Un procédé de traitement de surface avant projection plasma d’alumine, développé pour des substrats en acier C40E, a été étendu à des substrats en nickel. Afin de remplacer l’étape de sablage, une pré-oxydation sous CO2 a été réalisée, ayant pour objectif de créer une couche de protoxyde de nickel avec une épaisseur contrôlée. Cette couche d’oxyde permet d’augmenter significativement l’adhérence du dépôt d’alumine sur le substrat nickel. La formation de cette couche de protoxyde a été suivie par une étude de la cinétique d’oxydation. L'observation des interfaces alumine/nickel au MET a mis en évidence que des relations d'hétéroépitaxie entre le monoxyde de nickel et l’alumine sont à l’origine d'une adhésion chimique forte du dépôt. Cette forte adhérence (environ 105 MPa) a pu être quantifiée à l’aide d’un test de traction modifié (ASTM C633-13), dont le développement a été mis en place pour des échantillons en acier C40E pré-oxydés. / A surface treatment process, developed for C40E steel substrates before alumina plasma spraying, has been extended to nickel substrates. As an alternative to sand blasting, nickel substrates were pre-oxidized under CO2, to create a protoxide nickel layer of controlled thickness. This oxide layer significantly increases the alumina coating adherence on nickel substrates. A kinetic study of nickel oxidation under CO2has been realized, in order to better control the nickel preoxidation. TEM investigations of alumina/nickel interfaces showed a heteroepitaxial growth of alumina on nickel monoxide, which justify the strong alumina coatings adhesion. This high adherence (around 105 MPa) has been measured using a modified tensile test (ASTM C633-13), specifically set up for pre-oxidized steel C40E substrates.

Cette thèse est centrée sur le bupirimate, utilisé dans la région de Souss Massa comme fongicide dans la culture de tomates et propose l'étude de différents aspects liés à son utilisation comme son élimination par voie électrochimique des effluents aqueux d'origine agricole et son impact environnemental dans l'atmosphère. L'étude de surveillance des résidus de pesticides sur les fruits de tomates dans cette région du Maroc proposée dans cette thèse montre que sur les 194 échantillons analysés, il y a présence de bupirimate (10%), endosulfan (7%), bifenthrine (4%), L. cyhalothrine (3%), iprodione (3%), procymidone (3%), deltamethrine (2%), tetradifon (2%), cypermethrine (1%), chlorothalonil (1%), tau-Fluvalinate (1%) et de composés dont les concentrations sont inférieures à la limite de détection (63%). Le bupirimate fortement utilisé, est donc susceptible de se retrouver dans les effluents de lavage agricole, d'où l'intérêt de l'étude de sa dégradation électrochimique en phase aqueuse. Nous avons ainsi mis en évidence que la cinétique de dégradation et les rendements de minéralisation de ce pesticide peuvent être significativement augmentés, par variation des différents paramètres expérimentaux (concentration de l'électrolyte, valeur du courant imposé, et température). Nous avons également déterminé au cours de ce travail que la constante cinétique d'oxydation du pesticide est de l'ordre de 109.10-4 min-1. Les analyses de DCO ont démontré que le taux de minéralisation par électrooxydation dépasse 70 %. Les résultats de l'étude de la minéralisation par la CPG montrent que la vitesse de l'électro-Dégradation du bupirimate est plus élevée que celle obtenue par la DCO. Le rendement d'élimination est de l'ordre de 86%. Ce résultat est confirmé par l'analyse UV. La réactivité hétérogène de bupirimate vis-À-Vis de l'ozone, en phase hétérogène, est également étudiée. Les résultats obtenus montrent que la valeur de la constante