Dans le cadre du développement des réacteurs de génération IV, une des voies de recherche concerne le développement des réacteurs à neutron rapide à caloporteur sodium. Le CEA a pour projet la construction d'un prototype de réacteur de ce type appelé " ASTRID ". En réponse aux besoins de développement de ce prototype, des recherches sont menées sur la disponibilité et, en particulier, sur la réduction des temps de lavage du sodium résiduel des assemblages de combustible, lors de leur déchargement. En effet, le lavage étant réalisé avec de l'eau, qui est très réactive avec le sodium, celle-ci est amenée de façon très progressive pour le traitement. Une solution alternative, actuellement à l'étude au CEA, et qui fait l'objet de ce mémoire de thèse, consiste en l'utilisation de solutions aqueuses salines permettant de ralentir la cinétique de la réaction du sodium avec l'eau. Ce travail de thèse présente les différents sels évalués et tente d'expliquer leur mécanisme d'action. / Within the framework of the development of generation IV reactors one of the research tracks is related to the development of fast neutron reactors using fluid sodium heat transfer...

La saline de Sfax est un environnement thalasso halin (milieu salé alimenté par de l’eau de mer) riche en plancton malgré la contrainte du sel et l’intensité lumineuse élevée. Cette richesse est due à ses facteurs physico-chimiques particuliers. L’analyse STATICO a mis en évidence que l’azote et le phosphore peuvent influencer la distribution du phytoplancton en plus de la salinité qui domine dans ce milieu particulier. En se basant sur ce dernier paramètre, nous avons pu regrouper les espèces selon leur tolérance au sel. Afin de mieux comprendre le comportement du phytoplancton, trois espèces autotrophes Dunaliella salina (Chlorophycée), Cylindrotheca closterium (diatomée) et Phormidium versicolor Cyanophycée) ont été isolées, identifiées puis cultivées en batch dans de l’eau de mer artificielle sous trois niveaux d’éclairement et en présence de trois concentrations en NaCl. La croissance, l’activité photosynthétique ainsi que l’activité enzymatique anti-oxydante ont été mesurées. L’appareil photosynthétique de la Chlorophycée et de la cyanobactérie est moins affecté que celui de la diatomée qui est irréversiblement altéré aux forts éclairements et à la plus forte salinité; l’activité antioxydante n’a été détectée que sous l’éclairement le plus élevé et la synthèse des pigments caroténoïdes, qui sont des anti-oxydants non enzymatiques, est fortement activée surtout chez D.salina. La salinité et le niveau d’éclairement inter-réagissent sur la physiologie des trois espèces qui possèdent des mécanismes de résistance aux stress plus ou moins efficaces, d’où des résistances différentes aux contraintes du milieu selon les espèces. / The saltern of Sfax is a thalasso haline environment (salt medium supplied with sea water) plankton-rich despite the high salinity and the high light intensity. This richness is due to its physico-chemical characteristics. The STATICO analysis shows that nitrogen and phosphorus can influence the distribution of the phytoplankton in addition to salinity that dominates in this peculiar medium. Basing on this parameter, we could group the species according to their salt tolerance. To better understand the behavior of the phytoplankton, three autotrophic species Dunaliella salina (Chlorophyceae) Cylindrotheca closterium (diatom) and Phormidiumversicolor (Cyanophycea) were isolated, identified and grown in batch in artificialseawater in the presence of three NaCI concentrations and under three irradiations. Growth, photosynthesis and antioxidant enzyme activity were measured. The photosynthetic apparatus of the Chlorophyceae and the cyanobacteriumwas less affected than the diatom’s one that was irreversibly altered under high illumination and the highest salinity ; the antioxidant activity was only detected in cells grown under the highest irradiance and the synthesis of carotenoid pigments, that are non-enzymatic antioxidants,was strongly activated especially in D.salina. Salinity and light inter-reacted on the physiology of the three species that possess resistance mechanisms to stresses more or less effective, resulting in different resistance to environmental stresses depending on species.

