L’épuisement des sources d’énergie fossile et les conséquences nocives des gaz à effet de serre sur l’environnement ont accru la nécessité de l’utilisation des énergies renouvelables. Parmi les différentes sources, la biomasse possède un potentiel considérable. Ce projet de recherche vise à étudier la pyrolyse des anas de lin et du bois de hêtre, des biomasses qui se retrouvent communément dans la région Normandie, afin de produire et d’améliorer une bio-huile capable d’être utilisée comme bio-carburant dans les moteurs à combustion. L’objet de cette thèse est donc de fournir une caractérisation détaillée des produits de la pyrolyse des deux biomasses choisies et de leurs constituants purs (la cellulose, l’hémicellulose et la lignine) dans une installation semi-continue. Un traitement catalytique de désoxygénation est ensuite employé pour améliorer les propriétés des bio-huiles obtenues. Les catalyseurs utilisés sont à base de zéolithes (HZSM-5 et H-Y), des mêmes zéolithes modifiées au fer et de métaux (Pt, CoMo) supportés sur alumine. Nous avons constaté que, dans cette installation, une pyrolyse à 500 °C, sous 500 mL/min d’azote, suivie d’une désoxygénation catalytique en utilisant Fe-HZSM-5 comme catalyseur, donnait les meilleurs résultats en termes de rendement en bio-huiles et de taux de désoxygénation. L’effet d’un changement de technologie de réacteur de pyrolyse en utilisant un réacteur continu à chute sur les produits de la pyrolyse a aussi été examiné. Ce réacteur a également été couplé à une étape de traitement catalytique de désoxygénation dans un réacteur à lit fixe indépendant. Il a été aperçu qu’en dépit d’un changement de technologie de réacteur, les conditions opératoires optimales restent les mêmes avec cependant, une différence non négligeable au niveau du taux de désoxygénation. Cette différence a été attribuée à l’effet du temps de contact. Finalement, l’efficacité du catalyseur utilisé lors de la pyrolyse en continu a été suivie dans le temps. Il a été constaté qu’au cours du temps, le catalyseur démontrait une activité décroissante, indiquant qu’un phénomène de désactivation était présent. / Depleting sources of fossil fuels and harmful consequences of greenhouse gas emissions on the environment have heightened the necessity of renewable energy resources. Among the different existing sources, biomass presents a considerable potential. This research work aimed at investigating the pyrolysis of flax shives and beech wood residues, which are biomass residues commonly found in the Normandy region, so as to produce and upgrade a bio-oil capable of being used as a bio-fuel in combustion engines. The objective of this thesis was thus to provide a detailed characterisation of the products obtained from the pyrolysis of the two chosen biomasses and their pure components (cellulose, hemicellulose and lignin) in a semi-continuous system. A catalytic de-oxygenation treatment was then employed to upgrade the properties of the bio-oils obtained. The catalysts used were zeolite-based (HZSM-5 and H-Y), the latter zeolites modified by iron and metals (Pt and CoMo) supported on alumina. It was observed that, in this setup, pyrolysis at 500 °C under 500 mL/min of nitrogen, followed by a catalytic de-oxygenation using Fe-HZSM-5 as catalyst, gave the best results in terms of bio-oil yield and de-oxygenation degree. The effect, on the pyrolysis products, of changing the pyrolysis reactor technology to a continuous drop-tube reactor was also investigated. This reactor was similarly coupled with a catalytic de-oxygenation treatment step occurring in a separate fixed bed reactor. It was found that despite a change in reactor technology, the optimal operational conditions remain the same, although a non-negligible difference was noticed with respect to the de-oxygenation degree. This difference was attributed to the effect of contact time. Finally, the efficiency of the catalyst used during the continuous pyrolysis was monitored in time. It was seen that over time, the catalyst presented a diminishing activity, indicating the presence of a de-activation phenomenon.

