Добірка наукової літератури з теми "Modèles réacteurs"

Le CEA s’est doté d’une compétence forte pour comprendre, modéliser et prévenir le risque hydrogène dans les installations nucléaires. À partir du milieu des années 1990, une approche couplée numérique et expérimental a été mise en oeuvre pour atteindre ces objectifs : le projet TONUS pour se doter d’outils numériques pour traiter de la distribution et de la combustion de l’hydrogène et le projet MISTRA pour alimenter ces modèles numériques en données expérimentales « CFD grade » pour la distribution de l’hydrogène et l’efficacité des moyens de prévention. Ces connaissances et ces outils ont conforté les démonstrations de sûreté des installations existantes tant civiles que militaires et contribuent à la conception de nouveaux réacteurs toujours plus sûrs. Enfin, elles sont valorisées pour la sûreté des installations industrielles liées à l’hydrogène vecteur d’énergie.

Pour étudier la désinfection d'une eau usée épurée au stade secondaire, traitée à l'hypochlorite de sodium, des essais en réacteur fermé ont été effectués en utilisant des doses variant entre 1 et 10 mg de chlore par litre. Les résultats obtenus montrent que la cinétique de désinfection est loin d'être uniforme. L'utilisation du modèle de Chick et Watson n'est en effet possible que si on l'adapte pour tenir compte de la modification de la vitesse de désinfection au cours du processus. Le modèle de Collins et Selleck permet de rendre compte de façon satisfaisante de l'évolution de la vitesse d'élimination des germes au cours du temps. La faible valeur du paramètre t trouvée (0.26 min.mg/l pour les coliformes totaux et 0.58 min.mg/l pour les coliformes fécaux) semble cependant démontrer que la période de latence est relativement peut importante surtout lorsqu'on utilise des dose de chlore élevées. Il s'avère d'autre part que la demande en chlore de ce type d'eau est très importante. La concentration en chlore résiduel dans le réacteur décroît très rapidement pour atteindre environs 10 % de la dose de chlore injectée et cela quelle que soit la dose utilisée (de 1 à 10 mg/l). Le dimensionnement des réacteurs de désinfection fonctionnant en continu nécessite de prendre en compte le comportement hydrodynamique de l'eau dans le réacteur. Sachant qu'un abattement de 3 U-Log est nécessaire, dans le cas de la réutilisation de l'eau pour l'irrigation, un modèle intégrant l'expression de la cinétique de désinfection et l'hydrodynamique du contacteur a été proposé. Les résultats mettent en évidence l'intérêt de concevoir des réacteurs se rapprochant le plus possible de l'écoulement piston.

Introduction D'après les données dont nous disposons, les niveaux actuels des émissions de tritium provenant des réacteurs CANDU au Canada n'entraîneraient pas d'effets néfastes sur la santé. Toutefois, les études ne précisent pas les doses spécifiques au tritium, et reposent sur un petit nombre de cas. La présente étude avait pour but de déterminer si le tritium émis par la centrale nucléaire de Pickering, en Ontario, lors de ses activités courantes, est associé à un risque de cancer. Méthodologie Nous avons constitué une cohorte rétrospective en couplant les données sur les résidents de Pickering et de North Oshawa (1985) à celles sur les nouveaux de cas cancer (1985-2005). Nous avons examiné les cas de cancer tous sièges combinés, ainsi que les cas de leucémie, de cancer du poumon, de cancer de la thyroïde et de cancer infantile (6-19 ans) pour les sujets de sexe masculin et féminin, de même que les cas de cancer du sein chez la femme. Les estimations de la concentration de tritium reposaient sur un modèle de dispersion atmosphérique qui intégrait les caractéristiques des émissions annuelles de tritium et les données météorologiques. Chaque membre de la cohorte s'est vu assigner une estimation de la concentration de tritium, en fonction de son lieu précis de résidence. Une analyse des années-personnes a permis de déterminer si les cas de cancer observés étaient plus nombreux que prévus. Un modèle de régression des risques proportionnels de Cox a servi à établir si le tritium était associé à des cancers radiosensibles à Pickering. Résultats Une analyse des années-personnes a révélé que le nombre de cas de cancer chez les jeunes filles était significativement plus élevé que prévu (rapport standardisé d'incidence [RSI] = 1,99, intervalle de confiance [IC] à 95 % : 1,08 à 3,38). L'explication la plus plausible de cette observation est le recours à des comparaisons multiples. Les modèles de Cox ont révélé que le cancer du poumon chez la femme était significativement plus élevé à Pickering qu'à North Oshawa (RR = 2,34; IC à 95 % : 1,23 à 4,46) et que le tritium n'était pas associé à une augmentation du risque. La méthodologie améliorée de la présente étude nous permet de mieux comprendre les risques de cancer associés à une exposition à de faibles doses de tritium. Conclusion Les doses estimées de tritium n'ont pas été associées à une augmentation du risque de cancers radiosensibles à Pickering.

