L'objectif de cette thèse était d'utiliser les propriétés magnétiques des roches (paléomagnétisme, anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM) et différentes techniques d'analyse de la minéralogie magnétique), complété par d'autres méthodes classiques (microscopie pétrographique et électronique, goniométrie de texture, spectroscopie Raman, statistiques d'orientation préférentielle de forme et cathodoluminescence) pour aborder des thématiques récurrentes relatives à la formation des gisements métalliques. Cette approche a été appliquée à deux problèmes métallogéniques : (i) le traçage de la circulation du fluide ayant produit la métasomatose ferrifère des carbonates de La Florida (Cantabrie, Nord de l'Espagne) et la mise en place des minéralisations à Pb–Zn associées (MVT) ; et (ii) l'étude de la structuration des gossans et le décryptage de l'histoire de l'altération des amas sulfurés de la Ceinture Pyriteuse Sud Ibérique (CPSI, Andalousie, Sud de l'Espagne). Dans le premier cas, nous avons pu démontrer expérimentalement que la circulation des fluides produit une anisotropie de forme dont on peut retrouver l'empreinte dans le signal de l'ASM. Cette propriété nous a permis de définir une direction NE–SW de circulation du fluide métasomatique à La Florida. Dans le deuxième cas, le couplage entre l'ASM et le paléomagnétisme nous a permis de définir deux fabriques magnétiques dans les gossans primaires ; (i) une fabrique, d'âge ancien, de « compaction », caractéristique des parties supérieures des gossans, probablement associé au réchauffement de l'Oligocène supérieur et (ii) une fabrique de « mélange », plus récente, localisée dans les parties inférieures des gossans, formée probablement lors de l'événement messinien. La fabrique de «compaction » refléterait donc une altération plus mâture comparée à la fabrique de « mélange ». Par ailleurs, l'analyse de la minéralogie magnétique des gossans et des terrasses de la CPSI a révélé la présence « inhabituelle » de la pyrrhotite, une présence que nous avons attribué à l'activité de bactéries sulfato-réductrices dans des microdomaines réducteurs, disséminés dans un environnement globalement oxydant et très acide.

Nous avons étudié l'influence du traitement thermomécanique des alliages Al-Zn-Mg-Cu sur leur microstructure et leurs propriétés mécaniques. Plus spécifiquement, nous avons étudié comment les mécanismes de précipitation et de durcissement structural sont modifiés lorsqu'on introduit des dislocations par détensionnement préalablement au traitement de revenu.<br />La première approche de ce problème est expérimentale. Le but était d'obtenir des relations entre les microstructures développées suivant les différents traitements thermomécaniques et les propriétés mécaniques qui en résultent. Pour cela, nous avons utilisé de nombreuses techniques d'investigation complémentaires: microscopie optique et électronique en transmission, calorimétrie différentielle, diffusion centrale des rayons X, tomographie atomique, résistivité, microdureté et essais de traction.<br />Dans un deuxième temps, nous avons développé un modèle de précipitation compétitive homogène / hétérogène sur les dislocations. Ce modèle intègre continûment les différentes étapes de la précipitation (germination, croissance et coalescence) et du durcissement structural (cisaillement, contournement). Nous avons pu retrouver les principaux résultats expérimentaux à l'aide de ce modèle. <br />Enfin, nous avons étudié les propriétés plastiques de nos matériaux, suivant l'état de précipitation. Plus particulièrement, nous avons pu mettre en évidence la présence d'une précipitation dynamique lors d'essais de traction dans des états sursaturés, apportant un écrouissge très élevé.

Ce manuscrit présente les premiers résultats d'études élémentaires et isotopiques du Zn, du Sr et du Pb, réalisées dans les principaux types d'échantillons liés aux gaz volcaniques (gaz, sublimés, eaux thermales, roches), ainsi que deux nouvelles méthodologies d'échantillonnage des émanations volcaniques. Les variations isotopiques du Zn observées au Merapi suggèrent que les processus de changement de phase (fluides/solides) peuvent provoquer des fractionnements isotopiques significatifs des éléments trace métalliques. L'étude couplée Sr/Pb réalisée à Vulcano indique que les compositions en éléments trace métalliques des fumerolles et des eaux thermales sont influencées par les sources naturelles et anthropiques. Ce travail a aussi permis la mise au point de nouvelles méthodologies d'échantillonnage et d'analyse des gaz et des panaches volcaniques, permettant d'accéder à la composition chimique complète de ces manifestations gazeuses de manière simple et efficace.

