Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Geothermal energy is considered as a green and infinite energy source at human scale. Currently, the yield of geothermal power plants is limited to temperatures of the operating fluid which 350 °C. From tectonic and volcanic activity at mid-ocean ridges, Iceland is a location where supercritical fluid extraction (T> 375 °C) can considered for the near future. Exploiting such fluids could theoretically multiply by a factor of ten the electrical power delivered by geothermal wells. Can such fluids circulate at the base of brittle oceanic crust? This work investigates the petrophysical properties of basalts in order to constrain geophysical observations in Iceland and predict the behavior of very high temperature geo-hydrothermal reservoirs. The first approach consisted in studying the physical properties of rocks that have hosted deep hydrothermal circulations at oceanic ridges. The study of these rocks at ODP Site 1256 shows that the porosity measured both in the field and in the lab is associated with amphibolite facies alteration minerals (T> 500 ° C). The second approach was to recreate in the laboratory the conditions of pressure, temperature and pore fluid pressure of high temperature to supercritical hydrothermal systems to predict the mechanical and electrical properties of basalts under these conditions. The mechanical results indicate that the brittle/ductile transition occurs at a temperature of about 550° C, where a strong permeability decrease is expected. The implementation and calibration of a new cell for measuring electrical conductivity at high temperature provide the first results for the interpretation of geophysical data. When applied to basaltic crustal conditions in Iceland, these results indicate that hydrothermal fluids could circulate, at least temporarily, in a supercritical state up to 5 km depth.
La géothermie est considérée comme une source d'énergie propre et inépuisable à échelle humaine. Actuellement, le rendement des centrales géothermiques est limité à l'exploitation de fluides de températures inférieures à 350 °C. L'association de l'activité tectonique et volcanique aux dorsales océaniques fait de l'Islande un lieu où l'extraction de fluides supercritiques (T> 375 °C) peut être envisagée. Cette exploitation pourrait multiplier par dix la puissance électrique délivrée par le système géothermal. Ces fluides peuvent-ils circuler dans la croûte océanique ? Ce travail propose de contraindre les observations géophysiques et de prédire le fonctionnement des réservoirs géo-hydrothermaux de très haute température par l'étude des propriétés physiques des basaltes. La première approche est focalisée sur l'étude de roches ayant accueilli une circulation hydrothermale par le passé. L'étude de ces roches au site ODP 1256, montre que leur porosité est associée à la présence de minéraux d'altération hydrothermale du facies amphibolite (T> 500 °C). La seconde approche a consisté à recréer, en laboratoire, les conditions des systèmes hydrothermaux, à très haute température, afin de prédire les propriétés mécaniques et électriques des basaltes dans ces conditions. Les résultats mécaniques indiquent que la transition fragile/ductile, souvent associée à une forte décroissance de perméabilité, intervient à une température d'environ 550 °C. La mise en place d'une cellule de mesure de la conductivité électrique de haute température a fourni les premiers résultats utiles à l'analyse des données géophysiques. Appliqués aux conditions de la croûte basaltique Islandaise, ces résultats indiquent que des fluides hydrothermaux pourraient circuler au moins transitoirement à l'état supercritique jusqu'à ~ 5 km de profondeur.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The presence of biological matter (biofilms) in deep geological sites for storage of, for instance, toxic elements or groundwater in aquifers was clearly proved. That biomass triggers physical and chemical processes which greatly modify the durability and the sustainability of the sites. These processes, mainly from oxidative/reductive reactions, are poorly understood. This is mainly due to the fact that former studies were done at the macroscopic level far away from the micrometric scale where relevant processes induced by bacteria take place. Investigations at microscopic level are needed. Thus, we developed an experimental set-up based on the combined use of optical microscopy (transmission), atomic force microscopy (AFM) and electrical and electro-chemical AFM microscopy (EC_AFM) in order to get