L’exploitation et l’utilisation du Gaz Naturel Liquéfié (GNL) connaît un essor croissant dans le monde, d’où un marché en forte expansion avec de nombreux projets d’installation de terminaux méthaniers. Ces installations de gaz naturel liquéfié qui ont la particularité de fonctionner à très basses températures (~ -160°C) pour faciliter son transport nécessitent cependant une maintenance continue sans coupure des vannes d’alimentation en amont ou en aval. Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un projet FUI (Fond Unique Interministériel) nommé CRYOBTURE qui vise à concevoir et développer une nouvelle solution d’obturateur gonflable pour faciliter la maintenance des installations pipelines type GNL (Gaz Naturel Liquéfié) à -163°C. Cette solution serait obtenue à partir d’un ballon d’obturation formé de plusieurs couches matériaux composites textiles enduits à même d’obstruer le passage du GNL. Il s’agit donc de rechercher la composition idéale de ces structures tissées qui doivent présenter des caractéristiques mécaniques optimales et en adéquation avec les conditions de fonctionnement, notamment en termes de résistance à la rupture et de déformabilité. Dans un premier temps, il s’agit de caractériser le comportement mécanique en traction de certaines fibres textiles synthétiques aux températures cryogéniques. L’analyse des résultats obtenus a permis de discriminer certaines d’entre elles au regard de leurs propriétés mécaniques et ainsi à faire des choix qui ont été exploités pour l’élaboration des structures tissées. A partir de là, nous avons pu caractériser le comportement mécanique en traction à températures cryogéniques de quelques structures tissées enduites obtenues à partir des fibres précédentes. L’analyse des différents résultats a permis d’envisager plusieurs architectures quant à la conception de l’obturateur et ainsi proposer des choix sur les structures tissées pour chacune des couches composites de l’obturateur GNL. Ces structures présentent en général un comportement orthotrope non linéaire. La modélisation d’un tel comportement nécessite de faire appel à des modèles spécifiques tels que celui de Fung. Nous avons pu ainsi simuler numériquement le comportement mécanique et thermique (en découplé) de l’obturateur modélisé en milieu GNL. Les résultats de ce projet ont montré un certain nombre de limites mais ouvrent des perspectives en termes de transfert vers d’autres secteurs d’application requérant des supports flexibles soumis à des températures cryogéniques. / The exploitation and use of Liquefied Natural Gas (LNG) is growing worldwide, resulting in a booming market with many LNG terminal installation projects. These liquefied natural gas installations, which operate at very low temperatures (~ -160 ° C) to facilitate its transport, however require continuous maintenance without cutting the supply valves upstream or downstream. This study is a part of a global project funded by the government named CRYOBTURE which aims to design and develop a new solution of inflatable shutter to facilitate the maintenance of LNG (Liquefied Natural Gas) pipeline facilities. This solution would be obtained from a sealing balloon formed of several layers coated textile composite materials capable of obstructing the flow of LNG. Th question is therefore to find the ideal composition and combination of these woven structures which must have optimum mechanical properties and in adequacy with the operating conditions, in particular in terms of breaking strength and deformability. At first, the mechanical behavior in tension of certain synthetic textile fibers was investigated under cryogenic temperatures. The analysis of the obtained results made possible to discriminate some of them with regard to their mechanical properties and thus to make choices that were exploited for the elaboration of the woven structures. From there, we have been able to characterize the tensile mechanical behavior at cryogenic temperatures of some coated woven structures obtained from the previous fibers. The analysis of the various results allows us to consider several architectures for designing the shutter and thus to propose choices on the woven structures for each of the composite layers of the LNG shutter. These structures generally exhibit nonlinear orthotropic behavior. Modeling such behavior requires the use of specific models such as Fung's. We were able to numerically simulate the mechanical and thermal behavior (decoupled) of the shutter in an LNG environment.The results of this project have shown a number of limitations but open up prospects in terms of transfer to other application sectors requiring flexible supports subjected to cryogenic temperatures.

