Cette thèse traite principalement des connaissances fondamentales en hydrodynamique et des caractéristiques des réactions gaz-liquide dans des microréacteurs capillaires. Dans une première partie, nous avons effectué des essais dans trois microcanaux circulaires en verre placés horizontalement. Les diamètres étudiés étaient de 302, 496 et 916 µm. Les arrivées de gaz et de liquide se font de manière symétrique et forme un angle de 120° entre elles. Une cartographie des écoulements diphasiques gaz-liquide a été systématiquement faite pour des vitesses du liquide comprises entre 0,1 et. 2 m/s et des vitesses du gaz comprises entre 0,01 et 50 m/s Ces essais mettent en évidence l'influence du diamètre des canaux, de la viscosité du liquide et de leur tension superficielle. Ces mesures ont été comparées avec les cartes décrivant les différents régimes d'écoulement (à bulles, en bouchons de Taylor, annulaires ou sous forme de mousse) et confrontés aux modèles de la littérature qui prédisent les transitions entre les différents régimes. Nous avons mis en évidence que ces derniers n'étaient pas totalement satisfaisant et en conséquence, un nouveau modèle de transition prenant en compte les effets de taille du canal, les propriétés physiques du liquide a été proposé. Les pertes de charge engendrées par ces écoulements gaz- ont été étudiées. Nous avons constaté que la chute de pression est très dépendante du régime d'écoulement. Cependant pour décrire l'évolution de la perte de charge il est commode de la scinder en trois régions: une où les forces de tension superficielle sont le paramètre prépondérant et qui correspond aux faibles vitesses superficielle du gaz, une zone de transition et une dans laquelle les forces d'inertie sont dominantes et qui correspond aux grandes vitesses superficielles du gaz. La prédiction de cette chute de pression dans la troisième zone a été faite à partir d'un modèle de Lockhart-Martinelli. Ce modèle qui prend en compte les flux de chaque phase dépend d'un paramètre semi empirique C. Nous avons proposé de le corréler avec les nombres de Reynolds correspondant à chacune des deux phases en présence. Cette méthode permet de bien rendre compte de nos mesures. Les caractéristiques hydrodynamiques en écoulement de Taylor ont été examinées. Il a été montré que la formation des bulles dans un écoulement de Taylor est dominée par un mécanisme d'étranglement en entrée du capillaire. La taille des bulles dépend fortement de la viscosité du liquide et la tension superficielle. La chute de pression dans cette zone, lorsque le nombre capillaire est relativement faible, peut assez être bien décrite par le modèle de Kreutzer modifiée par Walsh et al... En fin dans une dernière partie, nous avons réalisé une réaction chimique en écoulement de Taylor. L'oxydation du 2-hydrogéne-ethyltetrahydroanthraquinone (THEAQH2) pour former du peroxyde d'hydrogène a été expérimentalement étudiée dans un microcanal circulaire horizontal de 900 µm de diamètre et 30 cm de long. La présence d'une réaction chimique ne modifie que très peu les transitions entre les différents régimes d'écoulement ni l'évolution des pertes de charge. Les cinétiques de conversion du peroxyde d'hydrogène sont environ deux fois plus rapides celles obtenues dans les réacteurs gaz liquide utilisés habituellement. Mots-clés: microcanal, écoulement diphasiques, écoulement de Taylor, pertes de charge, réaction gaz-liquide.

Les mesures de la luminosité intégrée pour les expériences auprés de collisionneur ont un intérêt majeur. Ces mesures participent à la détermination des sections efficaces de production des processus étudiés, elles quantifient également les performances de l'accélérateur et des expériences. Deux méthodes ont été utilisées par l'expérience LHCb pour déterminer la mesure de la luminosité absolue enregistrée durant la campagne 2010 de prise de données des collisions proton-proton à une énergie de 7 TeV dans le centre de masse: outre la méthode classique applelée "Van der Meer scan" une nouvelle technique est développée permettant une détermination directe des paramètres de chaque faisceau en localisant les interactions faisceau-faisceau et les interactions faisceau-gaz résiduel. Cette méthode n'est possible que grace à la résolution du détecteur de vertex de LHCb et sa proximité avec la zone des faisceaux de protons et les paramètres tels la position, les angles et les largeurs des faisceaux peuvent être mesurés. Les deux methodes sont décrites et leurs résultats discutés. De plus les techniques utilisées pour étendre les mesures de luminosité absolue à l'ensemble de la prise de données 2010 sont décrites.

