Dissertations / Theses on the topic 'Liquides poreux'
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Mathiaud, Romain. "Synthèse et structuration de disulfure de germanium en présence de liquides ioniques et de tensioactifs." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20088/document.
Abstract:
L'obtention de manière contrôlée de matériaux chalcogénures nanostructurés et possédant une surface spécifique importante ou fonctionnalisée est un défi très intéressant. En alliant une surface spécifique élevée à la polarisabilité des surfaces chalcogénures ou en élaborant des matériaux fonctionnalisés, on peut espérer une percée dans de nombreux domaines comme la catalyse, la séparation gazeuse, l'électrochimie, le photovoltaïque ou l'optique... L'objectif de cette thèse était de développer des voies de synthèse du disulfure de germanium (GeS2) par chimie douce à température et pression ambiantes. Pour cela, nous avons utilisé deux agents sulfurants, le sulfure de dihydrogène (H2S) et le thioacétamide que nous avons fait réagir avec du tétraéthoxyde de germanium en présence d'un solvant. Les synthèses ont été réalisées en l'absence ou en présence d'un structurant, le plus souvent un liquide ionique (LI). Les synthèses sans structurant ont permis l'obtention de nanoparticules de GeS2 amorphes ou nano-organisées de 20 à 35 nm de diamètre et de surface spécifique intéressante (320 m2.g-1 avec H2S, 270 m2.g-1 avec le thioacétamide). Les synthèses réalisées en présence de LI conduisent à des matériaux hybrides contenant GeS2 et le cation du LI utilisé, de formule générale 0.2GeS2-0.8 cation organique. Les particules obtenues de taille micrométrique et présentant de très faibles surfaces spécifiques ont une morphologie qui dépend de la nature du cation organique impliqué dans la synthèse (sphères ou roses des sables). Des mesures XPS montrent la présence de liaisons Ge-S- au sein de l'hybride. L'utilisation de lithium de bis(trifluorométhanesulfonyl)imide nous a conduit à synthétiser un matériau GeS2-Li dont la conductivité de ~10-10 S.cm-1 est celle d'un sel ionique. En l'absence de solvant et en faisant jouer au LI le rôle de solvant et de structurant, nous avons pu préparer le premier iono-chalcogel qui, après optimisation, pourrait conduire à un matériau poreux. Par ailleurs, l'utilisation d'un structurant non ionique, l'hexadecylamine (HDA), au-delà de sa concentration micellaire critique, a conduit à l'obtention d'un matériau hybride nanométrique (environ 15 nm) qui possède non seulement une surface spécifique intéressante (130 m2.g-1) mais surtout une porosité intra-granulaire. En résumé, ce premier travail exploratoire nous a permis d'obtenir, selon le procédé de chimie douce choisi, du disulfure de germanium sous forme soit de nanoparticules aux surfaces spécifiques intéressantes, soit de particules présentant une certaine porosité intragranulaire, soit de matériaux hybrides où un cation organique interagit avec GeS2The controlled elaboration of nanostructured chalcogenides with high specific area or functionalized surface is an interesting challenge. Breakthrough in various domains such as catalysis, gas separation, electrochemistry, photovoltaics or optics can be achieved by the production of chalcogenide materials with functionalized surface or high specific area coupled with high polarisability.The aim of the thesis was to develop new soft chemistry routes for the synthesis of germanium disulfide at room temperature and pressure. Two sulfur precursors, i.e. hydrogen sulfide (H2S) and thioacetamide, and a germanium precursor, the tetraethoxigermanium were used for the syntheses. The syntheses were carried out either in the presence or in the absence of a template, in most case an ionic liquid (IL).Syntheses without templating agent led to amorphous or nano-organized GeS2 nanoparticles of 20 to 35 nm in diameter and interesting specific areas (320 m2.g-1 with H2S, 270 m2.g-1 with thioacetamide). Hybrid materials comprising GeS2 and LI cation with a general formula 0.2GeS2-0.8 organic cation were obtained in the presence of IL. The obtained particles of nanometric sizes and with hardly any specific area have a morphology that depends on the nature of the organic cation present during the synthesis, i .e. spheres or gypsum rosette-like particles. XPS measurements indicate the presence of Ge-S- bonds in the hybrid material. The use of lithium de bis(trifluorométhanesulfonyl)imide led to the elaboration of a GeS2-Li material which conductivity of ~10-10 S.cm-1 is that of an ionic salt.A first iono-chalcogel which could lead after optimization to a porous chalcogenide has been elaborated when using the IL as both the solvent and the templating agent and in the absence of any other solvent. The use of hexadecilamine (HDA) above its critical micellar concentration, led to hybrid nanoparticles of 15 nm in size with interesting specific area (130 m2.g-1) but also intra-granular porosity.In conclusion, this exploratory work led to the elaboration of GeS2 either as naoparticles with high specific area or particles with intragranular porosity or finally hybrid materials with GeS2 interacting with an organic cation, the final product depending upon the chosen soft chemistry route.Keywords: chalcogenide, ionic liquid, organic-inorganic hybrid, morphology, soft chemistry
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Bahloul, Mostefa. "Modélisation de l'évolution de phases liquides hétérogènes." Pau, 1990. http://www.theses.fr/1990PAUU3001.
Abstract:
On propose dans ce travail une modélisation analytique de l'étude de l'évolution de phases fluides hétérogènes en milieu poreux. Cette étude présente deux parties : le modèle black-oil standard en ingénierie pétrolière, Qui prend en compte trois phases (eau, gaz, huile), la phase huile étant hétérogène, composé d'un constituant lourd et d'un constituant léger, volatil. Cas d'une solution aqueuse hétérogène, contenant divers constituants solubles, sans interaction chimique, dans le cas thermique; pour chaque constituant est fixe un seuil de dissolution. La modélisation mathématique est alors effectuée en utilisant la loi de conservation de masses pour chaque constituant, l'équation de conservation de l'énergie associées aux lois de comportement de Darcy-Muskat et de Fick. La démarche mathématique adoptée dans cette étude est de semi-discrétiser le système d'évolution par rapport au temps. On étudie l'existence, l'unicité, la stabilité numérique des schémas de semi-discrétisation proposés (en général implicite) en établissant des estimations à priori indépendantes du pas de discrétisation et conduisant à une formulation continue. On propose dans la deuxième partie un procédé itératif pour la résolution d'un système d'inéquations variationnelles quasi linéaire de type elliptique et une étude d'une méthode de pseudo-compressibilité qui permet de traiter une équation régularisée de masse globale.
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Ben, Ghozi-Bouvrande Justine. "Les liquides poreux : un nouveau concept pour la séparation chimique." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2022. http://theses.enscm.fr/ENSCM_2022_BENGHOZI-BOUVRANDE.pdf.
Abstract:
Les composés organiques volatiles étant un problème environnemental majeur, des alternatives à l’extraction liquide-liquide qui utilisent des solvants en grande quantité sont au cœur des recherches. Les liquides poreux à base de silice sont un nouveau type de matériau liquide, original et versatile, composés de nanoparticules greffées par des fonctions ioniques. De par leur forte versatilité et leur volatilité nulle, ce type de liquide représente un candidat prometteur pour remplacer les phases organiques de l’extraction liquide-liquide. Après un état de l’art des différents types de liquides poreux, ce manuscrit de thèse décrit la synthèse d’un liquide poreux de type I et la caractérisation de ce matériau à toutes les étapes de sa synthèse. Cette étude visant à démontrer la possibilité d’utiliser les liquides poreux pour l’extraction de métaux, la perméabilité de ces matériaux aux gaz et à des solutions aqueuses a été étudiée par diffusion des neutrons aux petits angles. Grâce à une expérience in situ originale, il a été montré que toute la porosité n’est pas accessible aux gaz lorsque les nanosphères de silice sont greffées pour être rendues liquides. Néanmoins, une étude par variation de contraste a montré que les nanosphères solides et les liquides poreux sont perméables aux solutions aqueuses. Des premiers tests d’extraction ont permis de prouver que grâce à cette perméabilité, les matériaux peuvent extraire des cations comme le plomb ou l’uranium dans des proportions intéressantes et via des modes d’extraction différents. Ces travaux ont montré que l’extraction de métaux par des liquides poreux est possible et ouvert ce sujet à de nombreuses perspectives d’optimisationOrganic volatile compounds are an important environmental stake. As liquid-liquid extraction is using huge quantities of organic solvents, finding an alternative process is the focus of many scientific research. Silica based porous liquids are made up with ionic functions grafted on silica nanoparticles. Thanks to their substantial versatility and low volatility, this type of porous liquid is considered in this thesis as a promising candidate to substitute organic phases of liquid-liquid extraction. After a state of the art describing the different types of porous liquids, this thesis describes the synthesis of the selected type I porous liquid and its complete characterization. Effect of several synthesis parameters on structure and porosity was also studied. In order to evaluate the possibility to use such porous liquid to extract metals, their permeability to gas and liquids was studied with small angles neutrons scattering. Thanks to an original in situ experiment coupling neutron scattering and contrast matching gas sorption, it was shown that porosity is not fully accessible to gas when the solid nanospheres are grafted to become liquid. However, a contrast matching study showed that both solid nanospheres and porous liquids are permeable to aqueous solutions. Preliminary extraction tests showed that thanks to this permeability, these materials are able to extract cations such as lead, lanthanum or uranium with interesting proportions. Different extraction mechanisms as sorption, precipitation or chelation on functional groups were obtained. This work shows that extraction of metal species by porous liquid is possible and opens many perspectives for optimization
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Saugey, Anthony Jézéquel Louis. "Etudes des systèmes matériaux nanoporeux Liquides non mouillants /." [S.l.] : [s.n.], 2004. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/asaugey.pdf.
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Saugey, Anthony. "Etudes des systèmes matériaux nanoporeux : Liquides non mouillants." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2004. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/asaugey.pdf.
Abstract:
Un procédé innovant d'amortissement de l'énergie mécanique est proposé. Il repose sur l'intrusion-extrusion d'eau dans les matériaux nanoporeux hydrophobes. Une caractérisation expérimentale et la modélisation théorique associée des phénomènes d'équilibre et de nucléation ont permis de déterminer les lois de pressions d'intrusion et d'extrusion en fonction des paramètres thermodynamiques. Des essais dynamiques ont été réalisés pour valider des matériaux en vue des applications. Ils mettent en évidence des phénomènes caractéristiques de la dynamique de l'écoulement et de la nucléation dans les pores. Ces résultats ont été employés dans le cadre de deux contrats de recherche portant sur le développement d'amortisseurs de vibrations pour l'industrie aéronautique et d'amortisseurs de chocs pour les transportsNanoporous materials-non wetting liquid assemblies offer new opportunities to develop damping devices for the mechanical industry. Experimental characterizations and theoretical modelisation of thermodynamic equilibrium and nucleation phenomena gives the intrusion and extrusion pressure laws depending on the thermodynamical parameters. Experiments at medium and high speed were performed to validate materials behaviors for the applications. They show typical phenomena of the dynamics of flow and nucleation in the pores. The use of such assemblies in the development of vibration and shock damping devices has been studied as part of two research projects for the space and automotive industries
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Ferdeghini, Filippo. "Liquides ioniques sous confinement nanométrique unidimensionnel." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066440/document.
Abstract:
L'idée à la base de ce projet est de mettre à profit le confinement nanométrique unidimensionnel pour décupler la conduction ionique des électrolytes et donc la puissance des accumulateurs au lithium. Nous avons concentré nos efforts sur une classe particulière d'électrolytes qui, en raison de leurs stabilités physique et électrochimique, ont été identifiés comme prometteurs: les Liquides Ioniques (LI). Nous avons confiné les LI dans deux systèmes poreux présentant une topologie commune (pores cylindriques macroscopiquement orientés) mais aux propriétés physico-chimiques complémentaires: i) des alumines poreuses (AAO, interface hydrophile, diamètre des pores de 25 à 160 nm) et ii) des membranes de NanoTubes de Carbone (NTC, interface hydrophobe, diamètre des pores 4 nm).Nous avons développé un modèle microscopique multi-échelle original, prenant en compte la dynamique complexe des cations des LI: combinaison i) de la dynamique de réorientation rapide des chaînes latérales alkyle, ii) de la diffusion de la molécule au sein des agrégats nanométriques spontanément formés par les LI, puis iii) de la diffusion entre ces agrégats. Ce modèle reproduit de façon remarquablement robuste les données de diffusion quasi-élastique de neutrons sur une gamme étendue de vecteurs de diffusion (0,1 à 2,5 Å-1) et de temps (10-1 à 2.103 ps). A cette échelle locale, nous ne détectons pas d'influence du confinement sur la dynamique du LI confiné au sein des AAO et des CNT. Nous montrons cependant qu'à l'échelle microscopique (PFG-NMR) et macroscopique (spectroscopie d'impédance) le confinement des LI au sein des NTC permet d'obtenir un gain de conductivité d'un facteur 3. Un brevet est déposéThe idea behind this project is to exploit the 1D nanometric confinement in order to increase the electrolytes ionic conductivity and, thus, the power of the lithium accumulators. We have focus on a specific class of electrolytes, which, owing to their physical and electrochemical stabilities, have been identified as very promising: the Ionic Liquids (ILs). We have confined the ILs in porous systems having a common topology (cylindrical pores macroscopically oriented), but with complementary physico-chemical properties: i) the porous alumina (AAO, hydrophilic interface, pores diameter between 25 and 160 nm) and ii) Carbon NanoTubes based membranes (CNT, hydrophobic interface, pores diameter of 4 nm).We have developed an original microscopic multiscale model, taking into account the complex dynamics of ILs cations: combination of i) fast reorientation dynamics of side alkyl-chains, ii) molecule diffusion within nanometric aggregates spontaneously formed in the ILs and iii) diffusion between the aggregates. This model reproduces in a very robust way the quasi-elastic neutrons scattering data on an extent interval of wave vector (0.1 à 2.5 Å-1) and time (10-1 à 2.103 ps). At this local scale, we do not observe any influence due to the confinement on the dynamics of the ILs confined in the AAO and CNTs. We show however that at microscopic (PFG-NMR) and macroscopic (impedance spectroscopy) scale the ILs confinement within the NTCs allows to obtain a conductivity gain of factor 3. A patent is filed
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Lefèvre, Benoît. "Etude physico-chimique des mécanismes de dissipation d'énergie dans des systèmes solides poreux / liquides non-mouillants." Lyon, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAL0054.
Abstract:
Ce travail présente une analyse physico-chimique des mécanismes de dissipation d'énergie mécanique lors de l'intrusion forcée d'un liquide non mouillant (eau) dans un matériau poreux hydrophobe (applications dans l'amortissement des structures). De nombreux matériaux ont été testés, afin de distinguer l'effet des paramètres (1) texturaux (taille de pore, distribution,) et (2) chimiques (nature de l'hydrophobie). L'étude de matériaux modèles (MCM-41) a permis de dégager les lois d'intrusion et d'extrusion, sans effet de réseau, ce qui n'avait pas été clairement établi jusqu'alors (porosimétrie Hg). La nucléation d'une phase vapeur peut dans certains cas gouverner l'extrusion. Ces résultats permettent de définir l'hystérésis " intrinséque ". Dans les matériaux désordonnés (gels de silice,), la texture poreusegénère également une dissipation (hystérésis " géométrique "). Une modélisation est proposée pour mieux cerner la part de chaque contribution à la dissipation d'énergie totaleThis work presents a physicochemical analysis of the mechanisms of energy dissipation during the forced intrusion of water in hydrophobic porous solids (for applications in damping). A bread panel of supports has been scanned in order to identify the influence of (1) textural parameters (pore size distribution, connectivity) and (2) chemical parameters (hydrophobicity nature). Model materials (MCM-41) allowed to understand intrusion and extrusion mechanisms, without any network effect. This point had not been clearly demonstrated before (Hg porosimetry). Vapour nucleation is believed to govern extrusion in some particular cases. Therefore, "intrinsic" hysteresis was defined. In disordered materials (silica gels, polymeric resins. . . ) porous texture generates additional dissipation ("geometrical" hysteresis ). A model is proposed in order to estimate the weight of each contribution to the whole energy dissipation
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Pizzoccaro, Marie-Alix. "Confinement et greffage de liquides ioniques dans des membranes céramiques mésoporeuses pour le transport sélectif du CO2." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTS007/document.
