L'épuisement des réserves pétrolières et l'augmentation de la concentration du gaz à effet de serre CO2 sont les deux principaux problèmes connus liés à l'utilisation des carburants fossiles. Les biocarburants apparaissent comme un des moyens permettant à la fois une diminution de la dépendance au pétrole et une réduction de l'impact néfaste des moteurs automobiles sur l'environnement. Les biocarburants sont en effet considérés comme une source d'énergie renouvelable. L'objectif de cette thèse était de développer et valider les modèles cinétiques de combustion des composés oxygénés de biocarburants : l'éthanol, les biocarburants de deuxième-génération des familles du furane (furane, 2-méthylfurane, 2,5-diméthylfurane), du tétrahydrofurane (tétrahydrofurane, 2-méthyltétrahydrofurane) et le tétrahydropyrane, en utilisant les nouvelles données obtenues en flamme laminaire pré-mélangée à basse pression. De 20 à 60 produits ont été quantifiés par chromatographie en phase gazeuse et identifiés par couplage avec la spectrométrie de masse. Les résultats obtenus ont ensuite été utilisés pour analyser les voies de consommation des réactifs et de formation des produits, surtout pour les polluants, dans le but de mieux comprendre la chimie de la combustion de ces biocarburants. Ce rapport comprend 5 chapitres et une conclusion. Le premier chapitre présente une revue bibliographique des travaux antérieurs sur l'oxydation de l'éthanol et des éthers cycliques. Dans le second chapitre, le dispositif expérimental est décrit, en détaillant en particulier les nouveaux développements. Enfin les chapitres 3, 4, 5 présentent les résultats de l'étude de la combustion des composés étudiés / The decrease of petroleum reserves and the increase of concentration of greenhouse gas CO2 are the two major known problems related to the use of fossil fuels. Bio-fuels appear as a means allowing a decrease of the dependence on fossil fuels and a reduction of the harmful impact of engine on the environment. Bio fuels are considered as a source of renewable energy. The aim of this thesis was to develop and validate experimentally the high temperature kinetic models for the combustion of oxygenated compounds of bio-fuels: ethanol, second-generation bio-fuels of families of furan (furan, 2-methylfuran, 2,5-dimethylfuran), of tetrahydrofuran (tetrahydrofuran, 2 methyltetrahydrofuran), and tetrahydropyran, using new data obtained in laminar premixed low-pressure flame. About 20-60 products were quantified by gas chromatography and identified using mass spectrometry. The results obtained were then used to analyze the consumption pathways of fuels and the formation pathways of products, especially for pollutants, in order to better understand the combustion chemistry of these bio-fuels. This thesis report includes 5 chapters and a conclusion. The first chapter presents a review of the major works already published in the literature for the oxidation of ethanol and cyclic ethers. In the second chapter, the experimental setup of laminar premixed flame with the analytical techniques is described, detailing in particular new developments. Eventually, chapters 3, 4, 5 present the experimental and modeling results of the study of the combustion chemistry of the compounds studied

Hippocrates predicted many years ago that breath could tell something related with our health. On his treaties, he indicated that when the body starts moving after sleeping, and breathe with more frequency, something hot and acid is expelled with air. It is possible to predict a disease from breath, but it has not been until recent years that last developments in breath analysis has allowed to detect compounds precisely and to associate the presence of these compounds to certain diseases. The use of breath analysis in clinical diagnosis and exposure to contaminants presents great advantages as this is a non-invasive technique, compared with other techniques such as blood or urine analyses. Two new instrumental methodologies have been developed in the present thesis, which are based on adsorbent micro-traps, specifically designed for the analysis of volatile compounds in breath and environmental samples. These equipments are versatile and low cost, compared to other commercially available instrumentations. One of the methodologies developed has been designed for the analysis volatile compounds in breath samples, showing efficiency and resolutions unknown up to know. It has allowed detecting exposure to volatile contaminants in a range of concentrations that the current techniques cannot achieve. The second equipment has been developed for the analysis of the same contaminants in other biological matrixes, in this case blood. It has been used to assess the mechanism followed by the inhaled compounds when entering the human body. These new methodologies were evaluated in different exposure studies. 2,5-dimethylfurean was detected with a high sensitivity and allowed to determine the smoking habits of a wide group of individuals, also 48 hours after smoking. The levels of contamination due environmental tobacco smoke were also evaluated in different environments. The high sensitivity of the developed techniques allowed us to demonstrate the contamination of passive smokers by environmental tobacco smoke (ETS) after few hours of being in contact with. Breath levels of the smoking biomarker after few hours in contact with ETS where at the same level that those found in smokers who smoke few cigarettes per day / Que l’alè ens deia alguna cosa de la nostra salut ja ho va intuir Hipòcrates. Al Tractat Mèdic hi va escriure: “Així, doncs, quan el cos es posa en moviment després de dormir i respira amb més freqüència, quelcom calent i àcid és expulsat amb l’aire. D’això en venen malalties si hom no pren precaucions.” Sí, de l’olor de l’alè s’intuïen malalties però no ha estat fins als darrers anys, que els nous avanços en les tècniques d’anàlisi no han proporcionat els mecanismes adients per detectar els compostos de forma inequívoca i poder associar la seva presència a l’alè a determinades malalties. Tant des d’un punt de vista mèdic com d’exposició a contaminants, el principal avantatge de poder disposar d’una anàlisi d’alè consisteix en la metodologia diagnòstica, que no és invasiva i, per tant, no presenta els inconvenients associats a altres tècniques convencionals, com son l’anàlisi de sang i d’orina. En aquesta tesi s’han desenvolupat dos noves metodologies instrumentals, basades en micro-trampes d’adsorció, especialment dissenyades per a l’anàlisi de compostos volàtils en mostres gasoses, principalment mostres ambientals i mostres d’alè humà. Aquests nous equipaments es caracteritzen per la seva versatilitat i molt baix cost, si es comparen amb els equips comercials actuals. Un dels prototips s’ha dissenyat per a l’anàlisi de mostres d’alè, mostrant una eficàcia i resolució desconeguda fins ara, el que ha permès detectar l’exposició a contaminants volàtils a uns nivells que les tecnologies actuals no permeten assolir. El segon equipament ha estat desenvolupat per permetre analitzar els mateixos contaminants en matrius biològiques, en aquest cas sang, i poder determinar de quina manera i en quin percentatge els compostos que inhalem per exposició arriben a entrar en el cos humà. Aquestes noves metodologies s’han avaluat en diferents estudis d’exposició. S’ha pogut detectar un compost, el 2,5-dimetilfuran, amb una elevada sensibilitat per a la detecció de l’hàbit fumador de les persones, inclús després de més de 48 h d’haver fumat una cigarreta. També s’han estudiat els nivells de contaminació pel fum ambiental del tabac que tenen lloc en diferents ambients (locals de fumadors i no-fumadors). L’elevada sensibilitat de les tècniques desenvolupades ha permès demostrar “in-situ” per primera vegada que els fumadors passius només requereixen unes poques hores de contacte en un ambient contaminat pel fum del tabac per presentar nivells de contaminació a l’alè similars als dels fumadors de poques cigarretes al dia