cinétique est de 3.07x10-18 cm3.molécules-1.s-1 vis-À-Vis de l'ozone. Cette valeur implique une durée de vie atmosphérique de l'ordre de quelques jours. Les spectres UV et la réactivité homogène vis-À-Vis des radicaux OH du 4-Méthylpyrimidine, de la pyrimidine, du pyrrole, et de la pyridine (produits gazeux attendus de la dégradation des pesticides), ont été déterminés. Les études cinétiques ont été réalisées dans plusieurs chambres atmosphériques. Les résultats obtenus montrent que pour les composés possédant des hétérocycles à 6 atomes, avec 1 ou 2 atomes d'azote, les constantes de vitesse avec le radical OH sont du même ordre de grandeur. La présence des atomes dans le cycle aromatique a un effet désactivant sur la réactivité de ces composés avec les radicaux OH. Par ailleurs, le composé hétérocyclique aromatique à 5 atomes est hautement plus réactif vis-À-Vis les radicaux OH. Les durées de vie atmosphériques de ces composés, déduites de nos mesures cinétiques et spectroscopiques montrent que ces espèces ont tendance à s'éliminer rapidement par les différentes voies photochimiques. / The research study discussed in this thesis concerns the determination of the kinetic rate constants of the electrochemical and heterogeneous degradations of bupirimate. In this study we report the atmospheric fate of four compound heterocyclique by ozone and OH-Radicals using the technique of a simulation chamber coupled to a different analytical system.194 samples tomato samples from an agricultural region of the souss (Agadir, Morrocco) were analyzed for bupirimate (10%) endosulfan (7%), bifenthrine (4%), L. cyhalothrine (3%), iprodione (3%), procymidone (3%), deltamethrine (2%), tetradifon (2%), cypermethrine (1%), chlorothalonil (1%), tau-Fluvalinate (1%) and the concentration of author compounds is less of limits of detection (63%).The electrochemical oxidation of bupirimate is examined by bulk electrolyses at boron doped diamond (BDD) electrode. The influence of operating conditions on the reaction trend is investigated and suitable conditions for oxidative demolition of Bupirimate are individuated. The study also presents the results from bupirimate oxidation at BDD and SnO2 anodes. The COD of bupirimate solution was observed to fall with the first-Order kinetics. We also determined during this work that the constant kinetics of pesticide is about 109.10-4 min-1. In this study, we highlighted that the kinetics of degradation and the outputs of mineralization of bupirimate could be significantly increased, by variation of the various experimental parameters (concentration of electrolyte, value of the imposed current, and concentration of pesticide). The results of mineralization showed that the speed of degradation of the bupirimate by proceeds electrochemical is higher, one has obtains an output of elimination of 84% by the analyses of chromatography.UV spectra and the homogeneous reactivity vis-À-Vis the OH group of 4-Methylpyrimidine, pyrimidine, pyrrole, and pyridine (gaseous products of expected degradation of pesticides), were determined. Kinetic studies were carried out in several atmospheric chambers. The results show that for compounds 6 atoms aromatic ring, with 1 or 2 nitrogen atoms, the rate constants with OH radicals are of the same order of magnitude. The presence of atoms in the aromatic ring has a deactivating effect on the reactivity of these compounds with OH radicals. Moreover, the heterocyclic aromatic having 5 atoms is more highly reactive with OH radicals. The atmospheric lifetimes of these compounds, derived from our spectroscopic and kinetic measurements show that these species tend to be eliminated rapidly by different photochemical ways.