Les milieux aquifères karstiques représentent des ressources en eau importantes, particulièrement sur le pourtour méditerranéen où ils constituent la majorité des réservoirs d'eau douce souterraine. La demande en eau ayant littéralement explosée au cours de ces dernières années, ces ressources en eau constituent un facteur limitant du développement, à l'origine de conflits d'aménagements et d'usages. Il est donc nécessaire d'avoir une meilleure connaissance de ces milieux afin de proposer une exploitation appropriée, répondant aux besoins régionaux. Toutefois, ces milieux restent encore mal connus, notamment à cause de la difficulté à caractériser leur fonctionnement inhérent à l'hétérogénéité organisée de leurs écoulements. Afin d'améliorer la connaissance de ces milieux, nous avons réalisé une étude détaillée des propriétés hydrologiques de l'aquifère karstique du Lez situé en région Nord Montpelliéraine. La source du Lez alimente en eau potable la région par des pompages dans le conduit principal du réseau de drainage. Le bassin (d'une superficie d'environ 200 km²) est équipé d'un réseau dense de piézomètres, ainsi que d'un site expérimental, situé à 4.5 km au nord de la source du Lez concentrant une vingtaine de forage sur une superficie d'environ 1500 m². Ce travail porte à la fois sur 1) une caractérisation multi-échelle de l'hétérogénéité des propriétés hydrodynamiques du système, et 2) une étude du transfert de masse au sein du réservoir via analyse de traçages artificiels réalisés à l'échelle régionale et à l'échelle du site expérimental. Dans un premier temps, les essais en puits seul ont permis caractériser les différents éléments du karst et d'identifier les structures les plus transmissives. A l'échelle du site expérimental, l'analyse de l'essai de pompage a mis en évidence une connectivité globale liée à l'interface stratigraphique et une hiérarchisation des écoulements dépendante de la fracturation verticale. Enfin, l'étude des interférences des pompages du Lez à l'échelle régionale indique une compartimentation hydraulique du système. Les propriétés hydrodynamiques estimées dépendent de l'hétérogénéité structurale et des conditions hydrologiques du bassin. Le recoupement de ces différentes analyses permet une discrétisation des paramètres hydrauliques des composantes structurant les écoulements au sein d'un massif karstique. L'étude du transfert de masse à l'échelle locale et régionale complète cette caractérisation et renseigne les propriétés de transport du réseau karstique. Les essais de traçage à l'échelle du site mettent en évidence la forte hétérogénéité du milieu avec des chemins d'écoulement multiples induisant un gradient de vitesse. Tandis qu'à l'échelle régionale une corrélation des vitesses d'écoulement est observée au sein du réseau de drainage principal.L'ensemble de ces résultats fournit une meilleure connaissance à différentes échelles des propriétés et de la vulnérabilité de ces milieux complexes, constituant une base essentielle pour une modélisation hydrodynamique multi-échelle de ce type d'aquifères. / Characterizing groundwater flows in karst aquifers at different scales of space and time, is not an easy task due to the high level of heterogeneity of these aquifers. Because the limited testing radius of classical hydraulic methods (slug tests, pumping tests), the regional hydraulic parameters of karst systems are generally estimated using the flow recession analysis method. But this integrative method generally does not give a differentiation into regionally varying parameters. Also, it is generally difficult to gather enough data to characterize aquifer heterogeneities at regional scale. For this reason, most of studies about hydrodynamic characterization of karst aquifer focus on local scales, i.e experimental field site scale or borehole scale; measurements at small scale could then be upscaled to obtain hydrodynamic parameters at regional scale. Consequently, understanding scale dependence of groundwater flows organization in such a context is of prime importance for the development of regional scale model.In this study, the monitoring of groundwater flow and transport is performed at several scales of time and space, within a single Mediterranean karstic carbonate aquifer, the Lez karst aquifer, located South of France. Groundwater is intensely pumped in a karst conduit upstream of the main karst outlet (Lez spring), for regional water supply. At regional scale, the relatively dense groundwater monitoring network permits