Le travail de cette thése a montré d'une part le rôle significatif du mécanisme de \underline{Fusion-Fission Asymétrique} dans les collisions entre ions lourds légers (A$_{\rm NC} \le$60) et, d'autre part, le \underline{Désalignement des Spins} dans un systéme {\it oblate-oblate} mettant en évidence pour \underline{la premiére fois le {\it mode papillon} lors de la réaction dans les résonances quasi-moléculaires}. Ces deux aspects, l'un macroscopique l'autre beaucoup plus lié á des effets microscopiques, sont certes différents d'un point de vue conceptuel, mais tout á fait complémentaires pour une compréhension globale des systémes di-nucléaires. \par \hspace*{0.5cm}Dans la premiére partie, les réactions $^{35}$Cl $+$ $^{12}$C et $^{35}$Cl $+$ $^{24}$Mg á 8 MeV/nucléon (expérience effectuée á Saclay) ont fait l'objet de mesures inclusives et de mesures exclusives. La nature des produits donnant naissance au mécanisme de fusion-fission asymétrique a été vérifiée. Il a été également démontré que dans ce domaine en énergie le processus \underline{ternaire} est trés faible. La deuxiéme partie est consacrée á l'étude de la réaction $^{28}$Si $+$ $^{28}$Si réalisée sur une énergie de résonance E$_{\rm lab.}$~=~111.6 MeV auprés de l'accélérateur VIVITRON de Strasbourg avec le multidétecteur EUROGAM Phase II. Le moment angulaire J$^{\pi}$ = 38$^{+}$ a été mesuré pour les voies inélastique et mutuelles de la voie de sortie $^{28}$Si $+$ $^{28}$Si. La mise en évidence du \underline{désalignement} \underline{des spins} a été interprété á l'aide du modéle moléculaire par le \underline{mouvement papillon}''mouvement Butterfly''. La spectroscopie $\gamma$ semble indiquer une nouvelle transition $\gamma$ dans la désexcitation du $^{32}$S qui est $0^{+} (8507.8\ keV) \to 2^{+}_{1} (2230.2\ keV) $.

In mammalian cells, homeostasis and fate during development relies on the proper transport of membrane-bound cargoes to their designated cellular locations. The hetero-tetrameric adaptor protein complexes (APs) are required for sorting and concentration of cargo at donor membranes, a crucial step during targeted transport. AP2, which functions at the plasma membrane during clathrin-mediated endocytosis, is well characterized. In contrast, AP1 a clathrin adaptor mediating the delivery of lysosomal hydrolases via mannose 6-phosphate receptors (MPRs) and AP3 an adaptor ensuring the proper targeting of lysosomal membrane protein are difficult to study by classic cell biology tools. To gain new insights on these APs, our lab has previously designed an in vitro system. Reconstituted liposomes were modified with small peptides mimicking the cytosolic domains of bona fide cargoes for AP1 and AP3 respectively and thereby enabling the selective recruitment of these APs and the identification of the interacting protein network. In the study at hand we utilize above-described liposomes to generate supported lipid bilayers and Giant Unilamellar Vesicles (GUVs), large-scale membrane systems suited for analysis by fluorescence microscopy. By using cytosol containing fluorescently-tagged subunits, we visualized clathrin coats on artificial membranes under near physiological conditions for the first time. Moreover, we demonstrated clathrin-independent recruitment of AP3 coats on respective GUVs. Presence of active ARF1 was sufficient for the selective assembly of AP1-dependent clathrin coats and AP3 coats on GUVs. By using dye-conjugated ARF1, we show that ARF1 colocalized with AP3 coats on GUVs and that increased association of ARF1 with GUVs coincided with AP1-dependent clathrin coats. Our previous study identified members of the septin family together with AP3 coats on liposomes. Here we show on GUVs, that active ARF1 stimulated the assembly of septin7 filaments, which may constrain the size and mobility of AP3 coats on the surface. Subsequent cell biology studies in HeLa cells linked septins to actin fibers on which they may control mobility of AP3-coated endosomes and thus their maturation. An actin nucleation complex, based on CYFIP1 was identified together with AP1 on liposomes before. Here we show on GUVs, that CYFIP1 is recruited on the surface surrounding clathrin coats. Upon supply of ATP, sustained actin polymerization generated a thick shell of actin on the GUV