Ce travail porte sur l'étude de la gazéification de biomasse en Réacteur à Flux Entrainé (RFE), dans le contexte du développement de procédés pour la production de biocarburants de deuxième génération. L'objectif de cette thèse est de modéliser les différents phénomènes qui régissent la conversion de la biomasse dans des conditions représentatives d'un RFE. La pyrolyse et la gazéification de particules de hêtre de taille comprise entre 315 et 415 µm ont été étudiées entre 800 et 1400°C en four à chute de laboratoire. L'influence de l'ajout de H2O, de CO2 et de O2 sur les produits de gazéification a été explorée, et les essais ont été simulés à partir d'un modèle 1D. L'ajout de H2O ou de CO2 permet de diminuer les rendements en char de manière significative. En phase gaz, l'influence principale de ces deux espèces est la modification de la composition en espèces majoritaires avec la réaction de gaz à l'eau. L'ajout de O2 a pour effet d'améliorer la conversion du carbone de la biomasse en gaz, et de réduire de manière significative la production de suies et de char. Le modèle, basé sur une chimie détaillée, permet de simuler ces essais de façon très satisfaisante sur toute la gamme de variation des conditions opératoires. La pyrolyse et la gazéification de particules de hêtre tamisées entre 1,12 et 1,25 mm a été étudiée en présence de O2. À 800, 1000 et 1200°C, la conversion de ces « grosses » particules est plus faible que celles des petites particules, mais à 1400°C la taille de particule n'a pas d'influence. Enfin, une étude expérimentale a été menée dans un RFE pilote pour étudier l'influence de la quantité de O2, de la taille de particule et de la pression sur la gazéification de particules de bois. Ces essais ont été simulés de façon satisfaisante en adaptant le modèle 1D. / The present work deals with biomass gasification in Entrained Flow Reactor (EFR) in the context of the development of new Biomass-to-Liquid processes. The objective of this study is to develop a comprehensive model to better understand the phenomena controlling biomass gasification in conditions representative of an EFR. Biomass pyrolysis and gasification of beech particles sieved between 315 and 450 µm have been studied between 800 and 1400°C in a drop tube furnace. The influence of H2O, CO2 and O2 addition on gasification products has been investigated and the tests have been simulated with a 1D model. The addition of H2O or CO2 leads to a significantly lower char yield. The main influence of these two oxidants in gas phase is the modification of major species composition with water gas shift reaction. With the addition of O2, the carbon conversion into gas is improved and the char and soot yields are significantly lower. The simulations are in very good agreement with the experimental results. Biomass pyrolysis and gasification of beech particles sieved between 1.12 and 1.25 mm have been studied in presence of O2. Between 800 and 1200°C the carbon conversion into gas is lower than with the smaller particles but at 1400°C the particle size has no influence. At last, the influence of O2 addition, particle size and pressure on biomass gasification has been studied in a pilot scale EFR. These experimental results have been satisfactorily simulated by adapting the 1D model.

The aim of this paper is to propose a comprehensive revitalization of the side pond in the cadastral area of Skalička. As part of revitalization measures, the removal of mud from the pond, fortification of the banks and other modifications in connection with functional structures are proposed. In order to take water into the pond, a concrete diversion structure in the Hlubocky stream bed is designed, connected with pond via open canal with 2 pools, which will substitute the existing supply pipeline. As part of stabilization of the streambed and to overcome height difference, a boulder chute with stilling basin and related modifications are designed. The introductory part is a summary of knowledge from the issue and it explains important terms, historical context and description of basic principles. The next part describes the current situation and conditions in the surveyed locality. The following is a description of the methods and programs that were used for this work. The design part presents the proposed revitalization measures. An essential part of the work is also the varification of the proposed modification in the streambed, using 3D digital terrain model in Atlas DMT and subsequent 1D flow simulation in HEC-RAS.