simultaneous information on topographic and electro-chemical processes. The first highly sensitive step was to use AFM with biological samples in liquid environment: wepresent here a study about AFM imaging of living, moving or self-immobilized bacteria, in their genuine physiological liquid medium and in true in vivo conditions. No external immobilization protocol, neither chemical nor mechanical was needed. For the first time, the native gliding movements of Gram negative Nostoc cyanobacteria upon the surface were studied by AFM. AFM height and mechanical stiffness data were simultaneously acquired. From these, mechanical parameters, inner turgor pressure and Young modulus, were derived for different bacterial species (Anabaenopsis circularis, Rhodococcus wratislaviensis). Our study revealed that AFM imaging is thus possible on moving living species. These results open a large window on new studies of both dynamical phenomena of practical and fundamental interests such as the formation of biofilms and dynamic properties of bacteria in real physiological conditions. The second delicate step was to combine AFM and optical measurements with electrical ones. We mounted a new experimental set-up coupling real-time (i) monitoring of optical properties as the optical density (OD) evolution related to bulk bacterial growth in liquid or as the counting of number of bacteria adhering on the surface of the sample as well and (ii) electrical and electrochemical measurements. Furthermore, these results will shortly be applied to the optimized monitoring of the in-situ activity of bacteria consuming oil pollutants, following this way, in real-time, the bioremediation of an oilcontaminated soil (ANR ECOTECH_BIOPHY program).
La présence de matière biologique (biofilms) dans les sites de stockage géologique profond, d'éléments toxiques ou encore de l'eau potable des aquifères est maintenant clairement démontrée. Cette biomasse est à l'origine de processus physiques et chimiques qui modifient considérablement la durabilité et la pérennité des sites concernés. Ces processus, principalement de type oxydo-réductif, sont encore mal compris. Ceci est principalement dû aux méthodes d'investigation, principalement macroscopiques, loin de l'échelle micrométrique caractéristique des bactéries. Seules des études, basées sur des méthodes d'investigation locale, peuvent apporter les informations requises. Ainsi, nous avons développé un dispositif expérimental basé sur l'utilisation combinée de la microscopie optique (en transmission), la microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie AFM en mode électrique et électrochimique (EC_AFM) afin d'obtenir des informations simultanées sur la topographie de l'échantillon et sur les processus électrochimiques à l'échelle des bactéries. La première étape sensible consistait à utiliser l'AFM sur des échantillons biologiques en milieu liquide: nous présentons ici les résultats de l'imagerie AFM en milieu liquide de plusieurs types de bactéries dans leurs conditions physiologiques naturelles (conditions in vivo). Aucun protocole d'immobilisation, ni chimique ni mécanique, n'a été nécessaire; et pour la première fois, les mouvements de reptation de cyanobactéries Nostoc ont été étudiés par l'AFM. Les études AFM ont permis d'acquérir des données topographiques mais aussi mécaniques : nous avons pu ainsi mesurer le module d'Young, la pression de turgescence de différentes souches bactériennes (Anabaenopsis circularis, Rhodococcus wratislaviensis). Cette étude complète, a révélé que l'imagerie AFM est donc possible sur des espèces vivantes en mouvement. Ces résultats ouvrent une grande fenêtre sur de nouvelles études d'intérêts tels que la formation de biofilms et les propriétés dynamiques de bactéries dans des conditions physiologiques réelles. La deuxième étape délicate était de combiner l'AFM aux mesures optiques et électriques. Nous avons développé un nouveau dispositif expérimental permettant (i) le suivi de l'évolution de la croissance bactérienne par la mesure des propriétés optiques comme la densité optique DO (pour le développement bactérien en volume - milieu planctonique) , ou l'analyse de l'image du substrat par comptage du nombre de bactéries sur la surface de l'échantillon (biofilm), et (ii) les mesures électriques et électrochimiques. L'ensemble de ces résultats sera prochainement appliqué au développement de nouveaux outils de surveillance d'une biodépollution de terrain contaminé par les hydrocarbures, par le suivi in situ et en temps réel de l'activité de bactéries dépolluantes (ECOTECH_BIOPHY ANR).
