Les produits alimentaires secs sont courants dans l’industrie agroalimentaire. Cependant, leur innocuité n’est pas toujours assurée et de nombreux cas de toxi-infections alimentaires collectives à travers le monde sont annuellement recensés. Deux bactéries pathogènes sont particulièrement impliquées, l’une correspond à grand nombre de cas, Salmonella enterica, et l’autre est reconnue pour sa capacité à résister aux perturbations environnementales, Cronobacter spp.. Une compréhension plus poussée de l’impact du séchage et traitement thermique à l’état sec peut permettre une optimisation des procédés de de décontamination des produits alimentaires secs et contribuer à réduire le nombre de toxiinfections alimentaires. Dans un premier chapitre, une attention particulière a été portée au procédé de séchage de microorganismes pathogènes qui peut, s’il est conduit de manière rapide, réduire considérablement la cultivabilité microbienne. De cette façon, le séchage peut être considéré comme une étape supplémentaire de décontamination à condition d’en optimiser les conditions d’application. Puis dans un deuxième chapitre, l’impact de la réhydratation, rarement traitée jusqu’à présent, a été étudié afin de proposer des conditions permettant de maximiser l’inactivation bactérienne. Cette étude remet partiellement en cause les dénombrements de bactéries pathogènes dans les aliments qui peuvent être, dans quelque cas, sous estimées du fait de l’utilisation de réhydratation rapide. Dans un troisième chapitre, l’application de différents traitements thermiques sur du lait en poudre, destiné à une population dite sensible, a permis de comprendre le rôle couplé de l’activité de l’eau et de la température sur l’efficacité du traitement thermique à l’état sec mais également de proposer un modèle d’inactivation thermique des pathogènes. Il a été notamment possible de définir un paramètre représentatif de l’effet de l’activité de l’eau (yaw). Les mécanismes de mort cellulaire pour les deux bactéries ont été ensuite étudiés, que ce soit après un séchage ou après un traitement thermique. Il apparait clairement que le séchage induit majoritairement une perméabilisation de la membrane tandis que le traitement thermique des cellules viables séchées dégrade majoritairement l’activité enzymatique en détruisant peu la membrane. Finalement, il a été montré que la virulence des deux pathogènes étudiés est augmentée par le séchage mais que le traitement thermique à l’état sec n’a pas d’impact sur cette virulence. Les connaissances apportées par cette étude peuvent être utiles d’un point de vue industriel, afin d’optimiser au mieux les conditions d’application des différents procédées pour une inactivation bactérienne maximale. / Dried food products are common in food industry. Nevertheless, their safety is not well insured, involving numerous outbreaks every years around the world. Particularly, two pathogenic bacteria are of interest, one of them due to its number of cases, Salmonella enterica, and the other one due to its ability to survive environmental perturbations, Cronobacter spp.. A deeper comprehension of drying and heat treatment in dried state impact could lead to an optimization of drying and heating processes, insuring food safety. In the first instance, drying was considered as a supplementary decontamination step by optimizing its conditions of use. In a second phase, the rehydration impact was studied in order to found optimal conditions of pathogen inactivation. The study questions the rehydration currently puts in practice for food safety analysis. In a third phase, several heat treatments on a dried food product, intended to susceptible population, permitted to understand the specific role of water activity on the efficiency of heat treatment in dried state, and also propose a modelling for bacterial heat inactivation. In addition, it was possible to define two new parameters which represent the effect of temperature (zT) and the effect of water activity (yaw). Fourth, cellular death mechanisms for both studied bacteria, during the drying or during the heat treatment, were considered. It was clear that drying involved mainly membrane damages whereas heat treatment involved mainly enzymatic damages. Finally, in a fifth part, it was shown that virulence properties of both studied bacteria were affected by drying, increasing invasion capacity, but not by heat treatment in dried state. To finish, the knowledges brought by this study are useful for industrial point of view, in the case of drying and heat process optimization and also by proposing biological indicators to valid process efficiency in situ.