Parmi les biocarburants de deuxième génération, la chaîne "biomass to liquid" vise à convertir les résidus agricoles en carburant. Cette voie suppose une première étape de gazéification de la biomasse en un gaz de synthèse, mélange de CO et de H2. Ce gaz doit ensuite être désulfuré, afin de ne pas endommager le catalyseur Fischer-Tropsch, à l'aide d'oxydes métalliques tel que l'oxyde de zinc, qui se sulfure selon la réaction suivante : ZnO(s) + H2S(g) → ZnS(s) + H2O(g) a l'heure actuelle, aucune étude ne décrit les mécanismes de la réaction. le but de ce travail a donc été d'identifier les différentes étapes du mécanisme de sulfuration puis d'établir une loi de vitesse de réaction. L'étude cinétique a été réalisée par thermogravimétrie. La formation de cavités au cœur des particules sulfurées a été observée par MEB et MET, mettant en évidence une croissance externe de la phase de ZnS. Un mécanisme de sulfuration en huit étapes élémentaires a été proposé avec diffusion des atomes de zinc et d'oxygène de l'interface interne ZnO/ZnS vers la surface externe du ZnS formé. Le régime limitant de la réaction a été déterminé via l'étude de l'influence des pressions partielles de H2S et de H2O sur la vitesse de réaction. Un régime mixte sur la base de deux étapes élémentaires a été envisagé : une réaction d'interface externe avec désorption des molécules d'eau et la diffusion des atomes d'oxygène. la formation de cavités à l'interface interne ZnO/ZnS entraînant une diminution de la surface de contact entre les phases ZnO et ZnS a été mise en évidence, phénomène probablement à l'origine du ralentissement de la réaction observé sur les courbes cinétiques. / Among the second generation biofuels processes, the "biomass to liquid" process aims at turning agricultural wastes into fuels. This process comprises a first step of feed gasification into a synthesis gas, composed of CO and H2. Sulfur compounds such as H2S are also present in the synthesis gas and must be removed, in order to prevent Fischer-Tropsch catalyst poisoning. deep desulfurization is achieved with metal oxides such as zinc oxide, which reacts with H2S according to the reaction: ZnO(s) + H2S(g) → ZnS(s) + H2O(g) nevertheless to our knowledge, most of the studies found in the literature do not describe accurately the mechanism involved at a crystal scale. The aim of this work was to determine the elementary steps of the ZnO sulfidation reaction, and in fine to establish a kinetic rate model in agreement with the proposed mechanism. The sulfidation reaction has been studied through thermogravimetric experiments. SEM and TEM characterizations of sulfided ZnO have revealed the presence of voids inside particles, that is evidence an external growth of ZnS phase. A sulfidation mechanism with eight elementary steps has been proposed, based on zinc and oxygen diffusion through the ZnS layer from the internal ZnO/ZnS interface to the ZnS surface. The rate determining step of the reaction was determined from the study of the influence of H2S and H2O partial pressures on the reaction rate. A "mixed kinetics" based on two elementary steps was considered: external interface reaction with H2O desorption and oxygen diffusion. Cavities formation at the internal ZnO/ZnS interface leading to a decreasing contact zone between ZnO and ZnS phases might be responsible for the reaction rate blocking observed on the kinetic curves.

Des travaux expérimentaux et théoriques ont été menés afin d’enrichir la connaissance et la compréhension du comportement en corrosion du carbure de silicium en présence de mélanges gazeux complexes à très hautes températures. A cette fin ont été mis au point deux nouvelles méthodes expérimentales basées sur le chauffage par effet Joule pour le suivi in-situ des cinétiques d’oxydation, ainsi qu’un modèle intégrant thermodynamique hétérogène et phénomènes de transport en phase gazeuse. Dans le domaine des hautes températures et des basses pressions partielles en espèces oxydantes, l’oxydation de SiC est dite « active » et se traduit par la formation de produits gazeux et la dégradation rapide du matériau associée à une cinétique limitée par le transport des espèces en phase gazeuse. Dans le domaine des basses températures et des hautes pressions partielles en espèces oxydantes, l’oxydation est dite « passive » et se traduit par la croissance d’une couche d’oxyde condensé SiO2 qui agit comme une barrière de diffusion vis-à-vis des espèces oxydantes, et dont la croissance fait intervenir une variété de phénomènes physico-chimiques qu’il a été nécessaire de découpler.Une attention particulière a été portée à l’étude de la transition entre les domaines de conditions correspondant à chacun de ces modes d’oxydation dans des mélanges simples et dans des mélanges complexes comportant deux espèces oxydantes différentes. Une analyse précise de plusieurs modèles de description théorique de cette transition active/passive a pu être réalisée en s’appuyant sur les nouveaux moyens numériques ainsi que sur les