Le modèle de l'IAWQ du processus de boues activées représente les mécanismes endogènes de la biomasse nitrifiante par le décès des micro-organismes (équation d'ordre 1 par rapport à la biomasse). La constante de décès, ou taux de mortalité bA, est aujourd'hui encore mal connue, et en particulier les facteurs influants sur sa valeur. De récentes études ont montré que la prédation par la microfaune pourrait être un facteur déterminant sur la valeur de bA. Cette étude se propose donc de quantifier l'effet de la prédation sur la valeur de bA. Deux réacteurs maintenus sans alimentation en substrat ont été caractérisés en parallèle: l'un a reçu une dose d'antibiotique spécifique aux eucaryotes (cycloheximide) afin de diminuer la quantité d'organismes de la microfaune, alors que l'autre n'a reçu aucun antibiotique (témoin). Les résultats obtenus montrent que le cycloheximide inhibe la plupart des organismes de la microfaune sauf les amibes; celles-ci semblent plutôt stimulées par cet antibiotique. En ce qui concerne la nitrification, un ralentissement de la production de nitrate dans le réacteur traité à l'antibiotique est observé à partir du sixième jour. Cette diminution de production de nitrate est probablement causée par une réduction de l'azote nitrifiable (qui est mobilisé par les amibes) couplée à une prédation des organismes nitrifiants par les amibes. D'ailleurs, l'augmentation de la prédation par les amibes à partir du jour 6 a diminué l'activité nitrifiante également mesurée par respirométrie (rO2 Nmax). Cette diminution du taux de respiration indique une augmentation du taux de mortalité (bA) des organismes nitrifiants. En effet, la valeur du taux de mortalité mesurée dans le réacteur témoin est de 0.08 d-1 alors que selon la microfaune présente dans le réacteur inhibé au cycloheximide, la valeur de ce taux de mortalité a varié entre 0.05 d-1 et 0.15 d-1.

Résumé L’étude de la photodégradation du 4-méthylphénol a été menée sur un pilote à recirculation. Cette molécule a été prise comme composé modèle pour le traitement des effluents de l’industrie avicole. Ce travail a consisté en l’optimisation et la modélisation de l’élimination du 4-méthylphénol par photocatalyse en présence de ZnO. L’utilisation des plans d’expériences, et en particulier de la méthodologie de surface de réponse (RSM) et un plan central composite (CCD), a permis la détermination de l’influence des effets simultanés et de l’interaction des paramètres opératoires sur le rendement de la photodégradation. Les paramètres étudiés sont la concentration initiale en 4-méthylphénol, la concentration en catalyseur et le débit de recirculation de la solution. Les résultats montrent que l’application de la RSM permet de décrire d’une manière correcte l’influence de ces trois paramètres expérimentaux sur l’efficacité du traitement. Les valeurs optimales des paramètres donnant un rendement maximal (100 %) ont pu être déterminées. Les modèles de second ordre obtenus, pour le rendement de dégradation et pour l’abattement de DCO, ont été validés en utilisant différentes approches statistiques. L’utilisation de la méthode ANOVA a montré que les modèles sont hautement significatifs et en bonne adéquation avec les résultats expérimentaux.