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Éditeur(s) : ISTPM
Résumé : Table of Contents The Natural Environment Production centres Oyster farming centres Mussel farming centres Chapter I. - The Physicochemical Environment I. Sea Water a) Transparency, turbidity b) Temperature c) Salinity d) Dissolved gases e) Substances dissolved in the water f) Water movements g) Hydrology of the main shellfish farming centres II. Soils a) Soil properties b) Mechanical amendment of soils, its effects c) Fertilisation of soils in shellfish farming d) Changes in soils due to farming Bibliography Chapter II. - The Natural Environment Phytoplankton Zooplankton Basic biology of phytoplankton Assessment of phytoplankton production, notion of primary productivity Phytoplankton from a few shellfish farming regions Microphytobenthos Factors controlling primary productivity Toxicity of planktonic organisms; red tides Bibliography Chapter III – Alterations in the Natural Environment Pollution I. Chemical Pollution Definitions Influence of turbidity A. Telluric pollution 1o Domestic pollution 2o Agriculture-related pollution 3o Industrial pollution B. Pelagic pollution 1o Pollution through hydrocarbons Conclusion II. Bacterial Pollution Future of micro-organisms in the sea A. Specimen conditions B. Phenomena of dispersion Survival of germs in the marine environment A. Factors influencing the total microbial content B. Resistance of various groups of germs Consequences of bacterial pollutions on shellfish and shellfish farming Shellfish Shellfish farming Conclusion Bibliography
Sommaire : Le milieu naturel Les centres de production Les centres ostréicoles Les centres mytilicoles Chapitre I. - le milieu physico-chimique I. L'eau de mer a) Transparence, turbidité b) Température c) Salinité d ) Les gaz dissous e) Les substances dissoutes dans l'eau f) Les mouvements de l'eau g) Hydrologie des principaux centres conchylicoles IL Les sols a ) Propriétés des sols b) Amendement mécanique des sols, ses effets c) La fertilisation des sols en conchylicutture d) Evolution des sols du fait de la culture Bibliographie Chapitre II. - le milieu biologique Le phytoplancton Le zooplancton Biologie sommaire du phytoplancton Evaluation de la production de phytoplancton, notion de productivité primaire Phytoplancton de quelques régions conchylicoles Le microphytobenthos Facteurs contrôlant la productivité primaire Toxicité d'organismes planctoniques ; les eaux rouges bibliographie Chapitre III - les altérations du milieu naturel. Les pollutions I. Les pollutions chimiques Définitions Influence de la turbidité A. Pollution tellurique 1° Pollution d'origine domestique 2° Pollutions liées aux activités agricoles 3° Pollutions industrielles B. Pollution pélagique 1° Pollution par les hydrocarbures Conclusion II. Les pollutions bactériennes Devenir des microorganismes dans la mer A. Conditions de prélèvements B. Phénomènes de dispersion Survie des germes dans le milieu marin A. Facteurs influant sur la teneur microbienne globale B. Résistance des divers groupes de germes Conséquences des pollutions bactériennes sur les coquillages et sur la conchyliculture Les coquillages La conchyliculture Conclusion Bibliographie
Revue des Travaux de l'Institut des Pêches Maritimes (0035-2276) (ISTPM), 1974-09 , Vol. 38 , N. 3 , P. 217-337

Droits : Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/1974/publication-1776.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1776/

Éditeur(s) : HAL CCSD Montpellier : CIRAD
Résumé :  
Influence de la température sur le comportement mécanique du bois vert: application à l'étuvage d'essences guyanaises en vue du déroulage. Des essais mécaniques dans les directions orthogonales à la fibre et des essais de déroulage ont été menés en parallèle sur 10 essences guyanaises, de densité variant de 0,27 à 1,18, et à 12 températures croissant de 25 à 80 °C. L'influence de la densité et de la température sont très fortes et souvent couplées. Les essais mécaniques peuvent être utilisés pour expliquer les variations des efforts de coupe. Les ratios entre descripteurs mécaniques apparaissent comme des prédicteurs intéressants de l'aptitude au déroulage des bois homogènes.