Dans ce mémoire, nous avons approché l'étude du diagramme de phase (T,p) des cuprates à travers l'étude des effets du dopage sur les propriétés électroniques de deux systèmes La2-xSrxCuO4 et Bi2Sr2Ca1-xYxCu2-yZnyO8+d.  Dans un premier temps, la conductivité optique de deux échantillons La2-xSrxCuO4 a été analysée, dans les plans et perpendiculairement aux plans : un composé sous-dopé (x = 0,08) et le composé optimalement dopé (x = 0,15). Suivant l'axe c et à faibles fréquences, nous avons observé une diminution de la conductivité optique en diminuant la température pour l'échantillon sous-dopé. Dans les plans et pour le même composé, nous avons montré que le taux de diffusion diminuait et que la masse effective augmentait, lorsque la température diminue et à faibles fréquences. Puisque ces résultats ne sont obtenus que sur l'échantillon sous-dopé, ils peuvent correspondre à une signature de la phase de pseudo-gap.<br /> Dans le but de comparer et d'étudier le comportement du cuprate Bi-2212, nous avons synthétisé des échantillons de composition Bi2Sr2Ca1-xYxCu2-yZnyO8+d. La substitution à l'yttrium modifie la concentration des porteurs et la substitution au zinc conduit à la suppression de la supraconductivité. Nous avons d'abord analysé des échantillons céramiques. Deux voies d'élaboration ont été confrontées : la voie solide et la voie citrate modifiée. Cette dernière a montré une meilleure cristallinité et un caractère monophasé des poudres, caractéristiques importantes pour la croissance cristalline. Les mesures de transport ont montré que les céramiques évoluaient d'un régime métallique vers un comportement semi-conducteur, à haute température, en fonction de la substitution à l'yttrium mais également au zinc.<br /> Finalement, nous nous sommes intéressés à la croissance de monocristaux de Bi2Sr2Ca1-xYxCu2-yZnyO8+d dans un four à image. Les expériences ont montré que la croissance était délicate. Après avoir optimisé les paramètres de la fusion pour la composition non-dopée, nous avons fait croître des monocristaux de taille 15 x 5 x 0,2 mm3. Pour les substitutions, l'yttrium empêche la croissance de larges monocristaux qui n'excèdent pas la taille de 3 x 1,5 x 0,2 mm3. La limite de solubilité du zinc sur site cuivre a été définie à 0,03. A partir de ces résultats, des monocristaux de composition Bi1,99Sr2,01Ca0,76Y0,3Cu1,9Zn0,03O8+d ont été synthétisés et caractérisés.

L?utilisation de produits phytosanitaires est à l?origine d?un problème majeur à l?interface de l?agriculture et de la préservation des ressources en eau. Dans ce contexte, les effets de différents métaux (Cu, Zn), métalloïdes (As) et pesticides (Azimsulfuron, Oxadiazon, Prétilachlore, Fipronil et Alphacyperméthrine) ont été étudiés en terme de biodisponibilité voire de toxicité sur des algues d?eaux douces (Pseudokirchneriella subcapitata et Chlorella sp.) sensibles aux pollutions diffuses d?origine agricole, en prenant en compte l?influence des ligands naturels et l?impact d?une multipollution. L?étude de la relation potentielle entre spéciation, biodisponibilité et toxicité a été menée, sur trois sites d?étude associés à une pollution d'origine agricole. Des échantillons d'eaux, collectés dans des canaux de drainage et des rizières (pollution organique), de drainage prélevés sur des parcelles soumises ou non à des épandages de lisiers de porcs (Cu, Zn) et de ruissellement issus de parcelles viticoles (multipollution) ont été caractérisés et analysés. Les résultats de toxicité ont été confrontés avec ceux mesurés sur des solutions standards en conditions contrôlées et les résultats analytiques ; dosage de résidus de pesticides et des métaux et métalloïdes traces. L?analyse d?échantillons non toxiques menée conjointement, après additions de Cu, par biotests et DPASV a permis d?approfondir les relations entre la toxicité et les espèces électrochimiquement labiles détectées. Elle a souligné la présence de complexes labiles du cuivre (CuL), responsables de la toxicité. Les études de laboratoire et de terrain illustrent de la complexité de l'évaluation de l'exposition dans des contextes de multipollution, chaque molécule nécessitant une évaluation spécifique de son comportement et de ses effets dans un milieu donné. Par ailleurs, les divers produits phytosanitaires présents sont susceptibles d'interagir entre-eux (toxicité de mélanges complexes) et avec les ligands naturels (complexation).