surface. The force generated by actin assembly lead to formation of long tubular protrusions, which projected from the GUV surface and were decorated with clathrin coats. Thereby the GUV model illustrated a possible mechanism for tubular carriers formation. The importance of CYFIP1-reliant actin polymerization for the generation of MPR-positive tubules at the trans-Golgi network (TGN) of HeLa cells was subsequently demonstrated in our lab. The notion that tubulation of artificial membranes could be triggered by actin polymerization allowed us to perform a comparative mass spectrometry screen. By comparing the abundance of proteins on liposomes under conditions promoting or inhibiting actin polymerization, candidates possibly involved in stabilization, elongation or fission of membrane tubules could be identified. Among the proteins enriched under conditions promoting tubulation, we identified type I phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinases. Their presence suggested an involvement of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P2) in tubule formation. By cell biology studies in HeLa we show, that down regulation of these enzymes altered the dynamics of fluorescently-tagged MPRs, illustrating the importance of locally confined PI(4,5)P2 synthesis during formation of coated carriers at the TGN. Bin–Amphiphysin–Rvs (BAR) domains are known to sense membrane curvature and induce membrane tubulation. Among various BAR domain proteins, Arfaptin2 was enriched under conditions allowing tubulation of liposomes. By microscopy studies on HeLa cells we show, that Arfaptin2 as well as its close paralog Arfaptin1 were present on AP1-coated MPR tubules emerging from the TGN. We further show, that tubule fission occurred at regions were Arfaptin1 is concentrated and that simultaneous down regulation of both Arfaptins lead to increased number and length of MPR tubules. Since fission of coated transport intermediates at the TGN is poorly understood, our findings contribute a valuable component towards a model describing the entire biogenesis of coated post-Golgi carriers. In conclusion, combining artificial membrane systems and cell biology studies allowed us to propose new models for formation as wall as for fission of AP1-coated transport intermediates at the TGN. Further we gained new insights on AP3 coats and the possible involvement of septin filaments in AP3-dependent endosomal maturation.

Grâce aux progrès de la production de faisceaux radioactifs au cours de deux dernières décennies, nous sommes à présent capables d'étudier les systèmes nucléaires très loin de la vallée de stabilité. La région de 78Ni reste encore inexplorée. Cette région, avec de très riches en neutrons 78Ni, noyau encore inconnu supposé doublement magique, est très intéressante en termes de structure nucléaire. En effet, les informations expérimentales obtenues sur l'espace de valence ouvert au dessus de 78Ni, nous permettront de construire des interactions effectives pour cette région. Nous avons étudié la désintégration de l'isotope 84Ga riche neutrons auprès de l'installation ALTO à l'IPN d'Orsay. Les fragments de fission ont été produites par photo-fission induite par l'interaction d'un faisceau d'électron de 50 MeV avec une cible épaisse de carbure d'uranium. Pour la première fois, ALTO a été utilisé dans ses conditions optimales, tant du point de vue de l'intensité du faisceau primaire (10 µA d'électrons à 50 MeV) que de la méthode d'ionisation. En effet, les atomes de gallium ont été sélectivement ionisés à l'aide d'une source d'ions laser. Grâce à cette nouvelle source l'ionisation du gallium était plus de dix fois supérieure à celui de la source à ionisation de surface utilisée précédemment par notre groupe. Les ions séparés par le séparateur de masse PARRNe ont été implantés sur une bande de mylar mobile, entourée de deux détecteurs germanium placés en géométrie rapprochés d' un détecteur plastique pour le marquage des désintégrations bêta. Je présenterai les résultats de notre expérience obtenus pour les noyaux riches en neutrons 83,84Ge et 84As. Nous discuterons de leur structure et les comparerons aux résultats obtenus avec des calculs " modèle en couches " effectués avec la nouvelle interaction ni78 - jj4b construite dans le cadre de cette thèse.