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La chute chez les seniors constitue un problème de santé publique. Citée comme la seconde cause de décès accidentel dans le monde, elle concerne un tiers des Français de plus de 65 ans. Les séquelles physiques et fonctionnelles qui en résultent, les conséquences psychosociales nuisibles pour la qualité de la vie, la perte d'autonomie et son coût de prise en charge justifient l'attention qui lui est actuellement portée. Du point de vue du chercheur, les interprétations sous-jacentes à la surexposition des personnes âgées au risque de chute restent controversées, notamment parce que la compréhension de la coordination dynamique corporelle et de l'implication corticale lors du contrôle de l'équilibre est encore limitée. L'étude de la chute et des mécanismes qui y conduisent présente donc un double intérêt, fondamental et sociétal. Une chute survient si deux conditions sont réunies. La première est la perte initiale de l'équilibre, un 'pré-requis' qui peut toucher la population entière dans son quotidien. La seconde est un échec des mécanismes de rééquilibration, c'est à dire de la stratégie de réponse mise en œuvre pour compenser la déstabilisation : comment s'opère la sélection d'une stratégie de rattrapage, à partir de quelle appréciation du contexte et des informations sensorielles disponibles est-elle choisie ? qu'est ce qui assure son opérationnalité et garantit le rattrapage ou signe au contraire son échec ?...Pour répondre à ces questions, nous nous sommes donc intéressés à ce moment critique où il est encore possible de modifier l'issue finale par des ajustements posturaux et des actions motrices rapides et adéquats chez une population de jeunes adultes. La première étude est une analyse globale de la phase précoce d'une chute -abrégée par un harnais- (soit quelques centaines de millisecondes après la perturbation), afin d'évaluer la capacité du sujet à réagir à une perturbation imprévue et de développer des stratégies garantissant une protection efficace. Cette première étape se propose d'identifier les indicateurs discriminants et prédictifs d'une chute et d'un rattrapage au niveau neurophysiologique et biomécanique. Cette étude a également permis de mettre en évidence la présence d'un délai temporel incompressible appelé " phase passive ", source de contraintes spatio-temporelles à l'expression complète d'une réponse posturale adaptée. Dans la seconde étude, de modélisation, nous avons élaboré un modèle mécanique personnalisé, construit à partir de radiographies tridimensionnelles non invasives du corps entier. Cette modélisation nous a permis d'analyser la contribution relative de propriétés biomécaniques passives et des synergies musculaires actives en jeu pendant les perturbations récupérables de l'équilibre ou non en comparant les résultats expérimentaux ('réels') obtenus à l'aide d'un dispositif asservi pour provoquer des chutes de plain-pied et la réponse théorique prédite ('simulée') à l'aide du modèle. Les résultats obtenus permettent de confirmer que le comportement du corps est en phase précoce-dicté par ses propriétés mécaniques, et peut être assimilé à un modèle simplifié. Après avoir mis en évidence l'existence d'une phase inertielle d'une durée équivalente à la moitié du temps disponible avant l'impact, notre questionnement s'est orienté vers le traitement de l'information en-cours lors de cette phase afin d'évaluer la contribution corticale alors que la réponse posturale évolue. La troisième étude consiste principalement à appréhender la charge cognitive impliquée dans le contrôle sensori-moteur, en particulier lors d'une chute, à l'aide du paradigme de double-tâche. En conclusion, à travers une approche pluridisciplinaire, les résultats obtenus dans cette thèse permettent d'émettre des recommandations intéressantes pour une prévention et une rééducation adaptée dans le but de contribuer à l'amélioration de la qualité de vie des personnes âgées.

