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Maîtrise internationale bi-diplômante conjointe avec l'Université Toulouse III - Paul Sabatier et l'Université de Montréal, Maîtrise en co-tutelle / Le traitement de différents polymères issus de sources renouvelables est, depuis relativement récemment, un domaine de très fort intérêt dans les communautés scientifiques. Ce travail aborde le traitement de mousses de microfibrille de cellulose, issues de biomasses forestières, dans des décharges à barrière diélectrique dans l’hélium à la pression atmosphérique. Lorsque la mousse occupe l’entièreté de l’espace inter-électrodes, nous avons montré que la décharge s’amorce et se propage à travers la mousse. L’effet de dégazer la mousse avant le traitement par plasma s’avère aussi bénéfique à la production de décharge de type « homogène ». En effet, en situation dégazée, la décharge à 60 kHz révèle une caractéristique « homogène » tandis qu’à 10 kHz elle devient filamentaire. Toutefois, nettement moins de dommage sont observés sur la mousse sujette à une décharge à 10 kHz par rapport à celle à 60 kHz. En situations non dégazées, le relâchement d’espèces issues de l’air ambiant lors de l’enclenchement de la décharge augmente considérablement la puissance injectée et dissipée dans le plasma, générant plus de dommage qu’en conditions dégazées. Ces connaissances ont ensuite été appliquées à la modification des mousses à l’aide d’un précurseur d’hexaméthyldisiloxane pour ajuster leurs mouillabilités à l’eau et à l’huile. Lorsque la mousse occupait tout l’espace inter-électrodes, le régime de décharge filamentaire produit des dépôts très inhomogènes, bien souvent localisés au voisinage des régions endommagées. Au contraire, lorsque la mousse n’occupe qu’une partie du volume inter-électrodes, une décharge homogène a été observée, induisant une défibrillation des fibres cellulosiques. Ces conditions mènent néanmoins à des surfaces hydrophobes sur les surfaces supérieure et inférieure des mousses, tout en maintenant leur caractéristique oléophile. Ces travaux semblent donc prometteurs pour la séparation efficace d’huile des eaux usées à partir de matériaux verts, biodégradables, et renouvelables. / The treatment of different polymers issued from renewable sources has recently become of high interest in today’s scientific community. This work focused on the treatment of microfibrillated cellulosic foams, issued from wood biomass, in an atmospheric pressure dielectric barrier discharge in helium. When foams occupied all of gas gap volume, we demonstrated that the discharge ignites and propagates through the foams. The act of outgassing before plasma treatment has also been shown to be highly beneficial to the production of homogeneous glow-like discharges. Indeed, it was found that, in outgassed conditions, discharges occurring at a frequency of 60 kHz were glow-like, while those at 10 kHz were filamentary. However, significantly less damage was observed on the foams subjected to a 10 kHz discharge as opposed to those subjected to a 60 kHz discharge. In non-outgassed situations, we have also shown that the release of oxidising species originating from ambient air upon plasma ignition considerably increased injected and dissipated power in the plasma, in turn producing more damage than in outgassed conditions. This knowledge was then applied to the modification of these foams using a hexamethyldisiloxane precursor for plasma deposition to adjust their wettability to water and to oil. When foams occupied all of gas gap volume, the discharge regime was filamentary, and produced inhomogeneous coating, often very localised around damaged regions. When foams took up only a portion of gas gap volume, a homogeneous glow-like discharge was observed, inducing defibrillation of the cellulosic fibers. These conditions produced hydrophobicity on both the top and bottom surfaces of the foams, all while maintaining the foam’s characteristic oleophilicity. This supports the idea of selective adsorption of oily wastewater using a green, biodegradable, and renewable cellulosic product.