Le présent article rapporte les résultats d'une investigation des facteurs géométriques applicables à des réacteurs annulaires à mélange axial complet et appliqués à la désinfection des eaux au moyen de lumière UV de 254 nm. La loi de Bunsen-Roscoe est suivie en prenant en compte la dose corrigée par un facteur géométrique m; dose=mIot. Le bactériophage f2 ne montre pas de phase de latence de mortalité et constitue dès lors un modèle valable. La dose létale à 99 % mesurée est de 470 ± 30 J/m2.

La connaissance, actuellement très limitée, du métabolisme des bactéries acétogènes intervenant dans la biodégradation anaérobie de l'acide butyrique et d'un de ses sous-produits, l'acide crotonique, est à l'origine de cette étude. Après avoir mis au point un réacteur anaérobie à biomasse fixée, cette dernière a, dans un premier temps, été adaptée à la biodégradation exclusive du butyrate. La dégradation du crotonate a ensuite été étudiée, selon différents protocoles expérimentaux (pulses de crotonate en alimentation continue avec du butyrate puis alimentation continue avec du crotonate). Des injections de crotonate ont également été effectuées en circuit fermé, avec une biomasse adaptée dans un premier temps à la dégradation d'un mélange d'AGV, le réacteur étant ensuite alimenté avec du propionate puis du butyrate seuls. Contrairement à ce que laissait penser la bibliographie, il a été constaté que les bactéries adaptées à la dégradation exclusive du butyrate sons très rapidement à même de dégrader le crotonate. Les résultats obtenus permettent d'approcher les spécificités bactériennes, la voie catabolique suivie par le crotonate, son mode de régulation enzymatique et les équilibres qui la gouvernent. C'est ainsi qu'il est possible de proposer un modèle explicatif relativement simple du mécanisme de biodégradation du crotonate.

Le développement des unités de post-dénitrification dans les stations d’épuration de l’agglomération parisienne a fait réémerger la problématique du nitrite dans les eaux de Seine en aval de Paris. Le contrôle de l’apparition des nitrites au cours de l’étape de post-dénitrification est donc devenu un enjeu technique majeur. Des études visant à mieux appréhender les mécanismes d’apparition du nitrite lors de la dénitrification des eaux usées et à étudier des évolutions techniques (métrologie et boucles de contrôle-commande des procédés) à mettre en oeuvre sur les usines pour contrôler et limiter sa production ont été engagées dans le cadre du programme Mocopée (www.mocopee.com). De précédents travaux ont montré que les modes usuels d’injection du méthanol ne permettent pas de s’assurer de la stabilité du rapport C/N dans le réacteur biologique et conduisent à une production erratique et incontrôlée de nitrites. La possibilité d’ajouter une « commande sans modèle » à la commande classique a donc été testée à l’aide du modèle mathématique SimBio, modèle permettant de simuler le fonctionnement des unités de biofiltration. La commande sans modèle placée « en fin de traitement », et basée sur la concentration en nitrites mesurée en sortie de procédé, se greffe à la méthode de contrôle classique en y apportant des corrections seulement au besoin. Les résultats des simulations montrent qu’une régulation des injections de méthanol basée sur la « commande sans modèle » permet de stabiliser et maîtriser le nitrite dans le rejet, sans induire d’augmentation des quantités de méthanol injectées.