nouveaux éclairages relatifs aux mécanismes d’oxydation active et passive issus de cette étude et de la littérature. / Experimental and theoretical studies have been carried out in order to obtain further knowledge and understanding of the corrosion behavior of silicon carbide under complex gas mixtures at very high temperatures. To that purpose, two original experimental methods based on Joule-heating have been designed for the in-situ following of SiC oxidation kinetics, and a model accounting for both heterogeneous kinetics and gas-phase transport phenomena has been developed thanks to a finite volume method. At high temperatures and low oxidant partial pressure, oxidation of SiC is « active » and associated with the formation of gaseous products and high degradation rates of the original materials, the reaction being rate-determined by species transport through a gaseous boundary layer. At low temperatures and high oxidant partial pressures, oxidation is « passive » and associated with the growth of a condensed oxide scale acting as a protecting diffusion barrier. An analytical study has been conducted in order to try and isolate the effects of the various physical and chemical phenomena involved during this passive oxidation, such as different growth mechanisms, volatilization or bubble formation, and quantify how temperature and gas composition influence them.An experimental study of the active/passive transition in the oxidation of SiC has been conducted under gas mixtures including one or two different oxidant species. Numerical simulation tools as well as new insights on oxidation mechanisms were used to analyze different predictive models of the active/passive transition and evaluate and understand the differences between these theoretical results and the ones obtained experimentally.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SamuelAO_DISSERT.pdf: 6693517 bytes, checksum: 0be8bd399faaff3fe4e2da515c357889 (MD5) Previous issue date: 2014-01-30 / Among the heterogeneous catalysts materials made from niobium show up as an alternative to meet the demand of catalysts for biodiesel production. This study aims to evaluate the potential of a heterogeneous catalyst derived from a complex of niobium in the reaction of methyl esterification of oleic acid. The catalyst was synthesized after calcination at different temperatures of a niobium complex ((NH4)3[NbO(C2O4)3].H2O) generating a niobium oxide nanostructure with a different commercial niobium oxide used to synthesize the complex. The commercial niobium oxide, the complex niobium and niobium catalyst were characterized by thermogravimetry (TG and DTA), surface area analysis (BET), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), showing the catalyst has researched morphological and crystallographic indicating a catalytic potential higher than that of commercial niobium oxide characteristics. Factorial with central composite design point, with three factors (calcination temperature, molar ratio of alcohol/oleic acid and mass percentage of catalyst) was performed. Noting that the optimal experimental point was given by the complex calcination temperature of 600?C, a molar ratio alcohol/oleic acid of 3.007/1 and the catalyst mass percentage of 7.998%, with a conversion of 22.44% oleic acid in methyl oleate to 60 min of reaction. We performed a composite linear and quadratic regression to determine an optimal statistical point of the reaction, the temperature of calcination of the complex at 450?C, the molar ratio of alcohol/oleic acid 3.3408/1 and mass percentage of catalyst of 7.6833% . Kinetic modeling to estimate parameters for heterogeneous catalysis it set well the experimental results with a final conversion of 85.01% with 42.38% of catalyst and without catalyst at 240 min reaction was performed. Allowing to evaluate the catalyst catalytic studied has the potential to be used in biodiesel production / Dentre os catalisadores heterog?neos os materiais a base de ni?bio mostram-se como uma alternativa para suprir a demanda de catalisadores para a produ??o de biodiesel. O presente trabalho visa avaliar o potencial de um catalisador heterog?neo derivado de um complexo de ni?bio na rea??o de esterifica??o met?lica do ?cido oleico. O catalisador foi sintetizado ap?s a calcina??o em diferentes temperaturas de um complexo de ni?bio ((NH4)3[NbO(C2O4)3].H2O) gerando um ?xido de ni?bio com uma nanoestrutura diferente do ?xido de ni?bio comercial, usado para sintetizar o complexo. O ?xido de ni?bio comercial, o complexo de ni?bio e o catalisador de ni?bio foram caracterizados por termogravimetria (TG e DTA), an?lise de ?rea superficial (BET), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e difra??o de raios-X (DRX), demostrando que o catalisador pesquisado possui caracter?sticas morfol?gicas e cristalogr?ficas que indicam um potencial catal?tico superior ao ?xido de ni?bio comercial. Foi realizado um planejamento fatorial composto com ponto central, com tr?s fatores (temperatura de calcina??o, raz?o