Le mécanisme élémentaire de l'électrodépôt de films de MnO2 fût étudié sur des électrodes de Pt massif dans des électrolytes aqueux. Il se révèle être une réaction multi-étapes sensible au pH et à la force ionique. La chronoampérométrie couplée à des électrolytes neutres peu concentrés favorise l'électrodépôt de films stables de MnO2. Le FTO est un meilleur substrat que l'ITO parce qu'il présente une activité électrochimique plus élevée et favorise la stabilité mécanique de films électrodéposés de MnO2. De plus, le potentiel d'électrodépôt influence à la fois la structure et la morphologie des films de MnO2. Les films amorphes de MnO2 obtenus à potentiel élevé possèdent une activité électrocatalytique et une stabilité plus élevées que la birnessite. Un traitement thermique peut améliorer amplement leur activité électrocatalytique et leur stabilité mécanique. Une transition de phase des films de MnO2 apparaît à 500 °C. Leur morphologie change de façon dramatique après chauffage au-delà de cette température. Les échantillons chauffés à 500 °C ont la meilleure activité électrocatalytique pour l'OER. Les cations Na+, K+, Ca2+ and Mg2+ sont insérés en petites quantités dans la structure des films de MnO2 au cours de la démarche d'électrodépôt, mais ils influencent néanmoins la structure et la morphologie des films. Finalement, les films de birnessite ou amorphes apparaissent comme des candidats prometteurs en tant que catalyseurs pour la dissociation photoélectrochimique de la dissociation de l'eau, puisqu'ils génèrent des photocourants considérables sous lumière solaire. Pour cela, des films de MnO2 épais, amorphes et recuits à 500 °C produisent les meilleures performances. / The basic electrodeposition mechanism of MnO2 films was studied first on bulk Pt electrodes in various aqueous electrolytes. It was revealed that MnO2 electrodeposition is a multi-step reaction that is sensitive to pH and ionic strength. Chronoamperometry coupled to low concentration neutral aqueous solutions favors the electrodeposition of stable MnO2 films. FTO was found to be a better substrate than ITO, because it has a higher electrochemical activity and could enhance the mechanical stability of electrodeposited MnO2 films. Moreover, the potential used for electrodeposition has great influence on both the structure and the morphology of MnO2 films. Amorphous MnO2 films obtained at high potential possess higher electrocatalytic activity and stability than the birnessite-type MnO2 variety. The heat treatment can greatly enhance the electrocatalytic activity and mechanical stability. A phase transition of MnO2 films appears at 500 °C. The morphology changes dramatically after heating above this temperature. Samples heated at 500 °C are found to have the best electrocatalytic activity towards OER. Na+, K+, Ca2+ and Mg2+ cations were found to be inserted in small amounts into the structure of MnO2 films during the electrodeposition procedure but they influence the structure and morphology of the films. Finally, birnessite type and amorphous MnO2 films appear to be promising candidates as catalysts for photoelectrochemical water splitting, as they are able to generate considerable photocurrents under solar light illumination. In this purpose, thick and amorphous films with 500 °C heat treatment are supposed to produce the best performances.

