En utilisant des solutions de production issues des technologies de Fabrication Additive (FA), l’industrie s’ouvre de nouvelles possibilités pour la fabrication de pièces à haute valeur ajoutée. Dans le but d’être pleinement exploitables, ces procédés de fabrication doivent permettre la réalisation de pièces dont la qualité est adaptée aux besoins de l’industrie. Ces travaux se concentrent sur deux points ciblés de la maîtrise de la qualité en FA appliquée à la technologie Electron Beam Melting (EBM).Le premier point abordé s’intéresse à l’impact de la position d’une pièce dans l’espace de fabrication d’une machine sur la qualité géométrique de cette pièce. Pour caractériser l’espace de fabrication de la machine Arcam A1, plusieurs séries de pièces sont fabriquées à différentes localisation de l’espace, puis comparées à leur design initial. Les écarts mesurés entre les pièces et leur géométrie souhaitée montrent que la périphérie de l’espace de fabrication est une zone sujette à d’importants défauts géométriques. Ces défauts sont caractérisés et des solutions sont proposées pour en limiter l’impact sur la qualité géométrie des pièces.Le second point traite de la porosité des pièces fabriquées. Lorsque l’apport énergétique du faisceau d’électron n’est pas adéquat pour fondre correctement la poudre, des pores peuvent se former dans le matériau des pièces fabriquées. La géométrie et le matériau des pièces rendent difficiles la détection de ses pores. Une méthode de détection est proposée pour détecter la présence de pores dans une pièce via un contrôle standardisé sur un élément qui copie les conditions de fusion de la pièce. Cette méthode propose deux alternatives de contrôle : un contrôle optique (rapide, abordable mais peu précis) et un contrôle tomographique (plus précis que le précédent mais moins rapide et abordable). Un algorithme de traitement d’image innovant a été développé dans le cadre de cette étude afin de rendre les tomographies du témoin plus fiables. / By using production solutions from Additive Manufacturing (AM) technologies, the industry is opening up new possibilities for manufacturing high added value parts. In order to be fully exploitable, these manufacturing processes must allow the production of parts whose quality is adapted to the needs of the industry. This work focuses on two aiming points of quality control in AM applied to Electron Beam Melting (EBM) technology.The first point deals with the impact of a part position in the manufacturing space of a machine on the geometric quality of this part. To characterize the manufacturing space of the Arcam A1 machine, several series of parts are manufactured at different locations of the space, then compared to their initial design. The differences measured between the parts and their desired geometry show that the periphery of the manufacturing space is a zone subject to important geometrical defects. These defects are characterized and solutions are proposed to limit the impact on the geometrical quality of parts.The second point deals with the porosity of manufactured parts. When the energy supply of the electron beam is not adequate to melt the powder properly, pores can form in the material of the manufactured parts. The geometry and material of the parts make it difficult to detect its pores. A detection method is provided to detect the presence of pores in parts via a standardized control on an item that copies the parts merging conditions. This method offers two control alternatives: an optical control (fast, affordable but not very accurate) and a tomographic control (more accurate than the previous one but slower and costlier). An innovative image processing algorithm is developed as part of this study to make the item tomography scans more reliable.