to determine the hydrodynamic properties of the aquifer inferred from the hydrodynamic response to pumping at the Lez spring. At the scale of the experimental field site (Terrieu site), that comprises 22 boreholes, several experiments (i.e. pumping tests, packer tests, slug and injection tests) were performed to determine the hydrodynamic properties at experimental field site scale and borehole scale. Tracer experiments were also performed to provide an estimation of transport properties both at the scale of the experimental field site and at regional scale.The hydrodynamic properties estimated at different scale of space and time (for different hydrological conditions) were compared with flow paths organization linked to the geological structure of the reservoir. At regional scale both the hydrological conditions (i.e. high or low water level) and geological compartmentalization that impact the hydraulic connectivity, control the hydrodynamic properties. Tracer experiments revealed short time transfer and high connectivity between injection points and the spring. At the experimental field site scale, pumping and tracer test highlighted heterogeneous flow pattern that can be linked to the position of boreholes and the main geological features. At borehole scale, hydraulic tests revealed a high range of hydrodynamic properties (transmissivity from 10-11 m²/s to 10-2 m²/s) depending on the investigated part of the aquifer (matrix, fracture or drain).Depending on the water level conditions, the aquifer presents variable organization of flows that modify the hydrodynamic parameters. As expected, variability of hydrodynamic parameters depends on the scale of investigation: a difference of 10 to 105 has been quantified for a same parameter characterized at borehole scale and at regional scale. This hydrogeological parameters quantification of karst system provides important constrain about multiscale modeling using conceptual models to represent the characteristics of the main flow paths.

L’évolution des vins lors de la conservation en bouteille est un processus lent et complexe où les obturateurs jouent un rôle fondamental, conséquence directe de leur perméabilité à l’oxygène mais aussi des interactions physico-chimiques avec les constituants du vin.Dans un premier temps nous avons étudié l’effet de la conservation en bouteille des vins de Sauvignon blanc après 24 mois d’embouteillage. Dans cette étude, la combinaison des conditions de mise en bouteille et des taux de transfert d'oxygène à travers les bouchons ont eu un effet significatif sur le développement du Sauvignon après l'embouteillage. Les vins fermés hermétiquement en bouteille « ampoule » ou avec des obturateurs à très faible taux de transfert d'oxygène comme les capsules à vis, présentent les plus fortes concentrations en dioxyde de soufre, en acide ascorbique, et en thiols variétaux, mais aussi des niveaux élevés de sulfure d’hydrogène (H2S), qui ont complètement masqué le fruité des vins, par rapport au caractère réduit dominant. Les plus fortes concentrations en 3-sulfanyl-hexanol (3SH) ont été trouvées pour les vins présents dans les bouteilles « ampoules » suivi des bouteilles scellées avec des bouchons à vis saran et des bouchons agglomérés. Les teneurs les plus faibles en 3SH ont été trouvées pour les bouteilles scellées avec des bouchons synthétiques (Nomacorc classic). Le développement du vin à partir de deux mois semble être plutôt lié aux propriétés de perméabilité des différents obturateurs utilisés.Dans un deuxième temps nous avons voulu étudier l’incidence de sept types d’obturateurs (bouchon en liège : naturel, naturel colmaté, microaggloméré, ciré, bouchons synthétiques, capsules à vis : saran et saranex) sur des marqueurs chimiques d’oxydation et de réduction, sur les teneurs en oxygène du vin, ainsi que sur la composition phénolique et aromatique des vins issus de cinq cépages (Merlot, Cabernet Sauvignon, Syrah, Sauvignon blanc et Riesling). Nous avons vérifié que la concentration d’oxygène dans l’espace de tête après embouteillage varie selon le type d’obturateurs, celle-ci peut être jusqu’à trois fois plus importante dans le cas des capsules à vis. Les teneurs en oxygène apportées lors de la mise en bouteille pourraient être responsables de l’absence de discriminations des paramètres chimiques entre les différentes modalités d’obturateurs, après 24 mois de conservation en bouteille. Nous avons mis en évidence une évolution de la composition des vins, avec une diminution importante