Ce travail de thèse s'inscrit dans la problématique de l'intégration des composants inductifs utilisés en radiofréquence (1 à 600 MHz). La diminution de la taille de ces composants passe principalement par une réduction des pertes en puissance du matériau. Nous avons donc été amenés à étudier les différents paramètres régissant l'évolution des pertes totales des ferrites Ni-Zn-Cu-Co en fonction de la température. La réduction des pertes totales a pu être obtenue grâce à l'introduction de faibles quantités de cobalt. Ces substitutions engendrent une compensation de l'anisotropie magnéto-cristalline et bloquent les parois de domaines. L'optimisation du comportement en température a été réalisée en ajustant le rapport Ni/Zn ainsi qu'en diminuant la concentration en cuivre. Les matériaux développés lors de cette étude présentent alors des pertes totales 4 à 5 fois inférieures aux ferrites commerciaux, à l'ambiante comme à haute température (> 80°C). Des études ont également été menées afin de rendre ces ferrites compatibles avec la technologie de cofrittage à basse température. L'abaissement de la température de frittage, dû à l'ajout de Bi2O3, a permis de densifier ces matériaux vers 880°C tout en conservant de bonnes propriétés en puissance. Des cofrittages avec des pistes conductrices et des matériaux diélectriques ont pu être réalisés. L'utilisation des ferrites Ni-Zn-Cu-Co en technologie multicouche a enfin pu être validée grâce à la réalisation de transformateurs cofrittés présentant des coefficients de couplage électromagnétique de 97%.

En este trabajo se estudia, mediante la Teoría de Grafos, el diseño de redes de interconexión para sistemas distribuidos. Los principales temas tratados son: 1. Se propone una metodología general para la obtención de redes de interconexión; 2. Aplicando dicho método, se obtienen nuevas topologías, tanto para redes locales como para sistemas multimicroprocesadores;3. A partir del nuevo concepto de congruencia en Zn, se optimizan las llamadas estructuras en doble lazo para redes locales. Asimismo, se estudia la aplicación de este concepto a otros problemas planteados en las Ciencias de la Computación, tales como el diseño de esquemas lineales para el almacenamiento de datos en memorias paralelas; 4. Se presenta el método del desdoblamiento de nodos para la obtención de redes de interconexión para multiprocesadores, y se estudia su relación con la técnica del digrafo línea aplicado a la resolución del Problema(&#916;;D); 5. Se resuelve el problema de la reducción de conexiones en sistemas multibús caracterizando las configuracions mínimas mediante el Teorema de las Bodas de Hall,y se estudian varios problemas relacionados con el tema. / This work deals with the applications of Graph Theory to the study and design of interconnection networks for distributed systems. The main subjects addressed are: 1. A general methodology for obtaining interconnection networks is proposed; 2. From such a method, new topologiesfor both local networks and multiprocessor systems are obtained; 3. From the new concept of congruence in Zn, the so-called double-loop networks for local networks are optimized. Moreover, such a concept is applied to study some other problems in Computer Science, such as the design of skewing schemes for the storage of data in parallel memories; 4. The method os doubling nodes is proposed to obtain interconnection networks for multiprocessor systems, and its relation with the line digraph technique is studied in order to solve the (&#916;;D) Problem; The problem of the reduction of connections in multibus systems is solved by using the Hall Marriage Theorem, and several related problems are also considered.