L’alumine est un support important en catalyse hétérogène. Le contrôle de ses propriétés physiques et texturales permet d’en améliorer les performances comme support pour des applications en catalyse. Les catalyseurs à base de cobalt sont connus pour présenter d’excellentes performances pour la réaction de reformage de l’éthanol (RRE) du fait de leur grande affinité à cliver les liaisons C-H et C-C.De nombreuses études ont visé à corréler les propriétés de l’alumine avec celles des catalyseurs. L’alumine présente une chimie de surface plutôt complexe qui peut être contrôlée par le mode de préparation. Dans ce travail,des alumines possédant des méso- et macropores ont été obtenues par voie sol-gel dans un mode de préparation « one-pot » accompagnée par une séparation de phases. Dans cette stratégie intégrative, les deux procédés,gélification et séparation de phases, surviennent spontanément dans les systèmes contenant un inducteur de séparation de phase.Les différentes alumines ont été synthétisées à partir d’isopropoxyde oude chlorure d’aluminium et de polyethylène oxyde ou polypropylène oxydeutilisés comme inducteur de séparation de phases. Le choix approprié des compositions des réactifs permet le contrôle de la taille et volume des pores. La formation des macropores résulte du processus de séparation de phase après décomposition par calcination de l’inducteur alors que l’espace entre particules formant le squelette du xerogel constitue la structure mésoporeuse.Les différentes alumines poreuses ainsi préparées et une alumine commerciale ont été utilisées comme supports de catalyseurs de cobalt par imprégnation par voie humide. Les précurseurs oxydes du catalyseur obtenu après calcination sont composés de phases de type Co ₃ O ₄ et CoAl₂O ₄ , cette dernière étant en quantité plus importante dans les alumines synthétiques.Comme les alumines sol-gel sont caractérisées par une plus grande proportion d’aluminium en site octaédrique et de groupement hydroxyles de surface que l’alumine commerciale, nous avons proposé que ces caractéristiques facilitent la migration du Cobalt dans le réseau alumine et explique la formation plus importante de phase de type CoAl₂O ₄ .Les catalyseurs ont été caractérisés pendant l’activation et en conditions réelles de fonctionnement RRE par EXAFS rapide pour suivre l’évolution de l’ordre local du cobalt et par spectroscopie Raman et spectrométrie de masse résolues dans le temps pour l’analyse des produits de réaction. Si l’espèce active est indiscutablement Co0, nous avons montré que les performances catalytiques dépendent aussi du rapport Co ² ⁺ /Co ⁰ obtenu après activation, dans le sens où de faibles rapports Co ² ⁺ /Co ⁰ ne permettront pas de nettoyer la surface du catalyseur par oxydation du coke formé lorsque la réaction de reformage de l’éthanol opère. Une conclusion importante de ce travail est la mise en évidence du rôle joué par l’oxyde cobalt (CoO) dans la stabilité du catalyseur à travers la promotion de l’oxydation des espèces carbonées déposées en surface. Ainsi le contrôle du rapport Co ² ⁺ /Co ⁰ apparaît comme un élément capital pour la conception de catalyseurs performants à base de cobalt pour la réaction de reformage de l’éthanol, le choix du support étant essentiel / Alumina is an important support for heterogeneous catalysts. Thematching of appropriate alumina physical properties and controlled texturalproperties can improve its performance as support in catalysis applications.Cobalt based catalysts have been reported to have a good ethanol steamreforming (ESR) performance due to their high activity for the cleavage of C-Hand C-C bonds.Many studies have been conducted about the effects of aluminaproperties on the cobalt catalysts properties. Alumina exhibits a rather complexsurface chemistry which can be controlled by the preparation procedure. In thiswork alumina samples with macro and mesoporous structure were obtainedusing the one-pot sol-gel synthesis accompanied by phase separation. In thisintegrative strategy both processes, gelation and phase separation,spontaneously occur in system containing the presence of the phase separationinducer.The different aluminas were produced by using as aluminum reactants,aluminum isopropoxide and chloride and PolyEthylene Oxide or PolyPropyleneOXide as phase separation inducer. Appropriate choice of the startingcomposition allows the control the pore size and volume. Macroporous areformed as a result of phase separation after burning the phase separationinducer, while voids between particles of the xerogel skeletons form amesoporous structures.The different alumina porous alumina and commercial alumina wereused as supports for preparing by wetness impregnation cobalt-based catalyst.The oxidic catalyst precursors obtained after calcination are composed of Co ₃ O ₄ and CoAl₂O ₄ -like phases, the latter being in higher proportions in the sol-gelalumina than in the commercial one. As the sol-gel alumina presents a largeramount of octahedral AlVI sites and surface hydroxyl groups than thecommercial alumina, it was assumed that these features can facilitate themigration of Co ions into the alumina network leading to formation of thegreatest amount of CoAl₂O ₄ .The catalysts were characterized under realistic activation and reactionconditions by the combination of Quick-XAS (X-ray Absorption Spectroscopy)for monitoring the change of the local order around Co with time-resolvedRaman and Mass spectroscopy for monitoring reaction products. If the Co(0)species is undoubtedly the active species for ESR, the catalytic performancehas been clearly shown to be affected by the Co ² ⁺ /Co ⁰ ratio obtained afteractivation, getting lower Co ² ⁺ /Co ⁰ ratios will not allow to clean the surface of thecatalyst by oxidation of C* as ESR is running. As an important conclusion of thework reported herein, we have evidenced that the cobalt oxide (CoO) plays akey role in the stability over time of the catalyst through oxidation of adsorbedand reactive carbon atoms. Then the control of the Co ²⁺ /Co ⁰ ratio appears to beone of the key issues in the design of efficient cobalt alumina-supported ethanolsteam reforming catalysts and the choice of the support is essential forcontrolling this ratio of active cobalt species.

