Les producteurs d'aluminium sont constamment confrontés à des défis concernant l'augmentation des coûts de production et notamment ceux liés au brai de goudron de houille. Le brai de goudron de houille est utilisé comme liant pour produire des anodes en carbone. Indépendamment des avantages techniques du brai de goudron de houille, il contient des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), connus pour être cancérigènes pour l'homme et nocifs pour l'environnement. De plus, l’augmentation phénoménale de la production d’aluminium des trente dernières années exerce une pression importante sur le marché du brai, causant une difficulté en l’approvisionnement de ce dernier. Pour surmonter ce défi, des sources de substitution au brai de goudron de houille capables de résoudre les problèmes de coût et de santé sans diminuer la qualité de l'anode sont donc d'un grand intérêt pour l’industrie. Le bio-brai produit à partir de bio-huile, pourrait être un bon candidat à cet égard. Cependant, les propriétés du bio-brai pourraient être significativement différentes de celles du brai de goudron de houille en fonction de ses origines et des conditions de son procédé. Cette étude se concentre sur la synthèse de bio-brai à partir de bio-huile dans différentes conditions de pyrolyse et la caractérisation de ses propriétés physiques et chimiques, dans le but de déterminer les conditions qui peuvent conduire à des propriétés appropriées pour la formulation d'anode. Nous avons d’abord synthétisé du bio-brai dans différentes conditions. Les bio-brais produits ont été soigneusement caractérisés afin de comprendre l’effet du procédé de fabrication sur leurs propriétés. Parmi les caractérisations typiques, on peut nommer l’analyse chimique et la détermination de la densité, du point de ramollissement, de la valeur de cokéfaction, de la teneur en insolubles de quinoléine (QI), de la teneur en HAP, de la masse moléculaire, de la viscosité, de la composition élémentaire, des structures chimiques ainsi que des mécanismes de réaction se produisant pendant le processus de pyrolyse. Ensuite, nous nous sommes concentrés sur la caractérisation de l'interaction du bio-brai avec du coke afin de comprendre son comportement et son rôle, en tant que lien, lors de la fabrication d’anode. Les informations sur la capacité de mouillage du bio-brai à la surface de la particule de coke sont d'un grand intérêt pour évaluer son utilisation éventuelle en tant que liant dans la formulation d’anode. iv Nous avons montré que la mouillabilité du bio-brai est fortement influencée par sa viscosité, sa tension superficielle, ses groupes chimiques fonctionnels de surface, sa quantité de QI et sa distribution de masse moléculaire. La bonne mouillabilité du bio-brai améliore la densification de l'anode et atténue ainsi l'effet négatif de sa faible valeur de cokéfaction sur la densité de l'anode cuite. Afin d'optimiser les propriétés du bio-brai, l'étude visant à ajuster la teneur en QI a également été effectuée afin d'améliorer ainsi sa valeur de cokéfaction en ajoutant différentes quantités d'additif (bio-char). / Aluminium producers are constantly facing challenges regarding the increase in production costs including those related to coal-tar-pitch (CTP). CTP, a fossil material with carbon footprint, is used as binder to produce carbon anodes. Regardless of the technical benefits of CTP, it contains polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), known to be carcinogenic for humans and detrimental to the environment. Furthermore, the escalating production capacity of aluminium during the past 3 decades exerts a considerable pressure on the pitch supply chain. To overcome this challenge, alternative sources to CTP capable of addressing the health issues and zero carbon footprint without decreasing anode quality, are thus of great interest. Bio-pitch, produced from bio-oil, could be a good candidate in this regard. However, the properties of