Fruit d'une expérience de recherche de près de 30 ans dans le domaine des cavités salines, ce mémoire présente succinctement le problème industriel à l'origine de mes recherches. Qu'il s'agisse d'exploitation de sel par dissolution ou de cavités de stockage, le problème industriel ouvre en effet de nombreux axes de recherche dans diverses disciplines concernant les géomatériaux avec en particulier un couplage thermomécanique dans un matériau élastoviscoplastique subissant des transformations finies. La partie "Comportement mécanique des roches salines" rappelle les notions de base de lois de comportement d'un matériau solide et souligne deux difficultés actuelles concernant le sel gemme. Le premier problème est relatif au frettage au niveau des plateaux de la presse au cours des essais classiques de laboratoire qui peut fausser la détermination des lois qui régissent l'endommagement et la rupture de la roche (phénomène non souhaité d'hétérogénéité des contraintes dans l'éprouvette). Une démarche déjà proposée par l'auteur est utilisée pour montrer que les mêmes résultats de laboratoire concernant le phénomène de dilatance (endommagement) peuvent être interprétés par un modèle rhéologique dans lequel le matériau ne subit L'endommagement que lorsque l'une des contraintes principales est une traction. La seconde difficulté relève du caractère restreint de la gamme de validité de certaines lois classiques proposées pour décrire le comportement ductile des roches salines et en particulier la gamme de variation des contraintes (prise en compte des faibles déviateurs). Ce phénomène concernant le comportement des roches salines sous faibles déviateurs était déjà connu et ici, il est illustré par un exemple théorique original. Le chapitre "Modélisation des ouvrages souterrains" souligne l'intérêt des modélisations 1D (malgré les hypothèses simplificatrices sur la géométrie des ouvrages souterrains) et attire l'attention sur le fait qu'un modèle rhéologique qui ne représente pas correctement le comportement sous faible déviateur peut conduire à des résultats bien différents de ce qui se passe in situ. Le problème était déjà connu mais méritait que l'on y insistât avec un exemple qui peut être décliné sous diverses variantes. Dans le cadre général de la thermoélasto-viscoplasticité, il est possible d'expliquer la forte influence des faibles déviateurs sur la variation du volume d'une cavité. Par ailleurs, une méthodologie simple de prise en compte de la phase de lessivage en mécanique est présentée. On revient alors sur cette mobilité des parois des cavités durant la phase de lessivage dans le chapitre "Prise en compte du lessivage des cavités salines" mais cette fois avec l'aspect thermique. En effet, les logiciels qui modélisent le phénomène physico-chimique de dissolution ont besoin de la température dans la cavité avec une bonne précision. Aborder le problème thermique dans sa généralité (2D ou 3D) est pour le moment relativement difficile. Mais l'on peut contourner la difficulté par un modèle qui combine astucieusement des approches 1D cylindrique autour du puits, 1D sphérique autour de la cavité et 0D dans le fluide contenu dans la cavité. Une méthode originale pour le choix du modèle sphérique est décrite. Son utilisation pour un cas réel de cavité de stockage de gaz est encourageante.

Thesis (Au.D.)--James Madison University, 2010. / Includes bibliographical references.

La Saline d'Arc-et-Senans, construite à partir de 1774 selon les plans de l'architecteClaude Nicolas Ledoux, est aujourd'hui un centre touristique et culturel reconnu, notamment depuisson classement comme patrimoine mondial par l'Unesco en 1982. Mais son histoire est avant toutcelle d'un lieu de production du sel, qui fonctionne pendant plus d'un siècle. Sur décision de la Fermegénérale, elle est construite pour répondre aux difficultés rencontrées dans l'exploitation des sourcessalées à la Saline de Salins, en particulier le manque de bois. Saline sans ressources en sel, son exploitationpose la question de son manque d'autonomie, qui explique son échec économique. Inscrite dansl'ensemble juridico-économique que représentent les Salines de l'Est, elle peine à trouver sa place surle marché du sel. Les Salines de l'Est, d'abord protégées par le monopole d'État sur le sel jusqu'à la loide 1840, sont ensuite livrées à la concurrence des entrepreneurs privés, qui tentent de réunir au seind'une société anonyme l'ensemble des concessions et mines de sel de l'Est. La Saline d'Arc-et-Senans,bien moins rentable que les autres, sans possibilité d'amélioration technique, doit fermer ses portes en1895. Elle échappe alors de peu au destin habituel des anciens lieux de production, celui de la friche.Inscrite sur la liste des monuments historiques en 1926 et rachetée par le département du Doubs en1927, elle pose la question de l'avenir des sites industriels dont l'activité cesse. Sans préoccupationspatrimoniales particulières, plusieurs projets de reconversion se succèdent jusque dans les années 1960,sans qu'aucun d'entre eux aboutisse. C'est l'intervention des technocrates de la