El texto completo de este trabajo no está disponible en el Repositorio Académico UPC por restricciones de la casa editorial donde ha sido publicado. / This research study focuses on creating a drill pattern for the Condestable mine, which will allow us to assess the percentage of dilution. For these purposes, we used the Pearse formula proposed in 1955, which allowed us to find the burden and later, the spacing that each drill hole should have in the pattern. Once we had collected all the numerical data, we used the JK SimBlast program to design the proposed drill pattern and analyze the damage zones, the tonnage acquired and the existing dilution. According the results obtained, the smaller the hole diameter, the less dilution will be generated when diversifying the wall and ceiling explosives.

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Étant donné que les minéraux apparaissent fréquemment dans des associations complexes dans la nature, la libération minérale est un aspect clé du traitement de minerais et celle-ci est accomplie par comminution. Cette opération est certainement l’une des plus importantes, mais aussi des plus coûteuses dans l’industrie. La réussite globale d’une usine dépend souvent de la performance du circuit de broyage car il existe un compromis pour atteindre la taille des particules libérant les minéraux ciblés afin d’obtenir des concentrés de haute pureté tout en ayant de faibles coûts d’opération, lesquels sont largement influencés par la consommation énergétique. Dans les années récentes, les entreprises ont été confrontées à des objectifs de performance plus exigeants, une concurrence accrue sur les marchés, et des réglementations environnementales et de sécurité plus strictes. D’autres défis supplémentaires sont inhérents aux circuits de broyage, par exemple les réponses non linéaires, le niveau élevé d’intercorrélation entre les variables et les recirculations de matière. Les problèmes ci-dessus soulignent la pertinence d’avoir des systèmes de contrôle et d’optimisation adéquats pour lesquels les praticiens profitent de plus en plus des approches basées sur des modèles pour y faire face de façon systématique. La modélisation et la simulation sont des outils puissants ayant des avantages significatifs tels que les faibles coûts, les temps requis pour réaliser des expériences relativement courts et la possibilité de tester des conditions opérationnelles extrêmes ainsi que différentes configurations des circuits sans interrompre la production. De toute évidence, la qualité des résultats sera aussi bonne que la capacité du modèle à représenter la réalité, ce qui souligne l’importance d’avoir des modèles précis et des procédures de calibrage appropriées, un sujet fréquemment omis dans la littérature. Un autre aspect essentiel qui n’a pas été rapporté est l’intégration efficace de la libération minérale aux systèmes de contrôle et d’optimisation de procédés. Bien qu’il s’agisse d’une information clé directement liée aux performances de l’étape de concentration, la plupart des stratégies se concentrent exclusivement sur la taille de particule du produit. Ceci est compréhensible étant donné qu’il est impossible de mesurer la distribution de libération présentement. Basée sur une librairie de simulation d’usines de traitement des minerais déjà existante, cette recherche aborde lesdits problèmes en (1) développant un modèle de libération minérale visant à coupler les étapes de broyage et de concentration ; (2) programmant et validant par calibrage un modèle phénoménologique de broyeur autogène/semi-autogène (BA/BSA), nécessaire pour compléter la librairie de simulation ; (3) couplant un simulateur de circuit de broyage à un procédé de concentration avec le modèle de libération, et (4) développant un système de contrôle et d’optimisation qui considère explicitement des données de libération minérale pour évaluer les avantages économiques. Les principaux résultats confirment que le modèle de libération est capable de reproduire avec précision des distributions de libération minérale couramment observées dans l’industrie. Cependant, si les données de calibrage correspondent à un point d’opération unique, la validité pourrait être limitée aux régions voisines proches. Le problème de caractériser l’évolution de la libération minérale aux diverses conditions d’opération ainsi qu’aux régimes transitoires reste à être abordé. Le modèle de libération s’est aussi révélé utile pour coupler des circuits de broyage avec des procédés de concentration, en particulier pour une unité de flottation. Quant au modèle de BA/BSA, celui-ci peut capturer le régime statique ainsi que la dynamique d’un broyeur réel et conjointement avec le reste des équipements dans la librairie de simulation, des circuits de broyage industriels. Ceci a été confirmé par le calibrage à partir des données d’opération d’une usine et des tests en laboratoire, tout en suivant une procédure