Étant donné son origine, le bois reste biodégradable et a besoin d'être protégé contre les agents abiotiques et biotiques afin d'avoir une longue durée de service. Les associations entre les tanins et l'acide borique peuvent être considérés comme un traitement innovant et respectueux de l'environnement. Ces formulations aqueuses de tannins et d'acide borique augmentent la rémanence du bore dans le bois traité. De plus, le bore est partiellement fixé au réseau polymère de tannins autocondensés dans le bois et garde suffisamment de mobilité pour garder son efficacité biologique. Ces associations ont été testées pour une application en extérieur, au-dessus et dans le sol, et pour leurs propriétés ignifugeantes. Une première formulation de tannin-hexamine et acide borique a montré une efficacité certaine face aux dégradations biologiques et au feu. Le comportement au vieillissement naturel et artificiel, au lessivage à l'échelle du laboratoire, ainsi que l'efficacité biologique résultante, de bois traité par ces associations a été étudié. Les résultats montent que ces trois vieillissements mènent à des performances biologiques différentes, toutes liées à la teneur en bore résiduelle. Une formulation tannin-bore dite améliorée, contenant du ɛ-caprolactame pour rendre le réseau polymère plus flexible (et éviter les craquelures comme dans la première formulation) a été étudiée pour les mécanismes chimiques mis en jeu, la résistance biologique au-dessus et dans le sol, et la résistance au feu. Le polymère à base de tannin acquiert une structure plus élastique après incorporation de ɛ-caprolactame, comme démontré par des analyses FT-IR. La résistance biologique du bois traité procure une résistance à long terme en extérieur, même dans le sol. L'effet de protection au feu est moins intéressant que pour la première formulation, mais reste toute de même plus important que pour le témoin. Afin d'améliorer l'efficacité des associations entre bore et tannins, l'élaboration de bois contenant un polymère nano-composite (Wood Tannin NanoComposite, WTNC) utilisant tannins, acide borique et montmorillonite a été étudiée. Des analyses FT-IR et XRD on permit d’identifier des nanoparticules d'argiles dans le WTNC. Par ailleurs, des traces de montmorillonite dans les parois du bois ont été observées en microscopie électronique à balayage. Par comparaison avec des témoins, la résistance à la compression du WTNC est plus importante, l'absorption d'eau et l'aptitude au collage du WTNC dépend de l'essence utilisée (pin sylvestre vs. Hêtre), la stabilité dimensionnelle du WTNC est légèrement abaissée et sa mouillabilité significativement réduite. La résistance à l'attaque de champignons et termites est améliorée dans des proportions variables selon que l'on utilise du pin sylvestre ou du hêtre. Les performances anti-feu des WTNC sont affectées différemment en fonction de l'essence de bois utilisée et des paramètres considérés. Cette étude analyse aussi les impacts environnementaux de la production de produit de préservation tannin-bore (pour la première formulation) et compare aussi les impacts du berceau à la tombe dans le cadre d'une analyse de cycle de vie de bois traité par cette formulation, en comparaison avec 2 formulations industrielles et du béton. Il apparaît que même si ces associations tannin-bore peuvent être encore étudiées plus avant et plus finement du point de vue chimique, pour leurs performances biologiques (vis-à-vis d'insectes coléoptères, essais de champ avec des termites, moisissures…), ainsi que pour leur profil éco-toxicologique, elles ont montré de réelles améliorations du bois dans les domaines de la résistance biologique et de la résistance au feu. / Due to its origins, wood remains biodegradable and needs to be protected against abiotic and biotic agents for a long service life. Tannin-boron associations can be considered as an innovative preservative formulation and environmentally-friendly treatment. These waterborne associations of tannins and boric acid increase the permanence of boron in the wood. Furthermore, boric acid is partly fixed to the network of autocondensed tannin in the wood and keeps sufficient mobility to maintain its biological action. These associations have been investigated for their outdoor applications, both above and in-ground, as well as for their ability for fire protection. An original formulation of tannin-hexamine and boric acid, has shown efficiency against biological attack and fire degradation. The natural and artificial weathering behaviour, and laboratory scale leaching, of such treated wood have been investigated, and followed by biological tests. The results showed that the weatherings led to different performances, always linked with the amount of remaining boron. An advanced tannin-boron formulation including ɛ-caprolactam to make the polymer network more flexible (and avoiding cracks as noticed for the original formulation) was studied for the chemical mechanisms, biological resistance above and in-ground, fire retardancy. The tannin polymer acquires a more elastic structure after adding ɛ-caprolactam, as seen with FT-IR analyses. The biological resistance of the treated wood provided a long lasting protection against degradation in outdoor exposures, and even in ground contact. However, fire retardant effect of this advanced tannin-boron preservative was negatively influenced with comparison to the original tannin-boron formulation, but still better than control. In order to improve the associations between boron and tannin for wood protection, the conception of wood polymer nanocomposite using tannin, boric acid and montmorillonite tentatively carried out. The analyses of FT-IR and XRD have investigated to identify nanoclay in Wood Tannin Nanocomposite (WTNC). Meanwhile, the trace of montmorillonite in wood cell is also captured by SEM. By comparison with control, compression strengths of WTNC samples increase; water absorption and gluing ability of WTNC depend on the wood species used (Scot Pine vs. Beech); dimensional stability of WTNC is slightly decreased, and wettability was significantly decreased. Fungal and termite resistance of WTNC are improved to different extends if Scots pine or beech samples are used. Fire performances of WTNC is affected differently depending on the wood species used and the parameters considered. This study also analyses the environmental impacts of producing tannin-boron (TB) preservative (the original formulation) and comparatively introduces the cradle-to-grave life cycle environmental impacts (LCA) of TB-treated timber as landscaping materials, compared with 2 industrial formulations and concrete.Even if all these tannin-boron association systems developed still need to be improved for some point of their chemistry, biological performances (coleoptera insects, field tests with termites, molds…), as well as for their eco-toxicological profile, they have shown to improve the biological and fire resistance of the wood.