Abstract:
En compétition avec les alcanolamines, les liquides ioniques (LIs) sont connus pour interagir fortement et de façon réversible avec des gaz acides. Les propriétés remarquables des LIs ont conduit à la réalisation de ‘Supported Ionic Liquid Membranes’ (SILMs) qui sont des systèmes continus attractifs pour la séparation de gaz, et notamment du CO2. Dans les SILMs, il est possible d’adapter les propriétés d'adsorption/séparation en modifiant les caractéristiques du support (e.g. composition, structure poreuse, surface spécifique, etc.) et du LI (nature des cations et anions). En dépit de leur relative instabilité dans les procédés de séparation de gaz acides, les supports nanoporeux polymériques sont classiquement utilisés pour préparer des SILMs. Récemment, les supports céramiques poreux ont été considérés pour la réalisation de SILMs en raison de leurs excellentes résistances thermique et mécanique. La plupart de ces systèmes sont préparés par imprégnation/infiltration des LIs dans les pores du support céramique. Ce protocole conduit à la formation de matériaux composites dans lesquels le LI est physiquement piégé dans le support, mais souvent avec une distribution hétérogène du LI et une stabilité limitée dans le temps. Dans ce travail de thèse, réalisé en collaboration entre l’Institut Européen des Membranes (IEM) et l’Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM), nous avons développé une nouvelle génération de SILMs, dans lesquelles le LI est confiné dans les pores d'un support en céramique mésoporeux par greffage chimique. La préparation de ces systèmes se fait en trois étapes :i) Synthèse et caractérisation de nouveaux LIs portant des fonctions de couplage pour assurer leur greffage en surface des pores de la membrane céramique et détermination de la capacité d’absorption du CO2 des différents LIs synthétisés;ii) Optimisation des paramètres de greffage de ces LIs sur des poudres modèles de γ-Al2O3 et caractérisation des matériaux hybrides obtenus avec mise en évidence du greffage;iii) Transfert du protocole de greffage optimisé sur des membranes céramiques commerciales γ-alumine (fabrication de Grafted Ionic Liquid Membranes - GILMs) et évaluation de leurs performances pour la séparation du CO2.Ce travail, basé sur une approche originale, associant de nouveaux liquides ioniques et un nouveau concept de membrane à base de liquide ionique supporté, montre, au travers de plusieurs exemples l’intérêt d’une approche multi-étapes pour le développement de systèmes membranaires de séparation du CO2In competition with amines, ionic liquids (ILs) are known to interact strongly and reversibly with acid gases, making supported IL-membrane (SILMs) versatile materials for use in CO2 membrane separation applications. It is possible to finely tune SILMs properties for CO2 adsorption/separation by tailoring the characteristics of both the support (e.g., porosity, surface area, composition, etc.) and the ionic liquid (cations and anions). Up to now, nanoporous polymer supports have been favored for preparing SILMs, in spite of their relative instability during continuous separation processes in the presence of acidic gases. Recently, porous ceramic supports have been considered due to their excellent thermal and mechanical resistance. Most of the SILMs are prepared by impregnation/infiltration of IL in the pores of ceramic support which leads to the formation of composite membrane materials with either a physisorbed or mechanically trapped IL in the support. Despite their promising performance, such SILMs exhibit inherent limitations such as facile IL disarrangement, heterogeneous distribution, and limited stability upon ageing.In this Ph.D work, carried out in collaboration between the Institut Européen des Membranes (IEM) and the Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM), a new generation of SILMs has been developed in which ILs are confined within the pores of a mesoporous ceramic support by chemical grafting. The membranes are prepared in three steps:i) Synthesis and characterization of new ILs bearing a coupling function which allow the grafting on the surface of ceramic oxide supports and determination of the CO2 absorption capacity of the new ILs developed;ii) Elaboration and/or optimization of relevant synthesis protocols for grafting ILs on/in γ-alumina powders and physico-chemical characterizations of the hybrid materials;iii) Transfer of the optimized grafting protocols on commercial porous ceramic support with γ-alumina top-layer to produce Grafted Ionic Liquid Membranes (GILMs) and evaluate their performance for CO2 separation.An original research strategy, based on new ionic liquids and innovative membrane concepts have been addressed in this work, illustrating the contribution of a multi-step approach towards the development of membranes for CO2 separation
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Santos, Eduardo Pena dos. "Fibres et céramiques mésoporeuses de zircone préparées avec templates de cristaux liquides gonflés." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20010.
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Guillemot, Ludivine. "Systèmes hétérogènes lyophobes : Influence de la température et de la vitesse sur les cycles d’intrusion/extrusion forcées de liquides non-mouillants dans des matériaux mésoporeux." Phd thesis, Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0126/these.pdf.
Abstract:
Un système hétérogène lyophobe est constitué d’un matériau mésoporeux et d’un liquide non-mouillant vis-à-vis de ce matériau. Le liquide ne peut pas entrer dans les pores à la pression atmosphérique, mais en augmentant la pression, il devient possible de forcer le liquide à pénétrer, puis en diminuant cette pression, à ressortir des pores du matériau. On mesure alors une hystérésis de pression significative d’une dissipation d’énergie qui peut être utilisée pour des applications d’amortissement bien spécifiques recherchées par l’industrie spatiale. Cette étude cherche à comprendre finement les phénomènes physiques qui régissent les processus d’intrusion et d’extrusion du liquide dans les pores de taille nanométrique, ainsi que de caractériser les effets de la vitesse et de la température sur les cycles d’hystérésis. Un dispositif d’essais original a été conçu afin d’effectuer des cycles d’intrusion/extrusion à différentes températures (20 - 80°C) et vitesses (0. 5 - 1000cm/min). Plusieurs liquides tels que l’eau, l’eau salée et le Galinstan (alliage métallique liquide à température ambiante) et matériaux de structure poreuse variée ont été testés. Des théories de thermodynamiques macroscopiques (théorie de capillarité et modèle de nucléation) ont été utilisées pour expliquer les mesures expérimentales. L’accord expérience/théorie est très bon et a permis notamment de montrer la nécessité de prendre en compte la tension de ligne dans l’énergie de nucléation. Une valeur de cette tension de ligne a été déterminée expérimentalement. Ainsi, il est maintenant possible de prévoir le comportement de ces systèmes amortisseursA lyophobic heterogeneous system consists in a mesoporous material and a non-wetting liquid. The liquid can not enter the pores at atmospheric pressure, but by increasing the pressure, it becomes possible to force the liquid to penetrate, then by reducing the pressure, to go out of the pores of the material. Then, a pressure hysteresis is measured, significant of an energy dissipation that can be used for very specific damping applications for space industry. This study tries to understand the physical phenomena that regulate the process of intrusion and extrusion of the liquid in the pores of nanometer size, and to characterize the effects of velocity and temperature on the hysteresis loops. An original test device was designed to perform cycles of intrusion / extrusion at different temperatures (20 - 80 ° C) and speeds (0. 5 - 1000cm/min). Several liquids such as water, salt water and Galinstan (liquid metal alloy at room temperature) and materials of different mesoporous structure of were tested. Macroscopic thermodynamic theories (theory of capillarity and model of nucleation) have been used to explain the experimental measurements. The agreement experiment / theory is very good and has led to show the necessity of taking into account the line tension in the energy of nucleation. A value of this line tension has been determined experimentally. Thus, it is now possible to predict the behavior of these damping systems
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Grine, Lotfi. "Prédiction des fuites gazeuses et des fuites liquides dans les joints d’étanchéité micro et nano-poreux." Mémoire, École de technologie supérieure, 2012. http://espace.etsmtl.ca/1125/1/GRINE_Lotfi.pdf.
Abstract:
Le joint d'étanchéité constitue l'élément névralgique de tout assemblage mécanique pressurisé. Un mauvais choix ou tout simplement l’utilisation non appropriée d'un joint d'étanchéité peut engendrer des fuites inacceptables ou des infiltrations d'agents contaminateurs pouvant être potentiellement dangereux pour les êtres humains et l'environnement. L'objectif de ces travaux de recherche consiste en la prédiction analytique des fuites gazeuses et des fuites liquides dans les joints d’étanchéité utilisés dans les assemblages à brides boulonnées. Après avoir étudié la nature de l'écoulement des fluides à travers les milieux poreux, tels que les joints d'étanchéité, notre attention se portera essentiellement sur la prédiction des fuites dans les assemblages à brides boulonnées pour plusieurs fluides, dont le comportement en étanchéité avec un fluide de référence (l’hélium) connu. Un banc d’essai expérimental a été réalisé afin d’analyser l’effet thermique, en plus de l’effet mécanique sur le régime d’écoulement des joints.
La contribution scientifique présentée dans ce rapport se scinde en trois parties. La première a pour objectif de proposer un modèle analytique capable de prédire les fuites de différents gaz en fonction d’un gaz de référence, tout en se basant sur l’identification de la structure interne du joint d’étanchéité. À partir de ce modèle analytique, une approche théorique a été adoptée dans le but de calculer les paramètres de porosité du joint, tels que le nombre et la taille des chemins de fuites. Nous avons défini les conditions limites nécessaires à l’établissement d’un modèle basé sur un régime d’écoulement glissant du premier ordre et à l’exploitation théorique de ce modèle. Pour ce faire, des tests ont été effectués grâce à un banc d’essai illustrant fidèlement un assemblage de brides boulonnées, piloté par un programme développé à l’aide du logiciel Labview. Les études effectuées pour la prédiction des fuites à travers le joint d’étanchéité se sont limitées aux gaz.
Dans la deuxième partie, notre objectif consiste à prédire le taux de fuite, en portant une attention particulière aux liquides. Cette prédiction se fonde sur des mesures expérimentales de micro écoulements gazeux. Nous proposons ici une modélisation analytique pour prédire de débit de fuite, à partir de la théorie de Navier-Stokes. Le développement d’une technique de mesure de fuites dans le cas des fuites liquides a été nécessaire pour réussir cette section de l’analyse.
Dans la dernière partie de cette étude, le défi était d’étendre et de valider l’applicabilité du modèle théorique basé sur un régime d’écoulement glissant et sur la prédiction des fuites gazeuses à travers les joints d’étanchéités, tout en considérant le changement de porosité du joint et de la viscosité du fluide sur le niveau d’étanchéité à la suite de l’augmentation de la température. L’approche analytique a été utilisée pour caractériser la structure interne du joint d’étanchéité développé dans la première partie de cette étude. Plusieurs essais préliminaires ont été effectués afin d’acquérir une meilleure compréhension de l’écoulement à travers un milieu poreux et à partir de différents processus intervenant lors d’une mesure de fuite.
La maîtrise parfaite de l’ensemble de la chaîne des mesures assure la qualité de nos résultats de mesures. C’est pourquoi une méthodologie particulière d’essais a été adoptée pour chaque partie de l’étude, afin de réussir les tests. La démarche expérimentale a permis d’une part de valider les résultats théoriques, et d’autre part d’éclaircir le phénomène d’étanchéité maximale adopté par le joint lorsque celui-ci est soumis à un niveau de contrainte élevé. Ce phénomène est communément appelé "Tightness hardening".
À partir du modèle obtenu, nous avons été en mesure de dégager une analyse plus détaillée dans le but de caractériser l’étanchéité d’un joint en fonction de la différence de pression, de la température et de la contrainte sur le joint, tout en modélisant la structure du joint soit par un réseau de capillaires rectilignes ou un ensemble de couches annulaires.
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Guégan, Régis. "Étude des propriétés d'un cristal liquide (8CB) confiné dans des nanopores unidirectionnels." Rennes 1, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00264429.
Abstract:
Ce travail est une étude des effets de confinement sur les propriétés d'un cristal liquide thermotrope (le 4-n-octyl-4-biphenylcarbonitrile, 8CB). L'emploi de la forme colonnaire du silicium poreux ainsi que les membranes d'alumine poreuse a permis d'introduire un confinement suivant une direction préférentielle. Nous avons montré par microscopie électronique à balayage que ces deux matériaux poreux présentent une organisation fortement unidirectionnelle de l'ensemble des nanopores (diamètre moyen : 30 nm, longueur 30 μm). Le silicium poreux montre d'autre part une morphologie particulièrement désordonnée de la paroi interne des pores qui a permis d'induire des effets de champ aléatoire sur le système confiné. Le polymorphisme et le diagramme de phases du 8CB confiné ont été étudiés par calorimétrie à balayage (DSC), diffusion Raman et par diffraction de neutrons. La séquence de phase du 8CB confiné dans les alumines poreuses reste identique à celle du 8CB massif avec toutefois l’existence d’une phase cristalline métastable à basses températures. Le 8CB confiné dans le silicium poreux montre un comportement très différent. La présence de désordre aléatoire gelé dans les nanopores empêche la transition N-SmA et laisse place à une mise en ordre progressive d’une phase smectique dont l’ordre n’est plus qu’à courte portée. A plus basses températures, le système cristallise dans diverses phases métastables dont l’existence n’a pu être mis en évidence qu’en condition de confinement. L’ordre orientationnel des phases confinées a pu être décrit par diffusion Raman et par ellipsométrie spectroscopique. Ces deux techniques nous ont permis de mettre en évidence le fort couplage entre l’anisotropie des phases du cristal liquide et la géométrie 1D des nanocanaux. En dernier lieu, nous discutons de la dynamique du 8CB pur et confiné dans le silicium poreux déterminé par la diffusion quasiélastique de neutrons. En situation de confinement, la mobilité des molécules est particulièrement ralentie dès le domaine en température où le système bulk est en phase isotrope, soulignant la profonde perturbation de la dynamique des couches interfaciales.
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Brun, Nicolas. "Chimie intégrative pour la conception de matériaux poreux fonctionnels avancés et applications." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00593936.
Abstract:
Une organisation contrôlée de la porosité offre l'opportunité de combiner les avantages structuraux des macropores (diamètres supérieures à 50 nm), assurant l'intégrité et l'interconnectivité de l'ossature du matériau, avec ceux des pores plus étroits (méso- et micropores), déployant des surfaces spécifiques réactives importantes. L'élaboration de telles architectures, dites " hiérarchisées ", à l'échelle du laboratoire représente un véritable défi physico-chimique. Dans ce contexte, ce travail de thèse s'intéresse à l'élaboration de matériaux poreux fonctionnels avancés, s'inscrivant dans le concept de chimie intégrative, en combinant matière molle (mésophases lyotropes, émulsions directes concentrées, auto-assemblages organique-organique, etc.), procédé sol-gel, polymérisation organique et principe de l'empreinte " dure ". Dans une première approche générale, des monolithes hybrides macrocellulaires à base de silice ont été fonctionnalisés par greffage covalent post-synthèse ou par co-condensation de précurseurs organosilanes appropriés. Dès lors, l'encapsulation de complexes luminescents (ions europium), de catalyseurs métalliques piégés dans une phase liquide ionique supportée (sels ou nanoparticules de palladium), ou d'entités biologiques (enzymes hydrosolubles : lipases) a offert une modulation rationnelle des propriétés optiques, catalytiques ou biocatalytiques induites in fine. Dans une seconde approche générale, l'utilisation de monolithes de silice macrocellulaires comme empreintes dures " sacrificielles " a permis la genèse de composés carbonés poreux, associée à un contrôle structural sur plusieurs échelles. Dès lors, une surface spécifique développée et une porosité hiérarchisée, conjuguées à des propriétés intrinsèques opportunes (stabilités thermique et chimique, conductivité électrique), ont offert un large champ d'applications, comme électrodes pour systèmes de stockage de l'énergie électrochimique (batteries Li-ion et condensateurs à double couche électrochimique), sites de nucléation de borohydrures de lithium (LiBH4) pour le stockage de l'hydrogène, ou encore comme électrodes enzymatiques pour biopiles.
