Parmi les nouvelles technologies pour l'énergie inscrites dans un contexte de développement durable, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) présentent des aspects séduisants. Toutefois, pour rendre cette technologie compatible avec une application à grande échelle, elle doit répondre à des exigences strictes en termes de coût, performance, et durabilité. Alors que les plaques bipolaires métalliques sont pénalisées par leur résistance à la corrosion et celles en graphite par leurs propriétés mécaniques et leur coût (dû aux phases d'usinage des canaux), les plaques bipolaires composites apparaissent attrayantes en raison de leurs propriétés et performances et de leur coût. Cette thèse s'inscrit dans ce cadre, en proposant un matériau composite à matrice organique de type époxy et charges conductrices de graphite. L'objectif de notre étude consiste à mettre au point un matériau thermodurcissable à base d'une formulation époxyde solide (permettant de contrôler sa chimie et plus particulièrement sa réactivité) fortement chargée en graphite. Deux formulations différentes sont étudiées. La première est à base de prépolymère époxy appelé DGEBA et de dicyandiamide (DDA) comme durcisseur. L'autre formulation étudiée est constituée de DGEBA et de durcisseur : le 3,3',4,4'-benzophénone dianhydride tétracarboxylique (BTDA). Ces deux formulations ont la particularité d'être très réactives à haute température (180-200°C) caractérisées par des temps de gel très courts (plus petit que 1min) afin d'avoir un temps de cycle de réticulation court pour une industrialisation de la fabrication. De plus, ces mêmes matrices ont montré une bonne stabilité chimique à température ambiante ainsi qu'une bonne stabilité thermique du système réticulé compatible avec la température d'utilisation des piles en fonctionnement. Concernant les réseaux composites résultant de la polymérisation DGEBA/BTDA et DGEBA/DDA, le module au plateau caoutchoutique est dominé par le taux de charge qui est très élevé (85%), celui-ci est ainsi très proche d'un réseau à l'autre et reste supérieur à 1 GPa. Nous constatons une viscosité relativement élevée pour les systèmes fortement chargés, point à prendre en compte lors du procédé de transformation. Enfin, la dernière partie des travaux réalisés concerne l'étude de mélange constitué de la matrice thermodurcissable (DGEBA/DDA/urée) modifiée par un thermoplastique (PEI). L'originalité et l'intérêt de ce travail résident dans l'incorporation de charges conductrices afin que celles-ci puissent se disperser dans la phase continue ou co-continue époxyde-amine lors de la séparation de phase pour limiter la proportion de charges et ainsi la viscosité des systèmes chargés. L'autre intérêt est d'améliorer les propriétés de résistance à la rupture du réseau époxyde TD final grâce à la présence de la phase thermoplastique séparée.

Les modèles de pile de sable sont une sous-classe d'automates cellulaires. Bak et al. les ont introduit en 1987 comme une illustration de la notion intuitive d'auto-organisation critique.Le modèle de pile de sable Kadanoff est un système dynamique discret non-linéaire imagé par des grains cubiques se déplaçant de colonne parfaitement empilée en colonne parfaitement empilée. Pour un paramètre p fixé, une règle d'éboulement est appliquée jusqu'à atteindre une configuration stable, appelée point fixe : si la différence de hauteur entre deux colonnes consécutives est strictement supérieure à p, alors p grains chutent de la colonne de gauche, un retombant sur chacune des p colonnes adjacentes sur la droite.A partir d'une règle locale simple, décrire et comprendre le comportement macroscopique des piles de sable s'avère très rapidement compliqué. La difficulté consiste en la prise en compte simultanée des modalités discrète et continue du système : vue de loin, une pile de sable s'écoule comme un liquide ; mais de près, lorsque l'on s'attache à décrire exactement une configuration, les effets de la dynamique discrète doivent être pris en compte. Si par exemple nous ajoutons un unique grain à une configuration stable, celui-ci déclenche une avalanche qui ne modifie que la couche supérieure de la pile, mais dont la taille est très difficile à prédire car sensible au moindre changement sur la configuration.En analogie avec un sablier, nous nous intéressons en particulier à la séquence des points fixes atteints par l'ajout répété d'un nombre fini de grains à une même position, et à l'émergence de structures étonnamment régulières.Après avoir établi une conjecture sur l'émergence de motifs de vague sur les points fixes, nous nous pencherons dans un premier temps sur une procédure inductive de calcul des points fixes. Chaque étape de l'induction correspond au calcul d'une avalanche provoquée par l'ajout d'un nouveau grain, et nous en proposerons une description simple. Cette étude sera prolongée par la définition de trace des avalanches sur une colonne i, qui capture dans un mot d'un alphabet fini l'information nécessaire à la reconstitution du point fixe pour les colonnes à la droite de l'indice i. Des liens entre les traces à des indices successifs seront alors exploités, liens qui permettent de conclure l'émergence de traces régulières, pour lesquelles la reconstitution du point fixe implique la formation des motifs de vague observés. Cette première approche est concluante pour le plus petit paramètre conjecturé jusqu'ici, p=2.L'étude du cas général que nous proposons passe par la construction d'un nouveau système mêlant différentes représentations des points fixes, qui sera analysé par l'association d'arguments d'algèbre linéaire et combinatoires (liés respectivement aux modalités continue et discrète des piles de sable). Ce résultat d'émergence de régularités dans un système dynamique discret fait appel à des techniques nouvelles, dont la compréhension d'un élément de preuve reste en particulier à raffiner, ce qui permet d'envisager un cadre plus général d'appréhension de la notion d'émergence.