systématique, contribuant aussi au sujet de l’établissement de méthodologies de calibrage standardisées. Pour terminer, les expériences concernant la stratégie de contrôle et d’optimisation basée sur la libération minérale suggèrent que l’utilisation de cette information peut améliorer la performance globale des circuits de broyage-séparation en réagissant aux variations des caractéristiques de libération, qui à leur tour influencent l’efficacité de séparation. L’étude de cas réalisé révèle que cela peut entraîner une augmentation du débit massique et de la teneur du concentré, de la récupération des métaux et des revenus de l’ordre de +0.5%, +1%, +1% et +5%, respectivement, par rapport au cas où ces informations sont omises. / As minerals frequently appear in complex associations in nature, mineral liberation is one of the most relevant aspects in ore processing and is achieved through comminution. This operation is one of the most important, but also one of the most expensive ones in industry. The global efficiency of a plant often depends on the performance of the grinding circuit, since there is a compromise to achieve the particle size liberating the targetted minerals in order to obtain high purity concentrates while maintaining low operating costs, which are largely influenced by the energy consumption. In recent years, companies have been facing more demanding performance targets, stronger competition, and more stringent environmental and safety regulations. Additional challenges are inherent to the grinding circuits themselves, e.g. the nonlinear responses, high degree of intercorrelation of the different variables, and material recirculations. The abovementioned issues highlight the relevance of adequate process control and optimisation, and practitioners rely more often on model-based approaches in order to face them systematically. Modeling and simulation are powerful tools with significant advantages such as low costs, required times for conducting experiments are relatively short, and the possibility of testing extreme operational conditions as well as different circuit configurations without disrupting production. Evidently, the quality of the results will only be as good as the model capacity to represent the reality, which emphasises the relevance of having precise models and proper calibration procedures, the latter being a topic frequently omitted in the literature. Another crucial aspect that has not been reported yet is the effective integration of mineral liberation in control and optimisation schemes. Although it is a key piece of information directly related to the performance of the concentration stage, most strategies focus exclusively on the particle size. This is understandable given that it is currently impossible to measure the liberation distribution online. Based on an existing mineral processing plant simulation library, this research addresses these problems by (1) developing a mineral liberation model aiming at linking the grinding and concentration stages; (2) programming a phenomenological autogenous/semiautogenous (AG/SAG) mill model, required to complement the simulation toolbox, and validating it through calibration; (3) coupling a grinding circuit simulator to a concentration process by means of the liberation model, and (4) developing a plantwide control and optimisation scheme considering mineral liberation data explicitly to evaluate the economic benefits. The main results confirm that the liberation model is capable of reproducing accurately mineral distributions observed in industry. If calibration data correspond to a single operating point, its validity may however be limited to the close neighbourhood. Characterising the evolution of mineral liberation in different operating conditions and transient states remains to be addressed. The liberation model proved to be equally useful in coupling grinding circuits with concentration processes, specifically for flotation. As for the AG/SAG mill model, it can capture the steady state and dynamic behaviour of an actual device and, along with the rest of pieces of equipment in the simulation toolbox, of industrial grinding circuits. This was confirmed through calibration from plant data and laboratory testwork following a systematic procedure, contributing to the endeavour of establishing standard calibration methodologies. Lastly, the results of the designed control and optimisation scheme suggest that using liberation data for control and real-time optimisation can improve the overall performance of grinding-separation circuits by reacting to variations in the liberation characteristics, which in turn influence the concentration performance. The case study reveals that doing so can lead to increases in the concentrate mass flow rate and grade, metal recovery, and global profits in the order of +0.5%, +1%, +1%, and +5%, respectively, compared to the case omitting this information.

