La sensibilité des réactions catalytiques à la filtration et le dépôt simultané de fines dans les réacteurs à lit ruisselant ont été évaluées au moyen de l'hydrogénation catalytique de l'a-méthylstyrène présent dans des suspensions diluées de kaolin dans du kérosène. Nous avons observé une corrélation négative entre la conversion catalytique et l'ampleur du dépôt spécifique au sein du lit engendrant une étape supplémentaire de transfert de masse au travers du dépôt en croissance sur les collecteurs. La sévérité de la résistance au transfert de masse est sensible à la compaction du dépôts autour des collecteurs qui est influencée par l'importance des vitesses superficielles de gaz. En outre, les pertes irréversibles observées concernant l'activité du catalyseur ont été attribuées, après avoir débarrassé le catalyseur de son dépôt, à une perte de sites actifs par le piégeage de fines dans les microporostiés du catalyseur. L'accumulation de fines dans le lit de catalyseur a été notablement réduite par l'adjonction en amont du lit de modules à base de mousses inorganiques (d'alumine ou de carbure de silicium) à haute porosité et faisant office de filtres de garde. Des études hydrodynamiques ont été réalisées avec et sans les blocs de mousse pour évaluer leur rôle sur la répartition de la suspension, la réduction du dépôt spécifique et la chute de pression dans le lit ruisselant. Il a été constaté que l'efficacité de capture par les blocs de mousse dépend de la connectivité et du degré d'ouverture des cellules dans les mousses ainsi que de la nature physico-chimique des matériaux constitutifs. Le nombre de modules de mousse a affecté la réduction des dépôts spécifiques et la chute de pression dans le lit. Ceci indique une possibilité de prolonger la durée de vie des réacteurs d'hydrotraitement à lit ruisselant à l'aide de lits de garde à base de mousse.

La formation des gisements métallogéniques en général et uranifères en particulier, dans les bassins paléoprotérozoïques, dépend de la migration des fluides riches en divers éléments (U, Cu, Fe, etc.). L’objet de cette thèse a été de définir le contexte tectonique, sédimentologique et diagénétique associées aux gisements bitume--‐uranium du bassin de Franceville. L’étude tectonique réalisée met en évidence des failles de transfert N180--‐170, héritées de la tectonique archéenne et des failles normales longitudinales N110--‐120. Ces deux familles de failles compartimentent le bassin de Franceville en plusieurs sous--‐bassins de subsidence variable. Les failles longitudinales N110--‐120° contrôlent la mise en place d’anticlinaux de mur et des synclinaux de toit synsédimentaires (i.e. discordances progressives). Les gisements d’uranium du bassin de Franceville, se localisent au niveau des anticlinaux de mur des failles normales. L’étude sédimentologique du bassin caractérise la distribution spatiale des paléoenvironnements de dépôt. Quatre grands environnements de dépôts sont respectivement mis en évidence : fluviatile (formation FA inferieur), deltaïque (formation FA moyen), tidal (formation FA Supérieur) et marin profond (formation FB). La distribution des facies sédimentaires à la transition FA--‐FB est responsable de la mise en place de barrières de perméabilité. Les barrières de perméabilité sont responsables de l’augmentation de la pression fluide, qui favorise la mise en place des structures de surpression fluide (dykes, stylolites, veines de quartz), au voisinage des anticlinaux de mur contrôlés par les failles normales. Les différences de pression dans le bassin favorisent la migration des fluides uranifères et des hydrocarbures, des zones profondes du bassin vers les anticlinaux de mur. Les structures de fracturation hydraulique vont contrôler la mise en place des bitumes et des minéralisations d’uranium associées. / Metallogenic deposits within paleproterozoic basins depend on generation and migration of fluids. The aim of this study is to provide a better understanding of tectonic, sedimentological and diagenetic setting of the uranium deposits in the Franceville basin and to characterize hydraulic fracturing impact on fluid migration processes in sandstone reservoirs.Tectonic study define the N180-170° transfer faults, associated with Archean tectonic and the N110-120° longitudinal normal faults. These two fault directions split the Franceville basin into small sub-basins. The longitudinal normal faults are associated with footwall anticlines and hanging wall synclines. The uranium deposits of Franceville basin are located in footwall anticlines of longitudinal normal faults.Sedimentological analysis allows to describe four depositional environments: Fluvial (lower FA), deltaic (middle FA), tidal (upper FA), and open marine environments (FB). Facies distribution in the FA-FB transition promotes the establishment of permeability barriers. These latter are responsible of the increase in fluid pressure and of the formation of fluid pressure structures (dykes, stylolites, quartz veins), in footwall anticlines of longitudinal normal faults. Increase in fluid pressure allows the migration of uranium-fluids, and hydrocarbon from the deep basin to the footwall anticline. Hydraulic fracturing processes lead the precipitation of uranium mineralization, associated with bitumen, in microfractures.