The Proceedings of the Twelfth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction : EASEC12

Dans le domaine des piles SOFC, un des principaux objectifs actuels est la réduction de latempérature de fonctionnement des cellules en deçà de 700°C, afin de garantir une plusgrande durabilité des systèmes électrochimiques et des matériaux de cellules. En outre, leprocédé d'élaboration d'une cellule complète comprend actuellement deux voire trois étapesde frittage; une seule opération de frittage pourrait conduire à une diminution conséquente ducoût de production de la cellule. Le but de ce travail de thèse est d'apporter une contribution àces deux problématiques en proposant un procédé d'élaboration d'une cellule de pile àcombustible SOFC en une seule opération dite de cofrittage et avec une sélection dematériaux à hautes performances électrochimiques.Cette thèse a été abordée selon trois thématiques principales : mécanique, microstructurale etélectrochimique.Après la caractérisation du comportement en frittage des matériaux retenus pour l'étude, uncycle de frittage conduisant à une microstructure d'électrolyte acceptable (porosité fermée) aété sélectionné. Le cofrittage a ensuite été étudié selon un aspect mécanique. Les phénomènesde courbure engendrés par le cofrittage ont été expliquées à l'aide d'une modélisationanalytique et confrontées à des observations in situ. Le travail s'est ensuite orienté dans uneapproche microstructurale avec l'optimisation de la microstructure de la cathode en utilisantune modélisation numérique basée sur la méthode des éléments discrets. Les composants de lacellule complète ont finalement été caractérisés par spectroscopie d'impédanceélectrochimique afin d'optimiser leurs performances. Enfin, une cellule complète exempt defissure a été réalisée par cofrittage et ses performances électrochimiques ont été estimées.

Le Nafion dans la couche catalytique des PEMFCs peut former un revêtement de film ultra-mince enrobant la surface du catalyseur et ses supports. La morphologie du Nafion se révèle être très sensibles à la nature du matériau sur lequel le film est déposé, et en particulier le caractère hydrophobe/phile de ces matériaux. Notre travail consiste à effectuer une enquête complète sur les effets hydrophiles du substrat sur les propriétés physiques du film ultra-mince de Nafion à des niveaux différents d'hydratation. Par conséquent, nous étudions selon un cadre unique une variété d'environnements spécifiques de la couche du catalyseur de la PEMFC, pouvant aller d'un substrat hydrophobe (carbone) à hydrophile (platine). La méthode numérique choisie pour ce travail est une simulation par Dynamique Moléculaire classique. Les configurations de films ultra-minces correctement thermalisés ont été décrites en détail en fonction de leurs propriétés structurales et dynamiques.

