Le marché de l'énergie distribuée est actuellement en pleine expansion et favorise l'intégration d'une multitude de sources d'énergie, et les machines à combustion interne ne sont pas exclues. Les moteurs à piston sont actuellement les principaux acteurs du marché, en raison de leur rendement élevé et de leur faible coût en capital. Cependant, la réglementation de plus en plus sévère sur les émissions ainsi que les coûts liés à la maintenance et les temps d'arrêt sont prohibitifs pour ce type de machines, en particulier dans le segment de basse puissance et de production d’énergie et de chaleur combinées (CHP). C'est là que les microturbines opérant sous le cycle récupéré – de petites turbines à gaz qui produisent moins de 1 MW de puissance – ont un avantage concurrentiel, grâce à moins de pièces en mouvement, une combustion plus propre et une température élevée d'échappement. Les petites turbomachines récupérées doivent atteindre des températures d'entrée de turbine (TIT) très élevées, requises pour atteindre 40% de rendement thermique. Les céramiques non refroidies offrent une solution très attrayante, avec plusieurs essais mais des résultats peu concluants dans la littérature. Ce travail présente une nouvelle architecture qui prend en charge des pales en céramique monolithique dans un environnement d’opération à chaud. La turbine renversée en céramique (ICT) est constituée d'un moyeu métallique flexible qui fournit une base souple pour les pales individuelles en céramique qui sont supportées par l'extérieur par un anneau en composite carbone-polymère. Les forces centrifuges chargent les pales en compression au lieu d’en tension, exploitant ainsi la résistance en compression typiquement élevée des céramiques techniques. Le document présente la validation expérimentale entreprise pour vérifier l'intégrité structurelle d’un prototype de configuration ICT à petite échelle, dans des conditions de fonctionnement à froid et à chaud, ainsi que les étapes qui y ont mené. Les résultats expérimentaux montrent que l'ICT supporte des pales en alumine dans les tests à froid et le nitrure de silicium pour des températures d'entrée du rotor jusqu'à 1000 K, avec des vitesses de pointe de pale atteignant 271 m/s. L’incursion d’objet domestique, l'événement le plus désastreux à se produire dans les turbines en céramique dans la littérature, n'a pas causé de dommages aux pales dans cette configuration. Ces résultats indiquent que l'architecture ICT est robuste et viable, et que le développement peut être poursuivi pour augmenter la TIT et la vitesse de pointe de la turbine, afin d’éventuellement parvenir à une microturbine récupérée en céramique de 1600 K de TIT.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette étude propose une synthèse sur les céramiques funéraires de l'époque méroïtique, à travers des recherches réalisées sur du matériel mis au jour dans deux nécropoles de Moyenne Nubie : Saï et Sedeinga. Un catalogue réunissant les typologies de ces deux sites sert de base à l'élaboration d'une typo-chronologie valable pour l'ensemble de la Nubie et, dans une moindre mesure, à l'échelle du royaume méroïtique. La datation de chaque type morphologique permet de fixer des jalons chronologiques sûrs, pour une période où les données font défaut lorsqu'il s'agit d'établir avec précision la succession des événements. Un examen des techniques employées pour le façonnage et la décoration des vaisselles, ainsi qu'une analyse de la diffusion des céramiques à l'intérieur du territoire méroïtique, apportent de nombreux éléments de compréhension au sujet des ateliers, de l'organisation de la production et de la spécialisation des potiers à la période méroïtique. L'évolution des formes et des décors des poteries est aussi regardée dans une perspective historique : les transformations recensées sont le fait de contacts avec l'Égypte hellénistique et romaine, ayant conduit à des échanges de savoir-faire. Aussi, les variations observées témoignent de politiques menées, notamment d'un retour à un archaïsme également perceptible dans l'architecture religieuse, et mettent en lumière les flux économiques animant le royaume méroïtique. Enfin, la céramique, replacée dans un contexte funéraire, contribue à réviser les pratiques et les rites exécutés lors des funérailles. / This study proposes a synthesis on funerary ceramics of the Meroitic period through searches performed on the material unearthed within two necropolis of Middle Nubia: Sai and Sedeinga. A catalog merging the typologies of these two sites serves as a basis for developing a typo-chronology valid for the whole Nubia, and to a lesser extent, for the Meroitic kingdom. The dating of each morphological type allows secure chronological marker in a period for which data are lacking to ascertain the precise sequence of events. A review of techniques used for shaping and decorating ceramics, and the analysis of their distribution within the Meroitic territory, provide many elements of understanding about the workshops, the organization of production and potters' specialization during the Meroitic period. Evolution of potteries' shapes and decoration is also viewed in historical perspective: changes identified are the result of contact with the Hellenistic and Roman Egypt that led to exchanges of know-how. Thus, the observed changes reflect policies, including a return to an archaism also reflected in religious architecture, and economic flows leading the Meroitic kingdom. Finally, the ceramic is placed in a funerary context and helps to review the practices and rituals performed during the funeral.