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Sghaier-Ben, Chiekh Nour. "Évaporation en milieu poreux en présence de sel dissous : influence des films liquides et des conditions de mouillabilité." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. http://oatao.univ-toulouse.fr/7501/1/sghaier.pdf.
Abstract:
Ce travail propose une contribution à l'étude du séchage des milieux poreux en présence de sel dissous en relation avec les problèmes de salinisation des sols et de dégradation/altération des bâtiments et monuments induites par la cristallisation du sel. L'étude est effectuée en combinant approches théoriques et expériences avec des milieux modèles dans le cas de NaCl. On développe tout d'abord une approche macroscopique en combinant théorie simplifiée du séchage et résolution numérique de l'équation de transport du sel. Ceci permet d'identifier les paramètres sensibles du problème, de prédire la localisation de la cristallisation et d'identifier le transport par les films liquides comme un mécanisme important. Des mesures d'angle de contact et l'étude de l'évaporation en présence de sel dissous dans des tubes capillaires permettent de préciser l'influence des films. On montre ensuite qu'une surface hydrophobe inhibe la formation des efflorescences. Enfin des expériences en micromodèles hydrophobes ou hydrophiles permettent d'analyser l'effet des films sur la formation des efflorescences et révèlent un effet original d'accélération du séchage par les efflorescences.
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Sghaier-Ben, Chiekh Nour Prat Marc Ben Nasrallah Sassi. "Évaporation en milieu poreux en présence de sel dissous influence des films liquides et des conditions de mouillabilité /." Toulouse : INP Toulouse, 2007. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000357.
Abstract:
Reproduction de : Thèse de doctorat : Énergétique et transferts : Toulouse, INPT : 2006. Reproduction de : Thèse de doctorat : Énergétique et transferts : Université de Monastir : 2006.Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 60 réf.
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Sescousse, Romain. "Nouveaux matériaux cellulosiques ultra-poreux et leurs carbones à partir de solvants verts." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00618528.
Abstract:
L'aérocellulose, un nouveau matériau cellulosique ultra poreux a été élaboré à partir de solvants verts : hydroxyde de sodium en solution aqueuse et un liquide ionique (EMIMAc). Le matériau carboné, qui résulte de la pyrolyse de l'aérocellulose, possède une porosité dont une grande partie appartient au domaine mésoporeux. Cette caractéristique est un élément prometteur pour des applications de stockage et de conversion d'énergie. Les études concernant toutes les étapes de la préparation des aerocelluloses et de leurs carbones ont été menées. Une analyse de la viscosité des solutions de cellulose dans un nouveau solvant liquide ionique a été réalisée. La cinétique de régénération de la cellulose dissoute dans les solvants NaOH8%/eau, EMIMAc et BMIMCl en fonction de divers paramètres est régie par la loi de diffusion de Fick. L'influence de diverses conditions d'élaboration des aérocelluloses sur son comportement mécanique, sur la texture des aérocelluloses et leur carbones a été étudiée. Les performances comme applications potentiellement industrialisables ont été évaluées sur : La cellulose régénérée comme application de filtration membranaire ; Les aérocelluloses pyrolysés comme électrodes de supercondensateurs et comme électrodes de piles primaires Li/SOCl2.
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Hakkou, Saloua. "Etude de la migration des liquides dans le bois." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10059/document.
Abstract:
Dans le cadre de la restauration-conservation des bois anciens du patrimoine historique, culturel et architectural, il est nécessaire d’acquérir toutes les connaissances techniques et scientifiques permettant de respecter l’intégrité de l’œuvre et de garantir la réversibilité des interventions. Lors de l’application d’un traitement de préservation ou de consolidation, il est souhaitable de connaître la profondeur de pénétration et les voies de migration des liquides afin de contrôler les effets de l’opération.Cette étude est réalisée avec des dispositifs originaux d’injection et d’exploration mis au point au laboratoire. Le premier nous permet de suivre, à l’échelle macroscopique, les cinétiques d’écoulement capillaire des liquides dans le bois. Afin de comparer plusieurs essences et d’étudier l’influence de la variabilité anatomique au sein d’une même essence, un deuxième dispositif permet de reconstituer, à l’échelle microscopique, le réseau de percolation dans les éprouvettes préalablement imprégnées et séchées. Des observations plus fines en microscopie électronique à balayage (ESEM) permettent d’accéder à la compréhension de plusieurs phénomènes, en particulier l’influence de la thyllose chez les feuillus, obstacle majeur à la perméabilité des fluides.Nous avons étudié la migration des liquides dans trois bois, parmi les essences forestières les plus abondantes sur le sol français et les plus fréquemment rencontrées dans le patrimoine historique et culturel de la France : le chêne sessile, le hêtre et le sapin. Nous avons étudié l’influence de la direction du flux et de la position du bois dans l’arbre sur la cinétique d’imprégnation, la profondeur de pénétration et la nature des tissus intervenant dans la conduction.Nous avons complété notre étude en mettant en relation le type de thyllose de plusieurs feuillus à zone initiale poreuse et la perméabilité. Sachant qu’il existe une relation entre la perméabilité au liquide et la perméabilité au gaz, nous avons choisi d’étudier la perméabilité à l’air dans la direction longitudinale d’échantillons cylindriques prélevés à différentes distances de l’écorce. Avec du gaz, il est en effet plus facile de garantir un écoulement monophasique, donc de mesurer la perméabilité intrinsèque d’un échantillonWithin the framework of the restoration-conservation of ancient woods that belong to the historical and cultural heritage, one has to gain technical and scientific knowledge. This will allow to respect the integrity of the work and to ensure the reversibility of the interventions. While applying a preservative treatment or a wood strengthening product, it is for instance essential to know both the depth of penetration and the liquid migration path in order to control the effects of the operation.The work that is presented here is based upon the impregnation and flow in heterogeneous porous media of samples of various wood species according to the three reference sections (longitudinal-radial, longitudinal-tangential and transverse). To do so, colored liquids are used. This study is realized with original injection and exploration devices that have been developed in the laboratory.Studies were carried out to determine the effect of tyloses on the longitudinal permeability of three ring porous species. Air permeability in the axial direction was measured on cylindrical samples taken at various distances from the bark. The fine structure of any tyloses present was examined by Environmental Scanning Electronic Microscopy (ESEM)
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Camassel, Bruno. "Contribution à l'étude du changement de phase liquide-vapeur en milieu poreux." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30157.
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Chen, Chen. "Evaporation au sein de systèmes microfluidiques : des structures capillaires à gradient d'ouverture aux spirales phyllotaxiques." Thesis, Toulouse, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAT0020/document.
Abstract:
Les effets capillaires sont très courant dans la Nature. Dans le contexte du séchage de milieux poreux dont la taille de pore est dans la gamme micromètre-millimètre, ils jouent un effet dominant en contrôlant la répartition des phases (liquide-vapeur) dans l’espace poral, au fur et a` mesure que le séchage se produit. L’idée du présent travail est d’étudier le séchage d’un fluide pur et mouillant dans des micromodèles, c’est-à-dire des milieux poreux modèles quasi-2D et micro-fabriqués. Nous présentons des résultats obtenus pour différentes géométries. Typiquement, les micromodèles utilisés sont constitués de réseaux de cylindres pris en sandwich entre deux plaques. La distribution des phases et le taux d’évaporation dans de tels micromodèles peuvent être aisément mesurés par visualisation directe puis traitement d’images.En jouant sur l’arrangement spatial des cylindres, on obtient dans un premier temps des micromodèles pour lesquels le taux de séchage est quasi-constant, depuis le début de l’expérience de séchage jusqu’à l’évaporation totale du liquide saturant initialement le système. Typiquement, cette situation est obtenue quand la taille des pores décroît en allant du centre du micromodèle vers sa périphérie (les micromodèles sont axisymmétriques). Au contraire, quand la taille des pores croît du centre vers la périphérie, l’invasion d’un front de séchage stable est observée, d’ou` un temps de séchage total bien supérieur.Nous avons aussi réalisé un autre type de microsystèmes, au sein duquel les cylindres sont arrangés en spirale de Fibonacci, en nous inspirant de motifs observés en phillotaxie. Dans de tels systèmes, des films liquides épais se développent le long des spirales, au cours du séchage, et jouent un rôle crucial dans la cinétique d’évaporation. Cette situation rappelle celle déjà étudiée par Chauvet dans des tubes capillaires de section carrée. Cependant, elle est plus complexe, de par la nature poreuse du micromodèle (alors qu’un tube capillaire, tel qu’étudié par Chauvet, peut être vu comme un pore unique) et parce que les films liquides y ont une forme plus complexe. Pour de tels systèmes, nous présentons des résultats expérimentaux quantifiant l’effet des films liquides sur la cinétique de séchage, en lien avec des prédictions théoriques issues d’un modèle de séchage visco-capillaire. Un tel modèle nécessite l’utilisation du logiciel Surface Evolver pour modéliser la forme des films liquides, couplée avec des simulations directes de l’écoulement de Stokes dans les films liquides, pour y calculer la résistance visqueuse a` l’écoulement induit par l’évaporation.Enfin, dans un dernier chapitre, plusieurs expériences d’évaporation sont conduites sur des micromodèles déformables. Des effets élasto-capillaires peuvent en effet induire des changements de géométrie de l’espace poral en cours d’évaporation, ce qui, comme vu précédemment, peut affecter la distribution des phases et la cinétique de séchageCapillarity is a common phenomenon encountered in Nature. In the context of the drying of porous media with pore size in the micrometer-millimeter size range, capillary effects play a dominant role in controlling the phases (liquid or vapor) distribution in the pore space as drying occurs. The basic idea of the present work is to study the drying of pure, wetting fluids in micro-fabricated, quasi-2D, model porous media (hereafter called micromodels). We present results obtained for different micromodel geometries. Typically, the micromodels used consist of arrangements of cylinders sandwiched between a top and bottom plate. Phases distribution and evaporation rates in such micromodels can easily be measured by direct visualizations and subsequent image processing.By tuning the cylinders pattern, one can first obtain micromodels for which the drying rate is almost constant, from the beginning of the drying experiment to the total evaporation of the liquid initially filling the system. Typically, this situation is obtained when the pores size decreases from the micromodel center to the periphery (the micromodels are axisymmetric). On the contrary, when the pores size increases from the center to the periphery, invasion of a stable drying front is observed, resulting in a much longer total drying time.We also designed another type of micromodel where the cylinders are arranged in a Fibonacci spiral pattern, a design inspired by phyllotaxic structure. In such systems, thick liquid films develop along the spirals during drying and play a key role in the drying kinetics. This situation is reminiscent of that already studied by Chauvet in capillary tubes with square cross-sections. However, it is more complex because of the porous nature of the micromodel (whereas a single capillary tube, as studied by Chauvet, can be viewed as a unique pore), and because of the much more complex liquid films shapes. For such systems, we present some experimental results on the liquid films effects on the drying kinetics, together with theoretical prediction, based on a visco-capillary drying model. Such a modelling requires the use of the Surface Evolver software to model the film shape, coupled with DNS simulations of the Stokes flow within the liquid films to compute the viscous resistance to the evaporation-induced flow.Finally, as a last part of this thesis, several evaporation experiments performed on deformable micromodels are presented. This preliminary work aims at reaching a situation where elasto-capillary effects modify the pore space geometry during evaporation. This, as seen above, should in turn alter the phase distribution during evaporation and the drying kinetics
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Clousier, Nathalie. "Apport des alginates aux phases liquide ionique supportées : applications en catalyse organométallique." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2052.
Abstract:
Ce travail est consacré à l’exploitation de deux polysaccharides marins, le chitosane et les alginates, comme support pour la mise au point de matériaux catalytiques à base de phases liquide ionique supportées. Des billes poreuses de chitosane ou d’alginates de porosité et de fonctionnalité variées ont été élaborées et caractérisées par analyse de leur texture, de leur surface spécifique, de leur volume poreux et de leur affinité vis-à-vis du liquide ionique. Le liquide ionique dans lequel le catalyseur est dissous a ensuite été immobilisé sur les billes de biopolymère par simple physisorption. Les matériaux catalytiques à base de chitosane ou d’alginates ainsi obtenus, appelés BioSILP, ont été appliqués à deux grandes réactions catalytiques : la réaction de substitution allylique palladocatalysée et la réaction de métathèse catalysée par un catalyseur à base de ruthénium. L’activité et la stabilité de ces matériaux catalytiques ont ensuite été évaluées dans ces deux réactions. Ces matériaux catalytiques se sont avérés compatibles avec ces réactions et, par modification de différents paramètres d’élaboration des matériaux BioSILP et analyse de leurs performances catalytiques, les principaux critères influant l’activité catalytique et la recyclabilité du matériau ont été mis en évidenceThis work deals with the application of two marine polysaccharides, chitosan and alginates, as support in supported ionic liquid phases chemistry. Biopolymer beads with various porosities and functionalities were prepared from chitosan and alginate and characterized by analysis of their texture, their specific surface area, their porous volume and their ability to adsorb the ionic liquid. Ionic liquid containing the dissolved catalyst was immobilized on the biopolymer beads by simple physisorption. Catalytic materials based on chitosan or alginates and named BioSILP were applied to two well known catalytic reactions: the palladium catalyzed allylic substitution and the ruthenium catalyzed metathesis reaction. Activity and stability of these catalytic materials were then evaluated. Catalytic materials proved to be compatible with these catalytic reactions and by changing various parameters in the preparation of BioSILP materials and studying their catalytic performance, the main criteria affecting the catalytic activity and recyclability of the material were highlighted
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Mhanna, Ramona. "Confinement-induced nano-segregationof binary liquids with amphiphilic interactions." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S107/document.
Abstract:
Le travail de cette thèse vise à contrôler la formation d’une structure fortement ordonnée à l’échelle supramoléculaire d'un liquide associé, par dilution dans un liquide aprotique, ou par confinement dans un silicate mésoporeux (MCM-41, SBA-15). Dans le volume, une forte perturbation du mélange idéal représentée en termes de regroupement entre les espèces similaires est observée par la diffusion de neutrons aux petits angles. Sous confinement, un phénomène remarquable de nanoségrégation des mélanges dans les pores conduit à des structures concentriques tubulaires de type coeur-gaine, ce qui est surprenant pour les systèmes binaires macroscopiquement homogène et entièrement miscibles. La dynamique moléculaire de ces nanostructures originales est étudiée par diffusion quasiélastique de neutrons dans le liquide et les états vitreux, révélant différents types de modes de relaxation sous confinement et étant fortement dépendant de la concentration. L’étiquetage isotopique HD des composants des mélanges fournit un point de vue global unique sur les propriétés de ces liquides binaires confinés. Ceci permet d’établir une corrélation directe entre les hétérogénéités dynamiques spatialement distinctes et la formation de nanostructures d'enveloppe de base d'origine induites par des interactions préférentiellesThe objective of this thesis is tuning the formation of ordered supramolecular structures of an H-bonded liquid alcohol, either by dispersion in an aprotic solvent or by confinement in mesoporous silicates (MCM-41 and SBA-15). In the bulk, a strong perturbation from ideal mixing depicted in terms of clustering between similar species is observed by small angle neutron scattering. Under confinement, a remarkable nanosegregation phenomenon of the mixture is observed in the pores, leading to concentric tubular structures of core-shell type, which are striking for macroscopically homogeneous and fully miscible binary systems. The molecular dynamics of these original glassforming nanostructures is studied by quasielastic neutron scattering in the liquid and vitreous states, revealing different types of relaxation modes under confinement with nontrivial concentration dependencies. Isotopic HD labelling of the mixtures components provides a unique comprehensive viewpoint on the properties of these confined binary liquids, establishing a direct correlation between spatially segregated dynamical heterogeneities and the formation of original core shell nanostructures induced by preferential interactions
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Jouannin, Claire. "Apport des polysaccharides marins pour la catalyse en phase liquide ionique supportée." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2035.