Les réacteurs chimiques sont considérablement utilisés dans les industries chimiques et pharmaceutiques. Le problème d’asservissement de température associé est crucial aussi bien du point de vue de la qualité des produits que du point de vue de la reproductibilité des opérations. Cette thèse présente une approche de synthèse des asservissements de température pour les réacteurs chimiques exothermiques opérant en mode batch. Deux aspects de ce travail méritent d’être mentionnés. Le premier consiste en un contexte de synthèse ingénieux. La synthèse est basée sur plusieurs techniques de commande issues des concepts de prédiction, de linéarisation par rétroaction, de modes glissants, de backstepping et de grand gain. Une action intégrale filtrée est incorporée dans la synthèse pour des considérations de précision et d’insensibilité par rapport aux bruits de mesure. Le second aspect consiste en un observateur du type grand gain qui permet de réaliser une estimation précise de la chaleur de réaction en vue d’affiner les performances des systèmes de commandes. Une illustration des performances de l’approche de conduite proposé a été faite dans un environnement de simulation réaliste par rapport à la problématique considérée
Chemical reactors are extensively used in chemical and pharmaceutical industries. The underlying temperature control has shown to be of fundamental importance from product quality and process reproductibility points of view. This thesis presents a control approach to deal with the temperature servo problem in exothermic stirred tank batch reactors. Two features of this research work are worth to be emphasized. The first one consists in an engineering design framework for the control. The underlying design can be performed using various control techniques that heavily borrows from the concepts of prediction, state feedback linearization, sliding mode, backstepping and the high gain. A filtered integral action is incorporated into the design for free offset performance and noise measurements insensitivity considerations. The second one consists in likely high gain observer to perform an accurate estimation of the reaction heat to alleviate the control system performances. The performances the proposed approach are illustrated in a realistic simulation framework with respect to the problem under consideration

Un modele physique et numerique de la propagation dans des structures fusibles d'un fluide initialement contenu dans une enceinte (source) sous pression est propose. L'interet de ce modele reside dans une resolution assez simplifiee, mais neanmoins performante du probleme complexe des ecoulements instationnaires discontinus. Il prend en compte: un fluide multiphase et multicomposant en ecoulement bidimensionnel, un milieu de propagation a geometrie variable, la compressibilite de la vapeur, le transfert de masse et d'energie entre le fluide et les structures environnantes, et des conditions limites a la source et a la frontiere entre le fluide et le milieu avoisinant. La resolution du probleme est effectuee en trois etapes. Dans un premier temps, le fluide qui sort de l'enceinte est considere comme etant un point (poche) de volume variable dans le temps. On etablit alors les bilans de masse, de quantite de mouvement et d'energie pour obtenir les vitesses globales aux limites et la vitesse globale moyenne de la poche de fluide. Ensuite, cette poche est decoupee en tubes de courant monodimensionnels fictifs qui relient une fraction de la breche (source) a une fraction de la surface du front de propagation, puis les vitesses a la breche et au front de chaque tube sont estimees. Finalement, ces vitesses aux limites sont reparties sur un champ bidimensionnel en fonction des sections de passage et des localisations angulaires des mailles, et de bilans de masse. Le modele propose est un outil performant pour predire le comportement dynamique d'un fluide multicomposant se propageant dans un assemblage combustible de reacteur nucleaire a neutrons rapides

Une methode numerique de volumes finis a elements quadrilateres quelconques a ete mise au point pour resoudre le systeme des equations moyennees (modele a deux fluides) decrivant un ecoulement a bulles eau-air. Elle permet de traiter des configurations bidimensionnelles ou axisymetriques, en regime instationnaire. En outre, une methode permettant de calculer numeriquement la distribution du temps de sejour d'un reacteur chimique sera presentee. Les phenomenes turbulents sont modelises par un modele capable de decrire simultanement des turbulences intrinseques et des pseudo-turbulences. Les effets de coalescence et de fragmentation des bulles sont predits a partir d'une equation de relaxation proposee par cook et harlow. Differentes lois de fermeture concernant les termes de trainee, de masse ajoutee, de portance et de desequilibre en pression seront presentees. Le schema numerique utilise est semi-implicite semblable au schema de iced-ale. Le calcul sur un pas de temps se deroule en deux etapes essentielles. La premiere consiste a resoudre les equations du mouvement par une procedure lagrangienne, la seconde a replacer les nuds a leur emplacement initial a partir des bilans par maille de toutes les quantites calculees. On presentera des resultats numeriques et des comparaisons d'une part sur des ecoulements modeles monophasiques et diphasiques (cavite regularisee, ecoulement a marche, canal obstrue, etc. ), d'autre part sur un reacteur chimique industriel a geometrie complexe