The present thesis is the result of a research period at the Institute of Space and Astronautical Science of the Japanese Aerospace Exploration Agency, ISAS/JAXA within Funaki Laboratory of the Department of Space Flight Systems that followed the path of plume plasma diagnostics for space electric propulsion drives. During the experimental studies two high-current hollow cathodes and an innovative prototype of a low-voltage fully external discharge plasma thruster (XPT) had their plasma plumes diagnosed using electrostatic probes and retarding potential analyser (RPA). A Hall thruster and hollow cathode plume is defined as an unmagnetised quasi-neutral plasma which is mainly formed of neutral particles, electrons, singly and doubly charged ions. Plasma diagnostic techniques provide information through practical observations in order to fully understand the dynamics of the aforementioned plume components, the physical processes taking place within the plume and their effects on the spacecraft, for instance. Mastering these aspects of the plasma plume of space electric propulsion drives bolster the design processes, leading to highly efficient devices. Firstly, the introduction provides insights on the fundamental principles of hollow cathodes and Hall thrusters and a brief presentation of the plasma diagnostic techniques used during the research: single and double Langmuir probes, emissive probes and retarding potential analyser. Then, the fundamental plume diagnostics principles are depicted in an exhaustive way, departing from classical plasma kinetic theory, energy distribution functions and ending with an overview on the theory of charge collection by cylindrical probes. Subsequently, peculiarities of various analysis techniques are exposed for the Langmuir probes, emissive probes and RPA, with an emphasis on their strengths and demerits. The experimental setups for the cathodes and XPT plume diagnostic procedures are then outlined. The experimental logic, setup and electrical diagrams as well as a presentation of each probe design and manufacturing details are extensively discussed. The hollow cathodes experimental results are exposed with a discourse that aims of overviewing the difference between the various data analysis methods applied for the raw data. A discussion ensued based on the results in order to effectively identify mechanisms that produced the observed plasma parameters distributions. For the first time, the plume of a fully external discharge plasma thruster was diagnosed utilising double Langmuir probes.  The thesis highlights the main results obtained for the XPT far-field plume plasma diagnostics. The experimental findings for both thruster centreline positions and 2D plume maps for several axial distances away from the anode plate offer a ground basis for future measurements, a comparison term and a database to support ongoing computational codes. The results are discussed and related to the thruster performances data obtained during previous experiments. The thesis includes consistency analyses between the experimental data and the numerical simulation results and the uncertainties in measured plasma parameters associated with each data analysis procedure are evaluated for each data set. Last, the conclusions underline the main aspects of the research and further work on the previously mentioned plasma diagnostic techniques for hollow cathodes and XPT is suggested. / La présente thèse est le résultat d'une période de recherche à l'Institut des Sciences Spatiales et Astronautiques de l'Agence Spatiale Japonaise, ISAS / JAXA qui a suivi la voie des diagnostics du plasma de la plume de propulseurs électriques spatiaux. Au cours des études expérimentales, deux cathodes creuses à fort courant et un prototype innovant d'un propulseur basse tension à décharge externe de plasma (XPT) avaient leurs faisceaux de plasma diagnostiqués en utilisant des sondes électrostatiques et un analyseur à potentiel retardé. La plume d’un propulseur à effet Hall et d’une cathode creuse est définie comme un plasma quasi-neutre non-magnétisé qui est principalement formé de particules neutres, d’électrons, d’ions monovalents et bivalents. Les techniques de diagnostic du plasma fournissent des informations, via des observations pratiques, afin de bien comprendre la dynamique des composants de la plume mentionnés ci-dessus, les processus physiques qui se déroulent dans la plume et leurs effets sur une sonde spatiale, par exemple. La maîtrise de ces aspects du plasma de la plume généré par les propulseurs électriques spatiaux renforce les processus de conception de ce type de propulsion, ce qui conduit à des dispositifs hautement efficaces. Tout d'abord, l'introduction donne un aperçu sur les principes fondamentaux de cathodes creuses et