There is little process control employed at aggregate crushing plants and essentially no optimization at the primary or jaw crushing stage. Jaw crusher selection is very dependent on the subjective judgment/experience of individuals, the characterization of rock material using inadequate and unrepresentative tests, and the desire to limit secondary breakage, resulting in the conservative selection and operation of jaw crushers. A method for predicting the power consumption, product size, and volumetric capacity of jaw crushers based on fracture toughness has been proposed in this study. A new fracture toughness test, the Edge Notched Disk Wedge Splitting test, has been developed and verified in order to rapidly assess the fracture toughness of six quarry rocks. A High Energy Crushing Test system has been used to simulate the operational settings of a jaw crusher so that comparison of fracture toughness, specific comminution energy, and breakage distribution could be performed. The results indicate that the specific comminution energy required to reduce a rock particle to a given size increases with fracture toughness. The breakage distribution has also been shown to be dependent upon fracture toughness as long as the elastic modulus is taken into account. Laboratory jaw crushing experiments show that the capacity of a jaw crusher is dependent upon fracture toughness and the elastic modulus. Models for the prediction of power consumption, breakage function/product size, and volumetric capacity have been developed based on these results. At the experimental level, the models were able to predict the specific comminution energy to within 1% and t10 (characteristic crushing parameter) to within 10%. Prediction of the product size distribution produced by a lab-scale jaw crusher, for four different rocks, was within ± 5% (in terms of percent passing). The models allow for the selection of a jaw crusher based on the nature of the rock being broken and the average amount of size reduction done on the feed material. The models can also be used to optimize feed and operational settings, as well to determine the product size produced for a given rock and reduction ratio. / Ph. D.

Ce manuscrit aborde le problème de l'atomisation de films liquides à travers diverses expériences portant sur leur formation, déstabilisation et fragmentation. Une première partie identifie et décrit deux mécanismes de désintégration à l'œuvre lors de la rétractation d'un film de savon. Lorsque le film se détache sur une frontière, le bord de Plateau est entrainé et son accélération explique la déstabilisation. Lorsque le perçage a lieu au centre, le battement du film résulte de l'interaction avec l'atmosphère au repos, ce qui conduit à sa fragmentation. Une seconde étude explique le plissement singulier de certaines cloches liquides par un ressaut hydraulique à interfaces libres assurant la transition d'un écoulement supercritique vis-à-vis des ondes capillaires à un écoulement subcritique. La courbure marquée associée à cette transition conduit à une accélération centripète du liquide susceptible de déstabiliser la cloche en aval. La formation des embruns par l'intermédiaire de l'éclatement des bulles de surface est abordée dans une troisième partie. La géométrie des bulles, le mécanisme de drainage de leurs films et les événements de perçage sont étudiés afin de rendre compte de l'épaisseur de la bulle au début de l'éclatement. La dynamique ultérieure de fragmentation est détaillée conduisant à une caractérisation du spray produit. Une dernière partie étudie l'atomisation dite effervescente sur une expérience modèle : une nappe liquide plane ensemencée en fines bulles d'air favorisant la nucléation de trous. Sur la base de mesures des taux de nucléation et croissance des trous, un modèle statistique du réseau de ligaments liquides formés par la réunion des bourrelets ceinturant les trous permet un description du spray issu de la fragmentation du réseau. / This thesis tackles the problem of liquid films atomization through various experimental configurations dealing with their formation, destabilization and fragmentation. In a first part, two mechanisms of receding soap film disintegration are identified and described. When the film is released from a border, the acceleration sustained by the Plateau border explains the destabilization. When puncture occurs in the center, the film flapping is promoted by the interaction with the surrounding atmosphere which leads to its fragmentation. In a second study, the singular folding of liquid bells is explained by an original free surfaces hydraulic jump insuring transition from a subcritical to a supercritical flow with respect to capillary waves. The strong curvatures associated with this transition, also implying strong centripetal acceleration of the flowing liquid, may induce the downstream sheet destabilization. The question of marine aerosols formation via surface bubble bursting is investigated in a third part. Bubbles geometry, their film drainage mechanism and puncture events are studied in order to account for the film thickness at the onset of bursting. The subsequent bursting dynamics is detailed to characterize the spray production. In a last part, effervescent atomization is studied on a model experimental set up: a flat liquid sheet seeded with small air bubbles acting as heterogeneous hole nuclei. On the basis of holes nucleation and growth measurements, a statistical model of the liquid ligament red resulting from the holes rims combination offers a description of the spray generated by the red fragmentation.