molar de ?lcool/?cido oleico e percentual m?ssico de catalisador). Verificando que o ponto ?timo experimental se deu mediante a temperatura de calcina??o do complexo em 600?C, uma raz?o molar de ?lcool/?cido oleico de 3,007/1 e percentual m?ssico de catalisador de 7,998%, apresentando uma convers?o de 22,44% do ?cido oleico em oleato de metila em 60 min de rea??o. Realizou-se uma regress?o linear e quadr?tica composta para se determinar de um ponto ?timo estat?stico da rea??o, sendo a temperatura de calcina??o do complexo em 450?C, raz?o molar de ?lcool/?cido oleico de 3,3408/1 e percentual m?ssico de catalisador de 7,6833%. Foi realizada uma modelagem cin?tica para estima??o de par?metros para a cat?lise heterog?nea que se ajustou satisfatoriamente aos resultados experimentais com uma convers?o final de 85,01% com catalisador e de 42,38% sem o catalisador em 240 min de rea??o. Permitindo avaliar que o catalisador estudado possui potencial catal?tico para ser utilizado na produ??o de biodiesel

The first part of the thesis discuss general characterization of heterogeneous processes in silicates. This part is focused on kinetics of heterogeneous processes and mathematical description of reactions time behavior. The other part describes important technologies in silicate industry such as sintering, solid matter decomposition, transition modification, etc. Another chapter deals mineralogy, structure and properties of eminent silicate raw materials. Emphases is given to characterization of clay minerals and their utilising. The experimental part handle the analytic techniques used for investigation of thermal decompostion, dehydroxylation, crystalization of Al-Si spinel phase and sintering process of washed kaolin Sedlec Ia from the region Carlsbad (Czech Republic). Concluding chapter reports on results of experimental work.

Cette thèse porte sur la détermination des constantes cinétiques de la dégradation hétérogène de pesticide (folpel et diméthomorphe) par l'ozone et les radicaux OH en utilisant un réacteur photo-chimique couplé à un système GC/MS. Le (4-chlorophenyl)(3,4-dimethoxyphenyl)methanone (CPMPM), est identifié par SPME/GC/MS comme produit de dégradation hétérogène du diméthomorphe par les radicaux OH comme par l'ozone. La réactivité hétérogène du CPMPM vis-à-vis de l'ozone et les radicaux OH est également étudiée. Les résultats obtenus montrent que les valeurs des constantes cinétiques varient entre 10-20 et 10-19 cm3.molécules-1.s-1 vis-à-vis de l'ozone, et entre 10-14 et 10-12 cm3.molécules-1.s-1 vis-à-vis des radicaux OH. Ces valeurs impliquent des durées de vie atmosphériques de l'ordre de quelques jours à quelques mois. Par conséquent les composés étudiés sont relativement persistants et peuvent être transportés vers des régions éloignées de leur point d'application.Les spectres UV et la réactivité homogène vis-à-vis des radicaux OH du N-formylmorpholine (NFM), produit gazeux attendu de la dégradation du diméthomorphe, et de deux autres composés gazeux, la morpholine et le N-acétylmorpholine (NAM), ont été déterminés. Les études cinétiques ont été réalisées dans une chambre atmosphérique couplée à un spectromètre IR. Les résultats obtenus montrent que les composés étudiés ne sont pas sensibles à la photolyse dans l'atmosphère et que leur réactivité vis-à-vis des radicaux OH est élevée. En général, les durées de vie atmosphériques de ces composés sont de l'ordre de quelques heures ; ils sont donc non-persistants dans l'atmosphère. / The research study discussed in this thesis concerns the determination of the kinetic rate constants of the heterogeneous degradation of pesticides folpet and dimethomorph by ozone and OH-radicals using the technique of a simulation chamber coupled to a GC/MS analytical system. The study also involves the identification of the degradation products of the analyzed compound in the condensed phase using SPME/GC/MS. The heterogeneous OH and O3-reactivities of the identified degradation product of dimethomorph, (4-chlorophenyl)(3,4-dimethoxyphenyl)methanone (CPMPM), are also evaluated experimentally. The obtained results show that the rate constant values of the analytes are in the order of 10-20-10-19 and 10-14-10-12 cm3.molecule-1.s-1 relative to heterogeneous O3 and OH-oxidation, respectively. Such values implicate tropospheric life-times that vary from a few days to several months, meaning that these compounds are relatively persistent and may be transported to regions far from their point of application.The UV-absorption spectra and homogeneous OH-reactivities of the expected degradation product of dimethomorph in the gas phase, N-formylmorpholine (NFM), and two other gaseous compounds, morpholine and N-acetylmorpholne (NAM) are also studied. The results show that these compounds are not susceptible to photolysis in the atmosphere and that they exhibit strong reactivity towards OH-radicals. Generally speaking, their atmospheric life-times are in the order of a few hours and thus they are non-persistent.