Il est communément admis que les écoulements dans les aquifères karstiques sont particulièrement concentrés dans les conduits et les fractures principaux. Dans ce travail, on cherche à décrire le comportement du flux à différentes échelles. A l'échelle locale, on considère une modélisation des écoulements en milieu continu. A cela s'ajoute à l'échelle régionale l'inclusion de drains comme éléments discrets (approche hybride). Nous avons recours pour ceci à l'utilisation d'un modèle d'écoulement défini par des équations aux dérivées partielles qui décrivent l'écoulement dans un milieu à double-porosité. La solution analytique de ce modèle nous permet d'étudier les phases de transition des flux selon une condition à la limite de type charge imposée. Cela correspond à une perturbation hydraulique tel qu'un puits maintenu à charge constante. Afin d'inclure des conditions aux limites spécifiques (par exemple une limite imperméable) et une géométrie de domaine irrégulière, nous développons et employons un modèle numérique basée sur la méthode des éléments intégrales de frontière. Ceci permet de mettre en oeuvre l'approche hybride (milieu continu et discret) dans laquelle nous considérons les intersections entre conduits verticaux et horizontaux. Ce type de modélisation permet ainsi de considérer une échelle plus importante qu'un modèle continu seul.Par ailleurs, un modèle expérimental de laboratoire est conçu et réalisé afin d'étudier expérimentalement les phases de transition du flux issu de milieux hétérogènes. Cette approche est complémentaire de celle développée à l'aide de la solution analytique et du modèle numérique.Enfin, nous proposons le développement et les essais préliminaires d'un nouvel instrument de mesure. Il s'agit d'une sonde autonome qui a pour objectif de cartographier les conduits noyés dans les aquifères karstiques. Ainsi la géométrie des drains discrets pourra être représentée de façon plus réaliste dans le modèle numérique hybride.Les conclusions principales de ce travail sont les suivantes : à l'échelle locale et régionale, les phases de transition du flux dépendent des propriétés hydrauliques du milieu. La solution numérique permet d'étudier l'influence des géométries de domaine et de conditions aux limites complexes. Le modèle expérimental permet de reproduire qualitativement les phases de transition du flux analysées théoriquement. Enfin, la sonde permet de cartographier son parcours dans des conditions expérimentales contrôlées. Ces nouvelles méthodes contribuent à la caractérisation de l'hydrodynamique dans les aquifères karstiques. / Groundwater flow in karst aquifers is mainly concentrated into the principals hydraulic features such as conduits and fractures. This work is devoted to the description of the flow behavior at different scales. At the local scale, we model the groundwater flow with a continuum approach. At the regional scale however, we describe the groundwater flow by mean of a hybrid modeling approach that considers discret conduits and a multi continuum approach.We use in this work a groundwater flow model based on the double porosity approach. The analytical solution of this model allows to investigate the different flow transitions phases that are present when a constant head boundary condition is applied, for instance at a well.In order to include different boundary conditions as well as specific domain geometries, we apply in this work a boundary element method to solve the partial differential equations that describe our problem. This allows to further investigate the hybrid model (discret element and multi continuum) in which we consider discret intersections of vertical conduits with horizontal conduits. This modeling approach allows to consider a broader scale that the local scale to describe groundwater flow in karst aquifers.Asides, a physical experiment is developped in order to study experimentally the transition phases of the flow which comes from a heterogeneous reservoir. This approach is complementary to those developped with the analytical and the numerical studies. Finally, a new measuring instrument is developped and early field trials were carried out in this work. This new sensor is an autonomous underwater probe which aims to map unaccessible drowned karst conduits. With this tool, the geometry of the karst conduits will be more realisticly represented in the hybrid numerical model.The main conclusions of this work are the following : at the local and regional scales, the transition periods in the flux depend of the hydraulic properties of the reservoir. The numerical solution allow to study the influence of various complex domain geometries and boundary conditions. The physical experiment allows to reproduce qualitatively the transition periods in laboratory conditions. Finally, the autonomous sensor allows to map its path in controlled field conditions.These new approaches and methods contributes to the caracterisation of the hydrodynamical behavior of karst aquifers.