Ce travail s'inscrit dans une stratégie de développement de matériaux abondants, non toxiques, pour le photovoltaïque. Le Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) est un matériau qui répond à tous ces critères et est de ce fait, un candidat très prometteur. Parmi les techniques utilisées pour synthétiser le CZTSSe, le procédé en deux étapes (dépôt du précurseur + recuit) semble être le plus adapté pour l'obtention de meilleurs rendements. L'objectif de cette thèse est de développer et d'optimiser un procédé de fabrication pour la synthèse d'absorbeurs CZTSSe intégrés à des dispositifs photovoltaïques. Pour atteindre ce but, différentes études ont été réalisées. Premièrement, le mécanisme de formation du matériau a été étudié en fonction des conditions de synthèse ; plus précisément l'intérêt était porté sur les réactions ayant lieu pendant la montée en température. Cela a permis de comprendre que la vitesse de chauffe était un paramètre déterminant lors du recuit, car elle affectait la cinétique de formation des composés binaires, ternaires et quaternaires. Plus intéressant encore, cette étude a mis en lumière une forte affinité chimique entre les vapeurs de sélénium et l'étain qui domine sur l'affinité entre le cuivre et le sélénium gazeux. Ensuite, différents absorbeurs ont été fabriquées en modifiant des paramètres telles que l'épaisseur du précurseur, l'atmosphère de recuit, les traitements chimiques pour optimiser les paramètres électriques. Des rendements de 8% ont été obtenus pour des cellules à base de CZTSe et 7,1% sur celles à base de CZTSSe, avec de très bonnes homogénéités. Un rendement de 2,3% a été obtenu sur une architecture nouvelle intégrant les TCO comme contact arrière. / This work is part of a strategy to develop abundant, non-toxic, for photovoltaics. The Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) is a material that meets all these criteria and is therefore a very promising candidate. Among the techniques used to synthesize the CZTSSe, the two-step process (deposition of precursor + annealing) seems to be the most suitable for obtaining higher efficiencies. The objective of this thesis is to develop and optimize a method for the synthesis of CZTSSe absorbers integrated into photovoltaic devices. To achieve this purpose, various studies have been carried out. First, the formation mechanism of CZTSSe has been studied as a function of the synthesis conditions; more precisely the interest was focused on reactions taking place during the rise in temperature. This helped to understand that the heating rate was a critical parameter during annealing because it affected the formation kinetics of binary, ternary and quaternary compounds. More interestingly, this study has highlighted a strong chemical affinity between selenium vapors and tin which dominates the affinity between copper and selenium gaseous species. Then, different absorbers were synthesized by changing parameters such as the thickness of the precursor, the annealing atmosphere and chemical treatments to optimize the electrical parameters. 8% efficiency was obtained for CZTSe-based solar cells and 7.1% of those based on CZTSSe, with very good homogeneity. A 2.3% efficiency was obtained on a new architecture integrating TCO thin films as back contact.

Les manilles utilisées pour l'assemblage et l'amarrage des plates-formes pétrolières nécessitent des propriétés mécaniques de plus en plus élevées. Mais les défauts de fabrication de ces manilles, responsables de leur rupture prématurée, engendrent des coûts d'intervention très élevés. Afin de comprendre et d'anticiper ces défauts de fabrication, trois outils numériques ont été développés permettant de simuler (i) le procédé de fabrication, (ii) le traitement thermique et (iii) le chargement mécanique de la manille. Le procédé de fabrication des manilles est constitué d'une succession de différentes étapes de forgeage à chaud et a été caractérisé avec des mesures de température, géométrie et efforts durant toutes les étapes. Un modèle numérique thermo- mécanique du procédé de fabrication a été développé en 3D et permet de prédire tous les paramètres de forge. Une étude numérique d'influence de certains paramètres du procédé a permis de comprendre les différentes causes de mise au rebut. Des mesures de température, des observations métallographiques au microscope et au MEB ainsi que des essais mécaniques ont été effectués sur des lopins après différents cycles de traitement thermique. Un modèle numérique de traitement thermique a été développé en 1D et permet de simuler les changements de phases pendant la normalisation et la trempe, et ainsi d'obtenir la dureté résultante en tout point du lopin. Finalement, une cartographie des propriétés mécaniques d'une manille a été obtenue et les modes de déformation de la manille en condition de chargement ont été évalués par le biais d'un essai de tension sur banc. Le modèle numérique de la manille sous tension a été développé en 3D et permet d'évaluer la charge maximale en service, la charge à rupture ainsi que la zone critique de la manille étudiée / Shackles used for the assembly or the mooring of petroleum platforms require constantly higher mechanical properties. But the manufacturing defects often lead to premature failure which can cost 1M€/day. Thus, in order to understand and anticipate those manufacturing defects, three numerical tools have been developed to simulate (i) the manufacturing process, (ii) the heat treatment and (iii) the mechanical behavior of the shackle. A shackle is manufactured via a sequence of hot forming stages and the manufacturing process has been characterized during all the stages, with measures of temperature, geometry and loads. The numerical thermo-mechanical model has been developed in 3D and gives a very good prediction of each forging parameters. A numerical study of influence of some process parameters has led to a better understanding of scrapping. Temperature measurements, metallographic observations as well as mechanical testing have been carried out on cylindrical rods after various heat treatment cycles. The numerical heat treatment model has been developed in 1D and predicts phase transformations during normalizing and quenching, as well as the hardness at each point of the rod. Finally, the distribution of the mechanical properties over a shackle has been characterized and the deformation modes of the shackle were evaluated via a load test on a dedicated bench. The numerical model of the shackle under tension has been developed in 3D and allows to evaluate the working load limit, the break load as well as the critical zone of the shackle.

