Oxyborate minerals can represent the most important sink for boron in silica-undersaturated mineralised systems such as those of the Långban-type. Yet, their distribution, characteristics and parageneses are still not completely known. In order to test the hypothesis that the chemical compositions of oxyborates are essentially reflecting their local environments, the present study was set up. Additional observations regarding their assemblages, textures and structure would allow for a broader understanding of their formation and paragenetic interrelationships. A representative selection of Mg-(Fe-Mn) oxyborates and associated minerals have been characterised using optical microscopy, field emission electron probe microanalysis (FE-EPMA) with wavelength dispersive spectroscopy (WDS), and Raman spectroscopy. The studied samples are from a suite of carbonate-hosted Fe-Mn oxide deposits in the western part of the Palaeoproterozoic Bergslagen ore province, in south central Sweden and include the minerals blatterite [(Mn2+,Mg)35(Mn3+,Fe3+)9Sb5+3(BO3)16O32], fredrikssonite [Mg2(Mn3+,Fe3+)BO5], chemically variable ludwigites [c. (Mg,Fe2+)2Fe3+BO5], orthopinakiolite [(Mg,Mn2+)2Mn3+BO5] and pinakiolite [(Mg,Mn2+)2(Mn3+,Sb5+)BO5]. The results show a correlation between the cation distribution in the oxyborates fredrikssonite, ludwigite, orthopinakiolite as well as pinakiolite, and their associated metal oxides consisting of hausmannite and spinel group minerals. This combined with the textural relationships of the phases suggests that the bulk contents of magnesium, manganese and iron in the oxyborates were sequestered from these pre-existing metal oxides. The chemically broad range of hausmannite and spinel group minerals associated with specifically fredrikssonite and ludwigite agrees with their more frequent general occurrence, compared to orthopinakiolite and pinakiolite. Raman spectroscopy verified the structural character of the studied oxyborates and indicates a potential connection between the presence of manganese and whether local BO33- ions are allowed to be positioned in symmetry sites which result in a split E´ mode. The results from this study contribute to the understanding of this family of minerals and their potential diversity in mineralised systems, and form a fundamental prerequisite for their potential application for boron isotope studies. / Mineral är kemiska föreningar eller rena grundämnen som har en väldefinierad kemisk sammansättning, ordnad kristallstruktur och är bildade av geologiska processer. Oxyborater är en typ av sådana föreningar vilka innehåller grundämnena bor och syre samt olika kombinationer av metalliska grundämnen. Oxyboratmineral kan bland annat bildas i och omkring malmfyndigheter där grundämnet kisel är ovanligt eller icke förekommande, och kan utgöra de viktigaste borföreningarna i vissa sådana miljöer. Genom att bättre förstå denna typ av mineral och de kemiska och bildningsmässiga samband som finns mellan dem och andra föreningar kan vi få en större kunskap om hur de bildas, samt hur olika grundämnen kan omfördelas i sådana geologiska system. I denna studie har ett representativt urval av oxyborater undersökts med hjälp av mikroskopi och mikrokemiska samt spektroskopiska metoder för att testa huruvida deras kemiska sammansättning är direkt kopplad till den lokala miljön. De studerade proven kommer från karbonatbundna mineraliseringar i den västra delen av malmprovinsen Bergslagen i södra Mellansverige. De mineral som undersökts närmre är oxyboraterna blatterit, fredrikssonit, ludwigit, ortopinakiolit och pinakiolit. Resultaten visar på direkta kemiska samband mellan uppträdandet av fredrikssonit, ludwigit, ortopinakiolit samt pinakiolit, och de lokalt bergartsbildande mineral som de samexisterar med. Den breda kemiska fördelningen hos de metall- och syreföreningar som finns i samma omgivning som fredrikssonit och ludwigit förklarar också varför dessa två oxyborater generellt är mera vanligt förekommande än ortopinakiolit och pinakiolit. De spektroskopiska analyserna verifierar den tidigare klassificeringen av de studerade oxyboraterna samt visar på ett möjligt samband mellan innehållet av metallen mangan, samt hur grundämnet bor förekommer i deras kristallstruktur. Resultaten från denna studie bidrar med en kombination av nya kemiska, paragenetiska och spektroskopiska data samt ökar förståelsen av dessa värdmineral för grundämnet bor i malmfyndigheter med låg eller ingen kiselhalt. Resultaten ger även en insikt i hur den kemiska sammansättningen potentiellt kan påverka kristallstrukturen hos dessa oxyborater.