Le contexte énergétique actuel est favorable au développement de sources renouvelables d'énergie électrique. Cette étude reporte l'alimentation directe d'une pile à combustible à membrane échangeuse de proton par de l'hydrogène issue de réactions photocatalytiques de reformage et de déshydrogénation d'alcools. Le méthanol est utilisé comme molécule modèle. La vitesse de production en hydrogène a été optimisée en jouant sur des paramètres intrinsèques aux systèmes photocatalytiques, telles que la concentration en catalyseur (TiO2), la teneur en cocatalyseur (nanoparticules de platine), l'influence du flux de photons, la température, la vitesse d'agitation ou encore le choix du photocatalyseur. Aussi, une méthode de synthèse hydrothermale permettant l'obtention d'une grande variété de TiO2 monophasiques et polyphasiques, avec des compositions et des structures cristallines différentes, a été utilisée. Le dépôt du cocatalyseur (Pt) a été appliqué à partir de différentes méthodes (photodépôt, imprégnation à humidité naissante et à échange d'ions). Les activités photocatalytiques des catalyseurs ont été reliées à leurs propriétés physicochimiques. Les performances de la pile à combustible sous hydrogène photocatalytique, ont été suivies. Finalement, une expérience réalisée directement sous irradiation solaire a permis de maintenir une puissance électrique, ramenée à la surface optique des photoréacteurs, de 1 mW.cm-2 sur plusieurs heures.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjami giliojo pamato, įsprausto į smėlinį gruntą, nuosėdžiai nuo pamato viršuje pridėtos apkrovos. Darbe apžvelgtos jėgos perdavimo pamato pagrindui, kontaktinių įtempių pasiskirstymo, taip pat įtempių pasiskirstymo pamato pagrinde teorinės prielaidos, aprašyta vienuolika nuosėdžių skaičiavimo metodų. Tiriamojoje darbo dalyje aprašomos fizinės ir mechaninės pagrindo savybės, analizuojami statiniai polio bandymai. Išnagrinėjus teorinių prielaidų, bandymų ir lyginamųjų skaičiavimų rezultatų atitikimą, pateikiamos baigiamojo darbo išvados ir siūlymai. Darbą sudaro aštuonios dalys: įvadas, polio sąveika su pagrindu, polio, apkrauto vertikalia gniuždančiąja jėga, nuosėdžių skaičiavimo metodų apžvalga, fizinės ir mechaninės pagrindo savybės, statiniai polio bandymai, apskaičiuotų ir bandymų metu nustatytų rezultatų palyginimas, išvados ir siūlymai, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 86 p. be priedų, 81 pav., 10 lent. / In master thesis examined settlement of deep foundation in cohesion less soil. Theoretical assumptions of vertical force transmission for the soil, stress distribution in the base of the deep foundation, interactional stresses, was overviewed in the work. Eleven methods for settlement determination of deep foundation was described also. In the part of exploratory work, the description of test was made. Main differences of the methods obtained and test data with calculated values compared. Conclusions and proposals for further investigation represented. Structure: introduction, soil pile interaction, single pile settlement, physical and mechanical properties of basement, comparison of determined and calculated values, conclusions and suggestions, references. Thesis consist of: 86 p. text without appendixes, 81 pictures, 10 tables.

A sample of $ L dt = 3.67 pb{-1} of minimum bias events observed using the ATLAS detector at the Large Hadron Collider at $\s=7 TeV is analyzed for Missing Transverse Energy (MET) response in the presence of in-time pile-up. We find that the MET resolution ($\sigma_\text{X,Y}$) is consistent with a simple model of the detector response for minimum bias events, scaling with respect to the sum of the scalar energy ($\sum E_\text{T}$) as $\sigma_\text{X,Y}=A\sqrt{\sum E_\text{T} }$. This behavior is observed in the presence of in-time pile-up and does not vary with global calibration schemes. We find a bias in the mean ($\mu_\text{X,Y}$) of the MET that is linear with respect to $\sum E_\text{T}$, leading to an asymmetry in the $\phi_\text{X,Y}$ distribution of the MET. We propose an explanation for this problem in terms of a misalignment of the nominal center of the ATLAS detector with respect to its real center. We contrast the data with a Monte Carlo sample produced using PYTHIA. We find that the resolution, bias and asymmetry are all approximately reproduced in simulation. / Graduate

