De nombreux produits encapsulés sont utilisés dans la vie quotidienne. Crèmes cosmétiques, peintures, et pesticides en sont quelques exemples. De nos jours, de plus en plus de technologies innovantes mettent en jeu des substances encapsulées. La microencapsulation a permis à de nouveaux « textiles intelligents » de voir le jour, tels que les textiles sur lesquels sont fixées des microcapsules qui libèrent un principe actif amincissant, odorant, hydratant ou encore répulsif pour les insectes. Les microcapsules sont des produits à fortes valeur ajoutée, dont les propriétés sont nombreuses, et délicates à maîtriser toutes à la fois. Si l'étape de formulation a pour objectif de trouver la recette optimale pour répondre le mieux possible au cahier des charges, le type de procédé de fabrication choisi doit garantir une production homogène dans le temps, sans écarts par rapports aux propriétés attendues. L'objectif de ces travaux est de proposer une alternative continue aux procédés batch traditionnellement mis en œuvre pour l'encapsulation par polycondensation interfaciale, coûteux en termes d'investissement et de frais de fonctionnement. L'encapsulation par polycondensation interfaciale est constituée d'une étape d'émulsification suivie d'une étape réactive. Nous proposons un procédé découplant ces deux étapes grâce à deux technologies adaptées aux contraintes hydrodynamiques respectives de chaque étape. Cette étude est réalisée sur la base d'un système modèle espèce encapsulée / membrane polymérique. L'étape d'émulsification est réalisée en mélangeurs statiques en régime turbulent. Des mesures de pertes de charge en écoulements monophasiques ont permis de mettre en évidence l'apparition de ce régime et d'établir des corrélations représentant ces pertes de charge a travers l'emploi des nombres adimensionnels que sont le nombre de Reynolds et le facteur de friction. Concernant l'émulsification, nous évaluons l'influence de différents paramètres sur les performances de l'opération en termes de tailles de gouttes obtenues en fonction du coût énergétique. Nous comparons également les performances de trois designs de mélangeurs statiques commercialisés par la société Sulzer, et corrélons les résultats obtenus en termes de diamètres moyens de Sauter en fonction des nombres de Reynolds et de Weber. L'étape réactive est tout d'abord mise en œuvre en réacteur agité afin d'étudier la cinétique de la réaction, et d'acquérir des temps de réactions qui permettent par la suite de dimensionner le réacteur continu. Enfin cette étape est réalisée dans deux types de réacteurs continus : le réacteur Deanhex, développé et étudié par Anxionnaz et al. (2009), ainsi qu'un réacteur tubulaire en serpentin. Cette dernière étude consiste d'une part à valider le passage au continu à travers la conservation de la granulométrie des gouttelettes de l'émulsion durant la réaction, et la conservation de la vitesse apparente de la réaction. Enfin, les conditions hydrodynamiques favorables présentées par les réacteurs continus permettent d'apporter de nouvelles voies d'intensification au procédé en augmentant d'une part la concentration en capsules dans le réacteur, et en s'affranchissant de l'emploi du tensioactif utilisé pour stabiliser les gouttes de l'émulsion. Ce procédé, proposé pour la production en continu de microcapsules, offre une amélioration en termes de qualité du produit et de coût par rapport aux procédés traditionnels en batch mis en œuvre dans l'industrie. / The aim of the present work is to propose a continuous alternative to batch processes classically used to carry out encapsulation by interfacial polycondensation that represent high investment and working costs. Encapsulation by interfacial polycondensation consists in an emulsification step followed by a reactive step. We propose here a process decoupling these two steps using technologies well adapted to hydrodynamic issues of each step. This study is realised on the basis of model system. The emulsification step is carried out in static mixers under turbulent flow. Pressure drop measurements in single-phase flow enable to highlight this flow regime and to establish correlations representing these pressure drops in terms of dimensionless numbers: the Reynolds number and the friction factor. About emulsification we evaluate the influence of different parameters on the operation performances in terms of mean droplets size as a function of energy cost. We compare the performances of three different Sulzer static mixers and correlate results obtained in terms of Sauter mean diameter as a function of Reynolds and Weber numbers. The reactive step has been first carried out is stirred tank in order to study the reaction kinetics and to acquire reaction times