Dans ce travail, nous abordons le problème du développement rapide de modèles cinétiques de réactions menées en réacteur discontinu et en milieu hétérogène liquide-liquide. En effet, dans l'industrie de la chimie fine, les études détaillées des mécanismes et des cinétiques réactionnelles ne sont généralement pas réalisées pour des raisons de coût et de durée. L'optimisation et la commande avancée des procédés développés sont alors limitées par l'obtention d'un modèle pertinent du procédé. Les paramètres relatifs à la cinétique chimique (réaction) et à la cinétique physique (transfert) sont estimés simultanément. Des test statistiques sont utilisés pour réduire le biais sur les estimées. Les équations de sensibiblité du modèle sont étudiées. Nous montrons que suivant la nature des paramètres identifiés, des conditions expérimentales spécifiques doivent être préférées pour améliorer la précision de l'identification. Une démarche séquentielle alternant les phases d'estimation et de planification est retenue. Nous montrons que la cinétique des phénomènes mis en jeu (transfert de matière, réaction chimique, équilibre liquide-liquide) est parfaitement prise en compte par la stratégie avec des instants de mesure adaptés à ces phénomènes et à la température de l'expérience.

Depuis l'accident de tmi-2 aux etats-unis en 1979, de nombreuses experiences ont ete realisees a travers le monde pour mieux comprendre les principaux processus de degradation d'un cur de reacteur a eau pressurisee. Parallelement, un travail de modelisation a debouche sur l'elaboration de codes de calcul (code icare2 a l'ipsn). L'oxydation du zircaloy des gaines de crayons combustibles s'avere etre le phenomene cle qui, par ses consequences (forte production de chaleur, degagement d'hydrogene, perte d'integrite du gainage), conditionne la suite du processus de degradation. C'est dans cette optique que cette these a ete proposee, ayant pour objectif principal, la comprehension, la validation et l'amelioration des modeles d'oxydation existants. Deux aspects ont ete successivement abordes: oxydation de gaines intactes et oxydation de gaines fragilisees. Dans le premier cas, un modele utilisant la correlation d'urbanic-heidrick a donc ete elabore pour ameliorer la convergence au pas de temps du code icare2 lors d'emballements violents de temperature. Les resultats montrent une bonne convergence au pas de temps quelle que soit la valeur de ce dernier et meme pour des taux d'echauffement superieurs a 35c/s. Dans le cas de l'oxydation de gaines fragilisees (par exemple a la suite d'une trempe), aucun modele satisfaisant ni de donnees specifiques du probleme ne sont actuellement disponibles. Durant ce travail, un modele semi empirique a malgre tout ete developpe et valide sur la base de l'essai phebus-csd-b9r2. Cette premiere approche montre que l'on obtient de bons accords calculs-experiences. Des experiences allemandes actuellement en preparation et specifiques de ce phenomene permettront de valider ce modele sur une gamme plus etendue de conditions et de fournir les donnees necessaires pour une modelisation plus mecaniste du phenomene d'oxydation de gaines fragilisees

Le depot chimique en phase vapeur (cvd) est une technique des plus employees pour la fabrication de composants electroniques. Comme tout procede utilisant un reacteur, un certain nombre de criteres est necessaire pour reussir une telle operation pour un type de depot donne. Ces criteres doivent alors reunir le type du reacteur, les phenomenes thermodynamiques, les cinetiques de reaction, et les caracteristiques d'ecoulement et de transport de masse. La modelisation des reacteurs de cvd integre toutes ces considerations dans un modele global pour generer un outil de nature predictive reliant les caracteristiques du depot a tous ces parametres. L'objectif principal de ce travail est de coupler les phenomenes de transfert de matiere a un code hydrodynamique commercial. L'avantage principal decoulant d'un tel choix est evidemment la possibilite de traiter des geometries complexes avec un logiciel eprouve s'affranchissant de l'hydrodynamique et de la thermique. Dans notre cas, nous avons choisi estet un code commercial auquel nous avons ajoute les termes sources decrivant nos cinetiques en phase gazeuse et au niveau des surfaces. L'outil mathematique a ete utilise pour traiter les cas suivants : - le depot de silicium epitaxie a partir d'un melange de silane et d'hydrogene dans un reacteur rtp. Dans ce cas de nouvelles constantes cinetiques ont ete estimees grace a la methode qrrk. - le depot de silicium polycristallin pur et dope in-situ au phosphore a partir d'un melange de silane de phosphine et d'azote dans un reacteur tubulaire horizontal a murs chauds. - le depot de sipos a partir d'un melange de silane et de protoxyde d'azote dans le meme reacteur tubulaire. Grace a un processus iteratif au niveau des surfaces de depot, nous estimons le taux d'oxygene introduit dans la couche deposee. Dans les trois cas les simulations effectuees sont validees par des resultats experimentaux releves de la litterature.