Determinadas peças cilíndricas internas exigem inspeção via súbito por dificuldades inerentes à peça ou de acesso a essas dimensões. O trabalho com esse tipo de instrumento exige operador especializado e em geral são medições demoradas e com alto nível de incerteza potencializada quando se trata de produção de médios e grandes lotes. Sabe-se que a medição acurada com baixos níveis de incerteza associada a tempos econômicos de inspeção são decisivos para o aumento da qualidade e produtividade da empresa, já que o conhecimento das dimensões é essencial para assegurar, que os componentes produzidos através dos diversos processos de manufatura estejam dentro das especificações. Este trabalho tem por objetivo apresentar o desenvolvimento de um sistema automatizado para a medição de diâmetros internos que simule a medição via comparador de diâmetros. Um robô industrial foi empregado como manipulador de transdutores de deslocamento do tipo LVDT e, substitui o operador humano. Para a realização das medidas, foi desenvolvido um programa computacional em linguagem Delphi, o que proporcionou a comunicação entre o microcomputador, LVDT e o sistema de controle do robô através de uma placa de aquisição do tipo AD/DA. Os valores medidos foram comparados com padrões metrológicos pertinentes. Os resultados foram efetivos e comprovaram a eficácia do sistema de medição proposto tanto técnica como economicamente. / Certain internal cylindrical surfaces require diameter inspection by means of bore gauges due to either shape-inherent difficulties or poor access to the measuring point. Measurements with such instruments, which call for skilled operator, are generally long and may present high uncertainty levels when inspecting mid-size or large part batches. Accurate measurements with low associated uncertainty and cost-effective inspection time are decisive to quality and productivity improvement, since dimensional information is essential to ensure that parts produced by several manufacturing processes lie within specifications. This work aims to present the development of an automated and dedicated diameter measuring system that simulates bore gauge inspection. An industrial robot, which was employed to manipulate inductive type displacement probes, replaces the human operator. In order to achieve measurements, a Delphi language object-oriented algorithm was developed to provide communication among displacement probes, a microcomputer and the robot control system, by means of an AD/DA acquisition board. Measured values were compared to pertinent metrological standards. The results were consistent and demonstrated the efficiency of the proposed measuring system, both technically and economically.