necessary to design continuous reactors. Finally this step has been realised using two continuous reactors: the Deanhex reactor (Anxionnaz et al., 2009) and a coiled tube reactor. This last study consists first in validating the continuous process through the conservation of the emulsion size distribution during encapsulation and the conservation of the apparent kinetics. Finally the favourable hydrodynamic conditions presented by continuous reactors offer new ways of intensification to the process. In fact it is possible to increase the microcapsule concentration in the reactor and to work without surfactant to stabilize the emulsion. This continuous process for microcapsules production offers improvements in terms of product quality and working costs compared to traditional batch process used in the industry

A partir de la fin de l’Antiquité, les grands bronzessont peu à peu délaissés puis abandonnés. Il faudra attendre laseconde moitié du XVIème siècle pour voir réapparaître dans lepaysage artistique français, sous François Ier, de grandsensembles statuaires en bronze. Au coeur de ce phénomène, latechnique tient un rôle majeur et suscite plusieursinterrogations. D’abord, se pose pour cette période la questionde l’existence ou non d’une identité technique des bronzesfrançais. L’exécution d’une statue en bronze implique denombreuses étapes qui conduisent du modèle à saretranscription dans le métal. Peut-on reconnaître dans cesétapes et dans les manières de les aborder une certaine unitétechnique qui marquerait la seconde moitié du XVIème siècle,voire le début du XVIIème en France ? Inversement, remarqueton dès cette période de réintroduction différentes écolesregroupant certains sculpteurs, fondeurs, ateliers, voire liées àcertains chantiers particuliers ? Par ailleurs, la réapparition dessavoir-faire associés à la statuaire en bronze pose la questiondes origines. D’où viennent ces techniques soi-disant oubliées :d’autres centres européens, de pratiques de fonderie concernantd’autres types de production ?Dans ce travail de thèse, nous nous sommes attachés à apporterdes éléments de réponse à ces différentes interrogations. Pource faire, des études technologiques ont été menées sur troisgrands ensembles marquant cette période de renouveau dansl’art du bronze : les copies en bronze de marbres antiques parPrimatice, les Vertus du monument funéraire d’Henri II et deCatherine de Médicis, les Allégories du monument de coeurd’Anne de Montmorency.Pour compléter ce corpus, des éléments isolés ont été étudiés :la Diane chasseresse de Barthélémy Prieur, l’Apollon duBelvédère, le Gladiateur Borghèse et la Vénus Médicisattribués à Hubert le Sueur. L’objectif a été de tenter de révélerprocédés, matériaux et savoir-faire engagés, complétant ainsiles données fournies par les documents d’archives quiaccompagnent ces commandes prestigieuses. La stratégied’étude employée a bénéficié de l’expérience des travauxentrepris ces trente dernières années. Des développementsméthodologiques ont néanmoins été nécessaires pour compléterles possibilités offertes par l’étude technologique de la statuaireen bronze. Ces développements ont en particulier concerné lesnoyaux de fonderie, ces matériaux employés pour réaliser desstatues creuses. Les résultats obtenus montrent que lespremières décennies de réappropriation de la grande statuaireen bronze sont marquées par l’emploi d’un même procédé àl’épargné qui trouve racine dans les procédés employés auMoyen-âge pour la fonte de cloches ou de canons par exemple.Mais dés le XVIIème siècle, le monopole de ce procédé sembleêtre mis à mal, preuve sans doute d’une émancipation desfondeurs et d’une innovation constante. Parallèlement à cesphénomènes dont les conséquences marquent la fonte statuaireen général, les sculpteurs, les fondeurs, développent dans leursateliers des savoir-faire personnels et innovent au cas par cas,selon la nature des commandes qu’ils reçoivent. / At the end of Antiquity, the manufacture of largebronzes is progressively abandoned. It reappears during the16th century in France, under the reign of Francis I, after morethan a millennium of quasi absence. At the heart of thisphenomenon, casting techniques play a major role and raisesseveral questions. First, the technical identity of large bronzescasted during this period must be investigated. Indeed, castinga statue involves numerous steps, from the model to the finalform in bronze: are those technical steps identifiable throughthe bronze statues characteristics? Are those featurescharacteristic of the craftsmanship of 16th century? Second,can we identify particular ways of bronze crafting associatedwith different schools, composed by sculptors and, or, foundrymen? The origins of technical skills are