Introduction : Au sein de la population vieillissante, les chutes à domicile représentent une problématique importante (1 personne âgée/3 chute au moins 1 fois/année). Pour détecter automatiquement les chutes en respectant la vie privée, une technologie novatrice a été développée : la vidéosurveillance intelligente. Objectif : Explorer la perception et la réceptivité des personnes âgées concernant l’introduction de cette nouvelle technologie, à domicile. Méthodologie : Trente personnes âgées ont participé à une entrevue structurée (devis mixte). Une analyse de contenu (données qualitatives) et des analyses descriptives (données quantitatives) ont été effectuées puis combinées. Résultats : 93,4% des participants sont favorables (ou partiellement) à la vidéosurveillance intelligente et 43,3% l’utiliserait pour le sentiment de sécurité et la confidentialité procurés. Conclusion : Le contexte de vie des personnes âgées influence leur perception et réceptivité envers la vidéosurveillance intelligente. Il s’agit maintenant d’évaluer cette technologie dans divers milieux de vie. / Backgroung: Among the elderly, at-home falls are a significant problem (on average, 1 elder/3 falls at least 1/year). In order to automatically detect falls while maintaining privacy, an innovative technology was developed: an intelligent videomonitoring system. Objective: To explore the perception and receptivity of the elderly regarding the introduction of this new technology at home. Methodology: Using a mixed methods design, 30 elderly underwent a structured interview. A content analysis (qualitative data) and descriptive analyses (quantitative data) were executed and then combined. Findings: 93.4% of the participants were favorable (or partially) to the intelligent videomonitoring system and 43.3% would use it for the sense of security and the privacy provided. Conclusion: The living situation of the elderly influences their perception and receptivity regarding an intelligent videomonitoring system. The next step will be to evaluate this new technology in various living environments.

La vidéosurveillance a pour objectif principal de protéger les personnes et les biens en détectant tout comportement anormal. Ceci ne serait possible sans la détection de mouvement dans l’image. Ce processus complexe se base le plus souvent sur une opération de soustraction de l’arrière-plan statique d’une scène sur l’image. Mais il se trouve qu’en vidéosurveillance, des caméras sont souvent en mouvement, engendrant ainsi, un changement significatif de l’arrière-plan; la soustraction de l’arrière-plan devient alors problématique. Nous proposons dans ce travail, une méthode de détection de mouvement et particulièrement de chutes qui s’affranchit de la soustraction de l’arrière-plan et exploite la rotation de la caméra dans la détection du mouvement en utilisant le calcul homographique. Nos résultats sur des données synthétiques et réelles démontrent la faisabilité de cette approche. / The main objective of video surveillance is to protect persons and property by detecting any abnormal behavior. This is not possible without detecting motion in the image. This process is often based on the concept of subtraction of the scene background. However in video tracking, the cameras are themselves often in motion, causing a significant change of the background. So, background subtraction techniques become problematic. We propose in this work a motion detection approach, with the example application of fall detection. This approach is free of background subtraction for a rotating surveillance camera. The method uses the camera rotation to detect motion by using homographic calculation. Our results on synthetic and real video sequences demonstrate the feasibility of this approach.

