Dans l'objectif de la transition vers de nouvelles sources énergétiques, l'hydrogène apparaît comme une source d'énergie idéale. L'hydrogène est doté d'excellentes propriétés physico-chimiques lui conférant la qualité de combustible d'avenir : il est une énergie propre, renouvelable avec un pouvoir calorifique trois fois supérieur à celui de l'essence. Mais les difficultés liées au stockage et le transport de l'hydrogène restent des obstacles majeurs au développement d'une économie de l'hydrogène comme vecteurs énergétiques. C'est dans ce contexte que l'hydrates d'hydrogène à été entrepris au cours de mon projet de recherche doctorale. C'est étude concerne la synthèse et la caractérisation des hydrates et des semi-hydrates, à l'aide d'analyse calorimétrique différentielle sous haute pression (40 MPa) et un réacteur isobarique pour les mesure volumétrique. Dans le premier temps, une famille particulière des semi-hydrates qui se forment à partir d'eau et de gaz en présence de sels d'ammoniums (TBAOH) ou de phosphoniums quaternaires (TBPBH4) a été étudiée. Nous présentons dans cette partie une étude du comportements des systèmes TBAOH-H2-H2O, TBPBH4-H2-H2O et N2-TBPBH4-H2O, leurs diagrammes de phase isobare (T,x) et une étude volumétrique sur la quantité de gaz stocké. Dans le deuxième temps, le concept de Tuning a été développé dans un mélange de H2-C3H8 à fin d'étudier son impact sur le stabilité de l'hydrate d'hydrogène. En suite, la séparation de l'hydrogène dans un mélange équimolaire de CO2-H2 a été étudié avec l'analyses de la compostions initiales et finales du mélange du gaz. Mots clé: Hydrates de H2, hydrates semi-clathrates, équilibre de phase, analyse calorimétrique différentielles, mesure volumétrique.

This study is part of an original approach based on quantitative imaging techniques, such as Infrared Thermography, to study the damage under fretting loadings. The main objective was the establishment of new experimental method for a rapid determination of crack initiation conditions under fretting loadings, based on the analysis of the thermal signal. One other objective was the determination of the different heat sources in order to assess a local analysis of the fretting damage. This work underlined the great potential of Infrared Thermography to study this damage. / Cette étude s'inscrit dans une approche originale basée sur des techniques d'imagerie quantitatives comme la thermographie infrarouge pour étudier l'endommagement sous chargement de fretting. Le premier objectif était de développer une méthode de construction rapide de carte de fretting basée sur l'analyse du signale thermique au cours d'essais de fretting. Un deuxième objectif était de déterminer les sources de chaleurs accompagnant le fretting pour une meilleure compréhension des mécanismes d'endommagement. Ce travail a souligné le grand potentiel de la thermographie infrarouge pour l'étude de c'est phénomènes.

Ce manuscrit est consacré à l'étude des transformations polymorphiques induites au cours du procédé de compression directe, et à son incidence sur les propriétés mécaniques des comprimés. L'objectif principal de ce travail est d'apporter des éléments de compréhension sur la transition polymorphique de la caféine (principe actif modèle) Forme I en Forme II survenant lors du procédé de compression directe, et de déterminer si celle-ci a un impact sur la contrainte à la rupture du comprimé. L'utilisation du simulateur de compression Styl'One Classique (Médel'Pharm) et d'une machine de fatigue (Instron®) pour la fabrication des comprimés, a permis d'étudier deux paramètres de procédé (pression et vitesse de fabrication) et deux paramètres de formulation (dilution du principe actif et nature du diluant) représentatifs de conditions industrielles. Les transitions de phase de la caféine ont été évaluées par analyse calorimétrique différentielle (ACD). De plus, des études cinétiques ont été conduites durant plusieurs mois afin d'observer l'influence de ces différents paramètres sur la transition polymorphique de la caféine anhydre Forme I en Forme II dans les comprimés au cours de leur stockage. Enfin, l'analyse du mécanisme de transition de ce principe actif a été réalisée au moyen d'une loi exponentielle étirée, issue du modèle de Johnson-Mehl-AvramiLa contrainte à la rupture des comprimés (caractéristique globale) a été mesurée par un test de rupture diamétrale, la dureté de surface des comprimés (caractéristique locale) par nano-indentation. Un premier modèle de prédiction de la contrainte à la rupture selon la teneur en caféine a été développé. Les principales caractéristiques du cycle de compression calculées à partir des données enregistrée par le simulateur de compression ont permis d'analyser le comportement des formules lors de la compression puis d'établir un second modèle de prédiction de la contrainte à la rupture.Les résultats de transition polymorphique et de propriétés physiques de comprimés seront alors confrontés / Direct compression process is widely used in the pharmaceutical industry for tablet manufacturing. This work is dedicated to the study of the polymorphic transformation induced by a direct compression process, and its impact on tablet mechanical properties. The main objective is to improve the understanding of the phase transition of caffeine Form I into Form II occurring during the direct compression process, and whether it has an impact on the tablet tensile strength. In this way, several studies have been conducted on the impact of operating conditions on the polymorphic transformation of a model active pharmaceutical ingredient (API) and on few physical properties of the tablets.The use of a compression simulator Styl’One Classique (Médel’Pharm) and a fatigue equipment (Instron®) for the manufacture of tablets, allowed studying two process parameters (compression load and compression speed) and two formulation parameters (dilution of the API and nature of the diluent). Caffeine phase transitions have been evaluated by differential scanning calorimetry (DSC). Moreover, during several months after tableting, kinetic studies were conducted in order to observe the influence of these parameters on the polymorphic transition of the anhydrous caffeine Form I into Form II in tablets during storage. Finally, the analysis of the transition mechanism of this API was performed thanks to a stretched exponential law, derived from the Johnson-Melh-Avrami model.The tensile strength of tablets (global property) was measured by a diametral compression test and their surface hardness (local property) by nanoindentation. A first predictive model for tablet tensile strength according to the caffeine content was developed. The compression cycle characteristics calculated from the data recording with the compression simulator allowed analyzing the behavior of different blends during the compression process. A second model for predicting the tensile strength was then established.Finally, results obtained for the polymorphic transition and physical properties of tablets will then be confronting