La croissance de caution vis-à-vis l'utilisation des produits pétroliers dans la construction a nécessité le besoin de développement des alternatives. Le BTP, en particulaire pour le secteur routière, a un certain nombre des piste ou les produits pétrolières ont utilisés, par exemple le liant pour les enrobés comme les agents régénérant (pour recyclage des enrobés), mais aussi le produits qui sont utilisés sur le chantier comme les anti-adhérents (ARA) et les débituminants (BR). Alors, il y a une besoin de remplacer les produits d'origines pétrolières par les alternatives bio-sourcés. Ce présent ouvre est une partie d'un projet qui va développer une nouvelle filière dédiée à la production de nouvelles formulations pour le BTP à partir de la transformation des huiles végétales et des graisses animales. Ce thèse concerne les produits développés seront destinés au l'asphalte, et alors, deux types d'applications sont particulièrement visés : (i) des agents anti-adhérents et (ii) des agents régénérants. Un débituminant sera développé aussi. Les produits anti-adhérents ont pour fonction d'empêcher le bitume d'adhérer aux engins de travaux sans effet secondaire, théoriquement, sur la matrice liante.. L'objet du travail est de caractériser l'efficacité et l'innocuité des agents anti-adhérents développés dans le cadre du projet et de développer les méthodes expérimentales visant à les évaluer. Trois essais principaux ont été développés pour caractériser la performance et innocuité des anti-adhérents vis-à-vis des essais qui ont optimisé leur implémentation et paramètres. La performance des anti-adhérents a été caractérisé par l'essai de glissance des enrobés. L'innocuité des anti-adhérents ont été caractérisés par des essais de fendage sur les enrobés et par l'essai de la dégradation de bitume. L'essai de la dégradation de bitume a servi aussi comme une mesure de la performance de débituminant. Les essais sur les anti-adhérents commerciaux d'Etats-Unis et la France a trouvé que ils ont deux modes de fonctionnement : i) lixiviation du bitume et ii) en formation d'une interface entre le les enrobés et la surface métallique. Même comme les deux modes ont été trouvé dans des certains anti-adhérents, le mode interface ont été trouvé préférable, grâce à l'option de garder les mêmes applications du produit pour plusieurs cycles de usage. Ensuite, un produit - basé sur glycérol sourcé de l'agro-industrie - a été développé. Les débituminants commerciaux ont été essayé, aves les conclusions : i) les débituminants plus effectifs ont eu les plus grande % des esters et ii) que les esters chaines courtes (C7-10) d'hautes concentrations ont été trouvé les plus efficace. L'agent régénérant est destiné à régénérer le bitume vieilli issu des agrégats d'enrobés (RAP) en lui redonnant ses propriétés originelles et en assurant leur maintien dans le temps. Le travail sur les agents régénérants se compose de la caractérisation physico-chimique du vieillissement du bitume et du bitume vieilli avec l'agent. Plus précisément, le travail se serve des techniques de spectrométrie IRTF (avec imagerie) et thermogravimétrie. Dans ce contexte, une produit bio-sourcé a été évalué comme une régénérant. Pour la spectroscopie FTIR, une moyenne de polir le mastique a été développé pour rassuré la platitude des échantillons. La régénération du bitume a été observé avec la spectrométrie ITRF, donc quelques peaks (notamment les indices IC=O and IS=O) pendant 0-42 jours de vieillissement dans l'étuve (loin-durée). Il a été trouvé qu'une période de vieillissement de 14 jours à l'étuve était à peu près équivalente au bitume vieilli par un cycle de RTFOT + PAV en termes de rhéologie et de la pénétration. Le mastic (vieilli 14 jours) a ensuite été mélangé avec un agent de bio-source (à 7,5% en poids de mastic). Il a été constaté par imagerie FTIR que l'indicateur de l'oxydation IS=O a été réduit par l'incorporation de l'agent régénérant dans le bitume. / The growing