Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The exchange bias (EB) phenomen occurs due to the coupling between ferromagnetic and antiferromagnetic material and the main characteristics are the rise of unidirectional anisotropy and the rotational hysteresis in torque curves. In this work we have investigated how the unidirectional anisotropy and the rotational hysteresis are influenced by the change of some characteristics in thin films samples. Among these are the stacking of layers, the roughness at the interface between the two materials, the difference in the ferromagnetic layer thickness and the difference between the antiferromagnetic materials. The study was made by using magnetic torque measurements which were interpreted using a granular model for the EB. The parameters obtained from the fitting of the model to the torque curves has also permitted to reproduce data obtained by different magnetic techniques, especially in samples where the unidirectional anisotropy is greater than the uniaxial anisotropy. In NiFe=IrMn samples, the unidirectional anisotropy is favored by stacking layers, by increasing of the interfacial roughness and by the decrease of the ferromagnetic layer thickness, while the rotational hysteresis is substantially increased as the interfacial roughness increases. For the NiFe=FeMn sample the highest values of unidirectional anisotropy and rotational hysteresis were found, as well as a dependence of these parameters with the measuring magnetic field. / O fenômeno de "exchange bias" (EB) ocorre quando um material ferromagnético está acoplado a um material antiferromagnético e apresenta como características principais o surgimento de uma anisotropia unidirecional e a histerese rotacional em curvas de torque. Nesse trabalho foi investigado como a anisotropia unidirecional e a histerese rotacional são influenciadas pela mudança de algumas características em amostras na forma de filme finos. Entre essas características estão o empilhamento de camadas, a rugosidade na interface entre os dois materiais, a diferença na espessura da camada ferromagnética e a diferença entre os materiais antiferromagnéticos. O estudo foi realizado através de medidas de magnetometria de torque nas amostras, as quais foram interpretadas usando um modelo granular para o EB. Os parâmetros resultantes do ajuste do modelo às curvas de torque permitiram também reproduzir dados obtidos por outras técnicas de caracterização magnética, sobretudo em amostras que apresentam a anisotropia unidirecional maior do que a anisotropia uniaxial. Em amostras de NiFe=IrMn, a predominância da anisotropia unidirecional é favorecida pelo empilhamento de camadas, pelo aumento da rugosidade interfacial e pela diminuição da espessura da camada ferromagnética, enquanto a histerese rotacional apresenta aumento significativo somente com o aumento da rugosidade. Em uma amostra de NiFe=FeMn foram encontrados valores maiores tanto para a anisotropia unidirecional quanto para a histerese rotacional, bem como uma dependência desses com o campo de medida.

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Made available in DSpace on 2015-03-03T15:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaGDS_DISSERT1.pdf: 887413 bytes, checksum: 6a4faf603ae54b731858d5bcc34833b8 (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / We report a theoretical investigation of thermal hysteresis in magnetic nanoelements. Thermal hysteresis originates in the existence of meta-stable states in temperature intervals which may be tuned by small values of the external magnetic field, and are controlled by the systems geometric dimensions as well as the composition. Two systems have been investigated. The first system is a trilayer consisting of one antiferromagnetic MnF2 film, exchange coupled with two Fe lms. At low temperatures the ferromagnetic layers are oriented in opposite directions. By heating in the presence of an external magnetic field, the Zeeman energy induces a gradual orientation of the ferromagnets with the external field and the nucleation of spin- op-like states in the antiferromagnetic layer, leading eventually, in temperatures close to the Neel temperature, to full alignment of the ferromagnetic films and the formation of frustrated exchange bonds in the center of the antiferromagnetic layer. By cooling down to low temperatures, the system follows a different sequence of states, due to the anisotropy barriers of both materials. The width of the thermal hysteresis loop depends on the thicknesses of the FM and AFM layers as well as on the strength of the external field. The second system consists in Fe and Permalloy ferromagnetic nanoelements exchange coupled to a NiO uncompensated substrate. In this case the thermal hysteresis originates in the modifications of the intrinsic magnetic / Relatamos