approche permet de considérer l\u27échantillonnage irrégulier. Dans chacune de ces applications nous proposons de nouvelles méthodes. Pour la reconstruction multidimensionnelle de signaux nous proposons une approximation multirésolution basée sur une classification hiérarchique des échantillons, puis une approximation adaptative avec calcul local du support de chaque CSRBF. Pour la reconstruction de surfaces implicites, nous proposons une méthode composite qui associe la partition de l\u27unité et les CSRBF, puis une approximation adaptative où le support de chaque CSRBF est déterminé à partir d\u27une approximation de l\u27axe médian. Enfin, nous proposons un formalisme de collocation pour la résolution de l\u27équation de propagation des ensembles de niveaux en segmentation, par représentation de la fonction implicite sur une base de fonctions. En particulier, nous illustrons cette méthode avec les CSRBF en segmentation d\u27images médicales
Élaboration de SiNx:H par PECVD : optimisation des propriétés optiques, passivantes et structurales pour applications photovoltaïques
No full textLe nitrure de silicium hydrogéné SiNx:H est largement utilisé comme couche antireflet (CAR) et couche de passivation dans la conception de cellules photovoltaïques en silicium. Ce projet de thèse consistait à mettre en place un réacteur PECVD basse fréquence (440 kHz) et de caractériser les couches de SiN obtenues. Après avoir déterminé les paramètres de dépôt optimaux, la structure physico-chimique des couches a été étudiée. Nous avons parallèlement examiné les propriétés optiques dans le but d\u27améliorer la CAR des cellules photovoltaïques. Nous avons également analysé les propriétés de passivation de surface et de volume induites par la couche de SiN en fonction de sa stchiométrie, révélant l\u27excellent pouvoir passivant de notre matériau. Enfin, nous avons étudié les conditions de formation de nanocristaux de silicium (nc-Si) dans la matrice de SiN