De nos jours, la préservation de l’environnement est un enjeu majeur. Avant cette prise de conscience, de nombreux polluants ont été rejetés dans la nature. Parmi eux, les hydrocarbures sont très souvent rencontrés. Or, ils sont reconnus pour leur toxicité et leur persistance accrue. La mise en place de méthodes efficaces de dépollution est donc primordiale. Les méthodes classiques nécessitent l’excavation ou le pompage des zones contaminées, imposant un coût de dépollution élevé. C’est pourquoi des techniques de dépollution in-situ ont été développées afin de réduire ces coûts, tout en garantissant des rendements de dépollution efficaces. Les travaux menés durant cette Thèse ont permis de déterminer, pour plusieurs techniques de traitement, les facteurs limitants inhérents à la technique, mais aussi de quantifier le rôle du contact entre agents de traitement et zone polluée ou des effets densitaires. Les techniques in-situ utilisées sont : l’oxydation chimique in situ, le lavage par tensio-actifs, l’injection d’air (sparging) et le traitement thermique. Trois niveaux d’expérience ont été étudiés : le batch, la colonne et le pilote 3D. Les réacteurs fermés, ont permis la comparaison des oxydants en statiques face à une matrice plus ou moins riche en matières organiques. Les colonnes ont mis en avant l’influence du mode d'injection appliqué vis-à-vis des propriétés physico-chimiques des polluants (cinétique réactionnelle, pression de vapeur, température d’ébullition, etc.). Les pilotes 3D, d’un volume d’un 1 m3, ont permis de comparer les différentes techniques sur un milieu hétérogène présentant des zones peu perméables, difficiles à traiter. A partir des résultats acquis et de modélisation numérique des expériences, il est dorénavant possible de mieux ajuster la méthode de traitement et surtout de comparer différentes méthodes pour un contexte hydrogéologique donné. / Pollution of soils and aquifers by Diesel fuel compounds is a widespread remediation issue. Problems due to soil remediation are more and more difficult to treat. Hydrocarbons are often encountered. But they are known for their toxicity and increased persistence. The establishment of effective remediation methods is paramount. Conventional methods require excavation or pumping contaminated areas requiring a high abatement costs. That is why, in-situ remediation techniques have been developed to reduce these costs while ensuring efficient pollution control returns. The work done during this thesis has determined for several treatments, the limiting factors inherent the treatment, but also quantifies the role of contact between agents and pollutants or density effects. In-situ treatments are: in situ chemical oxidation, surfactants flushing, air sparging and thermic treatment. Three levels of experience were investigated: batch, column and 3D Pilot. Batchs, enabled the comparison of oxidants in sand and natural soil. The columns have highlighted the influence of the injection method applied occurs toward the physical and chemical properties of contaminants (reaction kinetics, vapor pressure, boiling temperature, etc.). 3D Pilot, have a volume of 1m3. They were used to compare the different treatments on a heterogeneous medium having low permeability zones, difficult to treat. From the results of numerical modeling and experiences, it is possible to adjust the treatment method and especially to compare different methods for a given hydrogeological context.