Afin de contrôler l'émission totale des NOx dans l'échappement automobile, un capteur potentiométrique à base de zircone stabilisée à l'yttrium a été développé par la technique de sérigraphie. Il est montré que l'utilisation d'un filtre catalytique, déposé directement sur l'élément sensible, permet d'éliminer les interférences venant d'autres gaz réducteurs dans l'échappement, en particulier monoxyde de carbone (CO), hydrogène (H2), hydrocarbures (CxHy) et ammoniac (NH3). En plus, il est possible de fixer avec le filtre catalytique le rapport NO/NO2 correspondant à l'équilibre thermodynamique. Par conséquent la réponse du capteur n'est plus dépendante du rapport NO/NO2, mais seulement de la température. De plus, la sensibilité et la sélectivité du capteur à NO2 peut considérablement être améliorée en appliquant un courant de polarisation.

Les réglementations sur les NOx émis par les avions sont sévères. Les techniques les réduisant ont des inconvénients. Pour les supprimer, deux pistes sont explorées. La première modifie l'architecture des chambres de combustion et les stabilise par une cavité. La seconde dope le kérosène au ralenti.Peu d'information est disponible sur les mécanismes de stabilisation et sur la structure de flamme des Trapped Vortex Combustor. Pour y remédier, un TVC est construit. L'étude de l'écoulement à froid ainsi que l'étude temporellement résolue de la flamme, mettent en avant les éléments stabilisateurs et déstabilisateurs. L'impact de la structure de flamme sur les émissions est évalué.La seconde partie porte sur l'effet de l'ajout d'hydrogène et de gaz de reformeur dans une chambre conventionnelle. Malgré une légère augmentation des émissions de NOx, l'ajout de composés hydrogénés réduit fortement les émissions de CO, augmente la stabilité et réduit la limite d'extinction pauvre.

Le présent travail porte sur une étude comparative des caractéristiques optiques et électriques des décharges glissantes se propageant aux interfaces solide/gaz sur des isolateurs de verre, de Bakélite et de résine époxy en présence des gaz N2, CO2 et SF6 et des mélanges SF6/N2 et SF6/CO2, sous tension continue et alternative (50 Hz), en géométrie pointe - plan. L'objectif est de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l'initiation des décharges partielles et leur évolution et développement en décharges surfaciques (glissantes) lesquelles peuvent conduire au contournement des composants et systèmes haute tension. Les résultats obtenus montrent que la morphologie et la longueur finale (d'arrêt ou d'extension maximale) des décharges surfaciques dépendent de la forme et de l'amplitude de la tension, de l'épaisseur et de la nature du solide isolant, du type du gaz/mélange et de sa pression. Il est montré que la longueur finale des décharges Lf augmente quasi-linéairement avec la tension. Lf diminue lorsque la pression du gaz et/ou l'épaisseur du solide augmentent. Cette longueur est plus courte dans le SF6 que dans le CO2 ou le N2 ; et elle diminue significativement lorsque le taux du SF6 dans le mélange de gaz augmente. Par ailleurs, pour une tension donnée, Lf augmente avec la constante diélectrique de l'isolant solide. La longueur finale des décharges est nettement plus élevée sous tension alternative que sous tension continue. La morphologie des décharges glissantes générées sous tension continue et alternative est généralement non radiale; leur orientation est fortement influencée par la présence des charges d'espace présentes ou déposées sur la surface de l'isolateur. Une analyse fractale des décharges glissantes obtenues expérimentalement sous tension continue est également réalisée et une corrélation entre la dimension fractale, la pression du gaz, la constante diélectrique et l'épaisseur du matériau solide est mise en évidence. En particulier, la dimension fractale augmente lorsque la constante diélectrique augmente et/ou l'épaisseur de l'isolant solide diminue et/ou la pression du gaz diminue.