The date for the formation of the Benton Uplift, Ouachita orogeny, is bracketed by Carboniferous synorogenic sediments deposited to the north and Late Pennsylvanian to Early Permian isotopic dates from the weakly metamorphosed rocks within the uplift. We address the largely unknown structural history between these two constraints by presenting an improved 3-dimensional kinematic model using better constrained retrodeformable sections. These new sections are based on all surface and subsurface data, new zircon fission track dates and thermal maturation data including new ‘crystallinity’ data to constrain the maximum burial depth. Concordant zircon fission track ages range from 307 ± 18.8 Ma to 333.4 ± 38.9 Ma or from the Late Devonian to Early Permian. Maximum ‘crystallinity’ of both illite and chlorite indicate these exposed rocks experienced a temperature of ~300°C across the eastern Benton Uplift. This temperature is consistent with reconstructed burial depths using cumulative stratigraphic thickness without having to call on structural thickening. Comparing coarse and fine clay fractions, computed temperature for the fine clay fraction is less by ~100°C than that of the coarse clay fraction. This difference is the same for all formations studied. This uniform difference in temperature may indicate cooling of the orogen as it deformed or more than one thermal event.

L'objectif de cette thèse est l'étude des mouvements verticaux et la caractérisation des processus à l'origine de ces mouvements au sein d'une chaîne de montagnes intracontinentale. Les mécanismes contrôlant l'évolution de la topographie sont nombreux et encore mal connus. La chaîne du Haut Atlas marocain est située à plus de 600 km de la limite de plaque Afrique-Europe et supporte pourtant le deuxième sommet d'Afrique (Jbel Toubkal, 4165 m). L'absence de racine crustale développée sous la chaîne, conséquence d'un taux de raccourcissement assez faible (~20 km), implique donc l'existence d'un autre processus permettant de maintenir une telle topographie. La réalisation de profils géophysiques nous permet de montrer qu'un amincissement lithosphérique provoque un soulèvement d'environ 1000 m dans l'Anti-Atlas, le Haut Atlas Central, et le Moyen Atlas. Certains bassins d'avant-pays sont aussi affectés, comme les bassins du Souss, de Ouarzazate ou de Missour. La zone amincie est une bande d'orientation Nord-Est / Sud-Ouest recoupant les principaux domaines structuraux marocains et probablement la<br />limite de plaque Afrique-Europe.<br />Le raccourcissement crustal est le deuxième mécanisme à l'origine du relief de cette chaîne. Une analyse structurale sur la base des données de terrain dans le Haut Atlas de Marrakech nous a permis de montrer l'existence d'une stratigraphie mécanique contrastée. Plusieurs niveaux de décollements potentiels y sont identifiés en particulier dans le Viséen, le Cambrien, le Trias et le Sénonien. L'héritage complexe de cette région, située à la limite entre les rifts Triasico-Liasiques Atlantique et Téthysien, contrôle leur activation sur les bordures de la chaîne. Celle-ci entraîne la formation de structures variées : zones triangulaires, plis secondaires (« rabbit ears »), imbrications. Un groupe basal rigide est distingué. Il inclut le Précambrien, et localement le Paléozoique et le Trias. Une coupe complète de la<br />chaîne est présentée. <br />La chronologie de la déformation et l'âge de l'amincissement de la lithosphère sous la chaîne sont finalement discutés. Une analyse détaillée de la géologie de l'avant-pays sud du Haut Atlas de Marrakech est combinée aux résultats obtenus par comptage de traces de fissions pour proposer un scénario d'évolution. Une première phase de raccourcissement est identifiée à l'Eocène Supérieur – Oligocène. Au Miocène Inférieur – Moyen, la lithosphère est amincie et une phase de dénudation affecte l'ensemble de la chaîne et son avant-pays. Enfin, une dernière phase de raccourcissement a lieu au Plio-Quaternaire.