also to be questioned,especially the provenance of forgotten techniques: Europeanneighborhood or influence of metallurgical techniquesassociated to other kind of objects?In order to answer those questions, technical studies have beencarried out. A representative body of statues has beeninvestigated: the bronze copies of antique marble statues byPrimaticcio at the Fontainebleau palace, the Virtues and theroyal praying statues from the funerary monument of Henry IIand Catherine de’ Medici and the three Personifications thatdecorate the hearth monument of Constable Anne deMontmorency. Several isolated statues have also been studiedin order to complete the body of statues: Diana the huntress byBarthélémy Prieur, Borghese Gladiator and Apollo Belvedereattributed to Hubert le Sueur.This work aims at revealing the processes, materials andknowhow involved for each steps of bronze statuesmanufacture, in order to complete the data extracted fromarchive documents associated to those prestigious royalcommissions. The employed methodology is based on theexperience on this field of research acquired since threedecades by researchers all over the world. New developmentshave also been made to improve technological studies, such asan innovative approach for the characterization of castingcores. . Data obtained from the investigated body of statuesreveal that during the first decades of the 16th century, aspecific casting technique has been used: a spare process. Thisprocess has been strongly influenced by techniques steamingfrom the late Middle-age and the early modern period. Indeed,it exhibits technical similarities with bell and canon casting.However, the uniqueness of this process is challenged by theemergence, during the 17th century, of a second technique,namely the slush process. Emancipation of foundry-men fromthe main stream technique, and will of innovation mightexplain this change of process. Simultaneously to thosetechnical evolutions, sculptors and foundry-men developspecific skills and knowhow that influence the characteristicsof their bronze statues. Moreover, case to case adaptation alsoappears to influence the bronze statues characteristicsaccording to the kind of commission charged by the craftsmen

La biomasse lignocellulosique (BLC) est, à l’heure actuelle, la meilleure alternative au pétrole en ce qui concerne la production d’énergie et de molécules à haute valeur ajoutée. Seulement, son exploitation nécessite l’emploi de prétraitements dont les plus courants génèrent des composés inhibant la croissance des microorganismes (dérivés furaniques, acides aliphatiques, phenols).Le but de ces travaux de thèse est donc de répondre à la question suivante : “Est il possible d’utiliser la nanofiltration pour éliminer les composés inhibiteurs présents dans un hydrolysat hémicellulosique, afin de le rendre fermentescible par Bacillus subtilis 168 ?”La détermination des concentrations minimales inhibitrices de ces composés inhibiteurs sur Bacillus subtilis 168 ont permis de fixer la quantité d’inhibiteurs à éliminer de l’hydrolysat.La dia-nanofiltration à l’aide de la membrane DK (GE, USA) a permis d’éliminer de manière efficace (+ de 90%) les dérivés furaniques et les acides alphatiques. Toutefois l’émination des composés phénoliques s’est révélée plus complexe, ainsi seul 25% du syringaldéhyde a été éliminé.La cytométrie en flux a permis de montrer une action de l’acide férulique et de la vanilline sur la fluidité et la polarisation de la membrane plasmique. / Lignocellulosic biomass is a promising alternative to oil for the production of energy and high added value molecules. However, its exploitation requires the use of pretreatment processes. The most commonly used processes generate by-products which present inhibitory action on microorganisms (furan derivatives, aliphatic acids, phenolic compounds).The main goal of this thesis project is to answer the following question : “Is it possible to use nanofiltration to remove inhibitory compounds from hemicellulosic hydrolysate, in order to ferment the latter with Bacillus subtilis 168 ?”Determination of minimal inhibitory concentrations of these inhibitory compounds allowed to determine, for each one, the quantity to remove from the hydrolysate.Dia-nanofiltration with DK membrane (GE, USA) allowed to efficiently remove (more than 90%) furane derivatives of aliphatic acids. However, removal of phenolic compounds was more complexe, hence, only 25% of syringaldehyde could be removed. Though most indentified inhibitory compounds were removed, Bacillus subtilis 168 was still not able to ferment the hydrolysate.Flow cytometry showed that férulic acid and vanillin presented an impact on Bacillus subtilis 168 plasma membrane fluidity of polarisation.