Ce travail porte sur la compréhension des paramètres du catalyseur (texture, effet de support) permettant d’améliorer la réaction de conversion de liquéfiats de charbon. En effet, le catalyseur actuellement employé est un catalyseur du type conversion de résidu sous vide de brut de pétrole. Or ces matrices sont différentes en termes de poids moléculaires et de teneur en hétéroélément (O et N). Pour atteindre l’objectif de cette thèse, une caractérisation poussée du liquéfiat a été menée à l’aide de diverses techniques (GCxGC, HR-13C-RMN, FT-ICR/MS,…). Cette analyse détaillée du liquéfiat a mis avant son caractère fortement aromatique. Les extractions aux solvants ont permis d’isoler les asphaltènes et préasphaltènes de ce liquéfiat. Leurs analyses montrent que ces familles de composés sont de plus faible masse moléculaire que les asphaltènes des résidus pétroliers, et que leur teneur en hétéroélément est plus importante. Les tests catalytiques de conversion de liquéfiat ont été réalisés à 420°C 15MPa d’H2 pendant 8h. Ils montrent que l’augmentation de la taille de pore (mésoporeux) ainsi que l’apport d’une bimodalité du support (méso+macroporosité) permettent d’augmenter le transfert de matière et donc d’augmenter le coefficient de diffusion ce qui a pour conséquence d’améliorer le rendement en produits plus légers. Concernant la nature du support, de part sa capacité à favoriser les réactions d’HDO le TiO2 (vs Al2O3) permet de limiter la compétition entre les composés oxygénés et les composés hydrocarbonés. En conclusion, ce travail montre que plusieurs paramètres sont susceptibles d’améliorer les performances des catalyseurs de conversion des liquéfiats de charbon / This work focuses on the comprehension of the catalyst parameters (textural properties and support effect) that increase the yield of the coal liquid upgrading. The current in use catalyst was design for the petroleum vacuum residue conversion. However, these two feeds present different characteristics such as the average molecular weight and the amount of heteroelement (especially O and N). To reach our goal, an in-depth characterization of the coal liquid was carried out using techniques such as GCxGC, HR-13C-NMR, FT-ICR/MS. This coal liquid analysis pointed out its strong aromatic character. Extractive solvent experiments isolated the asphaltenes and preasphaltenes and their analysis show that they have a smaller average molecular weight distribution than that of petroleum asphaltenes. Catalytic experiments were carried out at 420°C, 15MPa of H2 for 8h. It shows that the increasing mesoporous size and the bimodality (meso + macroporosity) enable to raise the mass transfer thus the diffusion coefficient which enhances the yield in lighter products. The capability of TiO2 (as a support vs Al2O3) to promote HDO reaction, enables to restrain the competition between oxygen containing compounds and pure hydrocarbons. To conclude, this work demonstrates that several parameters can enhance catalyst’s performance for the coal liquid upgrading

L’évolution des structures poreuses du graphite et de la vermiculite expansés a été étudiée insitu sous pression uniaxiale. Les propriétés d'un matériau résultant des propriétés intrinsèques à lamatrice et de celles dues à la porosité, les études faites dans ce travail ont porté sur deux échellesdifférentes. Les évolutions structurales de la structure cristalline du graphite et de la vermiculite ontd'abord été étudiées à haute pression en cellule à enclumes de diamant. Cette partie du travail a permisd'établir les équations d'état de la vermiculite et de contribuer, de manière significative, à lacaractérisation de la phase haute pression du graphite: une nouvelle phase, le Carbone Z, a étéproposée après l’analyse des données de la spectroscopie Raman couplée aux simulations. Desdéveloppements techniques ont été particulièrement réalisés pour permettre d’étudier in situl'évolution de la porosité sous pression par diffusion aux petits angles sous pression. L’application dumodèle fractale à l’analyse des données a permis de suivre l’évolution de la dimension fractale et de lasurface spécifique apparente. Les échantillons étudiés sont des formes comprimées de graphite et devermiculite expansés dans lesquelles les plans basaux des cristallites ont une orientation préférentielle.Sous pression uniaxiale, la structure poreuse du graphite expansé comprimé évolue à travers uneffondrement irréversible des pores ou un cisaillement de la matrice suivant l'orientation de la pressionappliquée par rapport à l'orientation préférentielle des plans basaux des cristallites. Des expériencescomplémentaires de mesures électriques et de mesures de la porosité par intrusion de mercure ontpermis de confirmer ces modèles proposés. Dans la vermiculite expansée comprimée, les fissuresapparaissent, de manière générale, sous l’effet de la pression uniaxiale. / The porous structure of expanded graphite and expanded vermiculite has been studied insitu under uniaxial stress. The properties of a porous material being related to the matrix and to theporosity, the in situ evolution under of the