Die hier präsentierte Studie umfasst detaillierte Untersuchungen zur thermochronologischen, strukturellen sowie morphologischen Entwicklung der Östlichen und Westlichen Sierras Pampeanas in Argentinien, zwischen 26°S to 34°S südlicher Breite. Kapitel 3 diskutiert thermochronologische Daten (Apatit Spaltspuren, Zirkon und Apatit (U-Th)/He) sowie K-Ar Illit-Datierung an Störungsletten aus der Sierra de Comechingones sowie Ar-Ar Alter an Vulkaniten des vulkanischen Gürtels von San Luis (Östliche Sierras Pampeanas). K-Ar Illitalter belegen den Beginn spröder Deformation vor etwa 340 Ma. Thermochronologische Daten dokumentieren geringe Exhumationsraten seit dem späten Paläozoikum sowie eine maximale Exhumierung von etwa 2,3 km seit der späten Kreidezeit. Ar-Ar Datierungen an vulkanischen Gesteinen des San Luis Vulkanischen Gürtels ergeben Alter zwischen 7,54 Ma und 1,91 Ma. Dies belegt ein ostwärts gerichtetes Fortschreiten der magmatischen Front, welches mit einer Verflachung des Subduktionswinkels der Nazca Platte unter die Südamerikanische Platte vor etwa 11.2 Ma assoziiert wird. Darüber hinaus deuten die hier präsentierten thermochronologischen Daten an, dass der Anteil Andiner Exhumation und Hebung an der Gesamthebung und Exhumation der Sierras Pampeanas von geringer ist als gemeinhin angenommen. Kapitel 4 präsentiert Ergebnisse von Niedrig-Temperatur thermochronologischen Untersuchungen sowie K-Ar Alter retrograd gewachsener Illite aus spröden Störungszonen der Sierra de San Luis (Östliche Sierras Pampeanas). K-Ar Illitalter belegen eine lang andauernde Aktivität spröder Deformation welche unmittelbar nach dem Ende der Chanic Phase der Famatinischen Orogenese vor etwa 320 Ma einsetzte und zeitlich mit dem Übergang von duktilen zu spröden Deformationsmechanismen übereinstimmt. Jüngste Illitlater liegen zwischen 222-172 Ma. Diese können als Abkühlalter des Grundgebirges unter die zur Illitbildung benötigten Temperaturen interpretiert werden, jedoch nicht als Ende der spröden Deformation. Diese Interpretation wird von den Ergebnissen thermochronologischer Untersuchungen bestätigt. (U-Th)/He Datierungen an Apatiten und Zirkonen, sowie Apatit Spaltspuranalysen dokumentieren die Exhumation seit dem Perm, welche möglicherweise in Verbindung zur San Rafael Orogenese steht. Die ermittelten Abkühlalter belegen geringe Exhumationsraten sowie die damit einhergehende lange Verweildauer der Proben in den Temperaturbereichen der partial annealing bzw. parial retention zone von Apatit und Zirkon (PRZA, PRZZ und PAZA). Die finale Abkühlung auf Oberflächentemperaturen fand im Verlauf des Jura und der späten Kreide statt. Die Abkühlgeschichten der Sierra de San Luis und Sierra de Comechingones werden in einem Entwicklungsmodel zusammengefasst, welches signifikante Unterschiede in der thermischen Entwicklung beider Gebirgszüge offenbart. Kapitel 5 diskutiert die thermochronologische Entwicklung der Sierra de Pie de Palo, einem ausgeprägten Höhenzug in den Westlichen Sierras Pampeanas. Thermochronologische Untersuchungen zeigen das die strukturelle Entwicklung der Sierra Pie de Palo bereits im späten Paläozoikum einsetzte und von jeher durch tektonisch kontrollierte Erosion geprägt wurde, welche sich im Verlauf des Mesozoikums aufgrund extensionaler Tektonik zwar verlangsamte, jedoch andauerte. Die heutige Topographie des Gebirgszuges bildete sich im Zuge Andiner Kompression im Verlauf des Späten Mesozoikums und Paläogens durch die Hebung und damit einhergehender Denudation einzelner Grundgebirgsblöcke. Die mit der Hebung assoziierte Deformation schritt dabei von Ost nach West voran. Der Gesamtbetrag vertikaler Hebung seit dem frühen Paläozoikum kann auf ca. 3,7-4,3 km eingegrenzt werden, wobei die Gesamtexhumation etwa 1,7-2,2 km bei einer Exhumationsrate von 