um estudo de histerese t?rmica em sistemas magn?ticos nanoestruturados. A histerese t?rmica se origina da exist?ncia de estados meta-est?veis em intervalos de temperatura que s?o control?veis pelas dimens?es f?sicas e composi??o do sistema magn?tico e pelo valor do campo magn?tico externo. Dois sistemas s?o investigados. O primeiro sistema consiste de uma tricamada contendo um filme antiferromagn?tico de MnF2 com intera??o de troca de interface com dois filmes ferromagn?ticos de Fe. Em baixa temperatura os dois filmes ferromagn?ticos t?m magnetiza??o em dire??es opostas. Ao aquecer o sistema em presen?a de campo magn?tico externo a energia Zeeman se sobrep?e a ordem magn?tica do filme de MnF2 induzindo uma orienta??o progressiva dos filmes ferromagn?ticos com o campo externo, e a forma??o de estados com spins fora da dire??o f?cil (spin flop) no material antiferromagn?tico, evoluindo para alinhamento dos filmes ferromagn?ticos em temperaturas ao redor da temperatura de N?el, com a forma??o de liga??es com frustra??o da energia de troca no centro do filme antiferromagn?tico. Ao resfriar o sistema segue uma sequ?ncia diferente de estados devido a barreira de anisotropia dos materiais. A largura da histerese t?rmica depende da espessura dos filmes e da intensidade do campo magn?tico externo. O segundo sistema estudado consiste de nanoelementos de Fe e Permalloy em substratos n?o-compensados de NiO. Nesse caso a histerese t?rmica se origina nas modifica??es, impostas pelo acoplamento de troca na interface, na ordem magn?tica intr?nseca do nanolemento ferromagn?tico. Ao aquecer al?m da temperatura de N?el, o nanoelemento se ajusta gradualmente ao padr?o magn?tico imposto pelo seu pr?prio campo dipolar e, no processo de resfriamento pode seguir uma sequ?ncia diferente de fases magn?ticas devido a barreira imposta por sua alta anisotropia de forma. Mostramos que histerese t?rmica ? mais prov?vel em nanoelementos de Fe, devido ao valor elevado da magnetiza??o de satura??o, e para nanoelementos de base quadrada, com dimens?es laterais ao redor de 100nm, devido a possibilidade de nuclea??o de v?rtices. Comentamos no poss?vel impacto de histerese t?rmica no funcionamento de c?lulas de tunelamento, usadas em mem?rias magn?ticas de acesso aleat?rio

Este trabalho apresenta o projeto de pesquisa desenvolvido para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Elétrica, na área de concentração de engenharia de sistemas, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de acionamento (driver) para os atuadores piezoelétricos do interferômetro de Fabry-Pérot do espectrômetro BTFI (Brazilian Tunable Filter Imager), um instrumento visitante do telescópio SOAR (Southern Astrophysical Research Telescope), no Chile. O Fabry-Pérot é um instrumento óptico composto de duas superfícies paralelas altamente reflexivas (espelhos), cuja distância é controlada por um sistema de nanoposicionamento composto de três atuadores piezoelétricos (piezos) do tipo APA® (Amplified Piezoelectric Actuators) e um sistema de medida capacitivo. O principal requisito técnico de desempenho do sistema de nanoposicionamento do Fabry-Pérot é tal que o ruído de posicionamento dos espelhos deve ser limitado a 3 . No entanto, os fenômenos não lineares de histerese e escorregamento (creep) dos piezos limitam a precisão de posicionamento do sistema de controle, razão pela qual foi desenvolvido um sistema de acionamento por carga e tensão para os piezos, com o intuito de atenuar suas não linearidades e, consequentemente, melhorar o desempenho do sistema de controle em malha fechada, em termos de ruído de posicionamento. A primeira etapa deste trabalho consistiu da caracterização do modelo e da instrumentação do sistema de nanoposicionamento do Fabry-Pérot, composto de sensores capacitivos, conversores de sinal, atuadores piezoelétricos e sistema de aquisição de dados. Após a caracterização dos componentes do sistema, sua especificação técnica de desempenho de 3 foi traduzida em requisitos de engenharia para o projeto do sistema eletrônico de acionamento dos piezos por carga e tensão, notadamente em termos de ruído, tempo de resposta, banda de resposta em frequência, ganho, corrente e tensão elétricas e dissipação de potência. Uma vez concluído o projeto do driver, um protótipo foi implementado e testado com o sistema real, a fim de se verificar experimentalmente a atenuação dos efeitos não lineares. Finalmente, foram realizados alguns experimentos com o driver e o sistema de nanoposicionamento em malha fechada, controlado por um compensador PI, a fim de se verificar a influência da atenuação das não linearidades dos piezos nesta configuração. Após a análise dos resultados experimentais obtidos, verificou-se que o ruído de posicionamento do sistema, em malha fechada, é significativamente menor quando os fenômenos não