crystalline structure (of the matrix) under high pressurehave been first investigated using diamond anvil cell. The equation of state of expanded vermiculitehas been established. This first part of this work allowed giving a particular insight to the study of theunsolved high pressure phase of graphite. Combining Raman scattering data and calculations, a newstructure, called Z-Carbon, has been proposed. Thanks to the specific technical developments of thiswork, the porosities of expanded graphite and expanded vermiculite based systems have been studiedin situ under uniaxial stress. The used of fractal model in data analysis allowed following the evolutionof the fractal dimension and of the apparent specific surface The studied samples were made ofcompressed forms of expanded graphite and expanded vermiculite in which the basal plane of thecrystallites have a preferential orientation. The uniaxial stress was taken perpendicular and parallel tothis preferential direction. The porous structure of the expanded graphite sample was found to undergoan irreversible collapse of the pores or a cracks and creation and propagation. Additional electrical andporosity measurements supported the proposed models. In the expanded vermiculite based systems,the crack apparition was observed under uniaxial stress.

Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement d’un système universel de manipulation de matériaux textiles souples. Il s’agit d’une pince de manipulation universelle qui se compose de trois techniques de manipulation, technique de vide, technique d’intrusion, technique de pincement. Cette pince universelle a été développée pour manipuler une surface textile de 100 x 100 mm². Les buts de cette pince sont les suivants: Acquérir une seule couche à partir d'un empilement de tissus.Tenir une seule couche, la transférer et la manipuler jusqu’au poste suivant.La technique de vide est la première technique développée dans notre recherche, elle se compose des organes de préhension qui sont « trois ventouses pneumatiques » dont les matériaux varient en fonction des matériaux textiles à manipuler, trois compensateurs de hauteur pour fixer les ventouses pneumatique et d'un générateur de vide pour créer le vide nécessaire grâce à un régulateur de pression. Les trois ventouses pneumatiques sont placées précisément sur les têtes d’un triangle équilatéral, au-dessus de la pièce textile. La technique d’intrusion est la deuxième technique développée dans notre recherche, cette technique est constituée de deux parties principales: Une partie qui donne le mouvement et l'actionnement des organes de préhension.Une partie de préhension qui contient des éléments de préhension qui sont des aiguilles.L’ensemble est commandé, au travers de vérins, par de l’air comprimée. La technique de pincement est la troisième technique développée dans notre recherche, elle comprend des organes de serrage opposés qui sont à mis en mouvement de façon alternative par deux vérins pneumatiques Deux types de validation des éléments constituant de la pince de préhension développée ont été réalisés avec succès, une validation statique en utilisant un support de fixation, une validation dynamique en utilisant un bras de robot. Pendant la validation statique, nous avons trouvé que la technique de vide fonctionnait très bien avec les matériaux imperméables à l’air et avec des matériaux ayant une porosité inférieure à 80% et/ou une perméabilité inférieure à 1500 L/m²/s sous 200 Pa.Pour les matériaux textiles ayant une porosité supérieure à 80% et/ou d’une perméabilité supérieure à 1500 L/m²/s sous 200 Pa, la consommation importante d’air comprimé interdit l’utilisation de cette technique et la force réelle d’attraction dépendant des propriétés du matériau manipulé suivant :La porosité, La perméabilité à l’air, La masse surfacique de matériau. Concernant la technique d’intrusion, nous trouvé que cette technique permet une manipulation efficace des matériaux textiles qui sont difficiles à manipuler par la technique de vide. Elle fonctionne très bien pour des matériaux perméables à l’air (tissus d’armure toile, tricots) alors qu’elle endommage les matériaux imperméables. Les risques liés à cette technique est le prélèvement de plusieurs couches à la fois si la profondeur de perçages des aiguilles n’est pas contrôlé précisément. Pendant la validation statique de la technique de pincement, nous avons trouvé que cette technique ne fonctionne pas bien seule.Pour résoudre ce problème, nous avons utilisé, la combinaison de deux technologies La technique d’intrusion technique La technique de pincement Et La technique de vide. La technique de pincement Les résultats trouvés pendant la validation de cette technique sont les suivants : la technologie de vide associée à la technique de serrage est la combinaison la plus efficace et la plus fiable, par contre un des inconvénients de cette technique est le contrôle de la force de serrage afin d’éviter l’endommagement de la surface de matériau manipulé. [...] / The work presented in this thesis concerns the development of a universal system for handling flexible textile