Les matériaux diélectriques utilisés au sein des applications internes aux satellites sont soumis à des contraintes radiatives et thermiques extrêmes qui peuvent conduire à des perturbations sur l'instrumentation embarquée. Le rendement des applications électroniques diminue ainsi en raison des effets de charge et de dégradation des céramiques utilisées. Dans le but de comprendre et de prédire ces phénomènes, l'étude des mécanismes de transport de charges et de vieillissement électrique sur ces matériaux est primordiale. La démarche de cette étude a alors consisté à définir un protocole et une méthode expérimentale qui permettent d'étudier hors application, les comportements électriques et physico-chimiques sous irradiation électronique, du nitrure de bore brut et revêtu d'une couche mince d'alumine. Pour cela, une étude paramétrique a été réalisée dans l'enceinte d'irradiation CEDRE (ONERA Toulouse), afin d'évaluer l'influence de l'énergie incidente, du flux d'électrons primaires, de la température et de la dose, sur les cinétiques de charge, de relaxation et de vieillissement électrique des céramiques industrielles. Il a été démontré qu'il était possible de limiter fortement la charge de ces céramiques par l'application d'un dépôt d'alumine et par un traitement thermique adéquat. En effet, le rendement d'émission secondaire élevé de l'alumine et l'augmentation de la conductivité de surface, engendrée par le recuit, contribuent à la limitation du potentiel de surface du matériau. Des dépôts d'alumine ont ensuite été élaborés par PVD-RF puis caractérisés en chambre d'irradiation afin de cibler les paramètres d'élaboration qui permettent d'optimiser les propriétés électriques du système. Il a été montré que l'optimisation de la rugosité et de l'épaisseur des dépôts limite le potentiel de surface des matériaux. Une étude amont a été menée dans le cadre d'une collaboration internationale avec le Groupe de Physique des Matériaux de l'Université d'Etat de l'Utah (Logan, USA), afin d'étudier l'influence de la nature et de la population des pièges électroniques sur les propriétés électriques des différentes céramiques. La technique de cathodoluminescence a été utilisée et a ainsi permis d'expliquer la différence de conductivité apparente entre les matériaux bruts, revêtus et recuits. Une nouvelle méthode de mesure de potentiel de charge sous irradiation continue (méthode REPA) a été mise au point puis validée. Des mécanismes de décharge partielle ont été identifiés en surface des échantillons recuits grâce au dispositif optimisé qui a été développé. Une étude de dégradation accélérée des matériaux a ensuite été réalisée en laboratoire dans le but de reproduire la détérioration observée en orbite sur le long terme. Il a été déterminé que la charge des matériaux revêtus et recuits s'amorce après avoir reçu une dose ionisante critique. Des caractérisations physico-chimiques ont donc été effectuées au CIRIMAT afin d'étudier l'évolution des propriétés structurales et chimiques des céramiques. Cette évolution a été corrélée à celle des propriétés électriques après détérioration sous irradiation électronique critique. Les mécanismes de contamination et de détérioration des dépôts de céramiques, responsables de leur vieillissement électrique, ont été mis en évidence. Enfin, ces caractérisations expérimentales approfondies ont servi de base au développement d'un modèle physique qui rend compte des différents mécanismes mis en jeu sur les céramiques et dépôts irradiés. / Dielectric materials used on satellites are subject to radiative and thermal extreme stresses which may lead to disturbances on board instrumentation. The application efficiency can then decrease significantly due to charging and aging effects of used ceramics. With the aim to understand and predict these phenomena, the mechanisms investigation of charges transport and electrical aging on these ceramics is of high importance. The scientific approach of this study was to define a protocol and an experimental method which allows characterising the electrical and physico-chemical behaviours of raw boron nitride and coated with a thin coating of alumina. For this purpose, a parametric study was performed in the irradiation chamber, named CEDRE (at ONERA Toulouse) in order to assess the influence of some parameters such as, incident energy, primary electron flux, temperature, ionising dose, on charging, relaxation and electrical aging kinetics of these industrial ceramics. This study demonstrated that it is possible to greatly limit the dielectrics charging thanks to the use of a ceramic coating and suitable annealing thermal treatment. Indeed, the high secondary electron emission of alumina and the increase of surface conductivity generated by the annealing thermal treatment partly govern the low surface potential of coated boron nitride. Some alumina