health and environmental concerns brought on by the use of petroleum based products in the asphalt construction industry have necessitated the development of alternatives. Infrastructure, especially that involving transportation has many uses for petroleum products including, as fuel, as well as in asphalt pavement construction - where petroleum products have traditionally constituted the binder for the mix as well as the rejuvenating agents (for asphalt recycling) - along with various agents used in the construction process including bitumen removers and asphalt release agents. Thus, there is a need to replace petroleum base agents with bio-sourced and biodegradable substitutes. The present work is part of a project to develop bio-sourced (recycled from agricultural waste) products for the construction industry. This work is dedicated to developing products relating to the asphalt industry. Two types of product applications were envisioned: i) an asphalt release agent (ARA) and ii) an asphalt rejuvenating agent. Additionally, a bitumen remover (BR) developed as part of the work on the ARA. ARAs prevent asphalt from adhering to tools and equipment used in asphalt production, without producing overly negative side effects with regards to the pavement. Three principal tests methods were developed and optimized for the performance and damage to asphalt of the ARAs. The asphalt slide test was developed to quantify the performance of the ARA by sliding hot asphalt mix down a plate with the ARA applied. The testing of the damage to asphalt from ARAs consisted of testing an asphalt cylinder - in contact with an ARA for seven days - in indirect-tensile strength (ITS). The bitumen degradation test consisted of submerging a bitumen sample in an agent over a certain time and weighing the bitumen that did not dissolve in the agent. This was followed by the observation of the bitumen-ARA chemical interaction by FTIR spectrometry. This test served as an assessment of ARA damage to bitumen as well as of the performance of BRs. The testing of the commercial ARAs from both the French and USA markets found that they had two primary modes of functioning: i) by softening the bitumen and ii) by forming an interface between the asphalt and the metal surface. While some agents had elements of both, it was found that interface agents are preferable, due to the ability to use a single ARA application for multiple occasions. With this completed, a water-based bio-sourced substrate ARA - based on glycerol derived from agricultural waste - was developed. The commercially available BRs were tested as well, finding that i) the most effective BRs had the highest ester concentration and ii) that highly concentrated short chained ester (C7-10) were very effective bitumen dissolvers. The goal of rejuvenating agents is to regenerate the old bitumen from recycled asphalt pavement (RAP) by restoring the original properties and ensuring the stability of these properties over time. This part consisted of the development of methods for bitumen and aging, as well as characterization of the chemical rejuvenation of bitumen by FTIR spectrometry (including imaging) and thermogravimetric analysis. A bio-sourced rejuvenating agent was evaluated as well. For the imaging, a mastic polishing method was developed in order to attain as samples as flat as possible for the analysis. The bitumen rejuvenation was observed using FTIR spectroscopy analysis. Several peaks (notably IC=O and IS=O) were observed for bitumen oven aged up to 42 days (long term). It was found that an oven aging period of 14 days was roughly equivalent to bitumen aged by a RTFOT+PAV cycle it terms of rheology and penetration. The mastic (aged for 14 days) was then combined with a bio-sourced agent (at 7.5%w of mastic). It was found by FTIR imaging that the oxidation indicator IS=O, was reduced by the incorporation of the rejuvenating agent.

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.