Le développement d'une méthode efficace de séparation/purification d'hydrogène représente une nécessité primordiale pour améliorer les rendements de production des systèmes énergétiques futurs. En effet, le procédé de reformage classique de production d'hydrogène conduit à un mélange complexe de gaz à haute température (au-delà de 523 K) qui limite l'utilisation de H2 dans diverses applications. La réalisation de membranes hautement sélectives à l'hydrogène apparaît alors comme un point essentiel pour augmenter la production d'hydrogène. Les membranes à base de silice ont largement été étudiées en vue de répondre à cette problématique. Malgré leurs excellentes performances, elles ne pourraient être compétitives à l'échelle industrielle qu'après amélioration de leur résistance à la vapeur d'eau en température (lixiviation). Des travaux antérieurs menés à l'IEM ont montré les performances de membranes « SiCN » en termes de perméance et de permsélectivité. Sur la base de ces résultats, nous avons développé des membranes non-oxydes autour du quaternaire « SiZrCN ». L'incorporation de Zr avait pour objectif d'améliorer la tenue en température des membranes et de fait leur sélectivité. Ce projet de thèse a été divisé en trois tâches principales : la première a consisté en la synthèse d'un précurseur moléculaire contenant les éléments Si, Zr, C, N ; la seconde a porté sur la préparation par PECVD de membranes denses non oxydes et la dernière partie a permis d'évaluer les performances de ces membranes en séparation de gaz. Un précurseur moléculaire « single source » a été synthétisé avec succès autour du quaternaire « SiZrCN », de tension de vapeur adéquate pour un dépôt par PECVD. Des films minces ont ainsi été déposés sur des supports variés afin d'obtenir des membranes sans défauts de surface conduisant à une perméance à He de 1,7.10-7 mol.m-2.s-1.Pa -1 et à une sélectivité idéale He/N2 (estimée) de 1300 à T = 423 K et Delta p = 1,105 Pa. / The development of an efficient hydrogen separation/purification method represents a tremendous requirement to enhance the production yields of future energy systems. Indeed, the reforming process commonly used for hydrogen production leads to a complex gas mixture at high temperature (beyond 523 K) that limits the H2 use in various applications. The elaboration of highly hydrogen selective membranes appears to be a determining step to expand hydrogen production. Silica-based membranes have been largely studied to respond this problematics. In spite of their excellent performances, they could only be competitive from an industrial point of view after improvement of their low resistance to water vapor at high temperature (lixiviation). Previous works completed at IEM have demonstrated the good performances of “SiZrCN” membranes in terms of permeance and permselectivity. Based on these results, we developed new non-oxide membranes in the quaternary system “SiZCN”. The incorporation of Zr aimed to enhance the temperature resistance of the membranes and then their selectivity. This thesis project was divided into three major tasks : the first one has consisted in the synthesis of a molecular precursor containing the Si, Zr, C, N elements ; the second one was focused on the preparation by PECVD of dense non-oxide membranes and the last one was meant to evaluate the performances of these membranes in gas separation. A single source molecular precursor was successfully obtained in the system “SiZrCN” usable for PECVD. Thin films were thus deposited over various supports to obtain defect free membranes presenting a He permeance of 1,7.10-7 mol.m-2.s-1.Pa-1 and a (estimated) He/N2 ideal selectivity of 1300 at T = 423 K and Delta p = 1.105 Pa.