La thèse s'inscrit dans le contexte des accidents graves dans les réacteurs nucléaires qui sont étudiés au laboratoire de physique et modélisation des accidents graves (LPMA) du CEA de Cadarache. Un accident grave survient lors de la perte du caloporteur au niveau du circuit primaire ce qui provoque une dégradation du combustible et la création d'un bain de corium. Celui-ci va ensuite se propager en cuve et fortement endommager les structures du réacteur. Pour la sûreté nucléaire, il est donc nécessaire de pouvoir prévoir la propagation de ce corium, d'où la création en 2013 de la plateforme PROCOR (Java) permettant aux travers d'applications industrielles de simuler cette propagation. Ces applications sont un ensemble de modèles physiques, couplés sur une macro boucle en temps, ayant chacun un ensemble d'équations algébriques et différentielles qui sont résolues en interne des modèles. Les modèles de la plateforme sont généralement des modèles OD dont la discrétisation spatiale est remplacée par des corrélations généralement issues de l'expérience. Chaque modèle a aussi un ensemble d'états et de règles de transition, et un changement d'état peut alors survenir à l'intérieur de la macro boucle en temps. Au début de la thèse, le couplage était simplement un chaînage des modèles sur la macro boucle en temps : chaque modèle est résolu l'un après l'autre, l'ordre étant défini par le créateur de l'application, et les modèles sont synchronisés à la fin de cette boucle. Les résultats des applications industrielles de la plateforme en modifiant simplement le pas de temps de la macro boucle en temps montrent une forte dépendance du schéma avec ce pas de temps. On a par exemple 10 % d'écart sur les flux imposés sur la cuve du réacteur en passant d'un pas de temps de 100 s à 50 s, ce qui a un fort impact sur les résultats de sûreté nucléaire
This thesis focuses on solving coupled problems of models of interest for the simulation of severe accidents in nuclear reactors~: these coarse-grained models allow for fast calculations for statistical analysis used for risk assessment and solutions of large problems when considering the whole severe accident scenario. However, this modeling approach has several numerical flaws. Besides, in this industrial context, computational efficiency is of great importance leading to various numerical constraints. The objective of this research is to analyze the applicability of explicit coupling strategies to solve such coupled problems and to design implicit coupling schemes allowing stable and accurate computations. The proposed schemes are theoretically analyzed and tested within CEA's procor{} platform on a problem of heat conduction solved with coupled lumped parameter models and coupled 1D models. Numerical results are discussed and allow us to emphasize the benefits of using the designed coupling schemes instead of the usual explicit coupling schemes