Cette thèse établit le schéma de dégradation hétérogène du chlorpyriphos éthyl (CLP) sous l'action des radicaux OH et de l'ozone pour des dépôts de CLP sur des plaques de quartz et sous celle l'ozone pour différentes contaminations de sable en CLP. Les constantes cinétiques de la dégradation hétérogène sont déterminées dans un réacteur photo-chimique couplé à un système GC/MS. Le chlorpyriphos-oxon (CLPO) et le trichloropyridinol (TCP) sont les produits de dégradation détectés en phase hétérogène quels que soit l'oxydant et le support. La réactivité hétérogène du CLPO vis-à-vis de l’ozone et des radicaux OH est également étudiée. Les résultats montrent que les radicaux OH constituent la principale voie de dégradation hétérogène du CLP et que le CLPO est plus persistant que le CLP. Le CLPO peut être transporté loin de son point d'application. L'ozonolyse hétérogène du CLP sur du sable montre que la cinétique est dépendante de la contamination en CLP de manière exponentielle. Le mécanisme réactionnel établi à partir de l'analyse des produits de dégradation en phase condensée prévoit la formation de petites molécules organophosphorées dont nous avons étudié la réactivité par rapport aux radicaux OH et au chlore atomique en phase gazeuse en fonction de la température. Le O,O,O-triéthylphosphate (TEP) et le diéthyle O,O-diéthyléthylphosphonate (DEEP) présentent des constantes de vitesse de supérieures à 10-10 cm3.molécule-1.s-1. Ces molécules se dégradent donc rapidement dans l'atmosphère et sont source d'une pollution photochimique locale. Enfin, pour compléter l'étude du devenir du CLP, son spectre UV est réalisé en phase gazeuse et sa constante de photolyse est déterminée à 1,8 10-5 s-1, ce qui implique une durée de vie de 16 heures vis-à-vis de la photolyse en phase gaz. / This thesis establishes the mechanism of heterogeneous degradation of chlorpyrifos (CLP) towards OH-radicals and ozone for CLP on quartz plaques and towards ozone for various contaminations of sand with CLP. The kinetic constants of the heterogeneous degradation are determined in a photo-chemical reactor coupled with a GC/MS. The chlorpyriphos-oxon (CLPO) and the trichloropyridinol (TCP) are the degradation products in the heterogeneous phase for different oxidizer and medium. The heterogeneous reactivity of CLPO towards ozone and OH-radicals are also studied. The results show that the OH-radicals constitute the main pathway of heterogeneous degradation of the CLP and that the CLPO is more persistent than the CLP. The CLPO can be transported far from its point of application. The heterogeneous ozonolysis of the CLP on sand shows that the kinetics are dependent of the contamination in CLP with an exponential behavior.The mechanism established from the analysis of products detected in the condensed phase plans the formation of small organophosphate molecules transferred in the gas phase. We studied the reactivity of two volatile organophosphate molecules the O,O,O-triethylphosphate (TEP) and the O,O-diethylethylphosphonate (DEEP) towards OH-radicals and towards the atomic chlorine in gas phase as a function of the temperature. The TEP and the DEEP present rate constants above 10-10 cm3.molecule-1.s-1. These molecules thus quickly degrade in the atmosphere and are source of a local photochemical pollution.Finally, to complete the degradation pattern of the CLP, its gas phase UV spectra is measured and its constant of photolysis is determined to 1,8 10-5 s-1, involving a photolysis life time of around 16 hours.