Abstract:
L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’apport des polysaccharides marins pour la catalyse en phase liquide ionique supportée. Les alginates et le chitosane sont les deux polysaccharides à partir desquels des supports de porosité et de fonctionnalités variées ont été préparés. Deux méthodes d’immobilisation de liquide ionique sur les supports biopolymères ont été utilisées : par adsorption et par confinement. Les catalyseurs en phase liquide ionique supportée sur biopolymère (biopolymère-SILCs) ont été élaborés sous des mises en forme variées de billes, mousses cylindriques et disques, pour des applications en systèmes de type batch ainsi qu’en flux continu. Les propriétés texturales, les charges en liquide ionique et en complexe organométallique ainsi que la stabilité des biopolymère-SILCs ont été déterminées; et les espèces catalytiques actives identifiées. Les performances et les limitations des biopolymère-SILCs ont ensuite été évaluées dans deux réactions modèles pallado-catalysées : la substitution allylique de Tsuji-Trost et l’hydrogénation de composés nitrés aromatiques, cette dernière réaction ayant été réalisée en milieu aqueux. Ces études mettent en évidence l’influence des paramètres d’élaboration des biopolymère-SILCs sur leur structure et sur leur activité catalytiqueThe objective of this thesis is to evaluate the contribution of marine polysaccharides to the supported ionic liquid catalysis. Alginates and chitosan are the two polysaccharides used to prepare supports with different porosity and functionality. The immobilization of the ionic liquid phase onto the biopolymer supports was performed by two ways: by adsorption and by confinement. Biopolymer supported ionic liquid catalysts (biopolymer-SILCs) were prepared in the form of beads, cylindrical scaffolds and discs, for applications in batch systems as well as in continuous flow. The textural properties, the stability, the ionic liquid and catalyst loadings of the biopolymer-SILCs were determined and the catalytic species identified. The performance and limitations of the biopolymer-SILCs were then evaluated in two model pallado-catalyzed reactions: the allylic substitution of Tsuji-Trost and the hydrogenation of aromatic nitro compounds, this last reaction being performed in aqueous medium. These studies highlight the influence of processing parameters of biopolymer-SILCs on their structure and on their catalytic activity
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Matta, Sandrine. "Propagation des ondes acoustiques dans une multicouche composée de couches viscoélastiques liquides, solides et poreuses." Thesis, Valenciennes, 2018. http://www.theses.fr/2018VALE0035/document.
Abstract:
Cette thèse propose un formalisme général pour modéliser la propagation des ondes acoustiques dans une multicouche composée de toute combinaison de couches liquides, solides élastiques isotropes et poro-élastiques isotropes, la méthode ayant la flexibilité d'être développée pour inclure d'autres natures de couches. Dans un premier lieu, un algorithme stable est développé, basé sur l'approche récursive de la matrice de rigidité, pour modéliser la propagation d'une onde plane incidente sur la multicouche en fonction de son angle d'incidence et de sa fréquence. Cet algorithme fusionne de manière récursive les matrices de rigidité des couches individuelles de la structure en une matrice de rigidité totale et permet ensuite le calcul des coefficients de réflexion et de transmission, ainsi que les composantes de déplacement et de contrainte à l'intérieur de la multicouche pour chaque direction d'incidence des ondes planes. Deuxièmement, pour modéliser la propagation d'un faisceau délimité d'ondes incidentes, la technique du spectre angulaire est utilisée, basée sur la décomposition de ce faisceau en un spectre d'ondes planes se propageant dans des directions différentes. Par la suite, le faisceau d'onde réfléchi dans le milieu d'incidence et le faisceau d'onde transmis dans le milieu de transmission, ainsi que la distribution des champs (composantes de déplacement et de contrainte) à l'intérieur de la multicouche sont obtenus en superposant la contribution de toutes les ondes planes se propageant dans les différentes directions. Comme application numérique, une tri-couche solide-poreuse-solide immergée dans l'eau est simulée. La réflexion et la transmission qui en résultent, ainsi que les composantes de déplacement et de contrainte dans la multicouche, correspondants à l’onde plane incidente et au faisceau limité incident, révèlent la stabilité du procédé et la continuité des déplacements et des contraintes aux interfacesThis thesis proposes a general formalism to model the acoustic wave propagation in a multilayer consisting of any combination of fluid, isotropic elastic solid, and isotropic poroelastic layers, the method having the flexibility to be extended to include other layer-natures. At a first stage, a stable algorithm is developed, based on the recursive stiffness matrix approach, to model the propagation of a plane wave incident on the multilayer as a function of its incidence angle and frequency. This algorithm merges recursively the structureindividual layers stiffness matrices into one total stiffness matrix and allows then the calculation of the reflection and transmission coefficients, as well as the displacement and stress components inside the multilayer for every incident plane wave direction. Secondly, to model the propagation of a bounded incident wave beam, the angular spectrum technique is used which is based on the decomposition of this beam into a spectrum of plane waves traveling in different directions. The corresponding reflected wave beam in the incidence medium, and the transmitted wave beam in the transmission medium, as well as the fields distributions (displacement and stress components) inside the multilayer are obtained by summing the contribution of all the plane waves traveling in different directions. As a numerical application, a three-layered solid-porous-solid structure immersed in water is simulated. The resulting reflection and transmission as well as the displacement and stress components in the multilayer corresponding to both, the incident plane wave in different directions and the incident bounded beam reveal the stability of the method and the continuity of the displacements and stresses at the interfaces
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Gérard, Valentin. "Technique d'intrusiométrie rapide pour l'étude du mouillage dynamique et du transport de soluté dans des pores hydrophobes nanométriques." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALY040.
Abstract:
Forcer l'intrusion d'un liquide dans une matrice nanoporeuse non-mouillante requiert de porter le liquide à des pressions élevées de l'ordre de quelques dizaines de mégapascals. Quand l'imbibition forcée du liquide dans le volume poreux à haute pression est réversible, l'ensemble poreux/liquide, alors qualifié de système hétérogène lyophobe (SHL), peut-être mis en oeuvre comme convertisseur d'énergie mécanique en énergie interfaciale avec des densités de puissance avantageuses par rapports aux solutions techniques actuelles (supercapacités, accumulateurs hydrauliques). La compréhension physique des SHL en régime dynamique est donc déterminante pour les applications potentielles. Afin d'étudier les processus de remplissage et vidange à l'oeuvre dans les SHL, un dispositif appelé intrusiomètre dynamique a été amélioré et qualifié afin de pouvoir sonder ces processus sur trois décades de temps, pour des températures allant de -5° à 70° et jusqu'à une pression de 100MPa. Deux matrices poreuses sont employées. Le premier matériau est un hydride organo-silicique à porosité ordonnée indépendante qui a été synthétisé puis rendu hydrophobe par fonctionnalisation. Les mesures dynamiques conduites sur ce solide rendent compte de la structuration microscopique de sa surface poreuse par le biais d'un modèle d'ancrage/relaxation de la ligne triple lors de l'intrusion du liquide, et de la pertinence de la nucléation d'une bulle de vapeur comme processus limitant l'extrusion. Le second matériau, le ZIF-8, qui présente des pores sub-nanométriques, a été employé pour explorer des phénomènes dissipatifs présents lors de mesures dynamiques.Par ailleurs, l'étude du transport de soluté vers le coeur du poreux est explorée. Un dispositif original a été conçu afin de pouvoir changer le liquide en conservant le poreux. Des mesures cycliques en solutions salines étendent ainsi la compréhension du rôle du soluté vis-à-vis du poreux. En particulier, la diffusion lente du soluté dans le volume poreux après intrusion est établie et une hypothèse de cristallisation des ions dans la nanoporosité est proposée afin d'interpréter les mesures obtenuesTens of megapascals of hydrostatic pressure are requiered in order to force the intrusion of a liquid into a non-wetting nanoporous matrix. When the reversibility of this forced imbibition exists, the pair porous matrix/liquid is called a lyophobic heterogeneous system. Those systems may be used to convert mechanical energy into interfacial one with power densities attractive compared to other conversion devices. The fundamental description of LHS in the dynamical regime is thus of prime interest considering applications. A dynamical intrusiometer as been upgraded in order to study the filling and drying of the nanoporous matrices over three orders of magnitude in time and over the temperature range -5° to 70° up to 100MPa. Two porous matrices have been studied. The first one is a periodic mesoporous organosilica which has been synthetised and grafted so as to render it non-wetting. The microscopic order of the porous surface is related thanks to a pinning/depinning model for the contact line motion during the intrusion, while the nucleation of a vapor bubble is shown to be still relevant to describe the extrusion. A more thorough investigation for dissipative phenomena is conducted in the sub-nanometer porous matrix ZIF-8. Solute transport in this material is also presented. To this end, a new device has been designed to allow the renewal of the liquid while keeping the powder. Cyclic measures could then broaden the understanding of the influence of the solute on the matrix. The main conclusions being a slow diffusion of ions in the grains and a crystallisation of the solute when drying occurs
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Darwich, Walid. "Dépôt de couches minces métalliques à partir de nanoparticules en suspension dans des liquides ioniques." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10333.
Abstract:
Les nanoparticules (NPs) métalliques présentent un grand intérêt dans de nombreuses applications, pour lesquelles un contrôle précis de la taille, de la composition et de la morphologie est requis. Cependant, ce contrôle demeure un défi. Les liquides ioniques (LIs) sont des sels fondus liquides à température ambiante. Ils possèdent des propriétés uniques, à michemin entre le liquide (ce sont des solvants, de bons électrolytes,…) et du solide (ils ne s’évaporent pas). Les LIs sont connus pour être des solvants intelligents, qui permettent, par décomposition de précurseur organométallique, de former des NPs de taille calibrée et contrôlée. Ceci en absence de ligands organiques contrairement aux solvants conventionnels. Cependant, le mécanisme de leur formation reste mal connu. Dans cette thèse, nous identifions les facteurs clés influant sur la taille finale des NPs. Cela permettra de développer des voies de synthèse de NPs de tailles prédéterminées. Par ailleurs, le silicium poreux (PSi) est un matériau prometteur qui peut trouver de multiples utilisations dans les systèmes intégrés ou dans les secteurs photovoltaïque et biomédical. Ses propriétés peuvent être ajustées par l'introduction de métaux dans ses pores. Dans ce cas également, les LIs peuvent être avantageusement utilisés. Dans ce travail, la métallisation de PSi par Cu est réalisée par imprégnation du PSi puis décomposition d’une solution de CuMes dans le LI. En fait, il est observé que c’est le PSi qui décompose le précurseur. Pour cette raison, l’utilisation d’analogues solubles du PSi est étudiée pour remplacer H2 dans la synthèse des NPs. Cela pourrait permettre d’améliorer encore le contrôle de ce procédéAmong nano-objects, metallic nanoparticles (NPs) certainly have a prominent position. This is because they offer a variety of compositions, sizes, shapes and structures that make them suitable for a variety of applications. In the same time, the accurate control of their size, shape and structure is still a challenge, mainly because NPs do not correspond to the thermodynamic stable state of metals. Recently, ionic liquids (ILs) have been shown to stabilize metallic NPs without the need of ligands required in conventional solvents. ILs are liquid molten salt at room temperature. These compounds uniquely combine properties of the liquid (they are good solvents, electrolytes…) and of the solid (they do not evaporate). In the process of decomposing organometallic precursors into metallic NPs, ILs play a central role in controlling the size and ensuring narrow size distribution. However, the corresponding mechanism remains unclear. This PhD work aims at identifying key factors influencing the final size (average and distribution) of metallic NPs chemically formed in ILs. Among nanoporous materials, porous silicon (PSi) is popular due to its exceptional characteristics for microelectronics, integrated optoelectronics, microelectromechanical systems (MEMS), layer transfer technology, solar and fuel cells, biomedicine, etc. Its properties are modified by introducing different materials into its pores. Unique properties of ILs may also be advantageous. In this work, the process used to synthesize metallic NPs is adapted into an easy, efficient, versatile, and safe process to metallise PSi. The metallisation of PSi by Cu is tentatively conducted by impregnation with a solution of CuMes in IL followed by the decomposition of the precursor. In fact, CuMes is shown to be readily decomposed by PSi. Finally, this knowledge is transposed back to the synthesis of metallic NPs, replacing H2 by chemical analogues of PSi as alternative reducing agents. This approach is believed to bring even more control in this process
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Albergamo, Francesco. "Etude par diffusion de neutrons des proprietes dynamiques de l'helium liquide confine dans des milieux poreux." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006127.
Abstract:
L'helium est le seul materiau qui reste dans son etat liquide sous sa pression de vapeur saturante aux plus basses temperatures. Il est ainsi le systeme ou les proprietes quantiques de l'etat liquide sont les plus evidentes. En effet, l'helium liquide sous sa pression de vapeur saturante au dessous d'une temperature Tl = 2.17 K presente des proprietes macroscopiques spectaculaires qui ont une nature quantique. On dit que l'helium presentant ces proprietes est dans la phase superfluide. De plus, ce systeme a T ~ 0 K presente un condense de Bose-Einstein en mesure du 10% environ des particules. La condensation de Bose-Einstein semble avoir lieu a la meme temperature ou se presente la superfluidite. L'etude de l'helium liquide confine dans des materiaux poreux devrait permettre de mieux comprendre le lien entre superfluidite et condensation de Bose-Einstein, qui, a l'heure actuelle, manque d'une description theorique satisfaisante. La realisation des experiences sur des echantillons d'helium confine est plutot difficile a cause de trois types de difficultes : la caracterisation des materiaux utilise s pour le confinement, la determination de l'etat thermodynamique de l'echantillon d'helium une fois confine et l'utilisation des systemes cryogeniques necessaires a la rea lisation des tres basses temperatures. Il faut d'abord choisir un materiau apte au confinement, c'est a dire avec des pores presentant une distribution de taille etroite autour d'une valeur petite. Il existent desormais des materiaux avec ces caracteristiques et on peut les obtenir avec une caracterisation par isothermes d'adsorption d'azote et diffraction de rayons X. Ensuite, il faut controler l'etat de remplissage du solide poreux. Pour cela, on a introduit une etape experimental supplementaire par rapport aux etudes conduites jusqu'a present: chaque materiau susceptible d'etre utilise pour le confine ment a ete etudie avec la technique des isothermes d'adsorption d'helium. De cette maniere on peut connaitre avec precision la quantite d'helium necessaire au remplissage des echantillon poreux, et on obtient aussi des information sur les phenomenes macroscopiques intervenant pendant le remplissage. En particulier il est possible de detecter la formation d'une phase liquide remplissant les pores, une fois que une ou deux couches d'helium ont ete adsorbees sur les surfaces. Ce phenomene s'appelle condensation capillaire. Cette phase est precisement celle qui nous interesse: une phase liquide confinee. Enfin, la realisation d'experiences aux tres basses temperatures peut entrainer la condensation d'helium liquide dans le tube d'injection. Quand ce phenomene se produit, on ne connait plus l'etat de remplissage des pores. L'utilisation d'une cellule speciale a permis de se passer du capillaire d'injection pour les etudes en fonction de la temperature: il s'agit d'une cellule remplie a conditions ambia ntes avec la correcte quantite d'helium. Deux techniques de diffusion inelastique de neutrons ont ete utilisees pour acceder respectivement a l'energie cinetique moyenne par particule et au spectre des excitations e lementaires. Les mesures d'energie cinetique ont ete menees avec le spectrometre eVS qui est un spectrometre a geometrie inverse utilisant des neutrons epithermiques (E ~ 10 eV). Dans les conditions experimentales, l'energie echangee est E ~ 5 eV et le vecteur d'onde echange est q ~ 100 A-1. Dans ces conditions, il s'avere valable l'approximation d'impulsion qui lie le facteur de structure dynamique (qui est la quantite mesuree) directement a la fonction de distribution des vitesses de l'echantillon. Ces mesures ont ete menees sur un echantillon d'helium confine dans le Vycor et ont montre une augmentation de l'energie cinetique moyenne par particule due au confinement. Ces mesures suggerent aussi que la condensation de Bose-Einstein se verifie a la meme temperature que la superfluidite dans le cas de l'helium confine dans le Vycor. Cela est en contraste avec ce qui avait ete suggere par une autre equipe qui avait conduit des mesures sur un echantillon de Vycor surrempli d'helium. L'effet observe par cette equipe peut etre du a la presence d'helium en volume autour de l'echantillon. Les mesures des excitations elementaires ont ete menees avec les spectrometres MIBEMOL et IN6 qui sont des spectrometres a geometrie directe, sur un echantillon d'helium confine dans des MCM-41. Les MCM-41 sont des materiaux presentant des pores cylindriques dont le diametre peut etre fait varier de facon controlee selon la methode de preparation entre 20 A et 10 0 A. Les MCM-41 choisis ont un diametre d'environ 32 A. Avec le spectrometre MIBEMOL on a etudie les excitations elementaires en fonction du remplissage et on a mis en evidence la correspondance entre le phenomene de condensation capillaire (detecte par isotherme d'adsorption) et la presence d'excitations typiques de l'etat liquide (les excitations appelees phonon-maxon-roton). Avec le spectrometre IN6 on a etudie les excitations elementaires en fonction de la temperature (0.4 < T < 1.8 K). Les excitations elementaires aux grandes longueur d'onde sont perturbees par le confinement d'une maniere compatible avec la geometrie du systeme. En particulier on peut mettre en relation les modes observes avec les fluctuations de densite longitudinales se propageant le long des pores cylindriques des MCM-41. Enfin, on observe aussi une largeur intrinseque (presente a la temperature de 0.4 K) du pic correspondant au ``roton''.