In this work, ultrafine-grained (UFG) Al-5wt%Zn alloy was produced by equal channel angular extrusion (ECAE). The microstructure evolution during ECAE and the mechanical properties of the UFG Al-Zn alloy were investigated. In order to identify the effect of Zn in the Al-Zn alloy, pure aluminum (4N, 99.99%) was also studied for comparison. The grains of the Al-Zn alloy could be refined effectively by increasing the ECAE passes. However, as the ECAE passes increased, the microhardness increased initially but maintained constant after 4 ECAE passes. The dislocation density within grain interior was decreased gradually with increasing ECAE passes. After being processed to twelve ECAE passes, the UFG Al-Zn alloy exhibited 53.7% of the grain boundaries being high angle grain boundaries (HAGBs). The UFG Al-5wt%Zn alloy exhibits superior tensile strength and elongation as compared with pure aluminum fabricated by the same ECAE process. Experimental results indicated that adding Zn in aluminum alloy could provide solid-solution strengthening and considerable enhancement in tensile ductility which might be related to an improved post-uniform elongation (PUE). The strain rate sensitivity (SRS) of the UFG Al-Zn alloy also increased with increasing the ECAE passes, which might be related to the fine grain size and the contribution of grain boundary sliding. The activation volume of the UFG Al-Zn alloy was in the range of 32b3~76b3, and the pure aluminum was in the range of 57b3~122b3. Because of the small value of the activation volume, it is suggested that the controlling mechanism for dislocation glide in the UFG Al-Zn alloy might be related to the generation and absorption of dislocations in grain boundary, as well as the interaction between dislocations and solute Zn atoms in the grain boundary.

Small molecule Zn(II) complexes containing N- and S- donor environments may serve as appropriate models for mimicking Zn protein sites, and thus, their reactions with heavy metal ions such as Pt(II) and W(0) may provide insight into possible adduct formation and zinc displacement. To study such possible interactions between zinc finger proteins and platinum-bound DNA, the ZnN2S2 dimeric complex, N,N?-bis(2- mercaptoethyl)-1,4-diazacycloheptane zinc (II), [Zn-1?]2, has been examined for Znbound thiolate reactivity in the presence of Pt(II) nitrogen ? rich compounds. The reactions yielded Zn/Pt di- and tri- nuclear thiolate-bridged adducts and metalexchanged products, which were initially observed via ESI-mass spectrometry (ESI-MS) analysis of reaction solutions, and ultimately verified by comparison to the ESI-MS analysis, 195Pt NMR spectroscopy, and X-ray crystallography of directly synthesized complexes. The isolation of Zn-(?-SR)-Pt-bridged [(Zn(bme-dach)Cl)(Pt(dien))]Cl adduct from these studies is, to our knowledge, the first Zn-Pt bimetallic thiolatebridged model demonstrating the interaction between Zn-bound thiolates and Pt(II). Additional derivatives involving Pd(II) and Au(III) have been explored to parallel the experiments executed with Pt(II). The [Zn-1?]2 was then modified by cleavage with Na+[ICH2CO2]- to produce (N- (3-Thiabutyl)-N?-(3-thiapentaneoate)-1,4-diazacycloheptane) zinc(II), Zn-1?-Ac or ZnN2SS?O, and 1,4-diazacycloheptane-1,4-diylbis(3-thiapentanoato) zinc(II), Zn-1?-Ac2 or ZnN2S?2O2, monomeric complexes (where S = thiolate, S? = thioether). The [Zn-1?]2 di- and Zn-1?-Ac mono-thiolato complexes demonstrated reactivity towards labile-ligand tungsten carbonyl species, (THF)W(CO)5 and (pip)2W(CO)4, to yield, respectively, the [(Zn-1?-Cl)W(CO)4]- complex and the [(Zn-1?-Ac)W(CO)5]x coordination polymer. With the aid of CO ligands for IR spectral monitoring, the products were isolated and characterized spectroscopically, as well as by X-ray diffraction and elemental analysis. To examine the potential for zinc complexes (or zinc-templated ligands) to possibly serve as a toxic metal remediation agents, Zn-1?-Ac and Zn-1?-Ac2 were reacted with Ni(BF4)2. The formation of Zn/Ni exchanged products confirmed the capability of ?free? Ni(II) to displace Zn(II) within the N-, S-, and O- chelate environment. The Zn/Ni exchanged complexes were analyzed by ESI-MS, UV-visible spectroscopy, IR spectroscopy of the acetate regions, and X-ray crystallography. They serve as foundation molecules for more noxious metal exchange / zinc displacement products.