Le présent travail s’articule autour de plusieurs thèmes. Il s’agit de l’étude archéologique de la région du Bas Mertoutek dans la Téfedest. Cette recherche s’intéresse à tous les documents archéologiques présents sur le terrain. L’analyse des sites d’habitat néolithiques et l’étude des vestiges récoltés lors des fouilles, ont permis de les situer parmi les cultures néolithiques de l’Ahaggar et du Sahara central. De même, l’étude des monuments funéraires, l’analyse de leur distribution géographique ainsi que la fouille de certaines formes architecturales, ont conduit à affiner nos connaissances sur ces monuments et à comprendre les différents rites funéraires et les diverses positions d’inhumation. L’étude de l’art rupestre, peint et gravé, se trouvant dans ce contexte funéraire et d’habitat préhistorique, à contribué grandement à la compréhension des modalités de mise en place et d’installation de ces groupes culturels, artisans de ces industries lithiques et céramiques, des monuments funéraires et des fresques rupestres dont regorge cette région. Cette recherche a aussi contribué à mieux connaître le peuplement holocène de ces régions désertiques, ses modes de vie, son évolution et les éventuelles relations entre tous les vestiges qui ont été pris en charge dans ce travail. / The present work focuses on several themes. It is the archaeological study of the Lower Mertoutek in Tefedest. This research deals with all archaeological materials present on the ground. The analysis of Neolithic settlement sites and the study of the remains collected during the excavations allowed to situate them among the Neolithic cultures of the Ahaggar and central Sahara. Similarly, studies of monuments, the analysis of their geographical distribution and the excavation of certain architectural forms, led to refine our knowledge of these monuments and understand the various funeral rites and different burial positions. The study of rock art, painted and engraved, located in the funerary context and prehistoric settlement, has contributed greatly to the understanding of the modalities of the establishment of these cultural groups, producers of these lithic industries and pottery, funerary monuments and cave paintings abounding in the region. This research has also contributed to better understanding of the Holocene settlement of the desert regions, its lifestyle, its evolution and possible relationships between all the remains that have been taken over in this work.

Dans ce travail de thèse, nous menons une étude comparative de la céramique de la fin de l’âge du bronze entre deux zones d’études, situées en bordure nord et ouest du Massif Central, la Basse Auvergne et le Quercy. Les ensembles étudiés, issus d’habitats de hauteur, de fosses de plaine et de grottes sépulcrales concernent la phase moyenne du Bronze final. Dans un premier temps, nous développons une méthode de classement typo-chronologique. Cette analyse, par un traitement quantitatif et statistique des critères morphologiques et décoratifs des céramiques, permet de distinguer deux groupes stylistiques selon les régions. Les calages chronologiques de ceux-ci montrent que certains changements dans les formes et les décors se manifestent avec un léger décalage. Dans un second temps, nous nous interrogeons sur l’utilisation des différents types céramiques. Des propositions de classes fonctionnelles sont réalisées à partir d’observations de stigmates d’utilisation et d’analyses technologiques. Ces classes et les correspondances de certaines avec la vaisselle métallique sont ensuite étudiées selon le contexte des gisements. La prédominance, dans les grottes sépulcrales, d’une vaisselle culinaire et de table dévolue aux liquides et de nombreuses correspondances avec des formes métalliques, marque une distinction avec les habitats et traduit des pratiques liées à des repas cérémoniels. Les corpus céramiques de l’habitat de hauteur se distinguent de ceux de plaine par une vaisselle de table collective plus représentée. Une dernière approche concerne l’étude des chaînes opératoires de fabrication des céramiques. L’analyse des préparations des pâtes, des techniques de façonnage et de finition, et des modes de cuisson, permet d’illustrer des changements globaux au cours du temps, communs aux deux zones d’études. Par contre, certains choix techniques s’avèrent plus régionaux et des particularités très localisées peuvent être mises en évidence. Néanmoins, une vaisselle fine, ayant des équivalents métalliques mobilise des savoir-faire distincts aux méthodes de productions à technicité plus élevée, peut manifester une amorce de spécialisation de la production. Ces approches nous amènent à proposer différents échelons géographiques, interrégional, régional ou local, dans les extensions des traditions potières. Ceux-ci dépendent du degré de précision et des associations de critères typologiques et technologiques retenus. / This doctoral research is a comparative study of the late bronze age ceramics from two areas located in West and North of the Massif Central: the Quercy and the Basse Auvergne. The materials analyzed are all dated of the middle phase of the late bronze age and come from various contexts (high ground settlements, lowland pits, and burial caves). At first, we develop a typo-chronological classification method based on quantitative and statistical processing of morphological and decorative attributes of the ceramics that allows distinguishing two regional stylistic variants. Their chronological boundaries indicate that some shape and decorative changes occurred with a slight time lag. Secondly, we question the utilization of these different types. We identified several classes based on use wear and technological features. These vessel classes all together with their metallic equivalent when available were analyzed in regards to site function. In burial cave contexts, food and liquid consumption vessels prevailed; numerous connections with metallic items indicate a distinction with habitation contexts and attest of ceremonial banquet. Ceramic assemblages from high ground contexts can be distinguished from the lowland ones by a larger proportion of collective table vessel. We finally conduct an analysis of ceramic manufacturing following a "chaîne opératoire" approach. We identified same chronological changes in the two research areas based on paste preparation, shaping and finishing techniques, and heating procedures. On the contrary, several technical choices indicate a regional patterning and the existence of local specificities. Nevertheless, a fine vessel equivalent to the metallic one, involved greater skills and possibly denotes the emergence of craft specialization. Based on these results, we stress the need for a multi-scale approach in the interpretation of the extension and spread of typological and technological traits because their accuracy and integration level can vary.