16S rRNA gene analysis has shown that bacterial diversity in the GAB bores studied was limited to the genera Hydrogenobacter in the phylum Aquificae, Thermus in the phylum Deinococcus-Thermus, Desulfotomaculum in the phylum Firmicutes, the alpha-, beta- and gamma-classes of the phylum Proteobacteria and the phylum Nitrospirae. There was no clone closely related to members of the delta-proteobacteria and epsilon-proteobacteria classes detected. The number of bacterial strains directly isolated from the Fairlea and the Cooinda bores were far less than the numbers of distinctive phylotypes detected by the 16S rRNA gene characterisation. In addition none of the bacterial strains directly isolated from the water samples were represented in the 16S rRNA gene clone libraries. Similar discrepancies between the bacterial populations obtained from the 16S rRNA gene analysis and those obtained from direct isolation have been reported in the literature (Dunbar et al., 1999; Kampfer et al., 1996; Suzuki et al., 1997; Ward et al., 1998; Ward et al., 1997). However, in general, the phyla with which the isolates were affiliated were the same as those phyla to which the clones belonged. The environmental changes introduced (by bringing the artesian water up to the surface and exposing it to four types of metal coupons made of carbon steels identified by codes ASTM-A53B, ASTM-A53, AS-1074 and AS-1396 and commonly used in bore casings) led to changes in the bacterial community structures. In general, the species which proliferated in the communities before and after the changes were different. The diversity of the bacterial species in the community decreased following the environmental changes. Clones dominating the clone libraries constructed from newly established bacterial communities also differed from the clones dominating the libraries constructed from the bacterial communities which had existed naturally in the bores. These trends toward change in the bacterial communities were observed at both the Fairlea and the Cooinda bore sites. All four metal types incubated in the Fairlea bore water lost between 3.4 and 4.7% of their original weight. In contrast none of the metals incubated in Cooinda bore water lost weight. Clone library A1 showed that the natural population of the Fairlea bore was dominated by clone A1-3, which represented a novel species related to the isolate boom-7m-04. But after metal incubation (and recording of the metal weight loss), the bacterial community was dominated by clone PKA34B, which has a 95% similarity in its 16S rRNA gene sequence with Desulfotomaculum putei. Desulfotomaculum species are known to cause metal corrosion due to their byproduct H2S. But the low level of phylogenetic relatedness found does not provide enough information to speculate on whether the species represented by clone PKA34B is a member of the genus Desulfotomaculum or not. However, the fact that clone PKA34B dominated the PKA clone library by 50% makes the species it represents a suspected candidate likely to be involved with the metal weight loss at the Fairlea bore. In contrast, clone library 4381 showed that the natural population of the Cooinda bore was dominated by clone 4381-15 representing a species distantly related to a hydrogen oxidiser Hydrogenophaga flava (95% similarity). The dominating clone of the new community formed after metal incubation was clone COO25, which has 99% similarity with Thermus species that have not been reported to be involved with metal corrosion to my knowledge. In this project detection, identification and comparative quantification by 16S rRNA gene-targeted PCR probing with probes 23B and 34B were successfully developed for a Leptothrix-like species and for a Desulfotomaculum-like species represented by clones PKA23B and PKA34B respectively. This method of probing permits a fast, sensitive and reproducible detection, identification and at least a comparative quantification of the bacteria in the environment without the need for culturing. Therefore it is extremely suitable for use in bacterial population monitoring. PCR probing with the 34B probe has a potential commercial use as a means of screening for bores with a potential high risk of corrosion due to this Desulfotomaculum-like species. Direct isolation of bacteria from the GAB water has resulted in the isolation of seven strains from the Fairlea bore and eight from the Cooinda bore. Among these isolates, three novel strains were studied in detail. Reports on the characterisation of strain FaiI4T (T=Type strain) from the Fairlea bore (Kanso & Patel, 2003) and strain CooI3BT from the Cooinda bore have been published (Kanso et al., 2002). The data generated during this project add to our current information and extend our knowledge about the bacterial communities of the GAB's sub-surface environment. This information will provide a basis for further ecological studies of the GAB. Studies on involvement of certain groups of bacteria with the corrosion of metals used in bore casings could provide a foundation for further studies to develop maintenance and managing strategies for the GAB bores.

Les objectifs de cette thèse se situent dans les domaines de l'élaboration et de la caractérisation du diamant dopé au bore ainsi que la réalisation par synthèse des différents éléments, de composants adaptés pour l'électronique de puissance. L'identification des défauts dans les couches homo-épitaxiées de diamant a été réalisée, et il à été en particulier montré que le pré-traitement plasma des substrats employés pour la croissance, peut se révéler comme une étape nécessaire dans le cadre de leurs éliminations. L'optimisation de la croissance de couches de diamant dopées au bore sur des substrats de type HPHT ou CVD a permis la synthèse de couches faiblement dopées dont les caractéristiques cristallines et électroniques étudiées par cathodoluminescence, et les propriétés de dopage et de transport analysées par C(V) et effet Hall, sont comparables à celles prédites par la théorie dans le cas de couches de grande pureté. La mise en oeuvre de diverses techniques permettant de définir l'architecture des composants a permis la fabrication de diverses diodes Schottky planaires ou mesa dont les propriétés électriques ont été étudiées pour mettre en évidence leurs caractéristiques, en particulier en termes de courant de fuite et tension de claquage supérieure à 1kV.