bio-pitch could be significantly different from those of CTP depending on its origins and process conditions. This study focuses on the synthesis of bio-pitches from bio-oil under different pyrolysis conditions and characterization of its physical and chemical properties, aiming at determining the conditions which may result in suitable properties for anode formulation. We first synthesized biopitch from bio-oil under different conditions. The resulting biopitches were deeply characterized in order to understand the effect of process parameters on their properties. Among these typical characterizations are determination of density, softening point, coking value, quinoline insoluble, PAH content, molecular weight, viscosity, elemental composition, chemical structures as well as the reaction mechanisms occurring during the pyrolysis process. Then we focused on characterisation of biopitch interaction with coke in order to assess its behaviour and its role, as a binder, in anode formulation. Information on the wetting capacity of bio-pitch on the surface of coke particle is also of great interest in assessing its possible use as a renewable and environmental-friendly binder. It was shown that the wettability of bio-pitch is greatly influenced by its viscosity, surface tension, surface chemical functional groups, amount of quinoline insoluble, and molecular weight distribution. The good wettability of bio-pitch enhances the anode densification, thus mitigates the negative effect of its low coking value on the baked anode density. In order to improve the bio-pitch properties, the investigation to increase the QI content thereby to vi improve its coking value by adding different amounts of solid bio-char as an additive were also studied

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Philosophie : Paris 8 : 2007. Reproduction de : Thèse de doctorat : Philosophie : Frankfurt (Oder), Europa-Universität Viadrina : 2007. / Thèse soutenue en co-tutelle. Texte en allemand seulement. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 286-291. Notes bibliogr.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Th.--Méd.--Paris, 1902-1903. / Paris, 1902-1903 N °

Une Pile à Combustible Microbienne (PCM) convertit l’énergie chimique issue de l’oxydation de la matière organique directement en énergie électrique. L’oxydation du combustible est assurée par un biofilm dit « électroactif » se développant à la surface de l’anode et jouant le rôle de catalyseur microbien. L’anode microbienne formée à partir d’un consortium bactérien, issu dans cette étude de terreau de jardin, est associée à une cathode à air abiotique à la surface de laquelle se produit la réduction de l’oxygène. L’assemblage d’une anode microbienne et d’une cathode à air abiotique pour construire une PCM est un réel challenge tant les conditions optimales de chacune sont différentes. Ces travaux de thèse ont donc pour objectif d'anticiper le fonctionnement global de la PCM pour concevoir une anode microbienne et une cathode abiotique capables de fonctionner ensemble de façon optimale. Une partie expérimentale conséquente vise à concevoir une PCM optimale en menant des essais sur différents designs de réacteur. Un modèle numérique, basé sur l’expérimentation et calculant les distributions secondaires de courant et de potentiel au sein de la PCM, vient compléter l’étude expérimentale afin d’optimiser l’architecture de la PCM et maximiser les performances délivrées. La configuration « Assemblage Séparateur-Electrodes » consiste à intercaler le séparateur entre la bioanode et la cathode à air dans le but de diminuer la résistance interne du système. Ce design a permis de concevoir des PCMs délivrant d’excellentes performances jusqu’à 6.42 W.m-2. In fine, le prototype « Bioelec », utilisé comme modèle de démonstration, est réalisé à l’échelle du laboratoire avec un assemblage en série et en parallèle de plusieurs PCMs élaborées avec cette configuration « ASE ».