culture qui apporte lasolution en 1972, avec la création du Centre du futur. L'identité de ce lieu, qui a été progressivementvidé de sa mémoire industrielle, est reconstruite autour de la notion de cité idéale et la Saline devientle patrimoine de l'utopie. Cette nouvelle lecture des lieux, si elle en permet la sauvegarde, montreaujourd'hui ses limites pour l'exploitation touristique de la Saline, qui peine à armer une identité cohérente auprès du public. Ainsi, en occultant la mémoire industrielle du lieu, la Saline d'Arc-et-Senansest un exemple unique de patrimoine inventé. / The Saltworks of Arc-et-Senans were built from 1774 according to the drawings of thearchitect Claude Nicolas Ledoux. Today they are a famous touristic and cultural centre, especially since they have been inscribed on the Unesco World Heritage List in 1982. However their history is before everything a history of a place where salt is produced during more than one century. Further to the decision of the Ferme générale, they were built to solve the difficulties about salt sources exploitation at the saltworks of Salins, particularly the lack of wood. Because they are saltworks without salt resources, their exploitation question their lack of autonomy behind their economic failure. They struggle to find a place in the salt market because of legal and economic frameworks of the Salines de l'Est. These latter were firstly protected by the state monopoly on salt until the law of 1840. Then they were left incompetiton with private entrepreneurs who tried to gather all the eastern salt mines within a public limited company. The Saltworks of Arc-et-Senans closed in 1895 because they were less profitable than the others and this could not be improved. They narrowly escaped usual destiny of former production places : become an industrial wasteland. In 1926, they were listed historical monument then bought by the department of Doubs in 1927. It was the time to approach the future of industrial sites whose activity stopped. Many projects of conversion suceeded each other until the 1960s with no results. A solution was found in 1972 by technocrats working in cultural fields, with the creation of the Centre du futur. The identity of this place was rebuilt with the concept of ideal city and the Saltworks became the heritage of utopia. However from a touristic point of view, they struggle today to show a coherentidentity to visitors. Because the industrial memory of this place has been eclipsed, the Saltworks of Arc-et-Senans is an unique example of invented heritage.

Les cavités salines représentent une technique prometteuse de stockage massif d’énergie, notamment pour les énergies renouvelables dont la production est par nature intermittente et imprévisible. Historiquement utilisées pour le stockage saisonnier d’hydrocarbures (méthane, pétrole...), les cavités salines sont aujourd’hui sollicitées pour le stockage de nouveaux fluides (hydrogène, dioxyde de carbone...) avec des scenarii plus exigeants. Les méthodes de dimensionnement des cavités doivent être mises à jour pour répondre aux nouveaux défis de la transition énergétique.Cette thèse propose une nouvelle méthodologie de dimensionnement des cavités salines, basée sur le développement d’un nouveau modèle constitutif pour le sel gemme incluant des critères de dilatance et de traction. Ce nouveau modèle permet d’ajuster avec un unique jeu de paramètres de nombreux essais de laboratoire différents, en particulier courts et longs.Des simulations couplées thermo-mécaniques de cavités, remplies de méthane ou d’hydrogène, et du sel gemme environnant sont réalisées pour différents scenarii d’exploitation, classiques ou se rapprochant des nouveaux besoins liés à la transition énergétique. On étudie en particulier les effets de la durée et de l’amplitude des cycles, du débit d’injection ou de soutirage. Les résultats obtenus avec la nouvelle méthodologie sont comparés avec ceux de la méthodologie classique. / Salt caverns are a promising technique for massive energy storage, especially in the case of the intermittent and unpredictable renewable energy. Historically used for seasonal storage of hydrocarbons (methane, oil...), they are potentially operated with increasingly demanding scenarios for the storage of other fluids (hydrogen, carbon dioxide...). Design methods need to be updated to rise to the new challenges of the energy transition.This thesis proposes a new methodology for salt cavern design, based on the development of a new rheological model including a dilatancy and a tensile criteria. This new model allows to fit numerous different laboratory tests with a single parameter set, in particular short- and long-term tests.Thermo-mechanical numerical simulations of caverns, filled with either methane or hydrogen, and the surrounding rock salt are performed under various cycling scenarios which are classical or closer to the needs associated with the energy transition. Effects of cycle duration, amplitude and mass flow are especially investigated. Results obtained with the new and the classical methodologies are compared.

