Résumé: Dans le cadre de sa « Stratégie d'exploration globale » établie en 2009, l'Agence spatiale canadienne désire caractériser la répartition du minéral ilménite, un oxyde de fer et titane (FeTiO3). Ce minéral est considéré comme une ressource clé, puisque l'oxygène qu'il contient peut être extrait et pourrait servir à la fois de carburant et de matière première à l'établissement d'humains sur la Lune. La cartographie de l'ilménite n'a pas été réalisée à ce jour en raison de l'absence de données dans les longueurs d'ondes de l'ultraviolet et/ou de données hyperspectrales. L'objectif du projet est de cartographier l'ilménite lunaire pour les régions de Mare Australe et de la Mare Ingenii là où sont disponibles les récentes données ultraviolets du capteur Wide Angle Camera (WAC) de Lunar Reconnaissance Orbiter. Pour ce faire, les données du capteur WAC sont intégrées aux données des capteurs UVVIS/NIR de Clementine, généralement utilisées. L'abondance en ilménite est modélisée à l'aide de la théorie du transfert radiatif de Hapke et limitée par le contenu maximal en ilménite calculé à partir des cartes de FeO et Ti02, celles-ci étant dérivées des données des capteurs UV VIS/NIR de Clementine. L'abondance en ilménite est modélisée pour les pixels offrant le meilleur rapport signal/bruit, soit 0,47 % de la région de la Mare Australe et 1,62 % la région de la Mare Ingenii, puis interpolée par krigeage. L'abondance en ilménite modélisée est de 0 à 11,01 % pour la région de la Mare Australe et de 0 à 6,01 % pour la région de la Mare Ingenii. La précision (RMSE) est de t- 2,87 % pour les pixels modélisés. La précision (RMSE) est de ± 3,55 et de ± 3,25 % pour les pixels interpolés de la région de la Mare Australe et la région de la Mare Ingenii respectivement. Pour la première fois, les données de l'ultraviolet sont intégrées aux données du visible au proche infrarouge et un contenu maximal en ilménite est utilisé. Cela permet de cartographier l'ilménite avec précision; la corrélation entre l'abondance en ilménite modélisée et l'abondance réelle en ilménite contenue dans les échantillons lunaires utilisés pour valider le modèle est de 0,88.||Abstract: According to its " Global Exploration Strategy " established in 2009, the Canadian Space Agency wants to map the distribution of ilmenite, an iron and titanium oxide mineral (FeTiO[subscript 3]), on the Moon. Ilmenite is considered a key mineral, because the oxygen it contains can be extracted and could be used for life support and as a propellant in the perspective of human exploration of the Moon. No ilmenite map actually exists because ultraviolet (UV) and/or hyperspectral data necessary for its identification were not available. The objective of this study is to map ilmenite distribution on the Moon, over Mare Australe and Mare Ingenii regions, where recent UV data from the Wide Angle Camera (WAC) onboard Lunar Reconnaissance Orbiter has been released. To do so, we integrate WAC UV data to the widely used Clementine UVVIS/NIR cameras (UV, visible and near-infrared) data. We model ilmenite abundance using Hapke radiative transfer theory and the maximum ilmenite abundance we calculate based on available UVVIS/NIR FeO and TiO[subscript 2] maps. We model ilmenite abundance only for pixel having a high signal-to-noise ratio (0.47 % of Mare Australe region and 1.62 % of Mare Ingenii region) and interpolate the results by kriging. We find that the modeled ilmenite abundances range between 0 and 11.01 % for Mare Australe regions, and between 0 and 6.01 % for Mare Ingenii region. The root mean square error (RMSE) is +/- 2.87 % of ilmenite for the modeled pixels. The root mean square error (RMSE) is +/- 3.55 and +/- 3.25 % of ilmenite for the interpolated values in Mare Australe and Mare Ingenii regions respectively. For the first time, UV data have been integrated to visible and near-infrared data, and a maximum ilmenite content has been used as a constraint in the radiative transfer model. This enable's to obtain an enhanced precision of ilmenite abundances; the correlation between modeled and real ilmenite abundances from Apollo samples used to validate the model is 0,88. [Symboles non conformes]

La combustion en boucle chimique (CLC) est l'une des technologies appropriées pour produire l'énergie permettant la capture facile de CO2. Dans ce système, le transporteur d'oxygène réagit avec l'agent combustible dans le réacteur de combustion, puis il se dirige vers le réacteur d'oxydation et réagit avec l'oxygène pour retrouver sa première forme. Après la réaction de réduction, le CO2 peut se stocker facilement, puisqu’il est pur et exempte d’azote. Le transporteur d'oxygène en CLC joue un rôle important. Selon la littérature, l’ilménite est l’un des matériaux pouvant jouer le rôle du transporteur, mais il a montré une faible réactivité pour la combustion du CH4. Dans ce projet, nous avons examiné la possibilité d'augmentation la réactivité de l’ilménite par augmentation de sa surface spécifique et l'ajout de NiO. Au total, quatre échantillons ont été préparés par la méthode de broyage, en utilisant un broyeur à billes à basse et à haute énergie. La réactivité de l'ilménite avec CH4 a été déterminée. Les techniques de BET, l’analyse thermogravimétrique (TGA) et la diffraction des Rayons X (XRD) ont été utilisées pour la caractérisation des échantillons. Les résultats ont montré que la grande surface de l'ilménite avec 8 % de NiO mène à une réactivité et une capacité de transfert d'oxygène élevée lorsque le CH4 est utilisé comme combustible. / Chemical looping combustion (CLC) is one the suitable technologies to produce the energy allowing easy capture of CO2. In this system, an oxygen carrier reacts with a fuel agent in the fuel reactor and then it goes toward the oxidation reactor and reacts with oxygen to return to the initial form. After reduction reaction, CO2 can be stored easily since it is almost pure and free from nitrogen. So, the oxygen carrier in CLC plays an important role. Based on the literature, ilmenite has shown low reactivity when CH4 was used as fuel. In this project, increasing the surface area of ilmenite and addition of NiO were explored aiming at increasing the reactivity of ilmenite with CH4. Samples were prepared by mechanical milling , using low and high energy ball milling steps. Different techniques such as BET, thermo gravimetric analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD) were used to characterize the oxygen carrier and its reactivity with CH4. The results showed that the high surface area of ilmenite containing 8 % NiO exhibited high reactivity and high oxygen transfer capacity when CH4 was used as fuel.

Ce projet vise à développer les outils et les relations pour modéliser le procédé d'enrichissement du minerai du Havre-Saint-Pierre par Rio Tinto, Fer et Titane. Ce procédé magnétise le minéral d'hémo-ilménite en le grillant dans des fours rotatifs et en l'enrichissement par des séparateurs à tambours rotatifs magnétiques. Une série de lots expérimentaux à des niveaux de magnétisation différents a été produite. Un classificateur de particules en fonction de leur susceptibilité magnétique spécifique effective a été conçu et fabriqué. Chacun des lots expérimentaux a été caractérisé par ce nouvel appareil et analysé pour la chimie pour développer le modèle mathématique de magnétisation du minerai par le grillage. Des essais ont été effectués sur un tambour magnétique rotatif pilote pour modéliser le procédé de séparation. Les équations des deux modèles ont été implantées à un simulateur d'usine présentant un bon potentiel comme outil d'optimisation et de développement de nouvelles configurations du procédé.