Le projet présenté dans ce mémoire a pour objectif de développer un système de récupération d'énergie des gaz d'échappement d'un véhicule à essence. Constitué de piles à combustible à oxyde solide (SOFC) en configuration monochambre, le dispositif doit convertir l'énergie chimique des gaz imbrûlés en électricité. Son fonctionnement en aval du catalyseur trois voies permettrait de compléter son action dépolluante tout en améliorant l'efficacité énergétique du véhicule. Par opposition aux piles SOFC dites conventionnelles, les piles SOFC monochambres ne nécessitent pas de scellement étanche entre les compartiments et fonctionnent sous un mélange gazeux composé d'hydrocarbures et d'oxygène. L'empilement en stack de plusieurs cellules est simplifié et plus compact, son intégration au cœur du pot d'échappement est donc plus simple. Ce concept a été précédemment étudié dans la littérature et le présent projet a pour but d'améliorer les performances délivrées en optimisant certains paramètres : la géométrie de pile et les matériaux d'électrodes et d'électrolyte. De plus, un mélange gazeux plus représentatif des conditions réelles a été défini et utilisé tout au long du projet. Une étude préliminaire sur les matériaux sous forme de poudre a permis de réaliser un premier choix parmi quatre matériaux de cathode et de définir les conditions de fonctionnement théoriques des cellules. Ensuite, les cellules complètes ont été mises en forme puis étudiées sous mélange gazeux. Une densité maximale de puissance de 25 mW.cm-2 à 550°C pour une cellule Ni-CGO/CGO/LSCF-CGO a ainsi pu être obtenue.

Thèse (D. en sciences de l'environnement)--Université du Québec à Montréal, 2005. / En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Comprend des réf. bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Thèse (D.Sc.)--Université du Québec à Chicoutimi, 1978. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Longtemps ignorée, la pollution atmosphérique générée par l'activité de transport maritime fait l'objet depuis quelques années d'une attention accrue. Des politiques de réduction sont élaborées à différents niveaux pour réduire les polluants de l'air (oxyde de soufre, oxyde d'azote, particules) et les gaz à effet de serre (dioxyde de carbone). Règlementée par le droit international en référence à l'Annexe VI de la Convention MARPOL adoptée par les membres de l'Organisation Maritime Internationale, la pollution atmosphérique du transport maritime fait aussi l'objet de mesures spécifiques de la part de l'Union européenne. Notre travail vise à répondre à la problématique suivante : les politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de polluants de l'air des navires sont-elles de nature à modifier l'offre des services maritimes de lignes régulières ?Nous montrons en quoi les émissions de gaz à effet de serre et de polluants de l'air des navires constituent un « objet » de politique publique complexe et original, et comment l'action publique s'en saisit par une analyse des processus politiques qui ont façonné l'élaboration des différentes politiques. Nous démontrons alors que le format particulier des instruments de politique publique (régionalisation des règles, choix des moyens laissés aux compagnies pour atteindre les objectifs fixés, etc.), l'articulation des différentes politiques entre elles et leur évolution dans le temps rendent la prise en compte de ces politiques par les compagnies maritimes véritablement stratégique, au sens où elle dépasse la simple application des prescriptions traditionnelles normatives en matière de sécurité et d'environnement. Nous mettons ensuite en évidence les choix stratégiques possibles des armateurs, combinant des aspects techniques et organisationnels, et les conséquences de ces choix sur l'offre de services maritimes de lignes régulières, au travers de deux études de cas : la première portant sur le transport roulier transmanche et la seconde sur le transport conteneurisé international entre l'Europe et l'Asie. Nous soulignons ainsi les effets différenciés des politiques de réduction des émissions selon les marchés du cabotage et du long cours, mais aussi leurs points communs en matière d'évolution de l'offre de transport maritime. Il apparaît que les politiques de réduction des émissions du transport maritime favorisent certains changements de l'offre en conjonction avec d'autres facteurs plus qu'elles ne les amorcent réellement / Atmospheric emissions from shipping was for a long time ignored, but have begun to attract an increasing amount of interest in recent years, with policies elaborated at different levels to reduce air pollutants (sulfur oxides, nitrogen oxides, particulate matters) and greenhouse gases (carbon dioxide). Regulated by international law in reference to Annex VI of MARPOL Convention adopted by member states of the International Maritime Organisation (IMO), emissions from shipping are also subject to specific measures by the European Union. This thesis aims to answer the following question: can policies to reduce emissions of greenhouse gases and air pollutants from ships alter the supply of maritime liner services? We show how emissions of greenhouse gases and air pollutants from ships are a complex and unique public policy issue and analyse the policy-making processes that have shaped the development of the various policies. We demonstrate that the specific format of public policy instruments (regionalisation of rules, set objectives with choice of means left to companies, etc.), as well as the articulation of the various policies and their development over time make the consideration of these policies by shipowners truly strategic, in the sense that it goes beyond the traditional compliance with prescriptive security and environmental norms. We then highlight, through two case studies, the possible strategic choices faced by shipowners, both technical and organisational in nature, as well as the consequences of these choices on the supply of maritime liner services: the first case study looks at roro transport in the English Channel while the second examines international container shipping between Europe and Asia. We highlight not only the differing effects of emission reduction policies on short sea shipping and deep-sea shipping markets, but also what they have in common with respect to changes in shipping services. It appears that emission reduction policies favour certain changes in supply in conjunction with other factors but that they do not necessarily trigger such changes