Les sols gonflants compactés sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment en géotechnique et en géotechnique de l'environnement. Ces matériaux subissent d'importantes variations de volume en fonction de leur état hydrique, i.e. de leur succion. L'objectif principal du travail présenté ici est d'étudier l'influence de ce paramètre sur le comportement mécanique d'un matériau gonflant compacté dans la gamme des succions comprises entre 0 et 300 MPa. <br />Pour atteindre cet objectif, deux types d'œdomètre à succion contrôlée, soit par la méthode osmotique, soit par la technique des solutions salines saturées, ont été utilisés, les œdomètres à solutions salines ayant entièrement été développés pour ce travail.<br />Le support de l'étude est un matériau gonflant compacté. Les essais réalisés montrent en premier lieu que la pression de préconsolidation apparente atteint une valeur constante à partir de 38,5 MPa, dans le domaine des fortes succions. Par contre, la pente de compression plastique varie de manière non monotone en fonction de la succion appliquée. La variation de ces deux paramètres apparaît fortement liée à la structure initiale des éprouvettes. Par la suite, l'influence des sollicitations hydriques complexes a été étudiée, ce qui a permis de montrer que les résultats d'un essai sur un sol gonflant dépendent du chemin de contrainte hydrique même lorsqu'une humidification est réalisée en cours d'essai. L'interprétation de ces résultats dans le cadre des modèles de Barcelone a ensuite été proposée afin d'évaluer les possibilités de chacun des deux modèles existants. Le modèle de Barcelone pour sols gonflants nécessite, en outre, la réalisation d'essais comportant des cycles hydriques et au moins un essai à volume constant et à succion contrôlée.<br />En conclusion, ce travail a permis la mise en œuvre, le développement et la validation de deux dispositifs expérimentaux à succion contrôlée. Ceci a rendu possible la caractérisation du comportement hydromécanique d'un sol gonflant compacté en fonction de différentes sollicitations hydriques.

On désigne habituellement par retrait-gonflement des sols argileux les variations de volume qu’un massif d’argile peut subir sous l’effet des variations de la pression interstitielle négative (succion) de l’eau, lors d’une humidification ou d’un séchage. L’objectif de ce travail est de compléter les connaissances expérimentales sur le comportement hydromécanique des sols gonflants rencontrés dans les travaux de génie civil, de géotechnique et de géotechnique de l’environnement afin de mieux en tenir compte dans les modèles de calcul. De nombreux travaux ont montré l'intérêt de réaliser des essais œdométriques pour caractériser le potentiel et la cinétique de gonflement des sols. Ils ont révélé également l’influence de l’humidification ou du séchage sur le gonflement ou le retrait, avec des pertes ou des augmentations de rigidité des éprouvettes. En revanche, l’influence de plusieurs cycles de séchage/humidification sur le comportement mécanique n’a été que très rarement analysée. Cette thèse rapporte les résultats d’études expérimentales effectuées à l’œdomètre avec imposition de succion par la méthode osmotique sur des matériaux gonflants compactés lâches et naturels denses. Plusieurs cycles de séchage/humidification ont été appliqués sur ces matériaux sous trois faibles charges mécaniques constantes. Pendant ces cycles, les éprouvettes manifestent un retrait cumulé pour le sol lâche et un gonflement cumulé pour le sol dense. Les résultats montrent que dans les deux cas, les déformations volumiques convergent vers un état d’équilibre où le sol présente un comportement réversible. A la fin des cycles de succion, un cycle de chargement/déchargement a été effectué sous les succions constantes. Les valeurs de la pression de préconsolidation p0(s), de l’indice de compression vierge [lambda(s]] et de l’indice de compression élastique [kappa] dépendent directement des chemins de contrainte suivis. L’ensemble des résultats expérimentaux permet de déterminer les surfaces de charge : la limite de séparation de micro/macro (Lm/M) ; la surface de chargement-effondrement (LC : Loading Collapse du modèle BBM) et la surface de comportement saturé (SCS). La succion limite entre la micro- et la macrostructure (Lm/M) dépend parfaitement de la structure interne et du diamètre qui délimite les deux familles de pores. L’évolution de la pression de préconsolidation en fonction de la succion imposée est présentée par la surface LC. Les courbes de compressibilité sous différentes succions convergent vers la courbe correspondant à l’état saturé sous de fortes contraintes appliquées. La pression à partir de laquelle, le sol continue son chemin sur la courbe du comportement normalement consolidé est appelée la pression de saturation (Psat). Plus la succion imposée est élevée, plus la charge nécessaire pour atteindre cette pression de saturation est importante. La surface SCS présente