Les substrats structurés aux échelles micrométriques et nanométriques sont intéressants pour des applications biomédicales, par exemple dans des puces à ADN/protéines, pour la miniaturisation des « lab-on-chip » ou pour préparer des implants permettant le contrôle de l'adhésion de cellules. Dans la dernière décennie des études ont montrées, que les cellules vivantes peuvent détecter la présence de nano-structures sur les substrats sur lesquels elles adhèrent. Bien que ces mécanismes soient étudiés depuis une dizaine d'années, les mécanismes fondamentaux sont encore en cours d'études. Tant pour une étude au niveau fondamental que dans le but d'applications concrètes, il est important de développer des techniques simples pour structurer des substrats sur de grandes surfaces. Nous avons réalisé une nouvelle méthode alliant un faible coût de fabrication et la biocompatibilité pour structurer et biofonctionnaliser des substrats à l'échelle nanométrique en utilisant des membranes d'alumine poreuses comme masque. Les membranes d'alumine poreuses, préparées par électrochimie, sont naturellement organisées en un réseau hexagonal sur une surface de quelques cm². Nous les utilisons comme masque pour la structuration de surfaces. Des trous réguliers sont gravés dans le substrat à travers les membranes d'alumine poreuses. Ce substrat est ensuite utilisée lors d'une application biologique : une bicouche lipidique est déposée sur le substrat structuré pour imiter les hétérogénéités de la membrane cellulaire. La mobilité de la bicouche est étudiée par corrélation de spectroscopie de fluorescence à rayon variable. Une autre série d'expériences est faite en utilisant des membranes d'alumine poreuses comme masque d'évaporation pour créer des réseaux organisés d'îlots d'organo-silanes. Deux molécules sont utilisées elles possèdent soit une fonction amine réactive soit une longue chaîne carbonée inerte. La bio-fonctionnalisation est ensuite effectuée en utilisant la fonction amine pour accrocher un anticorps. Des études sont effectuées en parallèle, sur des substrats bio-fonctionnalisés à l'échelle micrométrique grâce au micro-contact printing. Le but de cette étude est de mettre au point une biochimie de surface permettant le contrôle de l'adhésion de cellules immunitaires, avec le but de transférer ensuite la biochimie à l'échelle nanométrique. / Substrates patterned at the micro-scale and nano-scale are interesting for biomedical applications, for example, in DNA/protein nano-arrays, for miniaturized lab-on-chip applications or for making smart implants that can control adhesion of cells. In the last decade, some studies showed that living cells can detect nano-scale structures on substrates to which they adhere. Although this behaviour has been observed now for over a decade, the fundamental detection mechanism is still under investigation. Both for fundamental studies and for applications, it is important to develop facile techniques to pattern substrates on a large scale. We have realized a novel technique for patterning and bio-functionalizing substrates at the nano-scale using porous anodic alumina membranes as masks. The ordered porous anodic alumina membranes, prepared by classical electro-chemistry, are naturally organized in an hexagonal array over surface area of few square centimeters. Here we use them as mask for surface patterning. To create an array of nano holes, the substrate is dry etched through the alumina pores. In a biologically relevant application, a lipid bilayer is deposited on the patterned substrate to mimic a heterogeneous cell membrane. The mobility of the bilayer is studied by fluorescent correlation spectroscopy. In a different set of experiments, the porous alumina membranes are used as evaporation mask to create an organized array of alkyl-silane islands - either with a short carbon chain and with a reactive amine group or with a long carbon chain and non-reactive. Afterwards, biochemical functionalization is achieved by exploiting the amino-function of the amino-silane to bind an antibody. In parallel, we have started some studies of adhesion on a pattern substrate at micro-scale with immunological cells. The substrate is pattern by micro contact printing and the cell adhesion is observed by RICM. The aim of this studies is to prepare the biochemistry for the immunological cells adhesion, with the aim or transferring this to the nano-scale.