des concentrations de certains composés (certaines anthocyanes telles que la malvidine et la cyanidine-3-O-glucoside ont diminuées de 60%, des flavanols monomères et dimères présentent des diminutions de l’ordre de 20%) pour les cépages rouges et une augmentation pour d’autres composés, comme l’H2S ou la 3-méthyl-2,4-nonanedione (MND, augmentation de 10%) ou le 1,1,6-triméthyl-1,2-dihydronaphtalène (TDN), dans le cas du Riesling; il est intéressant de remarquer que l’évolution de ce dernier semble être dépendante du type de bouchon, alors que les taux d’autres composés comme le sulfure de diméthyl (DMS) ne semblent pas être affectés par l’obturateur.L’étude des interactions entre les différents obturateurs et les composés soufrés du vin, tel que le sulfure d’hydrogène, responsables des odeurs désagréables couramment appelés « odeurs de réduction » a été réalisée. Nous constatons pour la première fois l’existence d’une sorption/ « scalping » de 75% d’ H2S ou de DMS en solution, après 25 jours de macération par les bouchons en liège. Nous montrons que certains des obturateurs étudiés peuvent sorber/scalper ces molécules, en milieu modèle hydroalcoolique, ouvrant ainsi les portes à des futures expérimentations portant sur l’obturateur en tant que constituant actif d’un emballage jouant un rôle dans la composition, l’évolution et la perception sensorielle du vin. / Wine post-bottling evolution is a slow and complex process where the closures play a fundamental role as a consequence of their permeability to oxygen and of physicochemical interactions with the constituents of wine.Initially we studied the effect of conservation in bottle of Sauvignon Blanc wines after 24 months of bottling. In this study, the combination of the bottling conditions and rates of oxygen transfer through closures have had a significant effect on the development of Sauvignon after bottling. Wine stored in an airtight bottle or under closures allowing very low oxygen transfer, such as screw caps, had the highest concentrations of sulfur dioxide, ascorbic acid, and varietal thiols; these wines also had the highest levels of hydrogen sulfide (H2S) with dominant reduced off-flavours masking their fruity character. The highest concentrations of 3-sulfanyl-hexanol (3SH) were found in wines contained in the airtight bottles followed by those sealed with screw caps saran and agglomerated corks. The lowest levels were found in bottles sealed with synthetic corks (Nomacorc classic). The development of wine after two months seems to be related to the permeability properties of the different plugs used.Secondly, we studied the impact of seven types of closures (natural cork, colmated cork, microagglomerated cork, natural cork with wax, synthetic, screw caps: saran and saranex) on oxidation and reduction chemical markers, on oxygen contents, as well as phenolic and aromatic composition of wines from five grape varieties (Merlot, Cabernet Sauvignon, Shiraz, Sauvignon Blanc and Riesling). We observed that the oxygen concentration in the headspace after bottling varies with the type of closure, being up to three times higher in the case of screw caps. The oxygen introduced during bottling may be responsible for the lack of overall discrimination between chemical parameters of the different modalities of closures after 24 months of storage. We have demonstrated a change in the composition of wines, with a significant decrease in concentrations of certain compounds (anthocyanins like malvidin and cyanidin-3-O-glucoside were reduced by 60%, flavanol monomers and dimers decreased about 20%) for red grape varieties and an increase of other compounds such as H2S or 3-methyl-2,4-nonanedione (MND), with an increase of 10% or 1,1,6-trimethyl-1,2-dihydronaphthalene (TDN), in the case of Riesling. The evolution of the latter appears to be dependent on the type of closure, while rates of other compounds such as dimethyl sulfide (DMS) remain unaffected.The interactions between different closures and sulfur compounds, such as hydrogen sulfide, responsible for the “reduction” off-flavours in wine were studied. We see for the first time the existence of a sorption/scalping, by cork stoppers, of 75% of H2S or DMS in solution, after 25 days of maceration. We show that some of the closures studied can sorb/scalp these molecules in wine-like media. This may have an impact on the composition, the development and sensory perception of wine, opening the door to future experiments regarding closures as active packaging constituents