Le présent travail de thèse porte sur l’étude de l’impact de la texturation par DIC (Détente Instantanée Contrôlée) sur les deux opérations d’extraction d’huile et de transestérification in-situ appliquées aux graines de colza et fèves de Jatropha Curcas. Une analyse fondamentale a prouvé l’importance de la diffusion du solvant ou réactif dans la matrice solide, et permis d’identifier les processus d’intensification au travers des trois caractéristiques physiques de diffusivité effective, d’accessibilité initiale et de rendement d’extraction ; ainsi que la cinétique de transestérification in-situ et le rendement d’ester méthylique d’acides gras. Une étude phénoménologique a permis de déterminer les diverses valeurs de ces caractéristiques en fonction des paramètres opératoires DIC (pression de vapeur d’eau saturée P et temps de traitement t).Dans le cas d’extraction, la diffusivité effective (Deff) de produits traités par DIC peut atteindre 8,01 10-12 m2/s contre 0,715 10-12 m2/s pour le colza non traité et 5,90 10-12 m2/s contre 2,42 10-12 m2/s pour le jatropha non traité. Le taux d’accessibilité initiale de produits traités par DIC peut atteindre 80,53% contre 26,71% pour le colza non traité et 92,58% contre 75,91% pour le jatropha non traité. Au plan du rendement, la DIC a pu impliquer un rendement de 153% pour le colza et 112% pour le jatropha.Dans le cas de la transestérification in-situ, les rendements d’esters méthyliques d’acides gras totaux (FAME total) obtenus pour les produits traités par DIC sont systématiquement supérieurs à ceux de la matière première non traitée par DIC pour les deux cas de colza et de jatropha. Le temps de réaction a été réduit à 30 - 45 minutes contre 120 minutes pour le produit non traité par DIC (cas de colza) et à 15 minutes au lieu de 60 minutes pour le produit non traité par DIC (cas de fèves de jatropha). / The present work has concerned the impact of Instant - Controlled Pressure Drop (DIC) texturing on both operations of oil extraction and in-situ transesterification, carried out with the rapeseed and the kernels of Jatropha Curcas. A fundamental analysis proved the importance of the reactive or solvent diffusion within the solid matrix. By texturing the natural product, the whole operation can be intensified. The process is revealed through three characteristics, which are the effective diffusivity, the starting accessibility, and the yields of extraction. Also, the kinetics and yield of fatty acid methyl ester of in-situ transesterification are discovered. A phenomenological study allowed determining the value of these characteristics versus DIC operating parameters (saturated steam pressure P and treatment time t).A 2 h solvent extraction of DIC treated material allowed the total oil yields to be improved by 153% for colza and 112% for jatropha, the effective diffusivity (Deff) can reach up to 8.014*10-12 m2/s as against 0.715*10-12 m2/s for colza untreated by DIC, and up to 5.90*10-12 m2/s as against 2.42*10-12 m2/s for the untreated jatropha. The rate of initial accessibility of products treated by DIC can reach up to 80.53% as against 26.71% for untreated colza and can reach up to 92.58% as against 75.91% for the product untreated jatropha. In the case of in situ transesterification, the total yield of fatty acid methyl esters (FAME total) obtained from the DIC treated products is systematically higher than that of untreated colza and jatropha raw material. The reaction time was decreased to 30 - 45 min instead of 120 min in the case of colza, and to 15 min instead of 60 min in the case of jatropha kernel.