0,03-0,04 mm/a beträgt. Kapitel 6 stellt eine Methode zur Interpretation von K-Ar Illit Feinfraktionsaltern aus Störungsletten aus nichtsedimentären Gesteinen vor. Gemäß der vorgestellten Methode werden die ermittelten K Ar Illitalter in Kombination mit den Untersuchungsergebnissen unabhängiger Parameter, z.B. Illitkristallinität, Illit-Polytypie und Polytyp-Quantifizierung, Korngröße, Tonmineralogie, K-Ar Abkühlaltern des Nebengesteins sowie mit Ergebnissen thermochronologischer Untersuchungen (AHe, ZHe, AFT) evaluiert. Dieser Interpretationsansatz wird im Rahmen einer regionalen Studie innerhalb der Östlichen Sierras Pampeanas exemplarisch angewandt. Im Zuge dessen wurde eine große Zahl von Störungsletten systematisch beprobt und analysiert. Ermittelte K-Ar Illitalter decken die Zeitspanne vom Devon bis in die Kreidezeit und dokumentieren eine lang anhaltende Phase bruchhafter Deformation in der Region. Alter >320 Ma sind synchron mit einer Periode kompressiver intra-Platten Tektonik, während Permische und Triassische Alter mit einer Periode flacher Subduktion der Farallon Platte unter die Südamerikansche Platte assoziiert werden können. Darüber hinaus belegen die K-Ar Illitalter ein von Nord nach Süd Fortschreiten der spröden Deformation in den Sierras de San Luis und Comechingones. Die Integrität und Konsistenz der analysierten Daten belegt die Leistungsfähigkeit und tektonische Signifikanz der hier vorgestellten Methode, welche somit einen bedeutenden Beitrag zur Entschlüsselung komplexer Abkühlungs- und Deformationsereignisse bieten kann. Jedoch kann gezeigt werden, dass die Aussagekraft der hier vorgestellten Methode stark von der Abkühlgeschichte des Untersuchungsgebietes abhängt. Kapitel 7 präsentiert thermochronologische Daten aus den gesamten Sierras Pampeanas. Darüber hinaus werden alle verfügbaren thermochronologischen und geochronologischen Daten zur Abkühlgeschichte der Sierras Pampeanas diskutiert und in ein Abkühlmodell zusammengefasst. Die Daten belegen eine Abkühlung unter 200°C im Verlauf des Karbons. Im Verlauf des Perms und der Trias schritt die Abkühlung von West nach Ost fort, räumlich und zeitlich einhergehend mit dem fortschreiten eines flachen Subduktionsereignisses der Farallon-Platte unter die heutige Südamerikanische Platte. Mesozoische Riftereignisse und damit einhergehende Sedimentation und Versenkung zeigen nur lokal Einfluss auf die ermittelten Abkühlalter. Dies deutet darauf hin, dass die zum Verlust der Altersinformation der thermochronologischen Systeme notwenige Versenkungstiefen nur entlang der schmalen, räumlich eingeschränkten Kretazischen Riftbecken erreicht werden. Die finale Abkühlung auf Oberflächentemperaturen verlief diachron in den nördlichen und südlichen Sierras Pampeanas. So können im Norden Neogene Alter beobachtet werden, während die südlichen und westlichen Sierras Pampeanas spätestens seit der Kreide bzw. frühen Paleogens auf Oberflächentemperaturen abgekühlt waren. Letzteres deutet auf die Existenz einer positiven Topographie in den südlichen Sierras Pampeanas, bereits vor dem Einsetzen Cenozoischen Andinen Kompression und der im Neogenen einsetzenden flachen Subduktion der Nazca-Platte hin. Dies wiederum wiederspricht der allgemein akzeptierten Hypothese, dass die Exhumation und Hebung der Sierras Pampeanas allein mit der Neogenen flachen Subduktion der Nazca-Platte in Verbindung stehen. Im Gegensatz dazu wird vorgeschlagen, dass diese Neogenen Prozesse lediglich zu einer Überprägung und Akzentuierung des bereits existierenden Reliefs führten. Diese Vermutung kann durch die Berechnung auffallend niedriger Denudationsraten in den Östlichen und Westlichen Sierras Pampeanas von 0,010 0,024 km/a gestützt werden, welche auf stabile Bedingungen, zumindest seit der späten Kreidezeit, hindeuten.