de propulseurs à effet Hall, et une brève présentation des techniques de diagnostic du plasma utilisées lors de la recherche : sondes de Langmuir simples et doubles, des sondes émissives et d’analyseur à potentiel retardé. Ensuite, les principes fondamentaux de diagnostic de la plume sont représentés de manière exhaustive, d’abord la théorie cinétique classique du plasma, les fonctions de distribution en énergie et pour terminer une vue d'ensemble de la théorie de la collecte de charge par des sondes cylindriques. Par la suite, les particularités des diverses techniques d'analyse sont exposées pour les sondes de Langmuir, les sondes émissives et RPA, en mettant l'accent sur leurs avantages et leurs inconvénients. Les montages expérimentaux pour les procédures de diagnostic de la plume-plasma de cathodes et du XPT sont ensuite décrits. La logique expérimentale, les schémas électriques ainsi qu'une présentation de la conception et de la fabrication de chaque sonde sont largement discutés. Les résultats expérimentaux pour les cathodes creuses sont exposés de façon à présenter la différence entre plusieurs méthodes d'analyse de données appliquées aux données brutes. Une discussion s’ensuit, basée sur les résultats afin d'identifier efficacement les mécanismes qui ont produits les propriétés électroniques observées. Pour la première fois, la plume d'un propulseur à décharge externe de plasma a été diagnostiquée en utilisant des sondes de Langmuir doubles. La thèse met en évidence les principaux résultats obtenus pour le diagnostic en champ lointain de la plume-plasma du XPT. Les résultats expérimentaux pour les positions sur l'axe du propulseur et le cartes 2D de la plume pour plusieurs distances axiales loin de l’anode offrent une base pour de futures mesures, un terme de comparaison et une base de données pour appuyer les codes numériques. Les résultats sont discutés et sont rapportés aux données de performances du propulseur obtenus lors des essais précédents. La thèse comprend des analyses de la cohérence entre les données expérimentales et les résultats de simulation numérique, et les incertitudes des paramètres mesurés du plasma associées à chaque procédure d'analyse des données sont évaluées pour chaque ensemble de données. Enfin, les conclusions soulignent les principaux aspects de la recherche et une poursuite des travaux sur les techniques de diagnostic de plasma pour les cathodes creuses et le XPT est suggérée.

La première partie de l’étude est consacrée à l’invocation, intra et extra muros, du droit à un procès équitable. Sont analysés ainsi, dans un premier temps, l’applicabilité directe de l’article 6 et la subsidiarité de la Convention par rapport au droit national et de la Cour Européenne des Droits de l’Homme par rapport aux juridictions nationales. Le droit à un procès équitable étant un droit jurisprudentiel, l’étude se focalise, dans un second temps, sur l’invocabilité des arrêts de la Cour Européenne et plus précisément sur l’invocabilité directe de l’arrêt qui constate une violation du droit à un procès équitable dans une affaire mettant en cause l’Etat et l’invocabilité de l’interprétation conforme à l’arrêt qui interprète l’article 6 dans une affaire mettant en cause un Etat tiers. L’introduction dans l’ordre juridique français et hellénique de la possibilité de réexamen de la décision pénale définitive rendue en violation de la Convention a fait naitre un nouveau droit d’accès à la Cour de cassation lequel trouve son terrain de prédilection aux violations de l’article 6 et constitue peut-être le pas le plus important pour le respect du droit à un procès équitable après l’acceptation (par la France et la Grèce) du droit de recours individuel. Quant au faible fondement de l’autorité de la chose interprétée par la Cour Européenne, qui est d’ailleurs un concept d’origine communautaire, cela explique pourquoi un dialogue indirect entre la Cour Européenne et la Cour de cassation est possible sans pour autant changer en rien l’invocabilité de l’interprétation conforme et le fait que l’existence d’un précédent oblige la Cour de cassation à motiver l’interprétation divergente qu’elle a adoptée.La seconde partie de l’étude, qui est plus volumineuse, est consacrée aux garanties de bonne administration de la justice (article 6§1), à la présomption d’innocence (article 6§2), aux droits qui trouvent leur fondement conventionnel dans l’article 6§1 mais leur fondement logique dans la présomption d’innocence et aux droits de la défense (article 6§3). Sont ainsi analysés le droit à un tribunal indépendant, impartial et établi par la loi, le délai raisonnable, le principe de l’égalité des armes, le droit à une procédure contradictoire, le droit de la défense d’avoir la parole en dernier, la publicité de l’audience et du prononcé des