Le présent travail étudie le comportement couplé hydromécanique de la couche intermédiaire des plates-formes ferroviaires anciennes. L'objectif principal est de vérifier le fonctionnement des plates-formes sans drainage et d'optimiser les travaux de modernisation de voies anciennes en déblai. Premièrement, les essais d'identification ont été réalisés sur les matériaux prélevés sur le site de Sénissiat. Les résultats ont montré que le sol de la couche intermédiaire de ce site présente une granulométrie bien étalée de 0 à 63 mm et une densité très élevée (d = 2,39 Mg/m3). Deuxièmement, une nouvelle colonne d'infiltration et un moule de compression de 300 mm de diamètre ont été développés permettant d'étudier le comportement hydraulique de la couche intermédiaire. Une faible perméabilité (ks  2,2.10-7 m/s) de cette couche a été estimée à partir des résultats expérimentaux. Troisièmement, une étude expérimentale sur le comportement mécanique de la couche intermédiaire a été réalisée. Cette étude a mis en évidence l'influence marquée de la teneur en eau sur le comportement mécanique de la couche intermédiaire. Un modèle de fatigue avec prise en compte de l'influence du nombre de cycles, du niveau de contrainte appliqué et de l'état hydrique a été élaboré en se basant sur les résultats expérimentaux. Finalement, les mesures de succion, de température et de paramètres météorologiques ont été réalisées sur les plates-formes en déblai sans drainage du site de Moulin Blanc pour compléter l'étude du comportement des plates-formes sans drainage. Une analyse globale des résultats obtenus au laboratoire avec les mesures in-situ a montré que la décision de ne pas mettre en place un dispositif de drainage devra être assortie de justificatifs permettant de s'assurer de la limitation de la teneur en eau de la couche intermédiaire, en se basant sur une étude approfondie sur le cycle d'eau pour chaque site concerné / The present work deals with the coupled hydro-mechanical behaviour of the blanket layer of the old railway trackbed. The main aim is to check the operation of the trackbed without drainage and to optimize the works of modernization of old railway in cutting. Firstly, identification tests were carried out on materials taken from the site of Sénissiat. The results showed that the blanket layer soil of this site is well graded from 0 to 63 mm and has a very high density (d = 2.39 Mg/m3). Secondly, an infiltration column of 300 mm in diameter were developed to study the hydraulic behaviour of the blanket layer. A low hydraulic conductivity (ks  2.2x10-7 m/s) of this layer was estimated according to the experimental results. Thirdly, an experimental study on the mechanical behaviour of the blanket layer was performed. This study shows a significant effect of the water content on the mechanical behaviour of the blanket layer. A permanent deformation model accounting for the influence of loading cycles, loading level and hydric state was elaborated based on the experimental results. Finally, the measurements of suction, temperature and weather parameters were carried out in a cutting without drainage at the site of Moulin Blanc to complete the study of the behaviour of the trackbed without drainage. A global analysis of the laboratory results with in-situ measurements shows that the decision regarding the setup of the drainage system required to establish justifications showing limited effects of the water content, based on a in-depth study on the water cycle for each site concerned

Une nouvelle famille de dérivés amphiphiles du dextrane a été obtenue par réaction du dextrane avec le 1,2-époxydodécane en milieu basique. Deux voies de synthèse ont été étudiées. La première en milieu aqueux dispersé n’a permis d’obtenir que des taux de modification faibles (< 10 %) car l’homopolymérisation de l’époxyde est prépondérante. Au contraire, la réaction en milieu organique homogène a permis la synthèse de dérivés dont le taux de modification atteint 164 %. Des émulsions huile dans eau ont été préparées par sonication en présence de plusieurs dérivés hydrosolubles (τ ≤ 25 %). La fraction volumique d’huile (hexadécane ou nujol) est comprise entre 10 % et 50 %. La taille des gouttelettes augmente avec la fraction volumique d’huile mais ne dépend pas du taux de modification du dextrane entre 10 et 25 %. Ces émulsions ont un comportement de gel d’autant plus marqué que la fraction volumique d’huile dispersée augmente. Des émulsions inverses eau : chloroforme, stables pendant au moins 2 mois, ont été obtenues par sonication en présence de dérivés organosolubles (τ = 164 %). Le processus dynamique d’émulsification sous cisaillement a été étudié pour des émulsions directes (hexadécane / eau) dont la fraction volumique d’huile était comprise entre 10 et 60 % et pour différents gradients de vitesse. Un suivi continu in situ de la viscosité des émulsions et du rayon des gouttes formées montre que le temps caractéristique d’émulsification dépend du gradient de vitesse et du rapport des viscosités mais pas de la fraction volumique d’huile dispersée. Dans le cas d’un système newtonien, la viscosité finale et la taille finale des gouttes dépendent du gradient de vitesse appliqué alors qu’elles sont invariantes dans le cas du système non newtonien sur tout l’intervalle exploré / A new family of amphiphilic dextran derivatives was obtained by reaction of 1,2-epoxydodecane on dextran in basic medium. Two reaction procedures were examined. The first one was carried out in biphasic medium but produced only low degrees of hydrophobic substitution. Epoxide homopolymerization was indeed predominant. On the