Ce travail de thèse porte sur l'étude expérimentale et théorique de la fragmentation de molécules organiques. Nous avons pour cela construit un nouveau réacteur plasma non-thermique et transformé un modèle statistique de fragmentation nucléaire (Microcanonical Metropolis Monte Carlo ou MMMC) pour décrire la fragmentation d'espèces CnHm. Le plasma non-thermique est créé par une impulsion nanoseconde haute-tension (100 kV) avec un front de montée très raide (15-20 kV.ns-1). Cette impulsion permet d'obtenir un volume plasmagène diffus important et de créer de fortes densités d'espèces réactives (radicaux, métastables, etc.) pouvant réagir avec les molécules organiques. Dans le cas de la fragmentation du propane, la décharge hors-équilibre considérée permet de générer comme sous-produits majoritaires du méthane, de l'éthane et du propène. Son efficacité énergétique de conversion est deux fois plus élevée que celle obtenue dans le cas d'une décharge à barrière diélectrique ou d'une décharge pré-ionisée. Le modèle MMMC décrit, pour une énergie fixée, l'espace des phases accessible au système. L'ensemble des degrés de libertés statiques (dégénérescences, excitation interne, localisation, etc.) et dynamiques (translation et rotation) de tous des fragments de la molécule parent sont pris en compte. Les caractéristiques physiques des fragments (énergies de dissociations, géométries, fréquences de vibration, etc.), nécessaires pour ces calculs, sont déterminées à l'aide d'un code ab-initio. Différentes méthodes de calcul (composite ou DFT) et différents niveaux de calcul (sans ou avec polarisation de l'hydrogène) ont été comparés aux données expérimentales. Nous avons montré que la prise en compte de la polarisation de l'hydrogène avait une influence importante sur les résultats. Les probabilités des voies de fragmentation en fonction de l'énergie d'excitation pour les deux méthodes sont relativement proches. Les principaux écarts s’expliquent par des différences d’énergie du fondamental de certains fragments. La comparaison des résultats théoriques et expérimentaux est indirecte car le modèle MMMC ne décrit que la phase de fragmentation. Les produits résultants vont ensuite réagir entre eux et avec le milieu pendant et après l’excitation plasma. L’évolution cinétique complexe des produits doit donc être prise en compte. D’autre part, la distribution d’énergie déposée dans la molécule parent par les états métastables de l'azote et les collisions électroniques doit également être déterminée. Ces deux étapes sont nécessaires pour obtenir des résultats théoriques comparables aux observables expérimentales. Cette étude sera une prolongation naturelle de notre travail. Les résultats expérimentaux semblent toutefois montrer que le modèle surestime le nombre de ruptures de liaisons CH. Ceci est probablement du au fait que la première étape du modèle, la construction des fragments, opère uniquement par rupture de liaisons dans la molécule de propane ou de propène parent. Les molécules fragments H2 et CH4 ne sont donc pas autorisées alors qu’un schéma réactionnel les produisant en une étape est envisageable (et que les fragments C3H6 et C2H4 sont mesurés en abondance). L’énergie non consommée dans leur production est donc reportée sur la rupture de liaisons CH. / This thesis is an experimental and theoretical study of organic compounds fragmentation. For this purpose, we had to built a new non-thermal plasma reactor and modify a statistical model used for nuclear fragmentation (Microcanonical Metropolis Monte Carlo or MMMC) to describe the fragmentation of CnHm types species. The non-thermal plasma is created by a nanosecond high-voltage (100 kV) pulse with a steep rise front (15-20 kV.ns-1). This pulse allows to have a large volume of diffuse plasma and to create important quantities of reactive species (radicals, metastables, etc.), which could react with organic molecules. In the case of propane fragmentation, the non-equilibrium discharge used allows to product as major by-products methane, ethane and propene. The energetic efficiency of the conversion by this discharge is twice more efficient than the one obtained with a dielectric barrier discharge or a pre-ionised discharge. The MMMC model describes, for a given energy, the accessible phase space for the system. All static (discrepancy, internal excitation, position, etc.) and dynamic (translation and rotation) degrees of freedom for every fragment of the initial molecule are taken into account. The physical properties (dissociation energies, geometry, vibrational frequencies, etc.) of each fragment are needed to perform calculations