jugements et arrêts, l’obligation de motivation des décisions, la présomption d’innocence, dans sa dimension procédurale et personnelle, le « droit au mensonge », le droit de l’accusé de se taire et de ne pas contribuer à son auto-incrimination, son droit d’être informé de la nature et de la cause de l’accusation et de la requalification envisagée des faits, son droit au temps et aux facilités nécessaires à la préparation de la défense, y compris notamment la confidentialité de ses communications avec son avocat et le droit d’accès au dossier, son droit de comparaître en personne au procès, le droit de la défense avec ou sans l’assistance d’un avocat, le droit de l’accusé d’être représenté en son absence par son avocat, le droit à l’assistance gratuite d’un avocat lorsque la situation économique de l’accusé ne permet pas le recours à l’assistance d’un avocat mais les intérêts de la justice l’exigent, le droit d’interroger ou faire interroger les témoins à charge et d’obtenir la convocation et l’interrogation des témoins à décharge dans les mêmes conditions que les témoins à charge et le droit à l’interprétation et à la traduction des pièces essentielles du dossier. L’analyse est basée sur la jurisprudence strasbourgeoise et centrée sur la position qu’adoptent la Cour de cassation française et l’Aréopage. / The first party of the study is dedicated to the invocation of the right to a fair trial intra and extra muros and, on this basis, it focuses on the direct applicability of Article 6 and the subsidiarity of the Convention and of the European Court of Human Rights. Because of the fact that the right to a fair trial is a ‘‘judge-made law’’, the study also focuses on the invocability of the judgments of the European Court and more precisely on the direct invocability of the European Court’s judgment finding that there has been a violation of the Convention and on the request for an interpretation in accordance with the European Court’s decisions. The possibility of reviewing the criminal judgment made in violation of the Convention has generated a new right of access to the Court of cassation which particularly concerns the violations of the right to a fair trial and is probably the most important step for the respect of the right to a fair trial after enabling the right of individual petition. As for the weak conventional basis of the authority of res interpretata (“autorité de la chose interprétée”), this fact explains why an indirect dialogue between the ECHR and the Court of cassation is possible but doesn’t affect the applicant’s right to request an interpretation in accordance with the Court’s decisions and the duty of the Court of cassation to explain why it has decided to depart from the (non-binding) precedent.The second party of the study is bigger than the first one and is dedicated to the guarantees of the proper administration of justice (Article 6§1), the presumption of innocence (Article 6§2), the rights which find their conventional basis on the Article 6§1 but their logical explanation to the presumption of innocence and the rights of defence (Article 6§3). More precisely, the second party of the study is analyzing the right to an independent and impartial tribunal established by law, the right to a hearing within a reasonable time, the principle of equality of arms, the right to adversarial proceedings, the right of the defence to the last word, the right to a public hearing and a public pronouncement of the judgement, the judge’s duty to state the reasons for his decision, the presumption of innocence, in both its procedural and personal dimensions, the accused’s right to lie, his right to remain silent, his right against self-incrimination, his right to be informed of the nature and the cause of the accusation and the potential re-characterisation of the facts, his right to have adequate time and facilities for the preparation of the defence, including in particular the access to the case-file and the free and confidential communication with his lawyer, his right to appear in person at the trial, his right to defend either in person or through legal assistance, his right to be represented by his counsel, his right to free legal aid if he hasn’t sufficient means to pay for legal assistance but the interests of justice so require, his right to examine or have examined witnesses against him and to obtain the attendance and examination of witnesses on his behalf under the same conditions as witnesses against him and his right to the free assistance of an interpreter and to the translation of the key documents. The analysis is based on the decisions of the European Court of Human Rights and focuses on the position taken by the French and the Greek Court of Cassation (Areopagus) on each one of the above mentioned rights.