Nous nous sommes intéressés dans ce travail à l’étude du vieillissement physique d’un non-tissé fabriqué à l’aide de fibres textiles issues du recyclage de bouteilles plastiques selon le procédé par voie sèche. L’application de ce non-tissé est l’isolation thermique des bâtiments français. Après avoir mis en évidence la présence de deux réseaux de fibres, nous nous sommes intéressés au phénomène de relaxation structurale. Le vieillissement physique du non-tissé étant régi par l’enrobage d’une des fibres utilisées dans la fabrication de celui-ci, nous avons observé l’évolution de l’enthalpie de relaxation en fonction de différents couples temps de vieillissement, écart de température par rapport à sa température de transition vitreuse. Les résultats ont mis en évidence un état d’avancement du mécanisme de relaxation quasi-nul pour des températures très éloignées de la température de transition vitreuse de l’enrobage. L’évolution de cette même enthalpie de relaxation a été étudiée pour différents non-tissés issus de différents lots de fabrication des cinq dernières années. Il a été mis en évidence un mécanisme de relaxation lent dans les conditions expérimentales nous rassurant quant à la stabilité du produit fini dans le temps. / We focused on physical ageing of a non-woven produced by recycled fibers from plastic bottles. This non-woven is produced by drylaid-textile process and is used for building thermal insulation. Two networks are visible and structural relaxation has been investigated through the study of evolution of one fiber skin part with different couple time, temperature. Physical ageing of polymers can be followed by structural relaxation process. We showed that structural relaxation process is very long for temperatures of use far from glass transition temperature. Same results have been shown on the global non-woven stored in non-insulated box governed by Normandy weather. The combination of the two previous results reinforce our basic idea ; the insulator properties variation will be stable for long time only if temperature of use is far from glass transition temperature.

Une étude expérimentale a été effectuée sur diverses formules de trois familles d’enrobés bitumineux avec des taux de recyclage variables et la présence ou non de régénérant. La composition des mélanges et le procédé de fabrication ont été élaborés afin d’effectuer une étude comparative. L’enrobage produit des variations des paramètres physico-chimiques des liants telles que la consistance, la température de transition vitreuse, les fractions cristallisables, les taux d’aromatiques et d’asphaltènes ; ces variations sont limitées en présence de régénérant. Lorsque le taux d’AE augmente, la compactibilité et l’orniérage des mélanges diminuent et leur rigidité viscoélastique augmente, mais le régénérant limite ces variations. Globalement, les AE produisent une augmentation de la résistance à la fatigue des formules et un aplatissement des droites de Wöhler. Le régénérant améliore le paramètre de fatigue ɛ6 ; les performances en fatigue augmentent avec la TBA et l’indice colloïdal du liant ainsi qu’avec la diminution de la viscosité de l’enrobé. L’impact favorable d’un taux élevé d’AE et du régénérant sur le trafic admissible a été déterminé suite au dimensionnement d’une structure souple tri-couche. À basse température, la détérioration par les AE de la ductilité en traction et de la température de rupture par retrait empêché se trouvent limitées par le régénérant ; un compromis est cependant à trouver avec la résistance à la fatigue. Les formules régénérées mises en œuvre sur la couche de roulement d’une route départementale ont subi une moindre évolution après six ans de service que les mélanges non régénérés. / An experimental programme has been performed on three types of bituminous mixes with variable recycling rates and the possible addition of rejuvenator. The mix composition and the production process have been defined in order to perform a comparative analysis. The coating process modifies the physico-chemical parameters of the binders, like consistency, glassy transition temperature, cristallizable moiety, aromatics and asphaltenes rates; the above variations are limited by using the rejuvenator. As the RAP content increases, the compactibility and the rutting of the mixes decrease and the viscoelastic stiffness increases, but the rejuvenation reduces these variations. Globally, RAP increases the fatigue resistance of the mixes and flattens the Wöhler curve. Rejuvenation enhances ɛ6 fatigue parameter; fatigue performances increase with R&B temperature and colloidal index of the binder and as the viscous component of the mixes decreases. The positive impact of a high rate of RAP and of the rejuvenation on the allowable traffic has been evaluated from the structural design of a threelayered pavement. At low temperature, the deterioration of the tension ductility and of the stress restrained failure temperature produced by the RAP, is limited by the rejuvenation; a compromise with the fatigue resistance has to be found. The rejuvenated mixes laid as surface layers on a provincial road have experienced a smaller evolution that non rejuvenated mixes.