Les vésicules hybrides, résultant de l’auto-assemblage combiné de copolymères amphiphiles et de phospholipides, font l’objet d’un intérêt grandissant depuis plusieurs années. Ces assemblages peuvent être vus comme des structures vésiculaires avancées comparés aux liposomes et polymersomes. Ils permettent en effet de combiner la variabilité chimique et la stabilité mécanique de la membrane polymère avec la bio-fonctionnalité et la perméabilité de la membrane lipidique. Ces objets pourraient être utilisés dans plusieurs domaines : nano-réacteur pour des réactions enzymatiques, modèle biomimétique de membrane cellulaire, etc. De précédents travaux au sein du LCPO ont permis de développer des vésicules hybrides, principalement à partir de copolymères triblocs PEO-b-PDMS-b-PEO. Ces systèmes ont cependant montré des limitations en termes de propriétés mécaniques, puisqu’ils présentent des déformations à rupture inférieures à celles des liposomes. Le mélange de conformations (en boucle et étendue) des copolymères triblocs dans la membrane serait à l’origine de la faible stabilité mécanique des membranes hybrides. Une des approches pour remédier à ce problème est de contrôler la conformation des chaînes de polymère dans la membrane. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de développer des systèmes hybrides en substituant les copolymères triblocs par des copolymères diblocs PDMS-b-PEO. Ces derniers s’organisent en bicouches dans la membrane de la même manière que les phospholipides, ce qui pourrait stabiliser les interfaces polymère/lipide.Le travail de cette thèse a consisté à synthétiser une série de copolymères diblocs PDMS-b-PEO pouvant former des polymersomes. Les paramètres d’auto-assemblage des LUV ont été déterminés (concentration d’agrégation critique, rayon de giration et hydrodynamique, nombre d’agrégation, etc.). Les mesures d’épaisseur de membrane ont été réalisées par Cryo-TEM et diffusion des neutrons. Nous nous sommes également intéressés aux propriétés de membrane des polymersomes (fluidité et tenue mécanique).Des vésicules hybrides micrométriques (GHUV) et nanométriques (LHUV) ont été obtenues à partir des copolymères diblocs et du POPC, un lipide modèle. La formation et la structurationde membrane des LHUV a été vérifiée par Cryo-TEM, diffusion des neutrons et spectroscopie de fluorescence tandis que la formation et la structuration de membrane des GHUV a été étudiée par microscopie confocale. Différentes structurations de membrane ont été obtenues pour les GHUV, suivant la masse molaire du copolymère ou encore la composition en lipide. A l’inverse, les membranes des LHUV semblent homogènes, quelle que soit la fraction en lipide utilisée.La perméabilité et la tenue mécanique des membranes hybrides ont pu être modulées suivant la composition en lipide. Étonnement, les polymersomes semblent plus perméables que les liposomes. A l’inverse, l’utilisation de copolymères diblocs permet bien de renforcer la membrane des vésicules hybrides. Les valeurs de ténacité obtenues sont bien supérieures à celles mesurées pour les liposomes et pour les vésicules hybrides composées de copolymères triblocs.Pour finir, la tension de ligne associée aux interfaces polymère/lipide a été mesurée pour la première fois pour des systèmes hybrides. Les valeurs de tensions de ligne trouvées sont comparables à celles mesurées pour des membranes lipidiques multi-phasées
Hybrid vesicles, resulting from the combined self-assembly of amphiphilic copolymers and phospholipids, have been the subject of growing interest for several years. These assemblies can be seen as advanced vesicular structures compared to liposomes and polymersomes. They combine the chemical versatility and mechanical stability of the polymer membrane with the bio-functionality and permeability of the lipid membrane. These objects could be used in several fields: nano-reactor for enzymatic reactions, biomimetic model of cell membrane, etc. Previous work at the LCPO has led to the development of hybrid vesicles, mainly from triblock copolymers PEO-b-PDMS-b-PEO. However, these systems have shown limitations in terms of mechanical properties, since they have lower lysis strain than liposomes. The mixture of conformations (loop and extended) of triblock copolymers in the membrane would be at the origin of the poor mechanical stability of hybrid membranes. One approach to solve this problem is to control the conformation of polymer chains in the membrane. In this context, the objective of this thesis is to develop hybrid systems by substituting triblock copolymers with PDMS-b-PEO diblock copolymers. The latter are organized in bilayers in the membrane in the same way as phospholipids, which could stabilize the polymer/lipid interfaces.The work of this thesis consisted in synthesizing a series of diblock copolymers PDMS-b-PEO that can form polymersomes. The self-assembly parameters of the LUVs were determined (critical aggregation concentration, radius of gyration and hydrodynamics, number of aggregations, etc.). Membrane thickness measurements were performed by Cryo-TEM and neutron scattering. We were also interested in the membrane properties of polymersomes (fluidity and mechanical properties).Micrometric (GHUV) and nanometric (LHUV) hybrid vesicles were obtained from diblock copolymers and POPC, a model lipid. LHUV membrane formation and structuration was studied by Cryo-TEM, neutron scattering and fluorescence spectroscopy while GHUV membrane formation and structuration was checked by confocal microscopy. Different membrane structurations have been obtained for GHUVs, depending on the molar mass of thecopolymer or on the lipid composition. On the other hand, the LHUV’s membranes appear to be homogeneous, regardless of the lipid fraction used.The permeability and mechanical properties of the hybrid membranes could be modulated according to the lipid composition. Surprisingly, polymersomes seem more permeable than liposomes. On the other hand, the use of diblock copolymers improve the mechanical properties of the hybrid membranes. The toughness values obtained are much higher than those measured for liposomes and for hybrid vesicles composed of triblock copolymers.Finally, the line tension associated with polymer/lipid interfaces was measured for the first time for hybrid systems. The line tension values founded are comparable to those measured for multi-phase lipid membranes