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Vashchuk, Alina. "Synthèse, structure et propriétés de polycyanurates réticulés et de matériaux nanoporeux générés en utilisant des liquides ioniques." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC0046/document.
Abstract:
Cette thèse de doctorat aborde de nouvelles conceptions de films à base de résines d’ester de cyanate (CER) en présence de liquides ioniques (LIs) en tant qu'agents multifonctionnels : catalyseurs, agents de modification réactifs, renforts ou agents porogènes. Les liquides ioniques de structures et de concentrations variables accélèrent de manière significative la polycyclotrimérisation du dicyanate d’ester de bisphenol E, en l'absence de tout solvant organique supplémentaire ou additif. Les réseaux de polycyanurates resultants dopés avec des liquides ioniques aprotiques peuvent constituer des matériaux prometteurs pour la production de structures photosensibles. De tels systèmes nanocomposites permettent la séparation, larécupération et le recyclage aisés des LIs par simple extraction, ce qui permet finalement l'obtention de films nanoporeux thermostables. Les caractéristiques de la porosité de ces matériaux dépendent de la concentration des LIs dans les précurseurs CERs. Les LIs protoniques contenant des groupements fonctionnels >NH et -OH, indépendamment de leurmasse molaire, de la structure chimique du cation et de l'anion, sont incorporés chimiquement dans le réseau polycyanurate. Ainsi, les matériaux hybrides obtenus avec des fragments de liquides ioniques pourraient fournir d’excellents candidats pour des recherches futures sur les ionomères et les nanocompositesThis PhD thesis addresses new designs of cyanate ester resin (CER) films in the presence of ionic liquids as multifunctional agents: catalysts, reactive modifiers, fillers or porogens. It should be emphasized that ionic liquids (ILs) of varying structures and concentrations significantly accelerate the polycyclotrimerization of dicyanate ester of bisphenol E, in the absence of any additional organic solvent or additive. The resulting polycyanurate networks doped with aprotic ionic liquids can be promising materials for producing photosensitive structures. Such nanocomposite systems allow for easier separation, recovery, and recycling of ILs by mere extraction, which eventually affords thermally stable nanoporous films. The porosity features of these materials depend on the concentration of ILs in the CER precursors.Protic ILs containing functional >NH and -OH groups, regardless of molar mass, chemical structure of cation and anion, chemically incorporate into the polycyanurate network, thus the resulting hybrid materials with fragments of ionic liquids could provide excellent candidates for future research in ionomers and nanocomposites
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Grishechko, Liudmila. "Études des procédés de conversion de la lignine de bois en hydrocarbures liquides et en aérogels." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0248/document.
Abstract:
Cette thèse décrit le développement de procédés utilisables pour valoriser des extraits de bois afin de préparer : (1) des combustibles (hydrocarbures) liquides ; (2) des matériaux poreux avec des applications potentielles dans les domaines de l’énergie et l’environnement, notamment isolation thermique, catalyse, piégeage et séparation de micropolluants. Les extraits de bois en question sont des lignines, associées ou non à des tannins. Les deux types de matériaux sont actuellement peu valorisés, et l’on montre qu’ils peuvent être source de valeur ajoutée au travers des procédés rapportés dans ce mémoireThe present thesis describes the development of processes which can be used for valorizing wood extracts in the aim of preparing: (1) liquid (hydrocarbon) fuels; (2) porous materials with potential energy and environmental applications, namely thermal insulation, catalysis, abatement or separation of micropollutants. The wood extracts in question are lignins, associated or not with tannins. Both kinds of materials are presently poorly valorized, and it is shown here that they can lead to high added-value products through the processes reported in this PhD dissertation
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Assaker, Carine. "Synthèse et caractérisation de titanates mésoporeux organisés." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0094/document.
Abstract:
Dans ce travail, les propriétés des oxydes de titane mésoporeux organisés ont été étudiées en détail. La synthèse de ces matériaux a été mise au point auparavant au laboratoire à l’aide d’une méthode combinant le mécanisme transcriptif à partir des cristaux liquides du copolymère bloc P123 et la méthode EISA. Tout d’abord, une optimisation des conditions d’élimination du tensioactif a été effectuée en testant des méthodes d’extraction à partir de solvant et des méthodes thermiques. L’élimination du P123 par l’eau suivie d’un rinçage à l’acétone est efficace, simple et rapide et en même temps favorise la formation de la phase anatase du TiO2. Par contre, les propriétés photocatalytiques de ces TiO2 extraits à l’eau sont médiocres et ne sont améliorées qu’après calcination. En combinant une extraction du P123 à l’eau avec une calcination les oxydes de titane mésoporeux possédent une meilleure activité photocatalytique que celle de l’anatase commercial. Dans un second temps l’incorporation du zinc et du tungstène dans les TiO2 mésoporeux organisés a été investie dans le but d’améliorer leur activité photocatalytique. L’introduction de faibles quantités de zinc (<10% mol) augmente la surface spécifique ; au-delà la mésostructuration est perdue. L’incorporation du tungstène dans le TiO2 mésoporeux n’a pas d’influence sur l’organisation des mésopores, mais des agrégats de WO3 orthorhombique coexistent avec le réseau mésoporeux de TiO2 anatase. Même si la présence d’oxyde de zinc ou de tungstène dans la matrice TiO2 mésoporeux diminue bien l’énergie bandgap, l’activité photocatalytique ne s’en trouve pas améliorée. D’autre part, la synthèse de matériaux à porosité bimodale, en utilisant deux systèmes mixtes de tensioactifs hydrogéné/fluoré, CTABr/RF8(EO)9 et P123/ RF8(EO)9, a été explorée. Sur la base des diagrammes de phase de ces deux systèmes dans l’eau, les solutions micellaires et les cristaux liquides ont été investis pour préparer des silices mésoporeuses en utilisant les deux mécanismes CTM et LCT. Quand le CTABr est présent une seule taille de pores dans le domaine mésoporeux est observée, toutefois il est possible qu’une bimodalité de type micro-mésopores existe. Par contre, l’utilisation de la phase hexagonale du système P123/RF8(EO)9 permet d’obtenir des matériaux à deux tailles de pores distincts dans le domaine mésoporeuxIn this work we will study in detail the properties of the mesoporous TiO2 materials, for which the preparation was developed previously via a method combining Liquid Crystal Templating (LCT) and EISA mechanisms, using P123 as template. We have tested, in the first time, extraction and thermal methods efficiency to eliminate surfactant in order to optimize the P123 elimination step. Removal of P123 using water followed by washing with acetone is effective, easy and promotes the formation of the anatase phase of TiO2. Otherwise, the photocatalytic properties of the obtained TiO2 are not important and can be improved after calcination. Combining extraction using water and calcination give rise to mesoporous TiO2 with better photocatalytic activity than that of commercial anatase. The incorporation of zinc and tungsten in the mesoporous well-ordered TiO2 has been investigated in the third time, in order to improve their photocatalytic activity. The introduction of small amounts of zinc (<10 mol%) increases the surface area; beyond this amount the mesostructure is lost. The incorporation of tungsten in the mesoporous TiO2 does not affect the mesopores organization, and orthorhombic WO3 aggregates are formed beside the mesoporous network of anatase TiO2. Although, the presence of zinc or tungsten oxides in the matrix decreases the bandgap of mesoporous TiO2, the photocatalytic activity is not improved. In the third time, the synthesis of bimodal porosity materials, using a mixed surfactant systems hydrogenated/fluorinated, CTABr/RF8(EO)9 and P123/RF8(EO)9, was explored. Based on the phase diagrams of these two systems in water, micellar solutions and liquid crystals have been investigated to prepare mesoporous silicas using two mechanisms CTM and LCT. When CTABr is present, pores of one size in the mesoporous range are observed, however, it is possible that bimodal type micro-mesopores exist. The use of the hexagonal liquid crystal phase of P123/RF8(EO)9 provides two separate pore sizes materials in the mesoporous range
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Hdach, Haddou. "Interaction liquide - solide dans les gels de silice : effet de la température." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20229.
Abstract:
L'interaction entre les phases solide et liquide d'un gel a ete mise en evidence et etudiee au moyen d'experiences de dilatation. Il est montre que la dilatation de la partie solide du gel est due a l'expansion du liquide des pores qui ne peut s'evacuer librement. L'analyse mathematique du phenomene conduit a la determination de la permeabilite du reseau solide. Dans le gel de silice, d'autres processus actives thermiquement (dissolution, esterification, synerese) modifient les proprietes mecaniques et texturales du reseau poreux. La connaissance de l'evolution de ces proprietes nous a permis d'enoncer les criteres auxquels doit obeir un gel de silice pour conserver son aspect monolithique lors d'un sechage
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Clauzier, Stéphanie. "Etude de la solubilité de l’hydrogène dans des liquides confinés." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10285/document.
Abstract:
L’adsorption des gaz dans les solides micro/mésoporeux et la solubilisation des gazdans les liquides sont des phénomènes physiques très bien connus. En revanche, lasolubilisation des gaz dans un liquide confiné à l’intérieur d’un solide (système hybride) estun domaine très peu étudié, malgré des applications importantes, notamment dans l’extractiondu pétrole, les ciments ou encore les réacteurs catalytiques triphasiques. Nous avons montréexpérimentalement que la solubilité du CO2 et H2 augmente quand la taille de pores du solideest de l’ordre du nanomètre. Un des objectifs de cette thèse était d’optimiser le couple solidesolvant(système hybride) et les conditions de température et de pression pour augmenter lestockage de H2 pour les applications de stockages. Dans le système Aérogel/éthanol à 50 barset 0°C, la solubilité de H2 est 8,5 fois supérieure à la solubilité mesurée dans le liquide seul,représentant une masse de 6,2g d’hydrogène stocké par kg de solide. Le second objectif étaitde comprendre les paramètres clefs de ce phénomène apparent de « sursolubilité » dans lessystèmes hybrides. En comparant différents solides poreux (zeolithes, MOF, MCM, silice),nous avons montré le rôle majeur des propriétés d’interfaces. Les phénomènes desolubilisation ont été modélisés à l’échelle moléculaire par GCMC et validéesexpérimentalement. Il apparait que le mécanisme de sursolubilisation provient d’unestructuration en couche des molécules de solvants en interactions avec les parois dumésoporeThe adsorption of gases in micro/mesoporous materials and solubility of gases inliquids are physical phenomena well known. On the other hand, solubility of gases in liquidsconfined inside a solid (hybrid system) has not been entensively studied, despite the importantapplications such systems can have in the areas of oil extraction, cement and triphasiccatalytic reactors. We have shown experimentally that the solubility of CO2 and H2 increaseswhen the size of the pores of the solid is in the nanometer range. One of the objectives of thisthesis was to optimize the couple a solid and a solvent into a hybrid system and the conditionsin which to increase the H2 storage capacity. In an aerogel/ethanol hydrid system at 50 barand 0 ° C, the solubility of H2 is 8.5 times greater than the solubility measured in the singleliquid, representing a mass of 6.2 g of hydrogen stored per kg of solid. The second objectivewas to understand this apparent phenomenon of oversolubility and the key parameters in thehybrid systems. By comparing different porous solids (zeolites, MOFs, MCM-41 and silica),we have shown the major role of the properties of interfaces. The phenomena of solubilsationwas modelled by GCMC and experimentally validated. It appears that the mechanism ofoversolubilisation comes from structuring the solvent molecules in interactions with the wallsof the mesopore layered
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Fehr, Carlos. "Etude des propriétés structurales des phases mésomorphes et cristallines de composés de type 4-n-alky-4'-cyanobiphényl confinés dans des milieux poreux à structure désordonnée." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20141.
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Mahdhaoui, Hamza. "Etude numérique des transferts de masse et de chaleur dans un canal contenant un matériau poreux de section carrée." Thesis, Perpignan, 2018. http://www.theses.fr/2018PERP0037/document.
Abstract:
Les caractéristiques des transferts de masse et de chaleur par convection forcée lors de l'évaporation du film liquide dans le canal en présence d'un cylindre carré poreux parcouru par un écoulement transversal sont étudiées numériquement. L'objectif principal de la présente étude est d'évaluer l'effet de l'introduction d'un cylindre carré poreux sur le transfert de chaleur et de masse. Plus précisément, cette étude examine l'influence de paramètres tels que l'humidité relative de l'air ambiant, la température de l'air à l'entrée, le flux de chaleur imposé, la position du cylindre, le taux de blocage et le nombre de Reynolds. Une comparaison entre les deux configurations, avec et sans cylindre carré poreux a été réalisée pour mettre en évidence l'effet de son ajout. Pour modéliser ce phénomène nous avons résolu l'équation classique de convection forcée et le modèle de Darcy-Brinkman-Forchheimer dans les milieux poreux. Nous avons trouvé que l'insertion d'un cylindre carré poreux dans le canal pourrait perturber l'écoulement et améliorer de manière significative les taux de transfert de masse et de chaleur au niveau des parois du canal. Les transferts de chaleur et de masse deviennent plus importants avec la diminution du nombre de Darcy et lorsque l'obstacle poreux est placé au milieu du canal. Par contre, l'augmentation de l’humidité relative de l’air ambiant et de la température d'entrée réduit le transfert de masse. A Da = 10-6, l'écoulement ne pénètre plus à travers le cylindre poreux, la structure de l'écoulement est similaire à celui d'un cylindre carré plein. Enfin, nous proposons des lois de corrélations qui permettent de prédire les valeurs des nombres de Sherwood et de Nusselt en fonction des nombres de Reynolds, de Biot et du taux de blocageThe characteristics of mass and heat transfers by forced convection during liquid film evaporation in the channel with a built in porous square cylinder in a cross flow are investigated numerically. The main objective of the present study is to evaluate the effect of introducing a porous square cylinder on the heat and mass transfer. Specifically, this study examines the influence of parameters such as the relative humidity of the ambient air, the air inlet temperature, the imposed heat flux, the variation of the cylinder position, blockage ratio and Reynolds number on the performance of the evaporation at the channel wall. A comparison between the two configurations, with and without, porous square cylinder has been performed to highlight the effect of its addition. To achieve this, we solved the classic equation of forced convection and the Darcy-Brinkman-Forchheimer model in the porous media. We find that the insertion of a porous square cylinder in the channel could make the flow more disturbed and significantly improve mass and heat transfer rates at the channel walls. The heat and mass transfer enhancements is greater with a decrease of the Darcy number and for γ=1 when the porous obstacle is placed in the middle of the channel. It is also greater with a decrease of the temperature and relative humidity of the air at the inlet. At Da = 10-6, the flow does not penetrate through the porous cylinder, the flow pattern is similar to that of a solid square cylinder. Finally, we propose correlations that allow us to define the Sherwood and Nusselt numbers based on the Reynolds, Biot numbers and the blockage ratio
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Zimny, Kévin. "Cristaux liquides, empreinte pour la préparation de matériaux mésoporeux organisés : application à la synthèse d'oxyde de titane nanocristallin." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10111/document.