and are obtained by using an ab-initio code. Different computation methods (composite or DFT) and different levels of calculation (with or without hydrogen polarisation) have been compared to experimental values. We have shown that the hydrogen polarisation has an important influence on the properties. Probabilities of fragmentation paths are slightly identical between the two methods. The main differences are explained by the existence of a variation between the ground energy of some fragments. Comparison between theoretical and experimental results is indirect because the MMMC model only described the fragmentation phase. By-products will react between them and with their environment during and after the excitation phase. The complex kinetic evolution of the by-products must be taken into account. Moreover, the energetic distribution injected in the initial molecule by metastable states of nitrogen and electronic collisions must be determined. These two steps are require to obtain theoretical results, which could be compared to experimental ones. This study should be the following work after our study. Experimental results seem to suggest that the model overestimates the number of C-H bonds, that are broken. Probably, because the first step of the model, the construction of fragments, works only by breaking bonds in the initial molecule of propane and propene. Les fragments H2 and CH4 are not allowed, but their production in one reaction is possible (C3H6 and C2H4 are experimentally measured). Non-used energy by their production is reported to break CH bonds

Le broyage est une opération couramment réalisée dans de nombreux secteurs industriels. Malgré son apparente simplicité, le broyage met en jeu des phénomènes de fragmentation complexes dépendant à la fois des propriétés de la matière, des sollicitations mécaniques dans le broyeur, et de la dynamique des poudres au sein de celui-ci. Aujourd'hui l'évolution des technologies de broyage repose essentiellement sur un savoir-faire empirique et de nombreux efforts sont encore à déployer pour améliorer leur efficacité énergétique. Cette optimisation ne pourra être réalisé qu'en s'appuyant sur une connaissance fine des phénomènes mis en jeux à plusieurs échelles (échelle sub-particulaire, échelle de la particule, du lit de poudre et du procédé). L'objectif de ces travaux de thèse est de mettre en évidence les paramètres clés influençant les mécanismes de comminution et l'efficacité énergétique du broyage. Un modèle numérique de rupture de particules présentant des défauts sous forme de clivage a été mis en œuvre. Il a permis notamment d'analyser l'influence de la distribution spatiale des fissures sur la statistique des seuils de rupture en lien avec les chemins de fissures et la taille des fragments. A l'échelle du procédé, une étude expérimentale, réalisée au sein d'un broyeur de laboratoire, a permis de proposer un modèle énergétique s'inspirant de celui de Rittinger mais tenant compte des phénomènes d'agglomération. Ce modèle a ensuite été généralisé à différentes technologies de broyage à media broyant pour comparer leur efficacité énergétique lors du broyage de matières minérales, végétale ainsi qu'en condition de cobroyage. / Although grinding is a widespread operation in industrial processes, it remains poorly understood. The difficulty to model grinding not only lies in the complexity of the fragmentation, which depends on material properties and loading dynamics, but also on the stress transmission from the grinder to the particles. The development of grinding technologies has led to an empirical know-how, and much more effort is still needed to understand the the mechanisms of the comminution of particles. This objective can be achieved only by increasing knowledge on the phenomena involved at different scales (sub-particle heterogeneities, particle, powder bed and boundary conditions of the process).In this PhD work, we investigate the key parameters influencing comminution mechanisms and the energetic efficiency of grinding. A numerical model of particle breakage including a subparticle distribution of cleavages was developed. This model allowed us to analyze the cracks patterns, fragment sizes and probability distribution of failure. At the scale of the process, an extensive experimental study of comminution was carried out using a laboratory mill. An energy evolution inspired by Rittinger model but taking into account the agglomeration phenomena was proposed. This model was then extended to other grinding technologies to compare the energy efficiency for grinding minerals, vegetal particles and their comilling.