contrary, the reaction in a homogeneous organic medium allowed the synthesis of dextran derivatives with substitution degrees as high as 164 %. Oil-in-water emulsions were prepared by sonication in the presence of different hydrosoluble derivatives (τ ≤ 25 %). Oil volume fraction (hexadecane or nujol) ranged from 10 % to 50 %. The size of the emulsion droplets increased with the oil volume fraction but did not depend on the substitution degree of modified dextran between 10 and 25 %. These emulsions behave like a gel which strengthened with the oil volume fraction. Water-in-oil emulsions (water in chloroform) were obtained by sonication in the presence of organosoluble derivatives (τ = 164 %). They were stable over at least two months.Furthermore, dynamic emulsification process under shear flow was investigated for oil-in-water emulsions (hexadecane in water). The volume fraction of oil ranged from 10 % to 60 % and various shear rates were applied. Simultaneous in situ measurements of viscosity of emulsions and droplet size were performed. The characteristic time of emulsification depended on shear rate and viscosity ratio but was independent of the oil volume. For the newtonian system, final shear stress and final droplet size depended on the applied shear rate while they were invariant in the non newtonian system

Pursuing the development and implementation of novel synthesis techniques to produce nanostructures with an interesting set of properties is a goal that advances the frontiers of nanotechnology. Also of fundamental importance is to revisit well-established synthesis techniques employing a new set of materials as precursors, substrates and catalysts. Fundamental breakthroughs in the field of nanotechnology can be achieved by developing new synthesis procedures as well as by adapting known procedures to new materials. This thesis focuses on both kinds of experiments. A variant of chemical vapor deposition (CVD) has been used to produce Al5BO9 nanowires out of sapphire wafers without the need of a catalyst material. The novelty of the work relies on the formation mechanism of the Al5BO9 nanowires. Essentially, the process can be described as a large-scale topological transformation taking place on the substrate’s surface as its chemical composition changes due to the arrival of precursor molecules. Dense mats of Al5BO9 nanowires cover large areas of the substrate that were previously relatively flat. The process is enhanced by a high temperature and the presence of pre-existing superficial defects (cracks, terraces, etc.) on the substrates. Al5BO9 nanowires as well as B/BOX nanowires and BOX nanotubes were also produced via a novel in-situ electron beam-induced synthesis technique. The process was carried out at room temperature and inside a transmission electron microscope. Au nanoparticles were used as catalyst for the case of B/BOX nanowires and BOX nanotubes, while the Al5BO9 nanowires were synthesized without the need of a catalyst material. The formation and growth of the nanostructures is solely driven by the electron beam. The growth mechanism of the B/BOX nanowires and BOX nanotubes relies on interplay between electrostatic charging of the precursor material (to produce and transport feedstock material) and electron stimulated desorption of oxygen which is able to activate the catalytic properties of the Au nanoparticles. For the case Al5BO9 nanowires a nucleation process based on massive atomic rearrangement in the precursor is instigated by the e-beam, afterwards, the length of some of the nanowires can be extended by a mechanism analogous to that of the growth of the B/BOX nanowires.

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L'étude de l'endommagement des matériaux à comportement pseudo-fragile fait l'objet denombreuses études et la caractérisation du réseau de fissures constitue une étape nécessairepour une meilleure compréhension de leur comportement. L'objectif principal est ici d'identifierde manière la plus fine possible cet espace fissuré en trois dimensions grâce à la techniqued'imagerie nommée microtomographie X. Pour ce faire, une machine d'essai in-situ a étédéveloppée et une procédure d'analyse des images 3D a été validée. L'objectif du dispositif insituest de maintenir l'échantillon dans différents états fissurés pour rendre possible lesacquisitions microtomographiques. Une fois les images 3D reconstruites, la procédure detraitement est appliquée et l'espace fissuré est identifié. Des mesures sont alors réalisées surl'évolution du réseau de fissures au cours de l'endommagement. Ce travail constitue la premièreétape d'un traitement plus général qui a pour objectif de simuler numériquement lecomportement mécanique de ces matériaux en se basant sur leur géométrie réelle. / Materials displaying a pseudo-brittle behavior have been well studied over the past decade andthe characterization of the cracks network has become nowadays an important step for theunderstanding of their damaging behavior. The aim of this work is to characterize, in the finestavailable way, this crack space in 3D using X-ray computed microtomography. This wasachieved: 1) by designing an in-situ compressive device which maintains a sample in a crackedstate during microtomographic data acquisition and, 2) by processing the images with relevantimage filtering techniques for a better cracks network characterization. Two parameters ofchoice are then measured: the cracks network surface and volume. This work is the first step ofa global procedure which aims to numerically model the mechanical behavior of pseudo-brittlematerials by using real 3D crack geometry.