Le développement des moteurs aéronautiques du futur a permis d’accentuer les recherches concernant les matériaux composites thermostructuraux SiC/SiC. La voie classique d’élaboration de ces matériaux consiste en l’infiltration de la matrice via un procédé par voie gazeuse. Due à leur porosité résiduelle importante, ces matériaux possèdent une faible conductivité thermique. Cette dernière peut générer de forts gradients thermiques pouvant entrainer une rupture prématurée de la pièce. Afin de réduire cette porosité, un procédé alternatif peut être utilisé : l’infiltration par du silicium liquide (procédé MI : Melt Infiltration). L’objectif de ce travail est de comprendre l’ensemble des mécanismes intervenant au cours de l’infiltration du silicium au sein d’une préforme fibreuse composée de fibres SiC Hi-Nicalon S. Ce procédé nécessite une étape en amont de l’imprégnation du silicium consistant en l’introduction de particules de SiC au sein de la préforme.La première partie de ce travail a consisté d’une part, en la définition de l’architecture poreuse des matériaux et, d’autre part, en la réalisation de tests de montée capillaire en utilisant des fluides organiques modèles. A l’aide de l’équation de Washburn, il est ainsi possible d’identifier des tailles de pores caractéristiques au sein de la préforme fibreuse et de la matrice granulaire et de prévoir le courbes d’ascension capillaire du silicium liquide au sein des matériaux. La seconde partie de ce travail décrit la mise en place d’un four permettant de réaliser le suivi in-situ de la prise de masse en silicium au cours du procédé MI. Une comparaison entre les résultats expérimentaux et les courbes prévisionnelles obtenues à l’aide de l’équation de Washburn a ainsi pu être effectuée. La dernière partie de ce travail a consisté en la réalisation d’essai d’imprégnation partielle afin d’identifier les mécanismes de montée capillaire du silicium liquide durant le procédé MI. / The development of aeronautic engines increased the need in high temperature SiC/SiC composite researches. A standard way to proceed is to infiltrate the matrix by chemical vapor infiltration. Due to their high porosity, their thermal conductivity is generally low. This could lead to strong thermal gradients and an early failure in a harsh environment. To reduce porosity, an alternative process can be used: the infiltration of molten silicon (MI: Melt Infiltration). The aim of this work is to understand all mechanisms occurring during the infiltration of silicon in a fibrous preform composed of SiC Hi-Nicalon S fibers. This process needs a first step which consists in the introduction of SiC particles into the preform before the MI process.First, this work focused on the definition of the porous structure of studied materials and capillarity tests using wetting organic solvent. With the use of Washburn’s law, it was possible to identify pore sizes within the fibrous preform and the granular matrix, and so to predict the capillarity ascent graphs of molten silicon into our material. A second part was devoted to the conception of an infiltration furnace which allows in situ following of the samples weight gain. The correlation between graphs obtained with the Washburn model and the experimental process could be established. Finally, the last part of this work presents partial infiltrations of molten silicon into studied materials which permit to identify capillary mechanisms occurring during the MI process.