Un des buts de la collaboration COMPASS est l'étude de la structure de spin du nucléon. La question de la polarisation des quarks de la mer est un sujet capital en physique hadronique, en particulier pour la polarisation du quark étrange. En vue de mieux contraindre la polarisation des quarks, une connaissance précise des fonctions de fragmentation (FFs), qui expriment l'hadronisation d'un quark q en un hadron h dans l'état final, est nécessaire. Les FFs peuvent être extraites depuis les multiplicités de hadrons produites en diffusion inélastique profonde semi-inclusive (SIDIS). Les données ont été prises à COMPASS avec un faisceau de muons de 160 GeV/c diffusant sur une cible de protons pure (1H₂). La présente thèse présente les mesures des multiplicités de hadrons chargés (pions, kaons et protons) faites à partir des données SIDIS collectées en 2016. Elle détaille aussi les améliorations apportées au générateur d'événement DJANGOH dans le but d'améliorer la description des corrections radiative inclusive et semi-inclusive qui sont ensuite utilisées comme facteurs de corrections aux multiplicités. Les données couvrent un large spectre cinématique : Q² > 1 (GeV/c)², y ε [0.1,0.7], x ε [0.004,0.4], W ε [5,17] GeV et z ε [0.2,0.85]. Ces multiplicités, qui représentent un total d'environ 1800 points de données, apportent une contribution importante aux fit QCD globaux des données mondiales à NLO, visant à la détermination des FFs. Les FFs de quarks en kaons sont particulièrement attendues car elles pourront mieux contraindre la polarization du quark étrange. / One of the goals of the COMPASS collaboration is the study of the nucleon spin structure. The question of the polarization of the sea quark is a burning issue in the hadronic physics, especially for the strange quark polarization. In order to better constrain the quark polarization, a precise knowledge of the quark Fragmentation Functions (FFs) into hadrons, which are the final state hadronisation of quark q into hadron h, is mandatory. The FFs can be extracted from hadron multiplicities produced in Semi-Inclusive Deep Inelastic Scattering (SIDIS). Data were taken at COMPASS from a 160 GeV/c muon beam scattering off a pure proton target (1H₂). This thesis presents the measurement of charged hadrons (pions, kaons and protons) multiplicities from SIDIS data collected in 2016. It also details the improvements brought to the DJANGOH event generator to better describe the inclusive and semi-inclusive radiative corrections in DIS that are then used as correction factors to the multiplicities. The data cover a large kinematical range : Q² > 1 (GeV/c)², y ε [0.1,0.7], x ε [0.004,0.4], W ε [5,17] GeV et z ε [0.2,0.85]. These multiplicities, which represent about 1800 data points in total, provide an important input for global QCD fit of world data at NLO, aiming at the FFs determination. The quark FFs into kaons are particularly awaited as they can better constrain the strange quark polarization.