linearidades dos piezos são atenuados. / This work represents the research project to obtain the degree of Master of Sciences in Electrical Engineering, specializing in Systems Engineering, at the Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, in São Paulo, Brazil. The main objective of this project was to design an electronic power driver for the piezoelectric actuators of the Fabry-Pérot interferometer of the BTFI spectrometer, a visitor instrument of the SOAR telescope, in Chile. Fabry-Pérot is an optical instrument composed by two high reflexive parallel surfaces (mirrors), which distance is controlled by a nanopositioning system composed by three piezoelectric actuators (piezos) of the class APA® (Amplified Piezoelectric Actuators) and a capacitive measurement system. The main performance specification of the Fabry-Pérots nanopositioning system is such that the positioning noise must be limited to 3 . However, the nonlinear behaviors (hysteresis and creep) of the piezos limit the positioning precision of the control system, for which reason a charge and voltage actuation system was developed for the piezos, in order to mitigate its nonlinearities and, consequently, improve the performance of the control system in closed loop, in terms of positioning noise. The first step in this work consisted on the characterization of the Fabry-Pérot nanopositioning systems model and instrumentation, which are composed by capacitive sensors, signal converters, piezoelectric actuators and a data acquisition board. After the characterization of the components of the nanopositioning system, the 3 specification was interpreted to low level engineering requirements for the design of the charge and voltage driver, especially in terms of noise, response time, frequency bandwidth, gain, electrical current, voltage and power dissipation. Once concluded the design of the driver, a prototype was implemented and tested in the real system, in order to verify the attenuation of the nonlinear effects. Finally, some experiments with the driver and the nanopositioning system were performed in closed loop, controlled by a PI compensator, in order to verify the influence of the attenuation of the nonlinearities of the piezos in such configuration. The analysis of the obtained experiment results showed that the nanopositioning systems noise, in closed loop, is significantly reduced when the nonlinear effects of the pizeos are attenuated.

Orientador: Hyun Mo Yang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:10:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Delboni_RobertaRegina_M.pdf: 1935834 bytes, checksum: c76bab850d32e85026fe1a7e37e3e14d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Um grande desafio para a indústria de alimentos é, por um lado, atender a demanda dos consumidores por alimentos minimamente processados, livres de aditivos químicos e submetidos a tramentos térmicos mais brandos, devido ao forte apelo como "alimentos naturais", mas, ao mesmo tempo, garantir a segurança microbiológica destes produtos. Para abordar quantitativamente o controle biológico como técnica de conservação, apresenta-se um modelo matemático da interação entre bactérias lácticas e o patógeno Listeria monocytogenes. A partir deste modelo, estuda-se a possível ação do ácido láctico e da bacteriocina, produzidos pela bactéria láctica, na redução do crescimento da Listeria no alimento. Através do conhecimento bioquímico de regulação da biossíntese de bacteriocina, desenvolve-se outro modelo, com enfoque na bacteriocina nisina. Mostra-se o efeito da nisina na resposta do sistema que regula a expressão de genes necessários para a biossíntese. Expandindo esse modelo, são incluídas equações para descrever também o processo de biossíntese, e avalia-se a resposta do sistema regulatório quando se aumenta a densidade de células da bactéria produtora. Observa-se comportamento típico de histerese. Mostra-se, assim, o funcionamento do mecanismo de "quorum sensing", ou seja, a produção da nisina regulada de maneira dependente da densidade celular, devido a uma transição entre o estado ativado e desativado do sistema regulatório, que correspondem às duas soluções estacionárias assintoticamente estáveis / Abstract: A major challenge for the food industry is the attending of demands of consumers for minimally processed foods, which do not contain chemical preservatives neither were submitted to intensive heat treatments, but at the same time ensuring microbiological safety of these products. To study quantitatively the biological control as a technique of conservation, we developed a mathematical model to describe the interaction between lactic acid bacteria and the pathogen Listeria monocytogenes in the food. The steady states and dynamical trajectories analyses of the model allowed us to study the possible