L'isthme de Panama se situe en bordure sud-ouest de la plaque Caraïbe, à la jonction de trois plaques lithosphériques: les plaques Amérique du Sud, Nazca et Cocos. Cet isthme est essentiellement constitué d'un arc volcanique formant l'Amérique Centrale. Deux arcs se distinguent: un premier d'âge Campanien supérieur-Eocène moyen, et un second actif depuis l'Oligocène. Leurs présences reflètent une histoire de convergence, en subduction, de la plaque Farallon, aujourd'hui disparue, puis plus récemment de la plaque Cocos. L'événement majeur de cette région est sans nul doute la collision de l'Amérique Centrale avec l'Amérique du Sud. L'âge de cette accrétion varie entre 12 et 25 Ma. La surrection, à partir de 15 Ma, est une des conséquences de cette collision arc-continent. Ces terres émergées facilitent le passage d'espèces animales entre les deux Amériques, mais bloquent également la circulation océanique entre l'océan Atlantique et l'océan Pacifique, impactant de manière globale le Climat. L'objectif de ma thèse est de documenter finement les déformations avant, pendant et après le processus d'accrétion continentale. Mon but est de mieux comprendre comment un arc volcanique s'accrète sur une marge continentale pour reconstruire l'histoire géodynamique de cette région du Crétacé supérieur (~ 70 Ma) jusqu'à nos jours. Je me suis focalisée sur la région est du Panama, au plus proche de la zone de collision, région encore peu étudiée. Pour mener à bien cet objectif, ma thèse combine: (1) une étude sédimentologique apportant de nouvelles datations paléontologiques, (2) une étude structurale avec de nouvelles coupes géologiques et une carte structurale à partir de données spatiales, géophysiques, et de terrain, (3) une étude thermochronologique basse température pour contraindre les mouvements verticaux, et (4) une étude interprétative de sismique réflexion pour contraindre l'influence de la tectonique dans la migration des masses sédimentaires. Mes résultats sont présentés sous la forme d'une reconstitution géodynamique de la région. L'accrétion d'un arc volcanique sur une marge continentale dépend des contraintes aux frontières de plaques et de la morphologie de la zone. Chaque cas est unique. Cependant, mes résultats montrent qu'une accrétion oblique implique un réajustement des contraintes aux frontières, un arrêt du volcanisme, des fractures profondes de la croûte océanique de l'arc, des rotations de blocs en régime transtensif. Ces événements géologiques et tectoniques expliquent une accrétion progressive en fermeture éclair. Je propose ainsi une accrétion progressive de l'Amérique Centrale sur l'Amérique du Sud, s'initiant au sud dans la région d'Istmina à l'Eocène moyen-supérieur (40 et 37 Ma). Jusqu'au Miocène moyen, la plaque Caraïbe, piégée entre l'arc volcanique et la marge continentale sud Américaine, disparaît sous l'Amérique du Sud. Au Miocène moyen (~ 15 Ma), l'accrétion de l'arc dans la partie colombienne se termine. Dans l'isthme de Panama, la convergence vers le continent se poursuit, mais le système s'inverse. Une nouvelle subduction s'initie où la plaque Caraïbe subducte sous l'isthme. Je montre également que les déformations compressives engendrées par l'accrétion contrôlent la migration des masses sédimentaires et permettent la surrection progressive de l'isthme créant le pont inter-Amériques.