Dans le contexte d’incertitude actuel entourant la problématique de l’exposition au bitume dans les travaux de revêtement routier, la thèse vise l’élaboration de principes généraux et de méthodes d’action pour des solutions préventives nouvelles permettant d’enrichir les dispositifs de prévention existants. Dans cette perspective, nous avons développé une démarche centrée sur l’association des travailleurs de tout niveau hiérarchique (opérateurs, encadrement de proximité, préventeurs et décideurs) autour « d’objets intermédiaires de prévention » afin de soutenir un débat collectif. Ce débat collectif est envisagé comme une pratique réflexive sur l’activité de travail, elle-même considérée comme la condition d’un langage commun, permettant de changer des choix initiaux et constituant une ressource pour les apprentissages mutuels entre acteurs. Pour cela, nous avons développé, repris et enrichi la notion de représentation des risques qui favorise la mise en visibilité et la reconnaissance des savoirs construits, développés et portés par les travailleurs sur leur activité et sur les façons de se protéger des dangers. Ces représentations du risque et ces savoir-faire sont un élément déterminant de la prévention car ils s’exercent à la fois dans des modes normaux et dégradés de l’activité et sont issus de l’expérience et d’une construction sociale. Nous avons développé une connaissance précise de l’activité des opérateurs de mise en oeuvre d’enrobés dans deux agences de travaux publics, qui a mis en évidence que les acteurs de terrain possèdent des connaissances fines sur les risques chimiques. Ces représentations, essentiellement permises par l’expérience du corps et des sens, ne sont pas toujours convocables pour mettre en oeuvre des activités de protection dans l’activité de travail. Elles seraient empêchées voire « enkystées » quand il semble impossible aux travailleurs de faire autrement avec la nécessité de gérer aléas, variabilités et autres dangers présents et quand leur pouvoir d’agir leur apparait comme inexistant. Pourtant, nous montrons qu’elles deviennent accessibles à partir de références à la sphère intime et domestique dans des activités réflexives qui mobilisent à la fois des données d’observations, de mesures et des verbalisations. Dans une perspective de recherche en prévention, l’objet de la thèse est alors d’établir un dialogue entre différents mondes, institutionnels et de l’entreprise, afin de permettre aux acteurs de s’investir et de mobiliser leurs ressources individuelles, collectives et organisationnelles pour proposer des solutions de prévention. Cet « espace intermédiaire de dialogue » est rendu possible par la co-construction d’objets intermédiaires en capacité 1- de produire et soutenir un débat autour des pratiques effectives des opérateurs et de leurs représentations au regard des dispositifs de sécurité existants et 2- d’être support aux dialogues et aux apprentissages mutuels. Ces objets intermédiaires de prévention sont in fine des entités circulantes pour la coproduction d’un savoir pour l’action : produire des connaissances et générer collectivement des solutions innovantes de prévention. / In the context of current uncertainty surrounding the problem of exposure to bitumen in road surfacing (coating), the aim of the thesis is to set up general principles and methods of action for new preventive solutions that will enrich the existing measures. In this perspective, we have developed an approach centred on the association of workers at all hierarchical levels (operators, proximity managers, prevention workers and decision-makers) around "intermediary objects of prevention" in order to support a collective debate. This collective debate is seen as a reflective practice on work activity, which is itself seen as the condition of a common language, allowing for initial choices to be changed and a resource for mutual learning between actors. To this end, we have developed, reworked and enriched the notion of risk representation, which promotes the visibility and recognition of the knowledge built, developed and carried by workers on their activities and on ways to protect themselves from dangers or hazards. These representations of risk and the know-hows are a decisive element of prevention because they are applied in both normal and degraded modes of the activity and are derived from experience and social construction. We have developed a fine and precise knowledge of the activity of asphalt processing operators in two public works agencies, which highlighted that the players in the field have a detailed knowledge of chemical risks. These representations, which were essentially made possible by the experience of the body and the senses, cannot always been called up with a view to setting up protective measures in the work activity. They would be prevented or even "encysted" when it seems impossible for workers to do otherwise with the need to manage the hazards, variability and other dangers present and when their power to act seems to them to be non existent. And yet, we show that they become accessible from references to the intimate and domestic sphere in reflexive activities that mobilize both data from observations, measurements and verbalizations. From a preventive research perspective, the aim of the thesis is to establish a dialogue between different institutional and corporate worlds so as to enable the actors to get involved and mobilize their individual, collective and organizational resources to propose prevention solutions. This "intermediate space for dialogue" is made possible by the coconstruction of intermediate objects capable of 1- producing and supporting a debate about the current practices of the operators and their representations with regard to the existing safety devices and 2- supporting dialogues and mutual learning. These intermediate prevention objects are ultimately circulating entities for the co-production of knowledge for action: to generate knowledge and to collectively generate innovative prevention solutions.