materials. This is a universal gripper for manipulation, which consists of three technologies of manipulations, vacuum technology, intrusion technology, pinch technology. This new universal system was developed to handle a pieces of cut fabrics a square shape which had the dimensions of 100 mm×100 mm. The aims of this gripper are: Acquiring a single ply from a stack of woven fabrics Acquiring a single ply, handling and transfer it to the next station.The vacuum technology is the first technique developed in our research, it consists of a grippers which are « three pneumatic flat suction pads with stops » whose materials vary according to the manipulate textile materials, three level compensators for fixing the penumatic flat suction pads and a pneumatic vacuum generator to create the necessary vacuum thanks to a pressure regulator. The three pneumatic flat suction pads are precisely placed on the heads of an equilateral triangle, above the textile piece.The intrusion technology is the second technique developed in our research; this technique consists of two main parts: A party that gives movement and actuation of the gripper A party for gripping witch include the gripping elements that are needles The both parties are controlled, through a penumatic cylinder, by compressed air.The pinch technology is the third technique developed in our research; it comprises clamping grippers which are placed oppositely to moving alternately by two pneumatic cylinders.Two types of validation of the elements constituting of the gripper developed are performed, static validation by using a bracket, dynamic validation by using the robot arm.During the validation static, we found that the vacuum technology performs well for non-permeable materials and with the materials whose their porosity less of the 80 % and their air permeability less than 1500 L/m²/s under 200 pa.For the materials textiles whose their porosity more than 80 % and their permeability more than 1500 L/m²/s under 200 pa, the high consumption of compressed air prohibits the use of this technique, and the real force of attraction dependent on the following material manipulated properties: • Porosity of the material• Air permeability• Weight of the material.Concerning the intrusion technique, we found that this technique allows realizing an effective handling of textile materials which are difficult to handle by the vacuum technique. It performs very well for air permeable materials (plain weave fabrics, knitted fabrics), while damaging waterproof materials. The risk associated with this technique is the manipulation multiplies of the layers at a time if the depth of the piercing of the needles is not precisely controlled.During the static validation of the pinch technique, we found that this technique does not function well alone. To solve this problem, we used, the combination of two technologies: Intrusion technology Pinch technology and Vacuum technology Pinch technologyThe results found during the validation of this technique are: the vacuum technology associated with the pinch technology is the most effective combination and more reliable, by against one disadvantage of this technique is the control of the clamping forces to prevent the damage of the material surface manipulated.For the dynamic validation of the gripper developed, we used the robot manipulation STÄUBLI. We fixed the gripper on the end of the arm of robot and after setting it, we varied the speed of manipulation to determine the limits of the manipulation by each technology.These validation procedures have in evidence the limits of our new gripper in terms of capacity of the gripping, consumption of the compressed air, characteristics and limitations of the flexible materials handled. [...]

Cette thèse, cofinancée par l'ADEME et VEOLIA, porte sur l'étude du comportement hydro-mécanique d'un déchet biodégradable déposé en Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND). La biodégradation induit des biogaz et le concept de bioréacteur suppose une circulation de lixiviat, d'où l'importance de l'étude des transferts des effluents dans la masse stockée. La compressibilité du déchet doit aussi être prise en compte car le tassement des différentes couches de déchets d'un casier, dû à la contrainte imposée par la colonne de matériau sus-jacente, entraîne une diminution de la perméabilité intrinsèque du milieu. De plus, les perméabilités au gaz et au liquide vont dépendre de la perméabilité intrinsèque mais aussi du degré de saturation en liquide. Trois types de cellules, oedo-perméamètre, oedo-succiomètre, transmissivimètre ont été conçus afin de mesurer l'évolution des propriétés de transfert d'un déchet sous compression. Les résultats ont notamment permis de monter le bon accord avec un modèle de double porosité. L'objectif était aussi de considérer l'évolution du matériau avec la biodégradation : quatre pilotes de méthanisation sous confinement, nommés CICLADE, simulant les conditions in situ et permettant des bilans massiques en continu, ont été mises au point. Les expériences sont, au moment de la rédaction de ce mémoire, toujours en cours.