ISSN: 0006-579X

hal-01032179
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Résumé : L’incorporation de sous-produits agricoles ou de matériaux naturels dans la matrice cimentaire confère des propriétés intéressantes aux composites élaborés. L’objectif de cette thèse est d’élaborer un matériau pouvant répondre aux exigences mécaniques, thermiques et de durabilité des matériaux de construction en zone tropicale humide. Dans un premier temps, l’activité pouzzolanique d’une pouzzolane naturelle, de cendres de tronc de bambou et de cendres de bagasse de canne à sucre ont été évaluées. L’influence de leur incorporation a été ensuite étudiée sur les propriétés mécaniques et la durabilité des mortiers exposés à des ions chlorures et sulfates. Dans un second temps, l’influence de l’ajout de fibres de bagasse sur les propriétés thermiques et mécaniques des composites a été étudiée en fonction de différents paramètres (teneur en fibres, environnement de vieillissement, type de matrice cimentaire).Les résultats obtenus ont permis de montrer que les matériaux étudiés possèdent une activité pouzzolanique et qu’il est possible de les incorporer au ciment afin de lutter contre la corrosion. De plus, les composites élaborés avec des fibres de bagasse sont plus isolants que ceux élaborés sans fibres. Cependant, du point de vue des propriétés mécaniques, l’incorporation de fibres de bagasse diminue les contraintes à la flexion des composites.
The incorporation of crop wastes or natural materials in the cement matrix confers interesting properties to composites prepared. The aim of this thesis is to develop a material that can reach the mechanical, thermal and durability requirements for building materials in the humid tropical zone. Firstly, pozzolanic activity of a natural pozzolan, bamboo stem and sugar cane bagasse ashes has been determined. Influence of their incorporation on mechanical properties and durability of mortars exposed to chloride and sulphate ions was studied. Secondly, influence of addition of bagasse fibers on thermal and mechanical properties of composites was studied as a function of various parameters (fibers content, curing, type of cement matrix).These results has shown that the materials studied have pozzolanic activity and it is possible to incorporate them into the cement to fight against corrosion. Moreover, composites elaborated with bagasse fibers are more insulating than those elaborated without fibers. However, from the viewpoint of mechanical properties, incorporation of bagasse fibers decreases flexural strength of composites in the present work and under the conditions producing procedures that were adopted.

http://www.theses.fr/2014AGUY0804/document

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag/EDP Sciences
Résumé :  
On 10 trees from 10 species of French Guyana tropical rainforest in a clear active process of restoring verticality growth strains were measured in situ in order to determine the occurrence of tension wood within samples. Wood specimens were cut in the vicinity of the growth strains measurements in order to measure some mechanical and physical properties. As suspected, tensile growth strains was very much higher in tension wood zone, because longitudinal modulus of elasticity was slightly higher. Longitudinal shrinkage was also much higher in tension wood than in opposite wood.