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La chute est un problème de santé publique qui touche principalement les personnes âgées. Nos travaux portent sur la caractérisation des stratégies biomécaniques et cognitives impliquées dans le maintien et le rattrapage de l'équilibre et qui permettent à une personne âgée d'éviter de chuter. En particulier, nous nous sommes intéressé à une population âgée, encore autonome et en bonne santé, dans le but d'identifier les personnes à risque et de permettre une intervention le plus tôt possible. Nous avons pu mettre en évidence que, dans cette population, les tests cliniques classiques ne permettent pas de bien discriminer les « chuteurs » des « non-chuteurs » et que le problème de la chute ne réside pas que dans une déficience musculaire mais aussi cognitive et/ou sensorielle qui affecte les réponses biomécaniques de rattrapage. Les tests les plus discriminants sont identifiés et un outil d'évaluation du risque de chute, permettant d'identifier rapidement les déficiences, est proposé. Enfin, nous fournissons des informations sur les mécanismes impliqués dans les pas protectifs, une stratégie d'équilibration prévalente mais peu évaluée dans les tests cliniques / Falling is a common and concerning health problem for the elderly population. This research work focuses on the characterization of the biomechanical and cognitive strategies involved in the balance maintain and balance recovery that help elderly to avoid a fall. Particularly, we interested in a community-dwelling elderly population, in order to identify the persons who are at risk of fall and suggest a forward preventive intervention. We show, for this population, that usual clinical tests do not well discriminate between “fallers” and “non-fallers” and that the fall problem is more concerned by cognitive and/or sensorial troubles than by muscular troubles that affect biomechanical responses. The most discriminant tests are identified and a risk of fall assessment tool is suggested to give informations about the deficient mechanisms. Finally, we provide informations about the mechanisms involved in protective steps, a prevalent balance strategy which not used in balance clinical assessments

Il est estimé qu'une fracture se produit toutes les trois secondes autour du monde, accompagné par un risque élevé d'invalidité ou même de mortalité. La connaissance des mécanismes de fractures dans une configuration de chargement représentatif d'une chute semble être d'un intérêt majeur pour le développement de méthodes dédiées à la prédiction du risque de fracture. La ténacité est un paramètre approprié lorsqu'on s'intéresse à ces mécanismes de fracture, elle détermine l'énergie nécessaire pour propager une fissure à travers l'architecture du tissu. L'objectif de cette étude est d'évaluer la ténacité de l'os cortical humain, considérant à la fois des conditions chargement quasi-statique et représentatif d'une chute sur sites anatomiques appariés. L'acquisition d'images en micro-tomographie ainsi qu'une mesure des cross-links ont été réalisées afin d'évaluer leur influence sur les mécanismes fracture du tissu. Les résultats ont montré que dans des conditions quasi-statiques, les différents sites anatomiques présentent des propriétés mécaniques différentes : le radius résiste mieux à une propagation de fissure. Dans des conditions de chute, il n'y a plus de différences entre ces sites, mais la ténacité décroit de façon significative par rapport au chargement standard. L'os cortical résiste mieux à une propagation de fissure dans des conditions quasi-statiques. Les analyses structurales et biochimiques ont montré des différences entre les sites anatomiques qui expliquent les différences mécaniques. Les caractéristiques architecturales du tissu sont déterminantes vis-à-vis des mécanismes de fracture dans des conditions quasi-statiques. Mais leur rôle lors d'une chute est moins évident. Ces résultats impliquent que la microstructure de l'os cortical n'est pas un déterminant majeur vis-à-vis du risque de fracture. De futures études doivent être réalisées afin de déterminer les paramètres décisifs dans des conditions représentatives d'une chute / A fracture is estimated every three seconds in the world, leading to an increased risk of impairment or even mortality. The biomechanical knowledge of bone fracture mechanisms in a fall configuration of loading is of great interests for the development of clinical method for the prediction of the risk of fracture. Toughness seems to be a good candidate to investigate this fracture process as it corresponds to the energy needed to propagate a crack through cortical bone complex microstructure. The aim of this study was thus to evaluate human cortical bone toughness parameter under both quasi-static and fall-like loading conditions paired anatomical locations. Micro-computed tomography images using synchrotron radiation and collagen cross-links maturation measurements were performed to investigate the influence of the tissue architecture on crack propagation. Results found showed that under quasi-static condition, the different anatomical locations present different mechanical behavior. Radius significantly better resist crack propagation than the other studied location. Considering a fall-like loading condition, no more difference is observed between the locations but a significant decreased is measured compare to the first configuration. Human cortical bone has a better capacity to resist crack propagation under a standard quasi-static loading condition. By investigating the tissue morphometric and biochemical parameters, we observed different organization from a location to another that explains the mechanical differences. The architectural features appear to be determinant for crack propagation mechanisms under quasi-static condition, but they play a lesser role under fall-like condition. These results imply that the tissue microstructure is not a determinant when dealing with the prediction of the risk of fracture. Further work has to be done to reach out which parameters are more determinants under a specific fall-like loading condition