Cette thèse porte sur l’étude du comportement au moussage d’un élastomère silicone et de thermoplastiques vulcanisés (TPV) à base de silicone. Le moussage a été réalisé à l’aide des procédés batch et d’extrusion moussage en utilisant le CO2 comme agent moussant. Lamicrostructuration de fluorosilicone, ayant une grande affinité avec le CO2, dans la silicone favorise grandement le moussage par nucléation hétérogène. La morphologie du mélange et des mousses résultantes ainsi que la rhéologie en cisaillement et en écoulement biélongationnelont été améliorés en élaborant sous cisaillement des structures branchées de chaines silicones en présence d’un faible taux de peroxyde. En effet, la modification chimique sous écoulement permet de réduire la taille des nodules de fluorosilicone augmentant ainsi la densité volumique de sites de nucléation potentiels. Elle permet également de créer des structures hyperbranchées générant des propriétés de durcissementdes contraintes en écoulement bi-élongationnel ce qui a pour effet de réduire la croissance cellulaire et la coalescence lors de l’expansion de la mousse.La deuxième partie est dédiée à l’étude du moussage de TPV silicone pour lesquels la phase silicone est partiellement réticulée. Ces TPV ont étonnement le même comportement en rhéologie élongationnelle que la matrice polyéthylène basse densité (PEBD). Bien que les TPVs atteignent des bonnes propriétés en termes d’élongation à rupture à l’état fondu, leur comportement au moussage est très différent. En effet il est principalement lié à leur viscosité sous fort taux de cisaillement ainsi qu’aux conditions d’extrusion i.e. la pression avant filière et la détente en sortie de filière. Avec un taux de réticulation approprié de laphase élastomère, le TPV mousse de manière similaire que le PEBD / This work is devoted to the study of the foaming behavior of a silicone elastomer and thermoplastic vulcanizates (TPV) based silicone. The foaming step was carried out by batch and extrusion foaming processes with CO2 as blowing agent. The foamability of silicone elastomer was improved by a microstructuration of fluorosilicone which is a highly CO2-philic elastomer through heterogeneous nucleation. The foam and blend morphologies as well as the rheology in shear and bi-elongation modes were further fitted by branching silicone chains under shearing conditions in a roll mill with a small amount of peroxide. Indeed, this dynamic chemical modification reduces the size of fluorosilicone droplets which leads to increase the volume density of nucleating sites and consequently lowers the mean bubble size. Furthermore, it allows also the formation of multi-scale branched structures inducing a strain hardening behavior in bi-elongational flow which restrict the cell growth and coalescence during foam expansion.The second part deals with the foaming behavior of TPV silicone in which partially crosslinked silicone nodules are dispersed. Surprisingly, formulations exhibit close rheological behavior in elongation modes that the neat polyethylene (LDPE) matrix and reach prerequisites for foaming applications in terms of elongation at break. However, their foaming behavior are far different and are correlated to the extrusion foaming parameters which are known to control the nucleation i.e. the pressure before the die and the depressurization rate at the die exit. A proper choice of the gel content allows a TPV foamability close to that of LDPE