action of the lactic acid and the bacteriocin, produced by lactic acid bacteria, in the reduction of activity of Listeria in the food. Through the knowledge of the bacteriocin biosynthesis biochemical regulation, we developed other model focusing on the production of bacteriocin nisin. We then have shown the effect of nisin on the response of the system which regulates the expression of genes required for biosynthesis. This model was extended to include synthesis of nisin in order to study the dynamic of the regulatory system in a growing bacterial population. Both models demonstrate a typical behavior of hysteresis. Using the last model, we have shown the cell-density-dependent regulation of bacteriocin production, called mechanism of quorum sensing, which is the switch between two stable steady solutions corresponding to non-activated and activated states of the regulatory system / Mestrado / Biomatematica / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atanazio_PauloFilipeBraghetto_M.pdf: 6727187 bytes, checksum: 90bbbbf904ffcce6757eeaeefe4abd96 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O propósito deste trabalho é, a partir dos conceitos de linhas de transmissão, teoria de filtros e o conhecimento pioneiro deste grupo acerca das chaves MEMS de RF, propor duas aplicações reais baseadas nesta estrutura singular: um deslocador de fase e um filtro sintonizável na faixa de 0,1-35GHz e banda Ku (12,4-18GHz) respectivamente. Uma abordagem puramente eletromecânica é realizada na etapa inicial, observando a tensão de ativação da chave para diferentes formas estruturais, desmistificando a histerese mecânica, fenômeno intrínseco a este tipo de dispositivo. Na segunda fase do trabalho é feito um detalhamento do comportamento eletromagnético da chave MEMS, explorando fortemente a extração dos parâmetros elétricos e sua inserção em outros circuitos. Por fim, a implementação do filtro sintonizável e do deslocador de fase realizouse baseada nos conceitos de DMTL - Distributed MEMS Trasmission Lines - onde tanto a seleção da frequência central de passagem do filtro, quanto o comprimento elétrico total do deslocador são controladas pela capacitância variável da chave MEMS, de acordo com uma tensão de controle DC aplicada. / Abstract: The purpose of this work is, based on transmission line concepts, filter theory and the pioneer knowledge of this group about RF MEMS Switches, propose two physical applications employing this singular structure: a phase shifter and a tunable filter at 0.1 - 35GHz range and Ku band respectively. A purely electromechanical approach is done at the initial step, observing the switch pull-in voltages for several structural geometries, demystifying the mechanical hysteresis, intrinsic phenomena of this kind of device. On the second phase of the work, the MEMS switch electromagnetic behavior is detailed, strongly exploring the electrical parameters extraction and its application on other types of circuits. Finally, the tunable filter and phase shifter are implemented through DMTL - Distributed MEMS Transmission Lines - concepts, where frequency selection and the amount of phase shifting are controlled by the variable switch capacitance according to the applied DC control voltage. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Miriam Gonçalves Miguel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T22:58:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonder_BrunnoHenrique_M.pdf: 2047878 bytes, checksum: f980b746a4148ebf1cf393fb9e4a010a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Como ponto de partida, concentra-se esta pesquisa em determinar as relações de teor de umidade (ou grau de saturação) versus o valor da sucção matricial, conhecidas por curvas características de sucção ou curvas de retenção, para o solo da camada superficial do Campo Experimental de Mecânica dos Solos e Fundações da UNICAMP. Esta camada é constituída de uma argila siltoarenosa, porosa, em condição não saturada, laterítica, colapsível e coluvionar de espessura em torno de 6,5m; resultante do alto grau de intemperismo. Na determinação das curvas utilizou-se a técnica do papel filtro, complementando a técnica de translação de eixos, já utilizada para o solo, através do Aparelho de Richards. Os procedimentos foram de secagem e de umedecimento das amostras, permitindo o estudo do fenômeno de histerese, à luz da estrutura e da composição químico-mineralógica do solo. Também foi realizado um monitoramento em campo da variação da sucção matricial ao longo de um ano, para confirmar o fenômeno da histerese que ocorre in situo As curvas de retenção de água forneceram valores de pressão de entrada de ar que variam de 1 à 5 kPa, dependendo da técnica utilizada, lembrando o comportamento de areias, e mostraram que o fenômeno da histerese ocorre de maneira mais