Abstract:
Ce travail est consacré à la préparation de matériaux mésoporeux à partir de cristaux liquides formés avec des tensioactifs fluorés selon le mécanisme transcriptif LCT. Les paramètres de synthèse ont été optimisés pour la préparation de silices mésostructurées à partir de la phase hexagonale du système eau/C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH. Les résultats montrent une corrélation entre le diamètre des pores des matériaux et les diamètres hydrophobes mesurés dans les cristaux liquides. L'incorporation de TiO2 dans une matrice silicatée selon la méthode de coprécipitation a été réalisée en utilisant soit des micelles (mécanisme d'auto-assemblage coopératif CTM), soit la phase hexagonale du système C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH/eau (mécanisme transcriptif LCT). Dans les deux cas, l'incorporation de titane conduit à une perte de la structure et à une diminution de la surface spécifique. L'utilisation du mécanisme CTM favorise la formation de TiO2 anatase en surface du matériau, tandis que pour le mécanisme LCT, la substitution du silicium par le titane au coeur du matériau a été mise en évidence. Des films minces mésostructurés à base de TiO2 ont été réalisés à partir de la méthode EISA. Les analyses par diffraction des rayons X à incidence rasante couplées à des mesures de réflectivité ont permis de mettre en évidence la structure des films et de déterminer les épaisseurs des couches qui constituent les films. Enfin, une méthode originale de synthèse de matériaux mésoporeux organisés à base de TiO2 a été développée. La précipitation de TiO2 dans la mésophase hybride est déclenchée à l'aide d'un traitement par NH3 (g). La structure des matériaux est conservée après l'étape de calcination laquelle permet de cristalliser TiO2 en phase anatase. L'activité photocatalytique de ces matériaux a ensuite été testée sur la réaction de photodégradation du méthylorangeThis work deals with the preparation of mesoporous materials from fluorinated liquid crystals via the LCT mechanism. Synthesis parameters have been optimized for the preparation of ordered mesoporous silica with the hexagonal H1 phase of water/C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH system. Results show a correlation between pore diameters of materials and hydrophobic diameters measured in liquid crystals. According to the coprecipitation method, incorporation of TiO2 in a silica matrix, synthesized using micelles (via the cooperative templating mechanism CTM) or the hexagonal phase of C8F17C2H4(OCH2CH2)9OH/water system (via liquid crystal templating mechanism LCT). Both pathways lead to a loss of mesopore ordering and a decrease of the specific surface area when titania content increases. If materials are prepared via CTM mechanism TiO2 is present on the surface whereas TiO2 is in the bulk when LCT mechanism is used. Mesoporous thin films have been prepared via EISA method. Grazing incidence small angle X-Ray scattering and reflectivity analysis have been used to define the structure of films and the thickness of the different layers. Finally an original method has been developed for the preparation of ordered titania mesoporous materials. Precipitation of titania in the hybrid mesophase is activated by a NH3 treatment. The structure is preserved after calcination step which allow the formation of TiO2 anatase. Photocatalytic activity of these materials has been tested on the photodegradation of methylorange
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Nemati, Navid. "Macroscopic theory of sound propagation in rigid-framed porous materials allowing for spatial dispersion : principle and validation." Phd thesis, Université du Maine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00976907.
Abstract:
This work is dedicated to present and validate a new and generalized macroscopic nonlocal theory of sound propagation in rigid-framed porous media saturated with a viscothermal fluid. This theory allows to go beyond the limits of the classical local theory and within the limits of linear theory, to take not only temporal dispersion, but also spatial dispersion into account. In the framework of the new approach, a homogenization procedure is proposed to upscale the dynamics of sound propagation from Navier-Stokes-Fourier scale to the volume-average scale, through solving two independent microscopic action-response problems. Contrary to the classical method of homogenization, there is no length-constraint to be considered alongside of the development of the new method, thus, there is no frequency limit for the medium effective properties to be valid. In absence of solid matrix, this procedure leads to Kirchhoff-Langevin's dispersion equation for sound propagation in viscothermal fluids. The new theory and upscaling procedure are validated in three cases corresponding to three different periodic microgeometries of the porous structure. Employing a semi-analytical method in the simple case of cylindrical circular tubes filled with a viscothermal fluid, it is found that the wavenumbers and impedances predicted by nonlocal theory match with those of the long-known Kirchhoff's exact solution, while the results by local theory (Zwikker and Kosten's) yield only the wavenumber of the least attenuated mode, in addition, with a small discrepancy compared to Kirchhoff's. In the case where the porous medium is made of a 2D square network of cylindrical solid inclusions, the frequency-dependent phase velocities of the least attenuated mode are computed based on the local and nonlocal approaches, by using direct Finite Element numerical simulations. The phase velocity of the least attenuated Bloch wave computed through a completely different quasi-exact multiple scattering method taking into account the viscothermal effects, shows a remarkable agreement with those obtained by the nonlocal theory in a wide frequency range. When the microgeometry is in the form of daisy chained Helmholtz resonators, using the upscaling procedure in nonlocal theory and a plane wave modelling lead to two effective density and bulk modulus functions in Fourier space. In the framework of the new upscaling procedure, Zwikker and Kosten's equations governing the pressure and velocity fields' dynamics averaged over the crosssections of the different parts of Helmholtz resonators, are employed in order to coarse-grain them to the scale of a periodic cell containing one resonator. The least attenuated wavenumber of the medium is obtained through a dispersion equation established via nonlocal theory, while an analytical modelling is performed, independently, to obtain the least attenuated Bloch mode propagating in the medium, in a frequency range where the resonance phenomena can be observed. The results corresponding to these two different methods show that not only the Bloch wave modelling, but also, especially, the modelling based on the new theory can describe the resonance phenomena originating from the spatial dispersion effects present in the macroscopic dynamics of the matarial.
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Boulanger, Marine. "Le devenir des liquides au sein de la croûte océanique des dorsales à expansion lente : nouveaux apports de l'étude d'Atlantis Bank (dorsale Sud-Ouest Indienne)." Thesis, Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0030.
Abstract:
Les processus magmatiques qui régissent l'accrétion crustale au niveau des dorsales médio-océaniques à expansion lente restent à l'heure actuelle mal contraints. Parmi les processus potentiellement impliqués dans l'évolution des réservoirs de magma de la croûte inférieure, les réactions associées à des écoulements poreux réactifs au travers de bouillies cristallines - ou mush - tendent à supplanter les processus classiques de cristallisation simple des magmas. La part de ces processus dans la formation des gabbros cumulatifs de base de croûte est dépendante des modes de migration des liquides, qui sont eux-mêmes corrélés à la géométrie des réservoirs considérés. En combinant des études structurales, pétrographiques et géochimiques à haute résolution de sections in situ forées dans un corps complexe océanique de la dorsale Sud-Ouest indienne, j'ai pu apporter de nouvelles contraintes sur les modes de formation et d'évolution des réservoirs magmatiques impliqués lors de l'accrétion crustale. Le modèle de réservoir développé est généralisable, au moins en partie, à d'autres portions de croûte inférieure océanique. Ce modèle, ainsi que les nouvelles contraintes de l'étude expérimentale couplée des processus de cristallisation, ouvre la voie vers de nouvelles quantifications des processus d'interaction liquides-roches dans la différenciation des lithologies gabbroïques, et de manière plus générale dans l'évolution des liquides magmatiques de la croûte océanique. Ces développements vont de pair avec l'évolution au cours des dernières décennies de la vision des systèmes magmatiques crustaux, passant de chambres magmatiques constituées de liquides vers des modèles de réservoirs magmatiques majoritairement constitués de mush cristallinsMagmatic processes that govern crustal accretion at mid-ocean ridges still need to be better constrained. Among the processes potentially involved in the evolution of the lower crust magma reservoirs, reactions associated with reactive porous flow through crystal mushes tend to be considered as one of the predominant processes together with simple crystallization of magmas. The share of these processes during magma differentiation is dependent on the modes of melt migration and is thus correlated to the geometry of the reservoirs considered. By combining high-resolution structural, petrographic and geochemical studies of in situ sections drilled in an oceanic core complex of the Southwest Indian Ridge, I was able to bring new constraints on the formation and evolution of magmatic reservoirs involved in crustal accretion. All or part of the igneous reservoir model developed herein can be applied to other sections of lower oceanic crust. This model, together with additional constraints obtained by the coupled experimental petrology study of crystallization processes, paves the way for new quantifications of the involvement of melt-rock reactions in the differentiation of gabbroic lithologies, and more generally in the evolution of melts within the oceanic crust. Those developments are consistent with the constant evolution in recent decades of the understanding of crustal magmatic systems, which shifted from melt-filled magma chambers to igneous reservoir models mostly composed of crystal mushes
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Oladyshkin, Sergey. "Découplage de la thermodynamique et hydrodynamique et solutions asymptotiques des problèmes d'écoulement compositionnel gaz-liquide en milieux poreux." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2006. http://www.theses.fr/2006INPL059N/document.
Abstract:
Le travail actuel traite le problème de l'écoulement gaz-liquide compositionnel pour la représentation d'un puits dans des simulations de réservoir. L'objectif est de développer les rapports analytiques qui pourraient lier la pression de puits, la saturation et les concentrations de composant à leurs valeurs moyennes dans chaque zone de l'influence de puits. Nous avons montre que des N-2 équations décrivant le transport des concentrations de phase peuvent être transformées en équations ordinaires (différentiation en ce qui concerne la pression) indépendantes du temps et de l'espace examinant le long des lignes de courant. Ces équations transformées représentent des relations thermodynamiques additionnelles réduisant le degré de liberté thermodynamique. En raison de ceci le variance thermodynamique du modèle compositionnel limite s'avère égal à 1 pour tout nombre de composants chimiques. Cette transformation assurent se découplage total du modèle compositionnel limite dans le nouveau modèle thermodynamique et le modèle hydrodynamique, qui peut être resoved inedpendently d'un un autre. Le modèle thermodynamique décompose est totalement indépendant sur l'hydrodynamique, et décrit le comportement d'équilibre d'un système gaz-liquide ouvert. Ce modèle contient les équations d'équilibre et la EOS classiques, aussi bien que les N-2 nouvelles équations appelées la "Delta-loi", qui déterminent la variation de composition d'un système ouvert dans lequel la masse de chaque composant n'est pas conservée. Le modèle hydrodynamique décompose a été utiliser pour développer les solutions asymptotiques des problèmes d'écoulement de gaz-condensat. Le problème a été montré perturbé singulièrement avec la formation d'une couche limite à voisinage du puits. Dans cette couche la propriété basique de contraste des mobilities de gaz et de liquide est perturbée. On développe une technique spéciale qui permet de construire des expansions asymptotiques sous forme de deux diverses séries: le primer est valide loin du puits (l'expansion extérieure), alors que le second dans valide à voisinage du puits (la couche limite ou l'expansion intérieure). En appliquant la méthode asymptotique suggérée, nous avons développé les solutions asymptotiques pour le problème de l'écoulement multicompositionnel de gaz-condensat àu puits dans un domaine borné à un débit variable. En plusieurs cas la solution peut être obtenue sous la forme analytique, alors qu'en cas général de l'écoulement la méthode mène à une solution de semi-analytical, présentée comme problème initial pour une équation. Cette solution, même étant présenté en forme non-analytique, est beaucoup plus simple que le modèle compositionnel original, car l'équation pour la saturation ne dépend pas de la pression locale, mais dépend de la pression de bord seulement. Dans le dernier chapitre nous avons prolongé cette approche au cas quand la pression capillaire n'est pas négligée. Nous avons supposé cependant que les forces capillaires sont inférieures à la différence de pression entre le puits et la bord de réservoir, dus à ce que nous avons appliqué la méthode de perturbation pour petit nombre capillaire inverse. On obtient les solutions asymptotiques améliorées qui tiennent compte de l'effet capillaire. Simulations numériques montrées que ces effets sont maximaux àu voisinage du puits. Le cas d'une exploitation à long terme du réservoir. Tout d'abord, la simulation traditionnelle du comportement de réservoir peut être effectuée avec l'ECLIPSE en ajoutant la méthode de Peaceman de représentation bonne, qui est une relation analytique pour la pression de puits par l'intermédiaire du débit de production. Cette relation inclut une saturation condensat qui peut être évaluée comme saturation moyenne de réservoir. Une telle simulation fournit un bon résultat pour la pression de puits (ou le débit de production), et un bon résultat pour la saturation de bord, mais des données faibles pour la saturation de puits. Cette valeur peut être calculée en utilisant les solutions asymptotiques suggérées dans le présent projet. Le cas d'un puits de production à court terme (un essai de puits). Il est suffisant de simuler le comportement de réservoir dans le domaine de l'influence de puits, en supposant que l'état de frontière demeure invariable (et connu a priori). Dans ce cas-ci les solutions asymptotiques suggérées dans le travail de presnet peuvent être directement employées pour simuler le problème (sans employer l'ECLIPSE). Le problème de l'écoulement de gaz-condensat à une fracture. Nous avons construit un champ plutôt arbitraire avec des lignes de courant orientées à la fracture, en supposant que la fracture joue le rôle d'une décharge, et les lignes de courant sont stationnaire. Pour une ligne de courant arbitraire nous avons reformulé le modèle d'écoulement de gaz-condensat dans des coordonnées cartésiennes. Pour ce problème nous avons développé les expansions asymptotiquesThe present work deals with the problem of the compositional gas-liquid flow for the well representation in reservoir simulations. The objective is to develop analytical relationships which would be able to link the wellbore pressure, saturation and component concentrations to their mean values within each zone of the well influence. It is shown that N-2 equations describing the transport of phase concentrations can be transformed into the space- and time-independent ordinary differential equations (differentiation with respect to pressure) when examined along flow streamlines. These transformed equations represent additional thermodynamic relations reducing the thermodynamic degree of freedom. Due to this the thermodynamic variance of the limit compositional model is shown to be equal to 1 for any number of chemical components. This transformation ensure a total splitting of the limit compositional model into the new thermodynamic model and a hydrodynamic model, which may be resoved inedpendently of one another. The split thermodynamic model is totally independent on the hydrodynamic one, and describes the equilibrium behaviour of an open gas-liquid system. This model contains the classic equilibrium equations and EOS, as well as N-2 new differential equations called the "delta-law" which determine the composition variation in an open system, in which the mass of each component is not conserved. The split hydrodynamic model consists of two equations for pressure and saturation. The split hydrodynamic model was used to develop asymptotic solutions of gas-condensate flow problems. The problem was shown to be singularly perturbed with formation of a boundary layer in the vicinity of the well. In this layer the basic contrast property of gas and liquid mobilities is perturbed. A special technique is developed which enables to construct asymptotic expansions in the form of two various series, one of them is valid far from the well (the exterior expansion), while the second one in valid in the vicinity of the well (the boundary-layer or interior expansion). By applying the suggested asymptotic method, we have developed the asymptotic solutions for the problem of multi-component gas-condensate flow to a well in a bounded domain at a variable flow rate. In several cases the solution may be obtained in the analytical form, while in general case of flow the method leads to a semi-analytical solution presented as an initial problem for a differential equation. This solution, even being presented in non-analytical form, is much simpler than the original compositional model, as the equation for saturation does not depend on the local pressure, but on the boundary pressure only. In the last chapter we extended this approach to the case when the capillary pressure is not neglected. We assumed however that the capillary forces are lower than the pressure difference between the wellbore and reservoir boundary, due to which we applied the perturbation method over the small inverse capillary number. The improved asymptotic solutions are obtained which take into account the capillary effect. Numerical simulations shown that these effects are maximal in the vicinity of the well. For the practice, the obtained asymptotic solutions may be used in the following way to resolve the problem of gas-condensate well representation. The case of a long-term exploitation of the reservoir}. First of all, the traditional simulation of the reservoir behaviour can be performed with ECLIPSE by adding the Peaceman method of well representation, which is an analytical relation for the wellbore pressure via the production rate. This relation includes a condensate saturation which can be evaluated as a mean reservoir saturation. Such a simulation provides a good result for the wellbore pressure (or the production rate), and a good result for the boundary saturation, but poor data for the wellbore saturation. This value can be calculated next by using the asymptotic solutions suggested in the presented project. The case of a short-term well production (a well test). It is sufficient to simulate the reservoir behaviour in the domain of the well influence, by assuming that the boundary state remains invariable (and known a priori). In this case the asymptotic solutions suggested in the presnet work can be directly used to simulate the problem (without using ECLIPSE)
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Ratieuville, Vincent. "Elaboration et caractérisation de nouvelles membranes thermostables pour application piles à combustible." Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES056.