La réduction continuelle des dimensions dans les technologies CMOS a ouvert la porte à la conception de circuits complexes multi-cœurs (SoC). Malheureusement dans les technologies nanométriques, les performances des systèmes intégrés après fabrication ne sont pas complètement prédictibles. En effet, les variations des procédés de fabrication sont très importantes aux échelles des puces. Par conséquent, la conception de tels systèmes dans les technologies nanométriques est désormais contrainte par de nombreux paramètres tels que la robustesse aux variations des procédés de fabrication et la consommation d'énergie. Ceci implique de disposer d'algorithmes efficaces, intégrés dans la puce, susceptibles d'adapter le comportement du système aux variations des charges des processeurs tout en faisant face simultanément aux variations des paramètres qui ne peuvent pas être prédits ou modélisées avec précision au moment de la conception. Dans ce contexte, ce travail de thèse porte sur la conception de systèmes dit « GALS » (Globally Asynchronous Locally Synchronous) conçus autour d'un réseau de communication intégré à la puce (Network-on-Chip ou NoC) exploitant les nouvelles générations de technologie CMOS. Une nouvelle méthode permettant de contrôler dynamiquement la vitesse des différents îlots du NoC grâce à un contrôle de la tension et de la fréquence en fonction de la qualité locale des procédés de fabrication sur chaque îlot est proposée. Cette technique de contrôle permet d'améliorer les performances du système en consommation, et d'augmenter son rendement en fabrication grâce à l'utilisation des synergies au sein du système intégré. La méthode de contrôle est basée sur l'utilisation d'un anneau asynchrone programmable capable de prendre en compte la charge de travail dynamique et les effets de la variabilité des procédés de fabrication. Le contrôleur évalue en particulier la limite supérieure de fréquence de fonctionnement pour chaque domaine d'horloge. Ainsi, il n'est plus nécessaire de garantir les performances temporelles de chaque nœud au moment de la conception. Cela relâche considérablement les contraintes de fabrication et permet du même coup l'amélioration du rendement.

L'objectif principal de cette thèse est la mise au point d'une méthodologie de travail pour l'optimisation, hors ligne, des conditions opératoires applicables en conduite des procédés alimentaires. La première partie du travail est consacrée à l'élaboration d'une stratégie d'optimisation en deux étapes : la construction du problème d'optimisation et le choix de la méthode de résolution. Ce dernier point est réalisé à l'aide d'un diagramme décisionnel, qui propose une méthode d'optimisation déterministe (la programmation quadratique séquentielle, SQP), une méthode stochastique (l'algorithme génétique, AG) ou bien, une méthode hybride (AG-SQP). La méthodologie est adaptée aux caractéristiques des procédés alimentaires, c'est-à-dire à des systèmes dynamiques, non linéaires, multivariables et soumis aux contraintes diverses. L'optimisation est réalisée numériquement à l'aide d'un modèle dynamique du système. Dans la deuxième partie du travail, la méthodologie est appliquée à trois procédés alimentaires afin d'obtenir les trajectoires des variables de commande optimisant un critère économique, technologique ou de qualité : un procédé discontinu de séchage du riz, un procédé discontinu de déshydratation, imprégnation d'un produit carné par immersion et un procédé continu de cuisson des biscuits. Ces trois applications mettent en évidence, d'une part, la capacité de la stratégie d'optimisation à gérer différents types de problèmes posés par les procédés alimentaires, et d'autre part, le bénéfice qu'une démarche d'optimisation peut apporter lors de la conduite des procédés. Cette méthodologie peut être appliquée dans un grand nombre des procédés alimentaires. La performance des résultats dépend néanmoins de l'utilisation d'un modèle de système fiable, de la prise en compte des caractéristiques de la matière première lors du calcul de l'optimum et de la poursuite des conditions optimales à l'aide d'un bon système de commande.