Ce travail de thèse se divise en deux grandes parties concernant les nanotubes de nitrure de bore d'une part et de carbone d'autre part. La première partie concerne la synthèse, la purification et la fonctionnalisation chimique des nanotubes de nitrure de bore. Les nanotubes de nitrure de bore sont des analogues structuraux des nanotubes de carbone formés de l'enroulement d'un ou plusieurs feuillets de nitrure de bore hexagonal. Des nanotubes de nitrure de bore monofeuillets sont synthétisés à l'ONERA par ablation LASER continue d'une cible de nitrure de bore hexagonal (hBN). Les échantillons issus de la synthèse contiennent des nanotubes monofeuillets et des coques de nitrure de bore, mais sont aussi contaminés par des fragments de hBN et de l'acide borique. Des améliorations de la synthèse ont permis d'abord de limiter ces sous-produits. Un procédé de purification des échantillons a ensuite été développé pour disposer d'échantillons enrichis en nanotubes. Ce procédé est constitué uniquement d'étapes douces de centrifugation et de filtration n'affectant pas la structure des tubes. Les échantillons de nanotubes purifiés ont ensuite été utilisés pour étudier leur fonctionnalisation chimique. Plusieurs voies de fonctionnalisation ont été envisagées au cours de ce travail. Deux voies efficaces de fonctionnalisation non covalente des nanotubes de nitrure de bore monofeuillets purifiés ont été développées. Ces deux voies impliquent des molécules chimiques possédant une affinité marquée pour le réseau de nitrure de bore. Ainsi, l'utilisation de quinuclidines et de borazines greffées par des chaînes alkyles a permis la solubilisation de nanotubes de nitrure de bore monofeuillets en milieu organique. Les méthodes de purification et de fonctionnalisation chimique développées sur les nanotubes monofeuillets ont été appliquées avec succès à diff´erents types de nanotubes. La sensibilité des atomes de 10B aux neutrons thermiques a enfin servi de point de départ à l'étude de l'effet de l'irradiation neutrons sur le hBN et des possibilités de fonctionnalisation covalente du réseau de nitrure de bore qui en découlent. La seconde partie de ce travail de thèse concerne la séparation des nanotubes de carbone en fonction de leurs propriétés morphologiques ou électroniques. L'irradiation micro-ondes d'échantillons de nanotubes de carbone a d'abord permis d'une part l'abaissement de la puissance nécessaire à l'allumage de plasmas de gaz rare à pression atmosphérique en présence de nanotubes et d'autre part l'enrichissement des échantillons de nanotubes de carbone après traitement en nanotubes de grand diamètre. Une seconde stratégie a enfin été envisagée pour solubiliser sélectivement des nanotubes de propriétés électroniques données (métalliques ou semi-conducteurs). Cette voie implique une interaction sélective entre un type de tubes et des micelles de fullérènes fonctionnalisés et a donné lieu au développement de molécules amphiphiles comportant des fullérènes.

Le sujet de recherche de ce mémoire de thèse est consacré à la modélisation d'une étape particulière des procédés de fabrication mis en oeuvre en microélectronique : la diffusion des dopants. Le premier volet de ce travail est dédié à la compréhension et la réadaptation des modèles classiques de diffusion. En effet, ceux-ci atteignent actuellement leurs limites en raison de la mauvaise description au cours des recuits de l'évolution des défauts créés par l'implantation ionique. La seconde partie de ce travail a donc été de comprendre le rôle des défauts étendus (petits amas, défauts \(113\), boucles de dislocation) dans la diffusion accélérée et transitoire du bore. Ces travaux ont consisté à modéliser la croissance compétitive de type maturation d'Ostwald que se livrent ces agglomérats au cours du recuit et à le coupler à la diffusion du dopant. De plus, on a pu observer lors d'implantations à forte dose, la formation d'agglomérats de bore engendrant une immobilisation et une inactivation du dopant. Pour intégrer la formation de ces agglomérats, nous avons considéré la formation d'amas mixte de bore et d'interstitiels de type BnIm. A partir de récents calculs ab-initio tirés de la littérature, nous avons pu extraire les énergies de formation ainsi que les différents états de charges de ces amas mixtes de bore et d'interstitiels. Ce dernier modèle, couplé aux deux autres, a été validé à partir de divers résultats expérimentaux.