Placée sous le signe de la fragmentation liquide, cette thèse met l'emphase sur une série d'étapes pouvant, d'un film suspendu, mener à une assemblée de gouttes : déstabilisation, rupture puis fragmentation. Elle prend appui sur des expériences originales, analysées à l'aide de modèles à la portée générale. En guise de prologue, capillarité, cisaillement et viscosité sont discutées à travers l'étude de la déstabilisation Marangoni d'un filament d'huile visqueuse déposé à la surface de l'eau. La mise en mouvement du filament, pilotée par une différence de tensions de surface, produit une cascade critique auto-similaire, accélérée jusqu'à la dilution complète de l'huile, miscible à l'eau. Sur un film, l'effet Marangoni créé par un déficit localisé de tension de surface, dont le support (la température ou un soluté) diffuse, engendre sa déstabilisation, étudiée au deuxième chapitre. L'analyse linéaire exhibe une échelle de temps inertielle basée sur le cisaillement surfacique, sur laquelle s'établit un écoulement interstitiel, caractérisé expérimentalement. Le scénario introduit un nombre de Péclet, critère pour la rupture spontanée des films épais. Les conséquences sur la stabilité finale du film sont explorées au troisième chapitre, avec la revue des possibles régularisations. La dynamique de rupture est interprétée en termes de choc. Enfin, suivant la rupture d'un film en divers points, la collision de cylindres liquides est isolée en tant que mécanisme individuel de fragmentation. L'analyse détaillée de l'impact révèle la transition entre deux régimes, vers des gouttes de plus en plus fines / This thesis deals primarily with liquid films fragmentation. It consists, thanks to quantitative and original experiments, in the transformation of a free suspended film into a collection of droplets: destabilization, rupture, and fragmentation.In a prologue, notions of capillarity, momentum transfer and viscosity are introduced by the Marangoni-driven destabilization of a thin thread of viscous oil on water. The difference of surface tension feeds an accelerated, critical, self-similar cascade which ends up with the complete dilution of oil into water. When applied to a free film, the Marangoni effect driven by a localized deficit of surface tension, whose carrier (temperature or a solute) is diffusing into the liquid, destabilizes it (chapter two). The linear instability analysis points out the crucial role of an inertial timescale based on the surface shear stress. Experiments validate the prediction of an interstitial flow, which digs out the film in the case of a surface tension deficit. These observations offer new insights into a long-standing problem, namely the spontaneous nucleation of holes on planar liquid films.The third chapter investigates the consequences of the linear instability, as far as the film final stability is concerned, reviewing possible regularizations. The rupture dynamics is described within the framework of shocks. In the final chapter, the collision of liquid cylinders is identified as an individual mechanism for liquid fragmentation. The impact dynamics is analyzed, leading to two principal fragmentation regimes. The onset to the splashing one, which produces fine and fast droplets, is described

The removal of indigenous forest and associated fragmentation of habitats has probably had significant impacts on the diversity of stream communities in New Zealand. In this study I investigated the effects of forest fragmentation on stream invertebrate communities on Banks Peninsula. Six catchments were investigated, three with continuous indigenous forest in the riparian zone and three with fragmented indigenous riparian forest. An extensive benthic survey was conducted at three sites in each river catchment, one downstream on the mainstem of the river and two sites in different headwater tributaries. Adult sampling, consisting of malaise and sticky trapping, was also conducted at a sub-set of sites. Taxonomic richness of both the benthic and adult communities was significantly higher in continuous forest than in fragmented forest, and the composition of benthic communities also differed between continuous and forest fragments. Furthermore, benthic invertebrate densities were higher in fragments than continuous forest sites. The fragments in the headwaters were more likely to support forest specialist taxa (e.g. the stonefly Zelandobius wardi, and the caddisfly Costachorema peninsulae), than the downstream fragments. My results indicate that forest fragmentation has resulted in marked changes in benthic communities on Banks Peninsula, and that location of the fragment within the catchment also is important in influencing the diversity and composition of benthic communities. The maintenance of indigenous forest in the headwaters of streams may be essential for the persistence of endemic and forest specialist taxa on Banks Peninsula.