En aéronautique, l'élaboration via des pré-imprégnés n'est pas toujours adaptées àla fabrication de nouvelles pièces de formes complexes ou de grandes dimensions. Desprocédés directs existent, dénommés Liquid Composites Molding (LCM), tels que leResin Transfer Moulding (RTM) ou les procédés d'infusion de résine, comme le LiquidResin Infusion (LRI) et le Resin Film Infusion (RFI). Actuellement, environ 5 à 10%des pièces composites sont fabriqués par ces procédés directs. Avec le procédé RTM,les tolérances dimensionnelles et la porosité peuvent être maîtrisées et on peut atteindredes pièces haute qualité, mais son industrialisation est complexe et les modèlesmécaniques doivent être améliorés pour réaliser des simulations représentatives. Parcontre, les procédés d'infusion peuvent être utilisés dans des conditions plus flexibles,par exemple, dans des moules ouverts à sac vide en nylon ou silicone, à faible coût. Parconséquent, les procédés de LRI et RFI sont particulièrement adaptés pour les petites etmoyennes entreprises car les investissements sont plus faibles par rapport à d'autresprocédés de fabrication.Les procédés par infusion de résine LRI ou RFI sont basés sur l'écoulement d'unerésine liquide (pour RFI, après le cycle de température, la résine solide obtenir son étatliquide) à travers l'épaisseur d'un renfort fibreux sec dénommé préforme.L'optimisation du procédé est difficile à réaliser car le volume de la préforme changefortement pendant le procédé car elle est soumise à une pression extérieure et qu'il n'ya pas de contre-moule. Pour optimiser les paramètres de fabrication des matériauxcomposites par infusion de résine, il est nécessaire de mettre en oeuvre un modèlenumérique. Récemment, une modélisation de l'écoulement d'un fluide isotherme dansun milieu poreux compressible a été développée par P. Celle [1]. Avec ce modèlenumérique, nous avons simulé des cas test en 2D pour des géométries industriellesclassiques. Pour valider ce modèle numérique, des essais d'infusion d'une plaque par leprocédé LRI dans des conditions industrielles ont été réalisés. D'une part, la simulationnumérique permet de calculer le temps de remplissage, l'épaisseur de la préforme et lamasse de la résine durant l'infusion. D'autre part, nous avons suivi de procédéexpérimentalement par des micro-thermocouples, la fibre optique et la projection defranges. Un des points clefs de l'approche expérimentale est que l'écoulement de larésine et le comportement de la préforme dépendent intrinsèquement de paramètres quiévoluent pendant l'infusion de la résine, tels que la variation de l'épaisseur, le temps deremplissage et le taux volumique de fibres, via la perméabilité. Enfin, une comparaisonentre les résultats expérimentaux et la simulation numérique permet de valider lemodèle numérique. Cette confrontation des résultats permettra de mettre en lumière lesdifficultés et les limites de ce modèle numérique, afin d'améliorer les futurs modèles.De plus, ces deux approches constituent un bon moyen d'étudier et d'approfondir nosconnaissances sur les procédés d'infusion de résine, tout en développant un outil desimulation indispensable à la conception de pièces composites avancées.

Cette étude porte sur l'application de différents procédés d'oxydation avancée, POA (plasma d'air humide, électro-Fenton, photo-Fenton et oxydation anodique avec BDD) pour le traitement des colorants de textile. La particularité de ces procédés tient à la génération dans le milieu d'entités très réactives et très oxydantes, les radicaux hydroxyles *OH qui sont capables d'oxyder n'importe quelle molécule organique jusqu'au stade ultime d'oxydation, c'est-à-dire la minéralisation (transformation en CO2 et H2O). Le plasma d'air humide a été appliqué pour l'oxydation d'un colorant azoïque, l'OD 61. Différents catalyseurs (Fe2+, Fe3+ et TiO2) ont été ajoutés dans leurs conditions optimisées afin d'améliorer les performances du système Glidarc. La combinaison des deux catalyseurs: Fe2+ et TiO2 a permis de décolorer 91% de l'OD 61 au bout de 3 heures et d'atteindre un taux d'abattement du COT de l'ordre de 52% après 10 heures de traitement. La méthodologie de la recherche expérimentale a été appliquée dans ce mémoire afin d'étudier l'influence de: l'intensité