ISSN: 1286-4560

hal-01032110
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032110
DOI : 10.1051/forest:2007027

Résumé : Une étude de faisabilité de poutres en bois lamellé-collé a été menée en Guyane Française en utilisant les essences locales. Le but est de déterminer les paramètres de collage assurant la bonne résistance mécanique des assemblages par lamellation et par aboutage, nécessaires à la fabrication de poutres en bois lamellé-collé en climat tropical. Trois essences de bois abondantes de différentes densités ont été sélectionnées. Les adhésifs de types Mélamine-Urée-Formol et Résorcinol-Phénol-Formol ont été utilisées. Les paramètres de collage considérés sont : le grammage, le temps d’assemblage fermé et la pression.En utilisant les normes Européennes, plusieurs campagnes de tests ont été conduites sur des échantillons normalisés. Concernant le collage par lamellation, des tests élémentaires de délamination et de cisaillement des joints de colle ont été réalisés. Le test de délamination consiste en deux cycles d’immersion dans l’eau sous pression et de séchage, il induit de sévères variations d’humidité du bois susceptibles de créer des ouvertures des joints de colles. Le collage par aboutage est réalisé sur des poutres normalisées aboutées. Les entures sont obtenues grâce à un outillage standard communément utilisé pour les résineux. Les résultats ont mis en évidence l’influence des propriétés du bois et des paramètres de collage sur la résistance du joint et la résistance mécanique du produit. En effet, les paramètres du bois, tels que la densité, la rétractibilité et l’imprégnation, ont une forte influence sur le collage, en particulier sur la pression et le grammage nécessaires à la production d’un produit commercialisable. Il apparait qu’un bois de densité moyenne et poreux nécessite un grammage et une pression élevés comparé à un bois de densité élevée qui nécessite des valeurs moindres. Aussi, l’influence d’autres paramètres de fabrication, tels que le rabotage, l’encollage double face et simple face ainsi que l’épaisseur des lamelles, a été établie. Par contre il semblerait que le matériel communément utilisé pour l’aboutage des résineux n’est pas adapté aux feuillus tropicaux. En final, des paramètres de collage ont été validés pour la fabrication de lamellé-collé endémique en Guyane Française et une étude du coût de production d’une poutre lamellé-collé standard a identifié les conditions économiques d’une fabrication en Guyane Française.
A feasibility study of glued-laminated timber beams was carried out in French Guiana using local wood species. The aim of the study was to evaluate the gluing parameters that could ensure good mechanical properties for the manufactured glued-laminated beams in tropical climates. Three abundant wood species with different specific gravity were selected for the study. Melamine-Urea-Formaldehyde and Resorcinol-Phenol-Formaldehyde resins were used for gluing. The three gluing parameters considered are: adhesive spread rate, closing assembly time and gluing pressure.Using European standards, several laboratory tests were performed on normalized samples. The evaluation of a successful lamella’s gluing was done by using elementary tests of delamination and shearing. A delamination test consists of two cycles of water immersion at high pressure and drying which induces severe hygroscopic variation in wood thus causing joints opening. The finger-joints are made using a standard tool usually used for cutting softwoods. The performed tests revealed the influence of wood properties and the gluing parameters on the joint resistance and the mechanical properties of the product. Results show that wood properties such as specific gravity, shrinkage coefficient, and permeation, have a high degree of influence on the gluing step especially on the gluing pressure and on the adhesive spread rate needed to produce a commercial product. Furthermore, wood with medium specific gravity needs more adhesive and more pressure than the one with high specific gravity. Additionally, the effects of other manufacturing parameters, such as planning, double or simple side glue spreading and lamellae thicknesses, on the glue joint resistance were demonstrated. Finally, the common tools used for softwoods are not adapted to making the finger joints with tropical hardwoods.In conclusion, optimal gluing parameters for manufacturing glued-laminated timber beams in French Guiana were established and an economical study using standard glued-laminated timber beams revealed the economic conditions under which a successful manufacturing of these local beams can be implemented in French Guiana.