Plastic deformation in crystalline materials largely depends on the properties of dislocations, in particular their mobility. While continuum description of deformation of a crystalline metal can be made reasonably well by considering the elastic properties of dislocations and neglecting the core, crystallographic aspects of dislocation motion require precise understanding of the core effects. The concept of the generalized stacking fault (GSF) energy was proposed as means to describe this. GSF energy, a fundamental property of a given material, can be determined using first principles total energy calculations. In this thesis, we use GSF to understand some of the intriguing mechanical responses recently observed in some metallic systems. First, we examine the structures and stacking fault energies in Mg-Zn-Y alloy system. This system is unique in the sense that trace additions of Zn and or Y result in long period stacking sequences such as 6l and 14l, as reported in recent literature. Further, these alloys exhibit extraordinary mechanical properties. We attempt to rationalize these experimental observations through first principles calculations of energies of periodic structures with different stacking sequences and stacking faults. For pure Mg, we find that the 6-layer structure with the ABACAB stacking is most stable after the lowest energy hcp structure with ABAB stacking. Charge density analysis shows that the 2l and 6l structures are electronically similar, which might be a cause for better stability of 6l structure over a 4l sequence or other periodic structures. Addition of 2 atomic% Y leads to stabilization of the structure to 6l sequence whereas the addition of 2 atomic% Zn makes the 6l energetically comparable to that of the hcp. Stacking fault (SF) on the basal plane of 6l structure is higher in energy than that of the hcp 2l Mg, which further increases upon Y doping and decreases significantly with Zn doping. SF energy surface for the prismatic slip indicates dissociation of dislocations in alloys with a 6l structure. Thus, in an Mg-Zn-Y alloy, Y stabilizes the long periodicity, while Zn doping provides a synergistic effect in improving the mechanical properties alongwith strengthening due to long periodic phases. Our investigation of surface properties and magnetism in Ni revealed that, the universal binding energy relation (UBER) derived earlier to describe the cohesion between two rigid atomic planes, does not accurately capture the cohesive properties when the cleavage cracked surfaces are allowed to relax through atomic displacements. We find that two characteristic length-scales are involved in the cleavage of a crystal accompanied by structural relaxation at the cleaved surface. Based on that, we suggest a modified functional form of UBER that is analytical and at the same time accurately models the properties of relaxed surfaces upon cleavage. We demonstrate the generality as well as the validity of this modified UBER through first-principles density functional theory calculations of cleavage in fcc, bcc, and hcp metals, as well as covalently bonded materials. We also found that the cohesive law (stress-displacement relation) differs significantly in the case where cracked surfaces are allowed to relax, with lower peak stresses occuring at higher displacements. We have attempted understanding these ideas through images obtained from electronic densities and eigen states. Our work should be useful in providing inputs to multi-scale simulations of fracture in materials. The third phase of the work reports the stacking fault energy and twinning in Ni with a particular emphasis on the size effect. Experimental and computational research on Nan crystalline metals (mostly on Ni) indicates unique facets of dislocation activity (extended partial dislocations) and modes of deformation (twinning). In order to capture the intrinsic scaling eject in the nano-regime, it is imperative to account for the complex electronic structure of the metal in question. The stacking fault (SF) and twinning fault (TF) energies in nano-thin elm of Ni with 7, 13, 19, and 25 layers of (111) planes were determined using rest-principles density functional theory (DFT) total energy calculations. Generalized planar fault (GPF) energy curves of the nano-thin alms show higher extreme vis-a-vis the bulk, indicating that creation of SFs in nano-Ni is relatively difficult. In contrast, the ratios of energy barriers relevant to nucleation of dislocations and twinning support the observed enhanced tendency for extended partial dislocation formation and twinning in the nano-thin films in comparison with bulk. Our results should be useful in understanding deformation behavior of nano-structured Ni-based alloys used as advanced structural materials.