Le travail effectué dans le cadre de cette thèse porte sur l'étude d'un atténuateur de rayonnement X à gaz et du plasma produit à l'intérieur. Un atténuateur à gaz est composé d'une chambre remplie du gaz, généralement argon ou krypton à quelques centaines de millibars, qui absorbe la partie de basse énergie d'un spectre de rayonnement X de synchrotron, en réduisant la puissance reçu par les éléments optiques en aval sans affecter les propriétés de la partie de haute énergie du spectre. L'absorption des photons crée une région de gaz chaud et ionisé autour du parcours du faisceau X, en réduisant la densité du gaz localement. A détaillé bilan énergétique entre tous les processus impliqués c'est nécessaire pour être capable de prédire l'absorption et opérer et dessiner atténuateurs a gaz efficacement. Un modèle hybride que combine techniques de modélisation Monte Carlo et fluides à été développé pour déterminer le bilan énergétique et simuler l'absorption de rayonnement X. Le modèle a été valide expérimentalement pas études incluant absorption de puissance, spectroscopie optique d'émission et spectroscopie d'absorption par laser à diodes. Les résultats des simulation et expériences montre un plasma confiné autour du parcours du faisceau X, recombinant dans le volume de gaz et avec une température maximale de plusieurs centaines de Kelvin. Le modèle a été capable de prédire l'absorption de rayons X avec un erreur de entre 10 et 20%, qui permettre son utilisation comme première approximation pour le dessin et opération de atténuateurs a gaz et aussi comme point de partie pour modèles plus affinées. / The work done in the context of this thesis focuses in the study of an X-ray gas attenuator and the plasma produced within. An X-ray gas attenuator consists on a vessel filled with gas, usually argon or krypton at a few hundreds millibars, that absorbs the low energy fraction of a synchrotron X-ray spectrum, reducing the power received by downstream optical elements without affecting the properties of the high energy part of the spectrum. The absorption of the photons creates a region of hot, ionized gas around the X-ray beam path, decreasing locally the gas density. A detailed energy balance between all the involved processes is required to be able to predict the absorption and operate and design gas attenuators efficiently. A hybrid model combining Monte Carlo and fluid modelling techniques has been developed to determine the energy balance and simulate the X-ray absorption. The model has been validated by experimental studies including power absorption, optical emission spectroscopy and tunable laser absorption spectroscopy. The results of both simulation and experiments show a plasma confined around the X-ray beam path, recombining in the bulk of the gas and with a maximum temperature of several hundreds of Kelvin. The model was able to predict the X-ray absorption within a 10-20% of error, which allows its use as a first approximation for the design and operation of gas attenuators, and also provides a starting point for more refined models.