Abstract:
Ces travaux de thèse ont pour objectif l'élaboration de membranes thermostables conductrices de protons destinées aux piles à combustible. En effet, les performances de la membrane Nafion®, référence des PEMFCs (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) sont limitées aux basses températures, ceci en raison d'une perte de conductivité par effet de déshydratatin au-delà de 90°C. Pour remédier à cela et s'affranchir de l'hydratation des membranes deux approches ont été développées. La première consistait à concevoir des membranes à base de polyimide (Matrimid®) et de liquide ionique (LI) protique soit comme membrane à liquide ionique imprégnée (MLII), soit comme membrane composite par simple mélange. La MLII présente les meilleures propriétés (résistance mécanique, conductivité ionique, etc. ) mais un relargage de LI a été observé avec l'augmentation de température. La seconde démarche visait l'élaboration de membranes ionomères à partir de la synthèse de polymères conducteurs, les polyazoles (POD). Pour tenter d'améliorer la stabilité mécanique et la conductivité ionique du POD, différentes membranes ont été réalisées par association du POD avec le Matrimid®, le LI (BIM-DBP) ou encore un co-monomère sulfonique (ASB). Les premières mesures de conductivité ont déjà montré quelques résultats encourageants. Au cours de ce travail de thèse et en particulier pour les MLIIs une corrélation a pu être établie entre les différentes structures des membranes étudiées et leurs propriétés de conductivité ionique, de résistance thermique, mécanique et chimique, de perméation et de stabilité à la pressionThe aim of the present work was to develop thermally stable proton-conducting membranes for cell application. Indeed, performances of the Nafion® membrane, reference for PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell), are limited due to a conductivity loss above 90°C caused by dehydration effect. To solve this problem and to overcome the hydration dependence of membranes, two approaches have been investigated. The first one was to elaborate membranes based on polyimide (Matrimid®) and protic ionic liquid (IL) as either supporrted ionic liquid membrane (SILM) or as a composite membrane by simple blending. SILM presents the best properties (mechanical strength, ion conductivity, etc. ) but an IL leakage was observed with temperature increasing. The second approach involved the development of ionomer membranes based on synthetised conductive polymers, namely polyazole (POD). In order to improve the mechanical stability and the ionic conductivity of POD, different membranes were elaborated by its association with Matrimid® and IL (BIM-DBP) or with a sulfonic co-monomer (SBA). Encouraging results were obtained during conductivity measurements. In this work , a correlation between the structure of the studied membranes and their ionic conductivity, permeation, thermal, mechanical and chemical properties, as well as pressure stability was established
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Porhel, Sabine. "Extraction liquide-liquide sur matériaux poreux. Mise en oeuvre et recherche de paramètres influents." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4709.
Abstract:
Cette étude s'inscrit dans la problématique de l'extraction minière de l'uranium. L'étape plus spécifiquement visée est celle de l'extraction liquide-liquide au cours de laquelle l'uranium en solution aqueuse de lixiviation est transféré dans une phase organique par une complexation avec une amine tertiaire (Alamine 336®). L'étude porte sur cette étape de séparation par le biais d'un contact liquide-liquide sans dispersion assuré au travers d'une membrane macroporeuse organique (pertraction). Cette technologie permet l'utilisation de phases de densités proches. Ainsi, l'extraction de l'uranium et du molybdène, co-extrait industriellement par l'Alamine 336, ont été étudiées pour différentes concentrations élevées en molécules extractantes. Pour cela, l'ensemble des paramètres physico-chimiques influents du système chimique (courbe de distribution, viscosité, densité, tension de surface, coefficient de diffusion à l'infini, etc.) et de la membrane (porosité, dimensions, tortuosité, etc.) sont caractérisés. Des essais de pertraction sur un dispositif unitaire de fibre creuse, développé dans le cadre de cette étude, sont réalisés et les résultats sont modélisés par une approche de résistances du transfert de matière en séries. Un seul paramètre ajustable est retenu : le coefficient de diffusion en phase organique. Cette modélisation permet de mettre en évidence les limitations au transfert de l'uranium de la phase aqueuse vers la phase organique lors du processus d'extraction à travers la membrane liées au système chimique, aux débits et à la membraneThis study is falls within the framework of uranium mining. The step more specifically aimed is the solvent extraction during which the uranium is transferred from a lixiviation aqueous solution to an organic phase by a complexation with a tertiary amine (Alamine 336®). The study focuses on this step of separation using a liquid-liquid contact without dispersal guaranteed by an organic macroporous membrane (pertraction). This technology allows the use of phases with close densities. So, uranium and molybdenum extraction, co-extracted industrially by Alamine 336, were studied for various high extractantes molecules concentrations. For that purpose, all the influential physical chemical parameters of the chemical system (distribution curve, viscosity, density, surface tension, infinite diffusion coefficient, etc.) and of the membrane (porosity, size, tortuosity, etc.) are characterized. Pertraction essays on a single hollow fibre, developed within the framework of this study, are performed and the results are modelized by an approach of mass transfer resistances in series. A single adjustable parameter is retained: the diffusion coefficient in organic phase. This modelling allows highlighting the limitations of uranium transfer from the aqueous phase towards the organic phase during the extraction process through the membrane function of chemical system, the flows and the membrane
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Serres, Marion. "Étude hydrodynamique d'un écoulement gaz-liquide dans un milieu poreux confiné." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEN018/document.
Abstract:
Cette thèse se focalise sur les écoulements gaz-liquide dans un milieu poreux, problématique rencontrée dans des domaines variés allant de la physique fondamentale à la chimie appliquée. Nous avons caractérisé expérimentalement les régimes hydrodynamiques dans deux géométries différentes : un canal millifluidique (écoulement quasi-1D) et une cellule de Hele-Shaw (écoulement quasi-2D). L’originalité de ce travail est d’analyser l’effet du milieu poreux (lits de billes polydisperses ou mousses solides à cellules ouvertes), du confinement (1D/2D) et de la gravité en couplant des approches locales et globales développées dans les communautés de physique expérimentale et de génie chimique. D’une part, une analyse globale a permis de quantifier les pertes de charge [1] et, basée sur le transport d’un traceur fluorescent, les distributions de temps de séjour [2] et le transfert gaz-liquide dans l’expérience 1D ; d’autre part, une analyse locale de la fraction liquide et l’évolution spatio-temporelle de son contenu fréquentiel ont permis de mettre en évidence deux régimes hydrodynamiques dans le canal millifluidique [3-5] : un régime pseudo-Taylor, où les caractéristiques de l’écoulement périodique amont sont conservées, et un régime modulé, pour lequel l’écoulement se désorganise à l’entrée du milieu poreux. Un modèle phénoménologique basé sur la propagation des bulles dans le milieu est proposé, et rend compte de l’existence de ces deux régimes [4,5]. Enfin, ces deux analyses sont couplées pour étudier les écoulements dans la cellule de Hele-Shaw, et une analyse dimensionnelle de l’effet du confinement et de la gravité sur les écoulements gaz-liquide dans un milieu poreux est proposée.Références –[1] M. Serres, R. Philippe & V. Vidal, to be submitted to Geophys. Res. Lett. (2017). [2] M. Serres, D. Schweich, R. Philippe & V. Vidal, to be submitted to Chem. Eng. Sci. (2017).[3] M. Serres, R. Philippe & V. Vidal, Compte-rendus de la 19e Rencontre du Non-Linéaire, Eds. E. Falcon, M. Lefranc, F. Pétrélis & C.-T. Pham, Non-Linéaire Publications, 109-114 (2016).[4] M. Serres, M.-L. Zanota, R. Philippe & V. Vidal, Int. J. Multiphase Flow 85, 157-163 (2016).[5] M. Serres, T. Maison, R. Philippe & V. Vidal, to be submitted to Int. J. Multiphase Flow (2017)This thesis focuses on gas-liquid flow in porous media, a common problem encountered in various domains from fundamental physics to applied chemical engineering. We have characterized the hydrodynamic regimes based on two different experimental devices geometry: a millichannel (1D flow) and a Hele-Shaw cell (2D flow). The originality of this work is to analyze the influence of the porous medium (monodisperse micro-packed beds or open cell solid foams), confinement (1D/2D) and gravity by coupling global and local analysis from either chemical engineering or fundamental physics community. On the one hand, a global analysis made it possible to quantify pressure drops, residence time distributions (RTD) based on fluorescent dye transport and gas-liquid mass transfer on the 1D device. On the other hand, a local analysis of the liquid fraction and the spatio-temporal evolution of its frequency pointed out the existence of two hydrodynamic regimes: a Taylor-like regime in which the characteristics of the periodic flow upstream are conserved in the porous medium and a modulated regime characterized by the flow disorganization at the porous medium entrance. A phenomenological model is developed based on bubbles propagation inside the medium and reproduces well both regimes. These two analyses are finally coupled to study multiphase flows inside the Hele-Shaw cell. The effects of gravity and confinement are discussed
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Chantoiseau, Étienne. "Identification des mécanismes mis en jeu lors de la déshydratation assistée thermiquement par suivi de la pression de pores." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT041G/document.
Abstract:
Ce travail s'intéresse a` l'identification des mécanismes physiques en jeu lors de la déshydratation assistée thermiquement. Une cellule de filtration/compression a été instrumentée avec des capteurs de pression liquide. Ces mesures permettent de suivre la formation du gâteau de filtration, sa consolidation puis les évolutions thermomécaniques induites par l’apport de chaleur. Sous l'effet du chauffage, elles montrent l'apparition d’un gradient de pression liquide, qui induit un écoulement additionnel. Un modèle mathématique est ensuite proposé. Des caractérisations en cellule de compression/perméabilité sont utilisées pour de´terminer les lois d'évolution des propriétés du milieu poreux. Le modèle permet de retrouver les évolutions des grandeurs macroscopiques et locales mais pas les cinétiques. Ceci a été attribué au modèle de déformation du milieu poreux choisiIn the scope of thermally assisted mechanical dewatering process, this work focuses on the identification of physical mechanisms involved in the thermally assisted mechanical dewatering. Operating conditions ensure that the water is expelled in liquid phase. An experimental study on talc and cellulose saturated suspensions highlights the gains in terms of final dry solid contend involved by the thermal intensification. The filtrationcompression test cell is instrumented with pore liquid sensors along the cake thickness that allows to measures the pressure of the interstitial liquid phase. Obtained data highlight an increase of the liquid pressure in the heated side of the cake during thermally assisted mechanical dewatering. Indeed, as the temperature increases the water density decrease. As the cake consolidation restricts the flow a liquid pressure gradient reappears inside the cake. As the temperatures on the filter side of the cake increase, the thermally induced liquid pressure gradient vanishes with an additional filtrate outflow. In order to measure the porous media properties a compression-permeability cell has been build. This apparatus allows permeability measurement to be conducted for different temperature and loading on the porous media. A physical model including the thermal pressurization has been implemented in COMSOL Multiphysics in order to simulate the process. The model confirms the thermal pressurization occurring during thermally assisted mechanical dewatering, but because of deviation in the calculated mechanical behavior and temperature of the porous media, the model can’t depict the experimental additional filtrate outflow
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Gascoin, Nicolas. "Etude multi-physique des phénomènes réactifs dans les technologies propulsives aérospatiales." Habilitation à diriger des recherches, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00705540.
Abstract:
Le développement des technologies propulsives requiert la maîtrise de la régulation de poussée et parfois du refroidissement (propulsion hybride et hypersonique). Cet aspect de contrôle ne peut être abordé qu'après avoir développé une compréhension détaillée des phénomènes couplés mis en jeu (thermique, fluidique, cinétique chimique). La priorité est de proposer des moyens qui soient complémentaires entre eux (bancs d'essais, moyens de mesure, outils numériques) afin d'apporter de nouvelles connaissances scientifiques qui soient transposables à l'industrie. L'ensemble du travail mené dans cette optique est présenté ici en détaillant les applications visées. Ensuite, les similitudes identifiées entre celles-ci (couplage entre pyrolyse du carburant et combustion des produits, pilotage des phénomènes par la chimie) permettent de proposer une démarche globale de recherche portée par l'étude de certains verrous. Les connaissances ainsi développées sont assez larges pour être appliquées à d'autres systèmes, comme l'endommagement au feu des réservoirs de carburant en composite.
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Capatina, Daniela. "Analyse de méthodes mixtes d'éléments finis en mécanique." Habilitation à diriger des recherches, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00647026.
Abstract:
Les travaux de recherche de cette habilitation se situent dans le domaine de l'Analyse Numérique des Equations aux Dérivées Partielles et portent sur la modélisation, la discrétisation, l'analyse a priori et a posteriori de schémas et la simulation numérique de différents problèmes issus de la mécanique. Un fil conducteur de ces travaux est l'utilisation et l'étude des méthodes d'éléments finis (conformes, non-conformes, mixtes, de Galerkin discontinus, stabilisés) et des formulations mixtes. Les domaines d'application abordés sont la mécanique des solides élastiques, l'ingénierie pétrolière et la mécanique des fluides, newtoniens et non-newtoniens. Ainsi, des problèmes d'élasticité linéaire, comme la discrétisation de deux modèles de plaque mince en flexion munie de conditions aux limites physiques, ont été considérés. Des écoulements anisothermes dans les milieux poreux, décrits par les équations de Darcy-Forchheimer avec un bilan d'énergie exhaustif dans les cas mono et multi-phasique, ainsi qu'un couplage thermo-mécanique puits - réservoir pétrolier ont aussi été étudiés, dans le cadre d'une collaboration industrielle avec Total. Enfin, plusieurs questions en mécanique des fluides ont été abordées, comme la discrétisation robuste des équations de Stokes par une méthode de Galerkin discontinue en lien avec les éléments finis non-conformes, le traitement des conditions aux limites non-standard pour les équations de Navier-Stokes, la modélisation hiérarchique multi-dimensionnelle des écoulements fluviaux à surface libre, la simulation réaliste des écoulements de liquides polymères et la stabilité des schémas numériques par rapport aux paramètres physiques, en particulier pour le modèle de Giesekus.
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Nguyen, Khac Long. "Multiscale analysis of transport in porous media." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/190522_NGUYEN_156sqbpnr595zlxet195ycj854nvqyn_TH.pdf.