http://www.theses.fr/2011AGUY0484/document

Résumé : La tribologie est définie comme la science qui étudie les phénomènes de frottement, d’usure et de lubrification. Elle intervient à chaque fois que deux surfaces sont en mouvement relatif l’une par rapport à l’autre. On la rencontre donc principalement dans les moteurs, les instruments de coupe, les assemblages mécaniques etc. Le frottement et l’usure sont les causes principales des pertes de performances et de durabilité des systèmes. L’usure coute 3 % du PIB en France et on estime que 10 % à 30 % de l’énergie produite dans le monde est consommée par frottement, c’est dire l’importance que porte le monde industriel à cette science.C'est la lubrification qui a pour rôle de minimiser le frottement et de protéger les surfaces de l'usure. Il existe différents régimes de lubrification, cependant les travaux effectués au cours de cette thèse de doctorat s’intéressent exclusivement au régime de lubrification limite. Dans ce régime de lubrification, l’épaisseur du film de lubrifiant est du même ordre de grandeur que la hauteur des aspérités des surfaces en contact et le frottement et l'usure des surfaces peuvent être très sévères. La stratégie mise en place pour lutter contre ces phénomènes consiste à ajouter des additifs à l'huile lubrifiante, qui formeront au cours du frottement un film protecteur (le tribofilm). Il apparait donc primordial de bien caractériser ces tribofilms afin de mieux comprendre les mécanismes de réduction de frottement et de l’usure, qui restent encore à ce jour mal connus.Les nanotechnologies permettent aujourd'hui d'apporter un nouvel éclairage sur cette problématique et nous les avons mises à profit pour étudier le comportement mécanique des tribofilms à l’échelle nanométrique.L’objectif de ce travail est de comprendre les processus de réduction de frottement observés à l’échelle macroscopique lorsque des particules de composés lamellaires sont associées à un liquide de faible viscosité. Les tribofilms étudiés sont formés à partir de trois composés lamellaires différents, le graphite, le thiophosphate de nickel NiPS3 et le bisulfure de molybdène MoS2. Pour ces trois composés, deux types de tribofilms ont été étudiés : ceux formés à partir des particules seules (les tribofilms secs) et ceux formés en présence de liquide (les tribofilms éther).L’analyse des propriétés tribologiques mesurées à macro et nano échelle, nous ont permis de mieux comprendre la contribution des effets individuels et collectifs sur les mécanismes réducteurs de frottement. Ces expériences ont permis de mettre en évidence que la réduction du coefficient de frottement observée à macro-échelle n'est pas due à la nanostructuration des tribofilms ni à une baisse des interactions entre les feuillets mais plutôt à un effet collectif des particules et du liquide.
Tribology is the science of friction phenomena, wear and lubrication. It takes part every time two surfaces are in relative motion. It performs meanly in engine and mechanical systems. Friction and wear are the mean reasons of loose of performance and durability of mechanical systems. Wear costs 3% of the GDP in France and about 10% to 30% of the produced energy in the world is consumed by friction.The aim of lubrication is to reduce friction and protect the surface against wear. There are four different types of lubrication regimes but this study is focused on the boundary regime. In this regime, lubricant thickness is of the same order of the magnitude of the sliding surfaces roughness, leading to a high-level of friction and wear. Additives are added to the lubricating base oil, in order to build a protecting tribofilm. Characterization of the tribofilms appears essential to better understand the friction and wear reduction mechanisms.Nanotechnology allows to bring a new insight on this issue through the study of the mechanical behavior of the tribofilms at nanoscale.The aim of this work is to better understand the process of the friction reduction observed at macroscale when lamellar particles are associated to a low viscosity liquid. The tribofilms are formed from three different lamellar compounds, graphite, nickel thiophosphate NiPS3 and molybdenum disulfide MoS2. Two different kinds of tribofilms are studied: those formed with the solids particles only (dry tribofilms) and those formed in presence of liquid (wet tribofilms).The analyses of the tribological properties measured at nanoscale allow us to better understand the contribution of the individual and collective effects on friction reduction mechanims. We show that the reduction of the friction coefficient observed at macroscale is not related to the surface nanostructuration of the tribofilms neither to the decrease of the interaction energy between the sliding surfaces, but rather to collective effects of the liquid and the particles in the contact.

http://www.theses.fr/2014AGUY0706/document