la variation de la pression de saturation en fonction de la succion imposée. Nous pouvons considérer que les surfaces de charge SCS et LC sont uniques pour les sols denses cependant elles se superposent à la fin des cycles de succion pour les sols lâches. Les cycles hydriques augmentent aussi la limite (Lm/M) entre la micro- et la macrostructure pour les deux sols / We usually define the swelling-shrinkage of the swelling soils by the volume variation of a clayey layer exposed to the negative water pore pressure (suction) variations during the wetting and drying periods. In this research, we try to complete our experimental knowledge on the hydromechanical behaviour of the swelling soils used in civil engineering, geotechnical engineering and geoenvironmental engineering, to better modelize these soils in our numerical calculations. Several authors have used the oedometer tests to characterize the capacity and the process of the soil expansion. They have also studied the influence of the wetting and drying on the soil swelling or shrinkage which can decrease or increase the soil rigidity. However, the influence of several hydraulic cycles on the mechanical behaviour has been rarely studied. This thesis presents an experimental study performed on compacted loose and natural dense expansive soils using osmotic oedometers. Several successive cycles were applied under three different low constant vertical net stresses. The loose soil presents a significant shrinkage accumulation while the dense one produces the swelling accumulation during the suction cycles. The suction cycles induced an equilibrium stage which indicates an elastic behaviour of the samples. At the end of suction cycles, a loading/unloading test was performed at the constant suctions for both materials. The mechanical parameters, i.e. the virgin compression index [lambda(s)], the apparent preconsolidation stress p0(s) and the elastic compression index values [kappa] ?are completely dependent on the followed stress paths. The whole experimental results made it possible to define the yielding surfaces: suction limit between micro and macrostructure (Lm/M), loading collapse (LC) and saturation curve (SCS). The suction limit (Lm/M) depends completely to the soil fabrics and to the diameter separating the micro- and macrostructure. The preconsolidation stress variation with suction is represented by the LC surface. The compression curves at different imposed suctions converge towards the saturated state for the high applied vertical stresses. We consider the saturation pressure (Psat) as the necessary pressure to reach the saturated state for an imposed suction. The higher the suction, the higher the saturation pressure. The yielding surface representing this pressure as a function of suction is called the saturation curve (SCS). Generally we can state that the suction cycles unified the LC and SC surfaces and increased the (Lm/M) up to a higher value

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Advancements in human genomics have simultaneously enhanced our basic understanding of the human body and ability to combat debilitating diseases. Historically, research has shown that there have been many hindrances to realizing this medicinal revolution. One hindrance, with particular regard to the kidney, has been our inability to effectively and routinely delivery genes to various loci, without inducing significant injury. However, we have recently developed a method using hydrodynamic fluid delivery that has shown substantial promise in addressing aforesaid issues. We optimized our approach and designed a method that utilizes retrograde renal vein injections to facilitate widespread and persistent plasmid and adenoviral based transgene expression in rat kidneys. Exogenous gene expression extended throughout the cortex and medulla, lasting over 1 month within comparable expression profiles, in various renal cell types without considerably impacting normal organ function. As a proof of its utility we by attempted to prevent ischemic acute kidney injury (AKI), which is a leading cause of morbidity and mortality across among global populations, by altering the mitochondrial proteome. Specifically, our hydrodynamic delivery process facilitated an upregulated expression of mitochondrial enzymes that have been suggested to provide mediation from renal ischemic injury. Remarkably, this protein upregulation significantly enhanced mitochondrial membrane potential activity, comparable to that observed from ischemic preconditioning, and provided protection against moderate ischemia-reperfusion injury, based on serum creatinine and histology analyses. Strikingly, we also determined that hydrodynamic delivery of isotonic fluid alone, given as long as 24 hours after AKI is induced, is similarly capable of blunting the extent of injury. Altogether, these results indicate the development of novel and exciting platform for the future study and management of renal injury.