Abstract:
La corrélation entre les propriétés structurales des matériaux et les propriétés de transport d’un fluide à travers les matériaux poreux intervient dans de nombreux procédés en physique, chimie, géologie et ingénierie. Les propriétés telles que la porosité et la distribution de taille de pore ne reflètent pas la complexité du réseau poreux qui consiste en un réseau de pores interconnectés irrégulier et de différentes sections. La complexité est décrite par un paramètre appelé la tortuosité. La tortuosité est déterminé par des mesures électriques ou par chromatographie liquide. En chromatographie liquide la tortuosité intraparticulaire est calculée à partir du coefficient de diffusion intraparticulaire de polystyrènes déterminé à partir de l’élargissement des pics obtenus en mode dynamique et en mode statique en conditions non-adsorbantes avec le solvant tétrahydrofurane (THF). En mode dynamique, dans l’équation de van Deemter, le terme constant dépend de la diffusion d’eddy et de la polydispersité des polystyrènes. La silice poreuse Si100 présente une distribution de taille des pores assez large ce qui entraîne l’élargissement des pics chromatographiques. Le transport de polystyrènes à travers les silices en conditions adsorbantes a également été étudié en modifiant le solvant. En conditions adsorbantes, avec un mélange de THF et d’heptane, pour un polymère de taille donné, plusieurs pics sont obtenus en raison de la polydispersité du polystyrène. L’adsorption augmente avec la masse molaire du polystyrène. La diffusion de surface diminue lorsque le facteur de rétention augmenteThe correlation of the structural parameters with the transfer properties of a fluid through a porous media is a significant subject in physics, chemistry, geology, and engineering. The architectural parameters such as porosity and pore size distribution do not describe the complexity of most porous organizations consisting of labyrinths of interconnected pores with random shapes and cross-sections. This complexity is described by a parameter called tortuosity. The apparent total and particle tortuosities are determined by electrical measurements or the analysis of the peak shape of chromatographic probes. In the latter case, the particle tortuosity of silica is calculated from effective intraparticle diffusion coefficient determined by modelling the chromatographic peak broadening of polystyrenes obtained either in dynamic or in static conditions under non-adsorbing conditions by using the solvent tetrahydrofuran (THF). In dynamic conditions, the constant term in the van Deemter equation is a combined contribution of eddy diffusion and polydispersity of the polystyrenes and depends on the size of the molecule. The broad pore size distribution of totally porous silica contributes also to the spreading of the peak. The transport of polystyrenes through silica columns has also been studied in adsorbing conditions by changing the solvent. With the mixture of n-Heptane and THF, one obtains many peaks for a polystyrene sample due to the polydispersity of the polystyrene. In fact, the adsorption increases with the molecular weight of the polystyrenes. The surface diffusion of polystyrene decreases with an increase in the retention factor
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Le, Bray Yves. "CONTRIBUTIONS A L'ETUDE DU CHANGEMENT DE PHASE LIQUIDE-VAPEUR EN MILIEUX POREUX. SIMULATIONS NUMERIQUES SUR RESEAUX DE PORES." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00518234.
Abstract:
Nous présentons une étude des phénomènes de changement de phase liquide-vapeur en milieu capillaro-poreux à partir de simulations numériques sur réseaux de pores et de liaisons. Deux situations sont investiguées. Dans la première, le changement de phase, piloté par le transfert de masse en phase gazeuse, s'effectue sous les conditions de saturation. Le cas étudié correspond en fait au problème classique du séchage d'un milieu capillaro-poreux initialement complètement saturé. La seconde situation correspond à un cas où le changement de phase s'effectue à la température de saturation. Ce deuxième cas est motivé par une application particulière, l'étude des transferts couplés de chaleur et de masse au sein de la mèche d'un évaporateur capillaire. Le simulateur-réseau tridimensionnel mis au point pour l'étude du séchage permet d'apporter un éclairage nouveau sur ce problème, principalement à partir de l'analyse de l'évolution de la structuration des phases à l'intérieur du matériau en cours de séchage. Cette analyse est effectuée dans le cadre de la théorie de la percolation d'invasion. Le cas où les effets de la gravité ne sont plus négligeables est également étudié numériquement et analysé à l'aide de la théorie de la percolation en gradient. L'effet de la viscosité de la phase liquide est analysé théoriquement à partir de la percolation en gradient. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux sont effectuées. Pour l'étude du cas où le changement de phase s'effectue aux conditions de température de saturation, un simulateur réseau bidimensionnel a été mis au point. Ce simulateur permet l'analyse des transferts couplés de chaleur et de masse avec changement de phase. L'étude est principalement consacrée à l'analyse de l'effet de l'hétérogénéité de la microstructure sur le développement de la phase vapeur et sur la structure du front de changement de phase en régime stationnaire. Cette partie conduit à la proposition d'un design amélioré de la mèche de l'évaporateur en termes de système à deux couches ayant des propriétés de transfert différentes.
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Le, Bray Yves. "Contributions à l'étude du changement de phase liquide-vapeur en milieux poreux : simulations numériques sur réseaux de pores." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT025H.
Abstract:
Nous presentons une etude des phenomenes de changement de phase liquide-vapeur en milieu capillaro-poreux a partir de simulations numeriques sur reseaux de pores et de liaisons. Deux situations sont investiguees. Dans la premiere, le changement de phase, pilote par le transfert de masse en phase gazeuse, s'effectue sous les conditions de saturation. Le cas etudie correspond en fait au probleme classique du sechage d'un milieu capillaro-poreux initialement completement sature. La seconde situation correspond a un cas ou le changement de phase s'effectue a la temperature de saturation. Ce deuxieme cas est motive par une application particuliere, l'etude des transferts couples de chaleur et de masse au sein de la meche d'un evaporateur capillaire. Le simulateur-reseau tridimensionnel mis au point pour l'etude du sechage permet d'apporter un eclairage nouveau sur ce probleme, principalement a partir de l'analyse de l'evolution de la structuration des phases a l'interieur du materiau en cours de sechage. Cette analyse est effectuee dans le cadre de la theorie de la percolation d'invasion. Le cas ou les effets de la gravite ne sont plus negligeables est egalement etudie numeriquement et analyse a l'aide de la theorie de la percolation en gradient. L'effet de la viscosite de la phase liquide est analyse theoriquement a partir de la percolation en gradient. Des comparaisons avec des resultats experimentaux sont effectuees. Pour l'etude du cas ou le changement de phase s'effectue aux conditions de temperature de saturation, un simulateur-reseau bidimensionnel a ete mis au point. Ce simulateur permet l'analyse des transferts couples de chaleur et de masse avec changement de phase. L'etude est principalement consacree a l'analyse de l'effet de l'heterogeneite de la microstructure sur le developpement de la phase vapeur et sur la structure du front de changement de phase en regime stationnaire. Cette partie conduit a la proposition d'un design ameliore de la meche de l'evaporateur en termes de systeme a deux couches ayant des proprietes de transfert differentes
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François, Marie. "Approche expérimentale d’écoulement gaz/liquide en milieu poreux modèle : application aux lits fixes pour la catalyse hétérogène." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0216/document.
Abstract:
Les réactions de catalyse hétérogène impliquant un gaz et un liquide sont mises en oeuvre dans des réacteurs à lit fixes. Ces réacteurs peuvent être assimilés à un milieu poreux. La nature complexe de ce milieu rend la compréhension des interactions entre phases difficile, et nécessite une étude exhaustive à l’échelle globale et locale afin d’identifier les paramètres clés de l’hydrodynamique, des transferts de chaleur et de matière. Nous avons donc développé une cellule miniaturisée bidimensionnelle transparente, qui permet l’observation directe des écoulements avec une très bonne résolution spatiale et temporelle. En faisant varier le débit total et le rapport des débits gaz/liquide, nous avons mis en évidence l’apparition des régimes ruisselant et pulsé, observés par ailleurs dans des systèmes tridimensionnels. Grâce à une méthode d’analyse d’image, nous sommes capables de quantifier et cartographier la saturation liquide locale apparente et la morphologie des phases. L’analyse des variances a permis d’étudier les transitions de régimes pour différentes propriétés de la phase liquide. Cette approche a permis de comparer avec la littérature, mais aussi de s’intéresser aux mécanismes de génération et propagation des instabilités lors des transitions. Il a été mis en évidence que l’apparition des instabilités responsables de la déstabilisation du régime ruisselant intervient pour un nombre deWeber liquide fixé, indiquant que le régime pulsé apparait suite à la déstabilisation des interfaces gaz /liquides par les forces inertielles. Enfin, une étude préliminaire des transferts thermiques dans la cellule a été réalisée. La cellule est utilisée pour réaliser la réaction exothermique d’hydrogénation de l’alpha-methylstyrène. Un modèle simple de transferts thermique a été utilisé pour caractériser l’augmentation de température dans la cellule. Bien que cette approche ne permette pas des mesures quantitatives, elle ouvre à la perspective de suivi de transferts thermiques par caméra infra-rougeHeterogeneously catalyzed reactions involving a gas and a liquid phase are frequently achieved in fixed bed reactors. These reactors can be described as a porous medium. The complex nature of this medium makes the understanding of the interplay between phases difficult, and requires a thorough study at the global andlocal scale to identify the key parameters of hydrodynamics, mass and heat transfers. Therefore, we have developed a miniaturized two-dimensional system that is transparent to allow the direct observation of the flow with very high spatial and temporal resolution. While varying the total flow rate and the gas/liquid flow rate ratio, we observe the appearance of the trickle and the pulse flow regime, which can be observed in threedimensional beds. Thanks to some image analysis techniques, we are able to quantify and to map the local apparent liquid saturation and the morphology of the phases. Variances analysis allowed the study of the transition for different liquid properties. This approach allowed the comparison with the existing state of art, but also the study of the onset and propagation mechanisms of the instabilities during the transition. We report that the onset of instabilities responsible for the destabilization of the trickle flow regime occurs at a fixed Weber number. This indicates that the pulsed regime is due to the destabilization of the gas/liquid interface by inertial forces. Finally, a preliminary study of thermal transfers in the device was realized. The device was used to perform the exothermic hydrogenation of alpha-methylstyrene. A simple model is used to characterize the temperature increase in the device. Although this approach does not allow quantitative measurements, it opens up the perspective of monitoring thermal transfers with an infra-red camera
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Kolitcheff, Svetan. "Approche multitechnique des phénomènes de diffusion en hydrotraitement de distillats." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1033/document.
Abstract:
Dans l'industrie du raffinage, les procédés de craquage catalytique permettent la production de carburants à partir de coupes pétrolières lourdes, telles que les distillats sous vides (DSV). Pour optimiser ces procédés, un hydrotraitement préalable est nécessaire. Ces dernières années, les travaux conséquents de R&D ont considérablement amélioré l'activité des catalyseurs d'hydrotraitement. Par conséquent, le transfert de matière interne peut devenir limitant, il doit donc être quantifié.Une méthodologie utilisant la chromatographie inverse liquide a été développée afin de caractériser le transfert de matière dans des supports aluminiques de catalyseur. Le système a ensuite été déployé pour caractériser l'influence de l'adsorption, de la température et des précurseurs de la phase active. Dans des alumines mésoporeuses, le régime de diffusion est moléculaire pour des composés saturés allant des coupes essences au DSV. Ainsi, pour différentes alumines, des valeurs de tortuosité ont été estimées et corrélées aux propriétés texturales (porosité, surface spécifique et distribution en taille des pores). Ces relations montrent que les valeurs de tortuosité obtenues ne sont pas en accord avec un solide homogène vis-à-vis des propriétés de transfert de matière. Il y aurait donc une organisation dans la porosité des alumines.Un test catalytique en réacteur agité a aussi été développé pour étudier le transfert de matière en conditions réactives. L'impact de la taille des grains sur l'hydrodésulfuration d'une molécule synthétisée a été caractérisé et modélisé. Ces résultats ont été comparés aux expériences de chromatographie inverse avec un bon accordThe catalytic cracking has an important role in fuels production from heavy oil cuts like vacuum gas oil (VGO). To optimize these processes, a pre-hydrotreatment is required. The amount of work dealt by the research community in the last years has highly contributed to the enhancement of the catalyst’s activity. Therefore, the internal mass transfer can become the limiting step and it must be quantified.A methodology based on inverse liquid chromatography has been developed to characterize the mass transfer within alumina catalyst supports. The experimental setup was also used to study the influence of several parameters into mass transfer properties such as, adsorption, temperature, and active phase precursors. In mesoporous aluminas, the diffusion regime undertaken by saturated compounds, going from gasoline to VGO is the molecular regime. For different alumina supports, tortuosity values were estimated and correlated to the textural properties (porosity, specific surface area and pore size distribution). These results showed that the aluminas can not be considered as homogeneous supports given the estimated mass transfer properties. Thus, we assume that a hierarchical porous structure might be in cause. A catalytic test promoted in a stirred reactor was also developed to study the mass transfer properties under reactive conditions. The impact of the particle grains size into the hydrodesulphurization of a synthetized molecule was characterized and modeled. A good agreement was found between the data obtained using the inverse chromatography experiments and the catalytic tests
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Larour, Jean. "Mobilité des charges en excès dans les liquides : cas du mouvement des électrons dans l'argon liquide." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066116.
Abstract:
Résultats de mesures de mobilité électronique et ionique dans les fluides non polaires denses. Développement de modèles théoriques, particulièrement dans le cas de l'argon liquide. Le modèle collisionnel développé dans le cas de Ar liquide, de partie générale, a été bâti à partir de l'hypothèse du piégeage de l'électron en excès dans le potentiel attractif d'un atome d'argon. L’effet de température, l'effet de champ et l'effet de densité sont expliqués par ce modèle.
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Dominiak, Pascal. "Analyse expérimentale des mécanismes d'instabilité lors de l'ébullition d'un milieu poreux chauffé à température constante." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL056N.
Abstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier de façon expérimentale et théorique les mécanismes instationnaires d'ébullition en milieux poreux. Nous nous sommes intéressés au problème de l'ébullition dans une couche poreuse constituée d'un empilement de micro-billes de verre saturé d'eau. L'étude expérimentale a consisté tout d'abord à mettre en place un nouveau dispositif pour lequel l'ébullition se fait sous une condition à la limite inférieure de type imperméable à température imposée et une condition limite sur la surface supérieure perméable à température opposée. Différentes expériences sont présentées pour lesquelles nous avons modifié la taille des billes. Pour des billes de diamètre 40-70 et 100-160 microns, un régime stable est obtenu correspondant à la superposition d'un film vapeur, d'une zone diphasique à la température d'ébullition et d'une zone liquide. Pour des billes de diamètre 200-250 microns, un régime instable périodique avec un mouvement du front zone diphasique zone liquide de grande amplitude est observé. Enfin, pour des billes de diamètre 800-1200 microns, alors que la zone supérieure liquide est le siège d'un mouvement de convection naturelle turbulente, on observe un retour à la stabilité du front. Le rôle respectif d'une instabilité gravitationnelle, de la convection naturelle et du mouvement du front est examiné à partir d'analyses linéaires de stabilitéThe aim of this work is to study some experimental and theoretical aspects of unsteady mechanisms of boiling in porous media. We are interested in the case of boiling in a porous layer of glass beads saturated with water. A new experimental device has been built up with the following boundaries conditions: at the bottom impervious and imposed temperature ; at the top permeable and imposed temperature. Various experiments are presented for different sizes of beads. For beads of diameter 40-70 and 100-160 microns, a stable state is obtained with the superposition of a vapor film, a two-phase zone at the boiling temperature and a liquid zone at the top. For beads of diameter 200-250 microns, a unsteady periodic state with a movement of large amplitude of the front between the two-phase region and the liquid zone is observed. Last, for beads of diameter 800-1200 microns, whereas turbulent natural convection is present in the upper liquid zone, a return to the front stability is observed. The influence of a gravitational instability, of the natural convection and of the front movement is investigated using linear stability analyses