Les reacteurs a ecoulement transportes gaz-solide a co-courant descendant forment une classe de contacteurs encore tres mal connue susceptibles d'applications industrielles importantes. Une etude experimentale conduite sur un reacteur de 50 mm de diametre et 5 m de haut avec du catalyseur fcc, a permis d'obtenir des informations sur les parametres clefs de l'ecoulement: profil de pression, vitesse de glissement gaz-solide, concentration moyenne et profils radiaux de flux de solide. L'ecoulement presente une structure evolutive axialement et radialement, plus homogene qu'en ecoulement ascendant, et essentiellement conditionnee par la vitesse du gaz. Au bas du reacteur, la repartition du flux de solide sur la section est uniforme pour une vitesse de gaz egale a 3 m/s, au-dela le flux de solide est plus important au centre du reacteur, en deca la situation est inversee avec un ecoulement de solide preponderant a la paroi du reacteur. Ce caractere ambivalent a ete relie a l'inversion de signe observee pour les vitesses de glissement: negatives aux faibles vitesses de gaz et positives aux vitesses les plus elevees. Un modele base sur une representation schematique de la structure de l'ecoulement soutient cette explication

Des particules microporeuses d'alumine de diamètre moyen 3,2 mm sont fluidisées par une émulsion gaz-liquide produite en amont du lit fluidisé par un venturi à émulsion. La position du venturi permet une auto-aspiration de la phase gazeuse (air) grâce à la dépression créée au col du venturi par l'écoulement de la phase liquide (eau). Néanmoins, les phases liquide et gazeuse peuvent être alimentées de manière indépendante. Pour les deux types d'écoulements, la porosité, les trois retentions, les régimes d'écoulements, la vitesse minimale de fluidisation diphasique et triphasique ainsi que la puissance mécanique dégradée ont été déterminées. Les mesures d'oxygénation dynamique, conduites avec deux sondes à oxygène placées à l'entrée et à la sortie du lit fluidisé ont permis d'évaluer la conductance de transfert gaz-liquide (kLa) dans le venturi, le lit fluidisé et dans l'ensemble du réacteur. Pour une même puissance mécanique dégradée, le coefficient de transfert gaz-liquide kLa dans le venturi est 2 à 4 fois supérieur à celui du lit fluidisé. Pour l'ensemble du réacteur, les valeurs expérimentales en fonction de la puissance mécanique dégradée et en fonction des vitesses de gaz et de liquide sont du même ordre de grandeur que celles proposées dans la littérature. Enfin, la modélisation de l'oxydation catalytique d'une solution aqueuse de glucose sur des particules microporeuses d'alumine imprégnées de platine montre que, dans les conditions opératoires étudiées, le fonctionnement du réacteur est limité par la résistance diffusionnelle interne du catalyseur