Depuis plusieurs années, on cherche à fonctionnaliser les surfaces de tout type de matériaux que ce soit pour le biomédical, la recherche ou l’industrie des transports afin de conférer de nouvelles propriétés (antibuée, réduction du frottement, dégivrage…). Parmi les techniques de traitement de surface, l’ablation au moyen d’un laser à impulsions ultra-brèves offre la possibilité d’élaborer des textures submicroniques, qui jouent un rôle essentiel dans leur comportement fonctionnel. Toutefois, dans le cas de production en grande série, il est préférable pour des questions de coûts, de reproduire ces textures avec une technique de reproduction d’empreinte.Ce travail porte sur l’étude des différents facteurs impliqués dans la réplication par injection plastique de topographies submicroniques. Il s’agit de comprendre l’influence des paramètres du procédé d’injection, des propriétés du polymère injecté et de la chimie de surface du moule (avec ou sans revêtement) sur la qualité de la pièce injectée.Une première étude a été réalisée sur deux polypropylènes de viscosité différente sous faible taux de cisaillement (grade MFR). Une première étape a consisté à développer une nouvelle méthodologie pour quantifier la qualité de réplication de structures submicroniques périodiques et aléatoires entre la pièce injectée et le moule, avant de mettre en œuvre une série d’injections. Pour des paramètres d’injection identiques, on observe que la qualité de réplication des motifs sur les pièces injectées est différente. Une étude approfondie des caractéristiques structurales et rhéologiques des polymères a été réalisée. Cette différence de réplication n’est pas dues à leur viscosité dans les conditions d’injection en dépit de grades MFR très différents mais de leur mode de relaxation de contraintes pendant la phase de refroidissement [1]. Une deuxième étude s’est concentrée sur l’influence de la chimie de surface des moules lors du remplissage des cavités dans le procédé d’injection. Nous avons principalement étudié le phénomène d’adhésion d’un polymère fondu sur différents substrats revêtus de dépôt à base de nitrures de chrome ou de titane ainsi qu’un dépôt de DLC (Diamond Like Carbon). A partir d’essais de mouillage en température et de mesures d’énergie de surface des polymères fondus, nous avons déterminé le travail d’adhésion du polymères sur les moules revêtus (ou non) aux températures d’injection [2]. A partir de ces résultats nous avons tenté de mener un travail de synthèse en développant une approche statistique basée sur l’analyse de plans d’expériences afin de quantifier l’influence de différents facteurs tant procédés (vitesses d’injection, vide dans l’empreinte, température moule, …) que matériaux (différents polymères, différents revêtements sur le moule). Nous avons montré que les échanges thermiques à l’interface moule-polymère avaient un rôle prépondérant dans la qualité de réplication. Ces échanges dépendent notamment de la nature des revêtements qui conditionne la formation de la gaine solide lors de la microinjection [3].[1] J. Vera, A.-C. Brulez, E. Contraires, M. Larochette, S. Valette, S. Benayoun, Influence of the polypropylene structure on the replication of nanostructures by injection molding, J. Micromech. Microeng. 25 (2015) 115027. doi:10.1088/0960-1317/25/11/115027.[2] J. Vera, E. Contraires, A.-C. Brulez, M. Larochette, S. Valette, S. Benayoun, Wetting of polymer melts on coated and uncoated steel surfaces, Applied Surface Science. 410 (2017) 87–98. doi:10.1016/j.apsusc.2017.02.067.[3] J. Vera, A.-C. Brulez, E. Contraires, M. Larochette, N. Trannoy-Orban, M. Pignon, C. Mauclair, S. Valette, S. Benayoun, Factors influencing micro-injection quality, Journal of Micromechanics and Microengineering. (soumis en juin 2017). / Over the past decades, industrial and academic research groups have been trying to functionalize surfaces, i.e. provide new properties to surfaces, in order to obtain specific functions such as friction reduction, anti-fog or de-icing properties. Among the various existing surface treatment techniques, laser ablation using an ultra-short pulse laser gives the opportunity to generate submicronic textures, which play an essential role in their functional behavior. However, in the case of mass production of textured surfaces, it is preferable to reproduce these textures with a fingerprinting technique for reasons of cost-effectiveness.This work focuses on the study of the various factors involved in the replication of submicronic topographies by plastic injection. Understanding the influence of the parameters of the injection process, the properties of the injected polymer and the surface chemistry of the mold (with or without coating) is key to controlling the quality of the injected part.A first study was carried out on two polypropylenes of different viscosities under low shear rate (MFR grade). A first step was to develop a methodology enabling to quantify the quality of replication of periodic and random submicron structures between the injected part and the mold. For identical injection parameters, it was observed that the quality of replication of the patterns on the injected parts was different when viscosity changed. A study of the structural and rheological characteristics of the polymers was carried out. This difference in replication was not due to their viscosity under the injection conditions in spite of very different