Master thesis investigates reproductive barriers in diploid-polyploid complex of Vicia cracca. Complex with basic chromosome number x=7 consists of diploid (2x=14), tetraploid (4x=28) and rare triploid (3x=21) cytotype. I studied prereproducitve barriers between diploid and tetraploid cytotype: phenology of flowering, pollinators' behavior (preference of species of pollinators to cytotypes, sequence of visited cytotypes), variables, that could explain pollinators' behavior (amount of nectar as the main reward, size and amount of pollen grains as a potentional reward). To find out how strong the triploid block is I analyzed ploidy of seeds and seedlings from mixed-ploidy population. The habitat isolation showed up to be the strongest reproductive barrier. Pollinator's behavior meaningfully contributes to isolation, phenology of flowering contributes only minimally. Index expressing rate of prereproctive barriers is 0,956. Pollinator Bombus pascuorum visited on one locality preferably tetraploid plants and Andrena sp. preferred diploid plants. Even though tetraploid plants produce more nectar, no other analysis showed pollinators' preference to tetraploid plants. I prepared one squash of diploid V. cracca using method of in situ hybridization. This method needs to be optimilized for studied taxon.

Master thesis investigates reproductive barriers in diploid-polyploid complex of Vicia cracca. Complex with basic chromosome number x=7 consists of diploid (2x=14), tetraploid (4x=28) and rare triploid (3x=21) cytotype. I studied prezygotic barriers between diploid and tetraploid cytotype: phenology of flowering, pollinators' behavior (preference of spieces of pollinators to cytotypes, sequence of visited cytotypes), variables, that could explain pollinators' behavior (amount of nectar as the main reward, size and amount of pollen grains as a potentional reward). To find out how strong the triploid block is, I analyzed ploidy of seeds and seedlings from mixed-ploidy population. The habitat isolation showed up to be the strongest reproductive barrier. Pollinator's behavior meaningfully contributes to isolation, phenology of flowering contributes only minimally. Index expressing rate of prereproductive barriers is 0,990. Pollinator Bombus pascuorum visited on one locality preferably tetraploid plants and Andrena sp. preferred diploid plants. Even though tetraploid plants produce more nectar, no other analysis showed pollinators' preference to tetraploid plants.

La fissuration à chaud est un défaut majeur rencontré en solidification des alliages d'aluminium. Elle est liée à l'incapacité du liquide de s'écouler dans les zones où des porosités sont présentes, ne permettant pas de les refermer avant qu'elles gagnent en volume. Pour comprendre la fissuration à chaud, il est crucial de développer nos connaissances du comportement mécanique de la zone pâteuse. Pour cela, il est très utile d'effectuer des expériences de microtomographie aux rayons X et des simulations mécaniques sur des volumes élémentaires représentatifs. Dans cette thèse, nous proposons de coupler les deux approches en initialisant une simulation par éléments finis grâce à des données de microtomographie issues d'un test de traction isotherme d'un alliage d'aluminium-cuivre à l'état pâteux. Cette approche originale nous donne directement accès à la réalité expérimentale et permet des comparaisons des évolutions numérique et expérimentale de l'éprouvette. Nous expliquons dans un premier temps comment obtenir la représentation numérique à l'aide de l'algorithme des marching cubes et de la méthode d'immersion de volume. Nous présentons ensuite notre modèle numérique qui s'appuie sur une résolution monolithique des équations de Stokes. Une fois le champ de vitesse obtenu dans l'ensemble des phases solide, liquide et gazeuse, nous utilisons une méthode level set dans un formalisme eulérien afin de faire évoluer la morphologie de notre échantillon numérique. Malgré la simplicité du modèle, les résultats expérimentaux et numériques montrent un accord raisonnable en ce qui concerne la propagation de l'air à l'intérieur de l'échantillon. / Hot tearing is a major defect arising during solidification of aluminium alloys. This defect is associated with the inability of liquid to feed areas where voids have started to appear, not allowing to heal small defects before they grow bigger. To understand hot tearing, it is mandatory to develop a good knowledge of the semi-solid mechanical behaviour. It is thus very useful to carry out X-ray microtomographies experiments and mechanical simulations on representative elementary volumes. In this work, we couple the both approaches by initialising a finite element simulation with the help of microtomography data obtained during an isothermal tensile testing of an aluminium-copper alloy in the mushy state. This innovative approach gives a direct access to the experimental reality and allows comparisons of numerical and experimental evolutions of the sample. We explain in a first time how to get the numerical representation thanks to a marching cubes algorithm and the immersed volume method. Then, we present our numerical model for which we solve the Stokes equations in a monolithic way. Once the velocity computed in all the solid, liquid and gaseous phases, we use a level set method in a Eulerian formalism to obtain the morphological evolution of our numerical sample. Despite the model simplicity, numerical and experimental results show a reasonable agreement concerning the air propagation inside the sample.