acentuada, em solos com poros maiores. Confrontaram-se os resultados obtidos com as diferentes técnicas de realização dos ensaios e analisaram-se as diferenças entre elas. / Abstract: This research focuses in to determine the relationship of moisture content (or degree of saturation) versus the value of the suction matrix, known as soil water characteristic curve (SWCC), to the soil surface layer of the Field Experimental of Soil Mechanics and Foundation of UNICAMP. This profile consists of colluvial, lateritic, porous, on condition unsaturated and collapsible silty clay, with thickness around 6,5m and present on a clayed silt soil, residual of diabase; resulting from the high degree of weathering. To determine the curves, the techniques of filter paper and axis-translation were used, with a Richards equipment, this already used to the soil. The procedures were wetting and drying of the samples, allowing the study of the phenomenon of hysteresis, in the light of the structure and chemical and mineralogical composition of the soil. It was carried out in the field of "tracking a variation of suction matrix over a year, to confirm the phenomenon of hysteresis that occurs in situo The SWCCs supplied values of enter air ranging from 1 to 5 kPa, depending on the technique used, reminding the behaviour of sand, and showed that the phenomenon of hysteresis occurs in a manner more pronounced in soils with pores greater.' Compared the achievements of ,lhe different techniques for conducting the tests and analyzed the differences between them. / Mestrado / Geotecnia / Mestre em Engenharia Civil

Estudamos propriedades magnéticas de ligas nano cristalinas de Sm-F e-Co. As ligas foram preparadas por mecano-síntese e posterior tratamento térmico. Como resultado, obtivemos ímãs nanocristalinos de Sm18 (Fe,Co)82 , com Sm(Fe,Co)7 como fase principal. As ligas apresentaram excelentes propriedades magnéticas: remanências relativas Mn/ Ms ~ 0.6 e coercividades na faixa 5-20 kOe, dependendo do teor de Fe nos materiais. Interações magnéticas nas ligas foram estudadas com base nos gráficos ele Henkel. Interpretamos, nestes gráficos, de maneira consistente a influência elas interações e dos estados desmagnetizados. / We studied the magnetic properties of nanocrystalline Sm-Fe-Co alloys. These alloys were prepared by mechanical alloying and subsequent annealing. We obtained nanocrystalline rnagnets of composition Sm18 (Fe, Co )82 , for which the main hard magnetic phase is Sm(Fe, Co)82. The alloys showed excellent magnetic properties: relative remanence Mn/ Ms :2; 0.6 and coercive fields ranging from 5 to 20 k0e, depending upon the amount of Fe present. Henkel plots were used in order to study magnetic interactions in these alloys. The influence of the interactions and the demagnetized state on the Henkel plots was also studied.

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-25T03:02:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Laboissiere_Philipe_D.pdf: 6727238 bytes, checksum: ea2c2123c6debfbac0f638ef74e8cea7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: No método de recuperação WAG, a alternância dos fluidos injetados promove alterações de saturações no meio poroso. Associados a estas alterações ocorrem dois fenômenos muito relevantes à movimentação de fluidos na rocha: (1) o trapeamento capilar de CO2 durante o processo de embebição, e (2) a histerese nas curvas de permeabilidade relativa. As informações sobre o aprisionamento de CO2 e os efeitos de histerese cíclica são chaves para a previsão de comportamento dos reservatórios carbonáticos submetidos à injeção alternada de água e dióxido de carbono (CO2-WAG) e estocagem de CO2. Os objetivos deste trabalho são divididos em duas partes. A primeira é investigar, em escala de laboratório, a influência de diferentes condições de pressão e temperatura sobre a máxima saturação de gás trapeada em escoamento bifásico. A segunda é investigar, também em escala de laboratório, os efeitos de histerese cíclica (gás e água) da permeabilidade relativa em escoamento trifásico. Com esta finalidade, foram realizados testes em rochas carbonáticas, consideradas heterogêneas. As coquinas utilizadas são de afloramentos análogos ao do pré-sal, procedentes da Formação Morro do Chaves, da Bacia Sergipe-Alagoas, Brasil. Amostras semelhantes às utilizadas no trabalho tiverem sua composição mineralógica, geometria dos poros e propriedades petrofísicas caracterizadas por lâminas delgadas e por tomografia computadorizada. No trabalho é desenvolvida uma metodologia experimental para caracterização de experimentos em rochas carbonáticas, de forma a permitir adequada investigação do método WAG em escala de laboratório. O monitoramento das distribuições de saturações durante os ensaios de deslocamento foi realizado através de tomografia computadorizada, juntamente