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342429.pdf: 1249848 bytes, checksum: 07df38afae2d948fe6542974cfdfa345 (MD5) Previous issue date: 2006-01-16 / A medicina baseada em evid?ncias n?o ? t?o evidente assim. A medicina ? uma atividade h?bil e prudente de alcance vital que joga com fatos e valores. Ela deve ser realizada bioeticamente. Os princ?pios de n?o-malefic?ncia, justi?a, benefic?ncia e autonomia revolucionaram a tomada de decis?o dos m?dicos qualificando ? assist?ncia ? sa?de. O problema principal que envolve esta disserta??o coincide com uma quest?o proveniente do mundo da Medicina que exige o aux?lio da Filosofia para obter resposta: Como tomar decis?es que possam ser consideradas racionais nos ?mbitos da cl?nica e da ?tica que possuem elevado coeficiente de incerteza? Diante das conquistas da bio?tica, deparamo-nos com outra quest?o: Quais s?o os alcances e limites do principialismo na bio?tica cl?nica? O principialismo ? um m?todo dedutivo de avalia??o ?tica inspirado no silogismo aristot?lico. Seu cunho especulativo com princ?pios deontol?gicos ? pr?prio de uma ?tica naturalista. Como a ?tica move-se no ?mbito pr?tico onde cabem exce??es justific?veis em caso de conflito de valores, complementa-se o m?todo dedutivo com uma parte indutiva, desenvolvida conceitualmente por Jonsen, Siegler e Wisdale, tomando os princ?pios da bio?tica, conforme a teoria das obriga??es prima facie do fil?sofo norteamericano W. David Ross, como axiomas de atua??o prudencial. Diego Gracia rev? estes estudos sobre a parte indutiva, toma a teoria de W. David Ross e aperfei?oa o m?todo proposto por T. Beauchamp e J. Childress. A simplicidade e o sucesso na aplica??o cl?nica s?o os maiores trunfos do m?todo proposto por Diego Gracia, que, no entanto, ? pass?vel de cr?tica. Diante do problema de buscar um fundamento a priori para a premissa maior, sem o qual todo o silogismo cai por terra, recorre-se ? fenomenologia. Est?, assim, definido o estrato radical e original da moralidade humana.

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:12:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-30 / To understand the behavior of criminal events and how they are distributed is important information for planning urban police. The identification of the main aspects that influence criminal occurrence allows for better use and distribution of police resources. However, the evaluation of this problem is complex because it involves many variables. This dissertation deals with this issue proposing the use of a simulation model of criminal behavior, in which were inserted the characteristics that are necessary for crime simulation in a region. At the end of the simulation, we can consider the spatial and temporal distribution of crimes generated by the simulator to be similar to the real distribution of crimes occurred in a region. The model was built based on multiagent systems, where each agent is responsible for representing persons and objects that are placed in an environment that is shared by all. The behavior of agents that are part of this model follows a bio-inspired model and is based on a swarm intelligence algorithm. To evaluate the model, comparative analysis were performed with the crime distributions generated by the criminal model and the real distribution of crimes occurred. In order to perform this analysis, a characterization of criminal data of the city of Fortaleza was performed and this data was very important to validate this research. Keywords: Multiagent Simulation, Crime Model, Swarm Intelligence, Genetic Algorithms and Artificial Intelligence. / Entender o comportamento dos eventos criminais e como eles estão distribuídos é uma importante informação para o planejamento do policiamento urbano. A identificação dos principais aspectos que influenciam a ocorrência de crimes permite uma melhor utilização e distribuição dos recursos policiais. Contudo, este é um problema complexo de ser avaliado, pois envolve diversas variáveis. Este trabalho aborda esta questão propondo o emprego de um modelo de simulação criminal, no qual foram inseridas as características necessárias para a simulação dos crimes em uma região e ao final da simulação poderemos considerar a distribuição espacial e temporal dos crimes gerada pelo simulador como similar à distribuição real dos crimes ocorridos na região. O modelo foi construído utilizando uma arquitetura de sistemas multiagentes, onde cada agente é responsável por representar um indivíduo no ambiente que é compartilhado por todos. O comportamento dos agentes que fazem parte desse modelo segue um modelo bio-inspirado, baseado em no algoritmo de inteligência coletiva. Para avaliar o modelo, foram realizadas análises comparativas entre as distribuições dos crimes geradas pelo modelo criminal e a distribuição real de crimes ocorridos, para essa análise foi realizada uma caracterização dos dados criminais da cidade de Fortaleza, dados estes importantes para a validação dessa pesquisa. Palavras-chave: Simulação Multiagente, Modelo Criminal, Inteligência Coletiva, Algoritmo Genético e Inteligência Artificial

Orientador: Derval dos Santos Rosa / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2013