coating were subsequently elaborated through PVD-RF and then characterised in the irradiation chamber in order to identify the preparation parameters which allow optimising the electrical properties of system. It was shown that the optimisation of the roughness and the coating thickness limits the surface potential of ceramics. An experimental study was conducted in the frame of an international collaboration with the Materials Physics Group of the Utah State University (Logan, USA), in order to investigate the influence of nature and densities of electron defects on the electrical properties of different ceramics. The cathodoluminescence method was used and brought to light the origin of total conductivity difference between materials, raw, coated and annealed. A new method to measure the surface potential under continuous electron irradiation was developed and then validated. A partial discharges mechanism was identified on surface of annealed samples with this optimised device. Ageing processes of the irradiated materials was also studied in the irradiation chamber to reproduce the observed degradation in orbit over the long time. It was demonstrated that the charging of annealed coated materials is noticeable when the sample receive a critical ionising dose. Several physico-chemical characterisations were thus performed at CIRIMAT in order to study the evolution of structural and chemical properties of ceramics. This evolution was correlated with that of electrical properties after deterioration under critical electron irradiation. The contamination and deterioration mechanisms of coated ceramics are responsible of the electrical aging observed experimentally. Finally, these thorough experimental characterisations allowed the development of physical model for the description of the different mechanisms involved on irradiated ceramics and coating.

L’influence de traitements thermiques de revenu sur la corrosion localisée ainsi que sur la résistance mécanique en traction de l’alliage d’aluminium 2024 a été étudiée. Cet alliage est utilisé en construction aéronautique, à l’état T351 (mise en solution, trempe, écrouissage et maturation) grâce aux ses propriétés mécaniques élevées ; à l’état T6 (mise en solution, trempe, revenu au pic de dureté) il présente un bon compromis résistance/ductilité. Par contre, la présence d’hétérogénéités microstructurales le rend sensible à la corrosion localisée. Le traitement T7 (mise en solution, trempe, revenu après pic de dureté) peut améliorer la tenue à la corrosion au détriment des propriétés mécaniques. Dans un premier temps, il s’est agit de déterminer les conditions d’obtention des états métallurgiques T6 et T7 à étudier, à partir des courbes de dureté Vickers en fonction du temps de traitement. Les états métallurgiques obtenus, la microstructure et les propriétés mécaniques à l’échelle macroscopique et locale, ont été analysés. Un point important de cette étude a consisté en la recherche d’une méthode optimale pour la détermination de la distribution des particules intermétalliques grossières, paramètre de premier ordre pour les couplages galvaniques mis en jeu lors de la dissolution des particules. Dans un second temps, le comportement en corrosion, à différentes échelles a été suivi. Des techniques électrochimiques tel que le tracé de courbes de polarisation potentiocinétique et le suivi de potentiel libre, ont permis d’évaluer l’influence du traitement de revenu sur comportement globale en corrosion. A l’échelle locale, la dissolution des particules intermétalliques grossières a été suivie par l’évolution du potentiel de surface en fonction des différents traitements thermiques. Cela a pu être déterminé par microscopie à force atomique, couplée à l’analyse chimique des phases obtenue par spectroscopie à sélection d’énergie. Le taux de corrosion ainsi que l’abattement des propriétés mécaniques à différentes échelles, ont clairement montré l’importance du traitement T7 par rapport au traitement T6. L’ensemble des résultats présente un intérêt industriel dans la mesure où la résistance à la corrosion associée aux propriétés mécaniques peuvent indiquer la probabilité de l’endommagement du matériau. / Nr