Uranium-zirconium (U-Zr) alloys comprise a class of metallic nuclear fuel that is regularly considered for application in fast nuclear energy systems. The U-10wt%Zr alloy has been demonstrated to very high burnup without cladding breach in the Experimental Breeder Reactor-II (EBR-II). This was accomplished by successfully accommodating gaseous fission products with low smear density fuel and an enlarged cladding plenum. Fission gas swelling behavior of the fuel has been experimentally revealed to be significantly affected by the temperature gradient within a fuel pin and the multiple phase morphologies that exist across the fuel pin. However, the phase effects on swelling behavior have not been yet fully accounted for in existing fuel performance models which tend to assume the fuel exists as a homogeneous single phase medium across the entire fuel pin. Phase effects on gas bubble nucleation and growth in the alloy were investigated using transmission electron microscopy (TEM). To achieve this end, a comprehensive examination of the alloy system was carried out. This included the fabrication of uranium alloys containing 0.1, 2, 5, 10, 20, 30, 40, and 50 wt% zirconium by melt-casting. These alloys were characterized using electron probe micro-analysis (EPMA), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA). Once the alloys were satisfactorily characterized, selected U-Zr alloys were irradiated with 140 keV He^(+) ions at fluences ranging from 1 × 10^(14) to 5 × 10^(16) ions/cm^(2). Metallographic and micro-chemical analysis of the alloys indicated that annealing at 600 °C equilibrates the alloys within 168 h to have stable α-U and δ-UZr_(2) phase morphologies. This was in contrast to some reported data that showed kinetically sluggish δ-UZr_(2) phase formation. Phase transformation temperatures and enthalpies were measured using DSC-TGA for each of the alloys. Measured temperatures from different time annealed alloys have shown consistent matches with most of the features in the current U-Zr phase diagram which further augmented the EPMA observed microstructural equilibrium. Nevertheless, quantitative transformation enthalpy analysis also suggests potential errors in the existing U-Zr binary phase diagram. More specifically, the (β-U, γ2) phase region does not appear to be present in Zr-rich (> 15 wt%) U-Zr alloys and so further investigation may be required. To prepare TEM specimens, characterized U-Zr alloys were mechanically thinned to a thickness of ~150 μm, and then electropolished using a 5% perchloric acid/95% methanol electrolyte. Uranium-rich phase was preferentially thinned in two phase alloys, giving saw-tooth shaped perforated boundaries; the alloy images were very clear and alloy characterization was accomplished. During in-situ heating U-10Zr and U-20Zr alloys up to 810 °C, selected area diffraction (SAD) patterns were observed as the structure evolved up to ~690 °C and the expected α-U → β-U phase transformation at 662 °C was never observed. For the temperature range of the (α-U, γ2) phase region, phase transformation driven diffusion was observed as uranium moved into Zr-rich phase matrix in U-20Zr alloy; this was noted as nonuniform bridging of adjacent phase lamellae in the alloy. From the irradiation tests, nano-scale voids were discovered to be evenly distributed over several micrometers in U-40Zr alloys. For the alloys irradiated at the fluences of 1 × 10^(16) and 5 × 10^(16) ions/cm^(2), estimated void densities were proportional to the irradiation doses, (250 ± 40) and (1460 ± 30) /μm^(2), while void sizes were fairly constant, (6.0 ± 1.5) and (5.2 ± 1.2) nm, respectively. Measured data could be foundational inputs to the further development of a semi-empirical metal fuel performance model.

Les phénomènes nucléaires de transition d'un système à un corps à un système à deux corps (fusion, fission et fragmentation) sont étudiés dans le cadre d'un modèle macroscopique prenant en compte, à la fois, les forces Coulombiennes répulsives, les forces de tension superficielle attractives, les forces de proximité nucléaire et les forces de friction. Une séquence de forme à deux paramètres (distance entre les centres de masse et asymétrie) est définie pour étudier le chemin de fusion et le chemin de fission à travers des formes compactes et crevassées. Les barrières de potentiel ont alors un maximum externe correspondant à deux sphères séparées. Pour les systèmes lourds, les barrières ont deux bosses séparées par un profond minimum dû aux forces de proximité. Dans toute la gamme des masses nucléaires, les sections efficaces de fusion sont bien reproduites. Pour les systèmes de masses très élevées, les forces de friction s'opposent fortement à la fusion et une énergie cinétique supplémentaire est nécessaire pour franchir la barrière. Le chemin de fission à travers des formes compactes est compatible avec la plupart des résultats expérimentaux : hauteurs des barrières, fission des actinides, barrière de scission, événements de quasi-fission et de fission froide, moment angulaire critique, énergie cinétique de translation et absence de noyaux superlourds. La fragmentation d'un projectile dans le champ d'une cible donne lieu à l'émission de deux particules dans les collisions périphériques : un quasi-projectile et un fragment très ralenti de vitesse environ 0.6 Vproj. Dans les collisions plus centrales, le fragment ralenti colle à la cible et seul le quasi-projectile peut être détecté.

La réalisation et l'utilisation d'un spectromètre de masse opérant directement dans le faisceau externe d'un accélérateur de protons s'est avéré être un moyen d'étude très fécond de nuclides à vie courte dans les deux domaines abordés : mesure des sections efficaces de production et spectroscopie nucléaire. Les résultats obtenus au cours de ce travail ne constituent qu'une première étape et pourront être développés dans les différentes directions dont l'étude a été abordée et une extension à des éléments autres que les alcalins peut être envisagée.