com criteriosos procedimentos para obtenção dos balanços de materiais. A metodologia é apresentada em duas etapas que contemplam, em uma primeira instância, a montagem de um aparato (A) para o estudo sobre trapeamento bifásico de N2 ou CO2 em uma amostra (A) longa (76 cm); e, em uma segunda, a montagem de outro aparato (B) para conduzir o teste de histerese trifásica em uma amostra (B) curta (21 cm). As amostras foram preparadas e os testes seguiram com os procedimentos considerados padrões para os estudos propostos. Para a investigação do trapeamento bifásico (água-gás) e da variação dos coeficientes de trapeamento de Land, foram realizados deslocamentos de drenagens e embebições em diferentes condições de pressão (700 a 7000 psi) e temperatura (22°C e 65°C) para avaliar a influência das propriedades rocha-fluido na saturação residual de gás em meio poroso. Para a investigação da histerese cíclica da permeabilidade relativa trifásica e da redução da permeabilidade relativa ao gás e à água, foram realizadas sequências de deslocamentos de drenagem e embebição em meio poroso saturado com óleo e na condição de água irredutível. Os resultados da investigação sobre o trapeamento do gás pela água revelam que os efeitos combinados de aumento de viscosidade e densidade do gás em condições de pressão e temperatura elevadas aumentam a saturação máxima de gás trapeada. Os coeficientes de trapeamento de Land obtidos neste trabalho foram caracterizados através da determinação local das saturações via tomografia computadorizada, apresentando variação local do coeficiente. Eventos de dissolução-precipitação nos testes envolvendo CO2 e salmoura carbonatada alteram a estrutura dos poros e podem modificar a capacidade de trapeamento da amostra, funcionando como um mecanismo auxiliar. O efeito de histerese em processo WAG fica claro na análise dos dados experimentais de permeabilidade relativa à água e ao gás do teste trifásico, destacando-se o comportamento da permeabilidade relativa ao gás. Através da adequada caracterização da histerese em regime permanente foi possível determinar o expoente (?) de redução da permeabilidade relativa ao gás do modelo de Larsen. Conclui-se que os parâmetros de histerese bifásica e trifásica são dependentes do processo de injeção, que é uma característica da injeção WAG. Os parâmetros devem ser medidos na pressão e temperatura de reservatório do campo em estudo, para assim, serem representativos em ajustes de histórico experimental e para uma adequada previsão do comportamento do processo WAG em escala de campo / Abstract: In the WAG recovery method, alternating the injected fluids promotes changes in the saturation of the porous media. Associated with these changes, two phenomena occur, which are very relevant to the movement of fluids in the rock: (1) capillary trapping of CO2 during an imbibition process, and (2) hysteresis in the relative permeability curves. Information regarding CO2 trapping and cyclic hysteresis effects is key for predicting the behavior of the carbonate reservoirs subjected to water alternating gas (CO2-WAG) and CO2 storage processes. The objectives of this study were divided in two parts. First was to investigate, at laboratory scale, the influence of different pressure and temperature conditions on the maximum trapped saturation of gas in two phase flow. The second was to investigate, also at laboratory scale, the effects of cyclic hysteresis (gas and water) of three-phase relative permeability in three phase flow. To this end, tests were conducted on carbonate samples that were considered to be heterogeneous. The samples used were coquinas from outcrops that are analogous to pre-salt samples, coming from the Morro do Chaves formation, in the Sergipe-Alagoas Basin, Brazil. The mineralogical composition, pore geometry and petrophysical properties of samples similar to those used in this study were characterized by thin sections and computed tomography. In this study, an experimental methodology was developed to characterize carbonate rocks in such a way as to allow adequate investigation of the WAG method at laboratory scale. Monitoring of the saturation distributions during the displacement tests was conducted through computed tomography, along with detailed procedures for obtaining material balances. The methodology is presented in two steps that include, first, the assembly of an apparatus (A) for studying two-phase trapping of N2 or CO2 in a long sample (A) (76 cm) and, second, the assembly of another apparatus (B) to conduct the three-phase hysteresis test on a short sample (B) (21 cm). The samples were prepared, and the tests followed the procedures considered to be standard for the proposed studies. To investigate the two-phase trapping (water-gas) and variation in Land trapping coefficients, drainage and imbibition