Le traitement thermique est basé sur la modification chimique des biopolymères par thermodégradation, en évitant l'ajout de produits chimiques. Ce traitement améliore la stabilité dimensionnelle et la durabilité fongique du bois. Ces améliorations se font au détriment des propriétés mécaniques qui ont tendance à s'affaiblir. Aujourd'hui, plusieurs types de procédés sont utilisés. Ils se distinguent entre autre par la nature du milieu dans lequelle se déroule le traitement. La durabilité de ce nouveau matériau bois est liée au degré de thermodégradation, dépendant des conditions et de l'intensité du traitement. Un pilote de traitement par conduction, travaillant sous vide ou sous azote, mesurant la masse en dynamique est utilisé afin de mieux comprendre l'influence de l'atmosphère. Les résultats obtenus montrent que l'utilisation du vide permet d'éliminer, de l'enceinte de traitement, les produits volatils formées au cours du traitement conduisant à des taux de lignine de Klason plus faibles du fait de la non recondensation des produits de dégradation. Cette limitation de recondensation des produits volatiles engendre des pertes de masse, pour une même intensité de traitement plus faibles, confirmés par des taux de polysaccharides plus élevés pour un traitement sous vide. Des études de cinétiques des réactions de thermodégradation ont confirmé la plus grande sensibilité des feuillus vis-à-vis de la thermodégradation (comparé aux résineux). De plus, ces analyses ont permis d'identifier les principaux produits de thermodégradation du bois qui varient en fonction de l'intensité du traitement et a permis de montrer une thermosensibilité plus importante de la lignine que de l'holocelluloses pour la gamme de températures utilisée. Le fruit de ces travaux est donc une progression significative des connaissances de bases sur les mécanismes de thermodégradation et leurs relations avec les paramètres de traitement / Thermal treatment is based on biopolymer chemical degradation by heat transfer, without additional chemical products impregnation. This process improves the dimensional stability and the decay resistance of wood. These improvements come at the expense of wood mechanical properties of wood which weak. Several types of heating processes exist currently differing mainly by the nature of the inert atmosphere used during treatment. The durability of this new wood material is correlated to the degree of polymers thermal degradation depending on the conditions and the treatment intensity. A conducting heat treatment pilot using nitrogen or vacuum and allowing dynamic record of mass loss is used to understand better the atmosphere influence. The results show that utilization of vacuum permit the elimination of volatile products formed during heat treatment and accumulated in oven, leading to lower extractives and Klason lignin contents due to the non recondensation of thermal degradation products. Limitation of the formation of recondensation products generates a lower mass loss for same treatment intensity and explains the lower polysaccharides degradation during a vacuum process. Fine chemical analyses and the study about thermal degradation reaction kinetics have allowed confirming the higher sensibility of hardwood than softwood to thermal degradation. In addition, these analyses have permitted the volatile thermal degradation products identification related to the treatment intensity. Subsequently, results have shown a higher thermal sensibility of lignin than holocelluloses for temperatures below 230°C. This work is a significant increase in basic knowledge about the mechanisms of wood thermal degradation and their relations with the processing parameters

Les travaux présentés sont une contribution à l’état des connaissances sur les déformations différées des Bétons Fibrés à Ultra hautes Performances (BFUP) subissant un traitement thermique réalisé à température modérée. Ce type de traitement thermique est appliqué dans des conditions de fabrication usine, juste après la mise en œuvre du béton dans son moule, en vue d’accélérer pendant quelques heures le durcissement d’un produit destiné à se voir appliquer une précontrainte au jeune âge. L’analyse bibliographique souligne l’importance de considérer le type de traitement thermique utilisé comme un des paramètres prépondérants associés à la structuration des hydrates à court, moyen et long terme et à la teneur en eau résiduelle libre des bétons. Les résultats expérimentaux ont permis d’une part de quantifier les déformations différées de BFUP subissant un traitement thermique à température modérée et d’autre part de mettre en corrélation ces déformations avec l’évolution de paramètres matériaux mesurés tels que l’humidité relative interne et le degré d’hydratation. Des modèles analytiques adaptés, s’inspirant de ceux présentés dans l’Eurocode 2, sont proposés pour prévoir les déformations différées des BFUP. En outre, la modélisation et les simulations numériques révèlent qu’il est possible de prédire correctement le comportement de ces BFUP tant sur l’évolution des températures internes que sur l’évolution des déformations différées. La prédiction de l’évolution des propriétés des produits en BFUP en fonction de la nature de l’échauffement appliqué devrait permettre en outre l’optimisation des cadences de production et de l’énergie utilisée pour les traitements thermiques. / The work presented is a contribution for the state of knowledge on the time-dependent strains of Ultra-High Performance Fiber-Reinforced