du courant, la concentration du colorant et le temps d'électrolyse sur la vitesse de disparition de l'OD 61 et afin de déterminer les conditions optimales de sa minéralisation. Dans les conditions optimales obtenues ([colorant] = 0,53.10-3 mol.L-1, I = 250 mA), le procédé électro-Fenton (EF) permet d'atteindre des taux de minéralisation de l'ordre de 98% dans le cas de l'OD 61 et l'AO 7 et de 88% dans le cas de l'indigo carmine. L'identification des produits intermédiaires au cours de l'électrolyse a permis de proposer un mécanisme de minéralisation de l'AO7. Les constantes cinétiques apparentes et absolues ont été déterminées. La dégradation de l'indigo a été étudiée par oxydation anodique avec BDD (OA-BDD) et par procédé photo-Fenton (PF). Cette étude a montré que l'électrolyse de l'indigo suit une cinétique de pseudo premier ordre et que le taux d'abattement du COT était de l'ordre de 97% et 63% respectivement avec OA-BDD et PF. Une étude comparative pour l'oxydation de l'AO 7 a été menée par trois procédés d'oxydation avancée: PF, OA- BDD et EF-Pt et EF-BDD. Cette étude a montré que le procédé photo-Fenton permet d'atteindre des taux d'abattement supérieurs à 90% après seulement 2 heures de traitement. Toutefois, le PF s'est révélé le plus coûteux suite à l'utilisation de la lumière artificielle UV et l'ajout des réactifs. Par ailleurs, le traitement d'un effluent réel issu de l'industrie de textile par le procédé électro-Fenton avec une anode de platine a permis la minéralisation presque totale du rejet initial (94% du COT initial ont été éliminés).

L'extrapolation des réacteurs catalytiques nécessite l'acquisition des données cinétiques sur des réacteurs à petite échelle dans les conditions opératoires industrielles. Le critère de dimensionnement utilisé lors de la réduction d'échelle est la conservation de la vitesse volumique horaire, ce qui conduit à des vitesses de circulation très faibles dans les réacteurs pilotes à lit-fixe. A ces vitesses, les flux de transfert de matière externes peuvent devenir limitant par rapport au flux de réaction. Dans ce contexte, une nouvelle géométrie de réacteur a été imaginée pour intensifier les transferts de matière et chaleur et pour augmenter les vitesses de circulation des fluides : le réacteur "filaire". Il s'agit d'un réacteur dont le diamètre est égal ou proche de celui des grains de catalyseur et avec un ratio longueur sur diamètre très élevé. Le principal objectif de cette thèse est de caractériser ce réacteur en termes d'hydrodynamique et de transferts de matière externes pour définir ses limites d'utilisation. En écoulement diphasique, ce réacteur est relativement piston et la rétention liquide est élevée, ce qui permet d'assurer un mouillage total du catalyseur. En ce qui concerne les vitesses des transferts de matière externe, celles-ci sont proches de celles d'un réacteur agité avec panier et sont supérieures à celles caractéristiques d'un réacteur pilote à lit-fixe conventionnel. Cette observation est liée à l'augmentation des vitesses locales du liquide et à la présence d'un écoulement du type Taylor modifié. En conclusion, le réacteur "filaire" constitue une alternative efficace aux réacteurs pilotes à lit-fixe pour l'étude de catalyseurs mis en forme.

Les réactions gaz-solide sont à la base de nombreux procédés industriels de transformation de la matière d'importance économique majeure, dont elles conditionnent les performances. Je tente de montrer dans ce mémoire l'apport de la modélisation mathématique pour aider à comprendre les phénomènes et à optimiser les installations. Après une présentation détaillée des processus physiques mis en jeu lors d'une réaction gaz-solide à l'échelle d'une seule particule de solide et des modèles cinétiques susceptibles d'en rendre compte, une deuxième partie est consacrée à la modélisation des réacteurs multiparticulaires. Différentes démarches, notamment pour le couplage des modèles particulaires et des modèles de réacteurs, sont illustrées au travers d'une série d'exemples : pyrolyse du charbon en four tournant, production de tétrafluorure d'uranium en four à lit coulant, incinération des ordures ménagères, thermogravimétrie, fabrication du combustible nucléaire, four électrique d'aciérie.