displacements were carried out under different levels of pressure (700 to 7000 psi) and temperature (22°C and 65°C) in order to evaluate the influence of the rock/fluid properties on the residual saturation of the non-wetting phase in the porous media. To investigate the cyclic hysteresis of three-phase relative permeability and reduction in both water and gas permeability, sequences of multiphase drainage and imbibition displacements were carried out in porous media saturated with oil and irreducible water. The results of the investigation of two-phase trapping show that the combined effects of increased viscosity and density of the gas in high pressure and temperature conditions increase the maximum gas trapped saturation. The Land trapping coefficients obtained in this study were characterized by determining local saturations through computed tomography, presenting a local variation of the coefficient. Dissolution-precipitation events involving CO2 and carbonated brine altered the pore structure and can modify the sample¿s trapping capacity, serving as an auxiliary mechanism. The effect of hysteresis on the WAG process becomes clear when analyzing the experimental data from the three-phase test, in particular the behavior of the gas relative permeability. Through proper characterization of hysteresis in steady state, it was possible to determine the reduction exponent (?) of the gas relative permeability using the Larsen and Skauge model. It was concluded that the parameters of two-phase and three-phase hysteresis are process dependent, which is characteristic of WAG injection. The parameters should be measured under the conditions of the reservoir in study in order to be a representative in adjustments of experimental history matching and to properly predict realistic behavior of the WAG process at field scale / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Ce travail de thèse porte sur la problématique industrielle du « grip » des semelles de chaussures de randonnées et de course-à-pied (le « trail »). Nous menons une démarche exploratoire pluridisciplinaire pour prédire a priori la performance d’adhérence des mélanges de caoutchoucs chargés, réticulés pour semelles. Nous envisageons trois méthodologies : tribologique, mécanique et numérique.- En tribologie, nous utilisons l’approche normée des équipements de protections individuels (EPI). Nous discutons les conditions d’essais et les préparations surfaciques pertinentes pour les pratiques de plein air.- En mécanique, nous caractérisons la dissipation d’énergie lors d’une déformation car nous considérons cette hystérèse comme contribution majoritaire du frottement des caoutchoucs sur des surfaces rigides et mouillées. Comme dans l’industrie pneumatique nous recherchons une démarche prédictive basée sur l’analyse mécanique dynamique (DMA) en estimant les pertes par hystérèses en conditions de frottements.- Numériquement, nous utilisons des données mécaniques (hystérèse issue de la charge-décharge en traction grande déformation : viscohyperélasticité) et tribologiques (transition entre le frottement statique et dynamique) pour mettre en place des simulations par éléments finis qui devront aider la conception des futurs crampons.Chaque méthodologie est indépendante même si les mécanismes physiques considérés sont communs à toutes les démarches. Que ce soit de manière tribologique, mécanique, surfacique ou numérique, nous nous intéressons aux relations entre les déformations du caoutchouc et son frottement. / This thesis addresses the grip of hiking and trail-running shoes. We focus on cross-linked, silica-filled, outsoles rubbers. Our aim is to predict grip quality perceived by users. To do so, we explore multidisciplinary techniques. We consider three methodologies: tribological and mechanical characterizations and modelling.- Tribological study is based on footwear standard (personal protective equipment). We discuss an adaptation for outdoor outsoles. We set test conditions and surface preparations required for a pertinent and reproducible characterization.- Mechanical study deals with hysteresis phenomena as a major contributor to rubber friction on wet surfaces. We try to set a predictive characterization based on dynamic mechanical analysis (DMA) by estimation of hysteresis loss in mechanical conditions representative of friction solicitations.- Tribological (static-dynamic transition) and mechanical (hyperelasticity or viscohyperelasticity obtained from tension: large cyclic loading-unloading) phenomena are implemented with finite element modelling. 2D and 3D modelling would support future lugs development.Each methodology is independent considering identical physical mechanisms. Based on mechanics, tribology and surface science or modelling we study the relationship between rubber deformation and friction.