Concrete (UHPFRC) subjected to a heat treatment at a moderate temperature. This type of heat treatment is applied under factory’s conditions, just after the placement of the concrete in its mould, in order to accelerate during a few hours the hardening of an intended product to be seen applying a prestressing to the early age. The bibliographical analysis gives the importance to consider the type of heat treatment used as a significant parameter associated to the hydrates’ structure with short, medium and long term and to the free residual water content of the concretes. The experimental results made it possible on the one hand to quantify the time-dependent strains of UHPFRC subjected to a heat treatment at a moderate temperature and on the other hand to correlate these strains with the evolution of material parameters measured such as the internal relative humidity and the degree of hydration. Adapted analytical models, taking as a starting point those presented in Eurocode 2, are proposed to consider the time-dependent strains of UHPFRC. Moreover, modeling and simulations reveal that it is possible to predict correctly the behavior of these UHPFRC as well on the change of internal temperatures as on the change of the time-dependent strains. The prediction of the evolution of the properties of the UHPFRC products according to the nature of the heating applied should allow moreover the optimization of the production cadences and the energy used for the heat treatments.

Le traitement thermique est une méthode appropriée pour la valorisation d'essences européennes peu durables. Les modifications chimiques en résultant confèrent au bois une meilleure stabilité dimensionnelle et durabilité aux attaques fongiques, alors que les propriétés mécaniques diminuent plus ou moins. Le verrou actuel de ce procédé reste la grande difficulté à produire à l'échelle industrielle un produit de qualité constante (durabilité, stabilité dimensionnelle, couleur). Ces difficultés sont dues à l'hétérogénéité du matériau et des conditions de traitement réalisé généralement par convexion. La mise au point d'un pilote de traitement thermique par conduction permettant une mesure en dynamique de la perte de masse a été réalisée pour optimiser la conduite du traitement, mieux comprendre les réactions de thermodégradation et développer un outil de contrôle de la qualité du bois traité. Les résultats obtenus, réalisés dans des conditions de traitement proches des conditions industrielles, indiquent un effet important de l'essence de bois traitée sur les cinétiques de perte de masse observées, les feuillus étant généralement plus sensibles à la thermodégradation que les résineux. Il a ensuite été établi une forte corrélation entre le niveau de thermodégradation du bois estimé à partir de sa perte de masse et l'augmentation de sa durabilité aux champignons basidiomycètes. L'analyse fine et la compréhension des mécanismes réactionnels intervenant durant le traitement ont permis de mettre en évidence un lien direct entre la composition élémentaire du bois et la perte de masse due aux réactions de thermodégradation, permettant également de prédire la durabilité aux attaques fongiques. Le taux de carbone, d'oxygène ou encore le rapport O/C peuvent de ce fait être considérés comme des marqueurs pertinents permettant de contrôler la qualité du bois traité thermiquement. / Thermal treatment has been used to improve properties of non durable European species. Chemical modification of some of the wood components provides improved dimensional stability and biological performance against decay fungi while mechanical properties such as modulus of rupture are reduced. Quality control of commercially made thermally treated wood is one of the major road blocks of its industrial development. The variability inherent within a wood species and between wood species, density and chemical compositions variation combined with the heat treatment parameters such as temperature duration and levels contribute to the production of heterogeneous heat treated wood. The development of a heat treatment process by conduction which monitors the weight changes during the process will facilitate and help in controlling, in understanding and predicting the properties of heat treated wood. Data collected from a pilot study of heat treated wood using conditions similar to commercial process show that hardwood species were more susceptible to thermal degradation as compared to softwood. It was also established that wood chemical composition is directly connected to the percent of weight loss due to thermodegradation, allowing the use of chemical composition to predict fungi durability. Carbon and oxygen contents and/or oxygen to carbon ratio of heat treated wood can be therefore used as valuable markers to develop quality control assessment of heat treated wood.