L'objectif de cette thèse est de réaliser des revêtements de nitrure de bore sur différents types de substrats comme le graphite, le quartz, le pyrex, en allant jusqu'aux métaux et en particulier le titane. Le choix de la voie PDCs s'avère intéressant grâce à la maîtrise du précurseur de départ au niveau atomique d'une part et à la facilité du procédé de dépôt, d'autre part. Nos objectifs étaient d'étudier la faisabilité de réaliser des revêtements BN sur différents types de substrat en utilisant un traitement thermique résistif et de mettre en place un dispositif qui nous permette de pyrolyser les films polymériques sur métaux sans dommage pour le substrat, en vue de leur protection contre l'oxydation ou d'autres applications mécaniques. Dans ce sens, nous avons démontré la possibilité d'utiliser un traitement thermique alternatif par lampe halogène émettant dans l'infra-rouge pour densifier les revêtement BN déposer sur substrats métalliques.

La réduction à la source des émissions d'oxyde d'azote est un objectif important pour les constructeurs de moteurs d'automobiles. Dans ces moteurs la principale voie de formation de NO (mécanisme de Zeldovich) est gouvernée par la réaction initiatrice N2+O->NO+N dont le taux croît fortement avec la température. La formation de NO est donc générée par la présence conjointe d'oxygène atomique et d'une température élevée dont le diagnostic requiert des images instantanées. Deux techniques optiques capables d'être appliquées dans un moteur ont été étudiées au laboratoire.<br />Une thermométrie basée sur la fluorescence de deux raies atomiques successivement excitées a été développée en mode d'imagerie. L'étude a été menée sur des flammes laminaires méthane-air ensemencées en indium. Après étalonnage dans une flamme de référence, les températures obtenues dans une flamme de diffusion sont en accord satisfaisant avec celles d'un thermocouple et elles sont encore accessibles dans les zones polluées par les suies.<br />La lumière verte émise quand une flamme est ensemencée avec un sel de bore vient de la relaxation radiative du dioxyde de bore qui est chimiquement créé sur son état excité par la réaction BO+O->BO2*. Comme le taux de cette réaction croît lui aussi fortement avec la température, la chimiluminescence de BO2* réalise une simulation expérimentale in situ de la vitesse de formation de NO. Les études spectroscopiques montrent un bon accord avec les prévisions du code ChemKin sauf dans les flammes riches. Dans les flammes de diffusion les images de chimiluminescence et les modèles montrent que le seuil de production du NO thermique se situe vers 1800K.

Les diradicaux sont des espèces réputées extrêmement instables. A titre d'exemple, le cyclobutanediyle qui est l'archétype de ce genre d'espèce en série carbonée n'a, en effet, pu être isolé que dans des matrices à basse température. Cet exposé sera consacré aux diradicaux singulets constitués d'atomes de bore et de phosphore. Nous montrerons dans une introduction bibliographique comment l'utilisation de ces hétéroéléments a permis l'isolation du premier diradical localisé singulet stable basé sur un squelette formé uniquement des hétéroéléments bore et phosphore. Dans un deuxième chapitre, nous nous intéresserons à l'influence des substituants portés par les atomes de bore et de phosphore. Après une étude des différents modèles déjà caractérisés, nous décrirons la synthèse d'un modèle dissymétrique au niveau des atomes de bore. Nous verrons que ce composé dissymétrique a un comportement inattendu. Dans un troisième chapitre, nous étudierons la caténation des diradicaux. Nous examinerons les modèles qui ont déjà été synthétisés et nous verrons comment l'étude de l'influence des substituants nous permet de mieux comprendre les phénomènes observés avec les tétraradicaux. Nous verrons également la synthèse de nouveaux modèles de tétraradicaux. Enfin, dans le quatrième chapitre, nous nous pencherons sur la réactivité des diradicaux. Nous verrons que les diradicaux conservent une certaine réactivité de type radicalaire notamment dans le cadre de la catalyse de polymérisation. Puis, nous étudierons des réactions d'additions 1,3 d'acides de Brönsted sur les diradicaux. Cette dernière étude a donné lieu à une collaboration avec le Dr. Laurent Maron du « Laboratoire de physique quantique » afin de modéliser les systèmes étudiés.

Les flux nitrofluorés se sont révélées comme d'excellents flux pour la conversion BN hexagonal - BN cubique. Du fait des diverses utilisations de BN-cubique sous forme de cristallites bien définies, soit celles existantes dans l'industrie mécanique, soit celles potentielles en micro-électronique, il etait primordial d'atteindre une meilleure compréhension de la cristallogénèse de ce matériau. Les diverses méthodes d'éaboration de BN-c ont été répertoriées et comparées à celle mise en oeuvre au laboratoire. L'étude du rôle des divers paramètres gouvernant la croissance de BN-c a conduit a une optimisation de la taille et de la morphologie des cristallites. Afin d' accroitre la taille, de nouveaux flux nitrofluorés ont été développés.