Dans ce travail, on analyse la rhéologie et les microstructures des matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable renforcée par des fibres de verre tels que les Bulk Moulding Compounds et Sheet Moulding Compounds (SMC). Dans un premier temps, la rhéologie des BMC est analysée sur des rhéomètres spécifiques en compressions simple et en déformation plane. Les résultats expérimentaux soulignent les influences de la vitesse de déformation, du type de charge, du taux de fibres et de la température sur la rhéologie des BMC. Des modèles viscoélastiques non linéaires 1D et 3D sont alors proposés pour reproduire la réponse de ce matériau. Dans un deuxième temps, les microstructures de plaques de SMC comprimées industriellement sont analysées par microtomographie à rayons X, en utilisant le mode de contraste de phases. Les influences des conditions de moulage sur les porosités résiduelles, les migrations de matrice, l'intégrité, la flexion, l'écrasement et l'orientation des mèches de fibres de verre sont mises en exergue et permettent d'(in)valider les hypothèses des modèles rhéologiques de la littérature.

Ce travail concerne l'élaboration, l'étude physico-chimique et l'évaluation biologique de verres bioactifs purs et dopés, sous forme massive ou poreuse. Trois éléments dopants (Mg, Zn et Sr) ont été introduits, séparément puis simultanément, dans la matrice vitreuse. Les différents verres du système SiO2-CaO-Na2O-P2O5, synthétisés par fusion à haute température, présentent une structure amorphe et homogène. Leur réactivité chimique a été évaluée lors de tests in vitro en l'absence puis en présence de cellules. La bioactivité des verres est avérée par la formation d'une couche d'hydroxyapatite à leur surface. L'introduction d'éléments dopants influe fortement sur la dissolution de la matrice vitreuse, ainsi que sur la cinétique de formation et la cristallisation de la couche d'hydroxyapatite. Ces résultats ont été obtenus par un ensemble de techniques de caractérisations, telles que la DRX, l'IR, le MEB-EDX ou l'ICP-OES. La non-cytotoxicité des verres et une bonne prolifération cellulaire à leur surface a également été mise en évidence. En outre, une étude structurale originale sur la bioactivité des verres par RMN du Solide a mis en évidence la formation de deux nouvelles espèces de tétraèdres SiO4 dans le réseau vitreux et l'apparition d'une nouvelle composante PO43-(HA), caractéristique de l'hydroxyapatite, lors des tests in vitro. Par ailleurs, deux phosphosilicates présentant une porosité macro et micrométrique ont été synthétisés par réaction entre un nitrure, tel que TiN, et les oxydes du verre. Cette porosité a été créée après une mise au point des différents paramètres thermiques nécessaires à ce phénomène.

Cette thèse présente le développement des modèles du transport de solutés dans un milieu à double-porosité non saturé, en utilisant la méthode d'homogénéisation asymptotique. Les modèles macroscopiques concernent les phénomènes de diffusion, diffusion-convection et dispersion-convection, selon les nombres adimensionnels caractérisant le régime du transport. Les modèles consistent en deux équations couplées, traduisant le non-équilibre local des concentrations. L'implémentation numérique des modèles à double-porosité est réalisée à l'aide du code COMSOL Multiphysics et confrontée avec la solution du même problème à l'échelle fine. Cette implémentation permet de résoudre de manière couplée l'équation de la concentration dans la macro-porosité et celle dans la micro-porosité (calculs à deux échelles). Les calculs du tenseur de dispersion ont été également réalisés. La dispersivité calculée à partir du coefficient de dispersion met en évidence l'influence du degré de saturation, des propriétés physiques du domaine de la macro-porosité et de la structure interne du milieu à double-porosité. Deux séries d'expériences ont été effectuées sur le modèle physique à double-porosité, constitué de billes d'argile solidifiée, distribuées périodiquement dans le sable d'Hostun HN38. La première série a concerné la validation du modèle de l'écoulement non saturé par des expériences du drainage. La deuxième série a été dédiée aux expériences de dispersion en régime permanent d'écoulement non saturé (teneur en eau mesurée par rayonnement gamma). La comparaison entre les simulations numériques et les observations montre un très bon accord. Ceci permet de valider les modèles développés.