We analyze by simulation the properties of two time domain and two frequency domain estimators for low order autoregressive fractionally integrated moving average Gaussian models, ARFIMA (p,d,q). The estimators considered are the exact maximum likelihood for demeaned data, EML, the associated modified profile likelihood, MPL, and the Whittle estimator with, WLT, and without tapered data, WL. Length of the series is 100. The estimators are compared in terms of pile-up effect, mean square error, bias, and empirical confidence level. The tapered version of the Whittle likelihood turns out to be a reliable estimator for ARMA and ARFIMA models. Its small losses in performance in case of ``well-behaved" models are compensated sufficiently in more ``difficult" models. The modified profile likelihood is an alternative to the WLT but is computationally more demanding. It is either equivalent to the EML or more favorable than the EML. For fractionally integrated models, particularly, it dominates clearly the EML. The WL has serious deficiencies for large ranges of parameters, and so cannot be recommended in general. The EML, on the other hand, should only be used with care for fractionally integrated models due to its potential large negative bias of the fractional integration parameter. In general, one should proceed with caution for ARMA(1,1) models with almost canceling roots, and, in particular, in case of the EML and the MPL for inference in the vicinity of a moving average root of +1. (author's abstract) / Series: Preprint Series / Department of Applied Statistics and Data Processing

This study is part of the Diavik Waste-Rock Pile Project taking place at the Diavik Diamond Mine in the Northwest Territories, Canada. The project involves the construction of three 15m-scale low sulfide test waste-rock piles and monitoring of fluid flow, geochemical reactions, heat and gas transport within the waste-rock piles and characterization of the physical properties of the waste-rock piles. The focus of this thesis is characterizing grain-size distribution of the waste-rock and quantifying gas transport in the test waste-rock piles. Grain size of waste rock ranges from millimeters to meters. Sieve analysis typically only provides information of grain size <0.1 m at a single location. A computer program was developed using digital image-processing techniques to obtain a spatial grain-size distribution from photographs of tip faces of the test waste-rock piles acquired in the field. The program characterizes grain size >0.1 m and employs a region-growing algorithm for segmentation of waste-rock grains with pre- and post-processing techniques to improve the accuracy of segmentation. The program was applied to photographs of six different tip faces of the test waste-rock piles. For grain size <0.1 m, data from sieve analyses were attached to the grain-size curves generated from image grain-size analyses to obtain a full spectrum grain-size analyses ranging from boulders to fines. The results show that fine fractions are retained at the top of the tip faces and grain size increases non-linearly from top to bottom of a waste-rock pile. Calculations show that although the greatest mass is associated with the medium and coarse fractions, the greatest surface area is associated with the fine fractions. The results are consistent with field observation that the initial solute concentrations are greatest at the top of the pile and saturated hydraulic conductivity are lower at the top of the pile than in the pile interior. Statistical moments show that the test waste-rock piles have mean grain size of granules and are very poorly sorted, coarse skewed and leptokurtic. Permeability is calculated using empirical formulae and good agreement is obtained between calculated values and field measurements. The heterogeneity of grain size obtained from this study can provide a basis for future modeling efforts. Gas transport analysis focused on 1) substantiating the relationship between wind flow external to the waste-rock pile and gas pressures within the pile, 2) determining the gas flow regime in the pile, and 3) quantifying the temporal variation in wind speed and direction and determining the relevant time scales. Differential gas pressures were measured in 2008 at 49 locations within one of the three test waste-rock piles and 14 locations on the surface of the pile at one-minute intervals. Wind speed and direction were measured at 10-min intervals. Correlations between wind vectors and pressure measurements show that the wind influences pressure fluctuations in the test pile. The strength of the correlation is roughly inversely proportional to the distance between measurement ports and the atmospheric boundary. The linear relationship between internal pressure measurements and surface pressure measurements demonstrate that gas flow is Darcian within the test waste-rock pile. Spectral analysis of wind data and a one-dimensional analytical solution to the flow equations show that the persistence of wind in a certain direction has most pronounced effects on transient gas flow within the pile. The penetration depth of wind-induced gas pressure wave is a function of the periodicity of the wind and permeability of the waste-rock pile.