MFR grades but to their mode of stress relaxation during the cooling phase [1]. A second study focused on the influence of the surface chemistry of molds when filling the cavities in the injection process. We mainly studied the phenomenon of adhesion of a molten polymer on different chromium nitride, titanium-based and DLC films deposited on mold substrates. From the temperature wetting tests and the surface energy measurements of the molten polymers, we determined the work of adhesion between the polymers and the coated or non-coated molds at injection temperatures [2]. On the basis of these results, we performed a synthesis work by developing a statistical approach based on the analysis of experimental plans in order to quantify the influence of various factors, both process (injection rates, Impression, mold temperature, etc.) and material (different polymers, different coatings on the mold) related. We showed that thermal exchanges at the mold-polymer interface had a dominant role in the quality of replication. In particular, these exchanges depend on the nature of the coatings and regulates the formation of the solid sheath during microinjection [3].[1] J. Vera, A.-C. Brulez, E. Contraires, M. Larochette, S. Valette, S. Benayoun, Influence of the polypropylene structure on the replication of nanostructures by injection molding, J. Micromech. Microeng. 25 (2015) 115027. doi:10.1088/0960-1317/25/11/115027.[2] J. Vera, E. Contraires, A.-C. Brulez, M. Larochette, S. Valette, S. Benayoun, Wetting of polymer melts on coated and uncoated steel surfaces, Applied Surface Science. 410 (2017) 87–98. doi:10.1016/j.apsusc.2017.02.067.[3] J. Vera, A.-C. Brulez, E. Contraires, M. Larochette, N. Trannoy-Orban, M. Pignon, C. Mauclair, S. Valette, S. Benayoun, Factors influencing micro-injection quality, Journal of Micromechanics and Microengineering. (soumis en juin 2017).

Ce travail s'inscrit dans une problématique de mise en œuvre et d'étude d'un revêtement conducteur polymère extrinsèque pour la protection foudre des structures aéronautiques de type composite polymère renforcé fibres de carbone (CFRP). Le revêtement est composé d'une matrice poly(époxy) haute performance bi-composant fluide à température ambiante et de fils submicroniques d'argent à haut facteur de forme (AgNWs) obtenus par un procédé polyol. Une attention particulière a été portée à l'étude de l'influence des AgNWs sur la modification de la cinétique de réticulation du système, sa structure physique et sa mobilité moléculaire. La mesure des niveaux de conductivité volumique et surfacique du revêtement met en avant un seuil de percolation électrique pour un taux volumique en AgNWs inférieur à 1%. Une approche originale permettant la détermination des mécanismes de conduction a été effectuée au moyen des mesures de densités de courant imposées dans le revêtement en fonction du taux de charge en AgNWs et de la température. L'analyse du comportement électrique des échantillons aux valeurs critiques de densités de courant a permis d'appréhender les phénomènes responsables des mécanismes de dégradation. Enfin des essais foudres ont été effectués sur des substrats représentatifs d'une structure aéronautique avec différents types de protection foudre. L'analyse des échantillons par ultrasons après essais foudres a mis en avant l'efficacité du revêtement composite polymère conducteur poly(époxy)/AgNWs développé pour lutter contre le délaminage structurel du CFRP. / This work deals with the processing and the study of an extrinsic conductive polymer coating for the lightning strike protection of the aircraft carbon fibre reinforced polymer (CFRP) structural parts. The coating consist in a low viscosity bi component high performance poly(epoxy) matrix and silver submicronic wires with a high aspect ratio (AgNWs) obtained by a polyol process. The kinetic parameters, the physical structure and the molecular mobility of the matrix had been investigated as a function of the filler content. The surface and bulk conductivities had been measured as a function of filler content. It exhibits a percolation threshold below 1% in volume. The conduction mechanisms had been studied following an uncommon method of current density measurement as a function of the AgNWs content and the temperature. The critical electrical behaviour of each sample had been investigated through the current density method. It has permitted to understand the phenomenon responsible for the composite's degradation. Finally, lightning strike tests on representative configurations had been carried out. The ultrasonic inspections have highlighted the efficiency of the poly(epoxy)/AgNWs coating to avoid the structural delamination of the CFRP.

L’ablation par laser est un procédé envisagé pour le décapage de peintures pour l’assainissement et le démantèlement des installations nucléaires. Il est alors nécessaire de s’intéresser aux « produits » de l’ablation se présentant sous forme de particules et de gaz. La concentration numérique et massique des particules, leur granulométrie, leur morphologie et leur masse volumique ont été déterminées pour deux peintures murales. Les espèces gazeuses principales ont également été identifiées. L’aérosol généré est composé de particules nanométriques, très majoritaires en nombre, et de particules submicroniques. Elles possèdent des morphologies et des compositions chimiques bien distinctes : des agrégats carbonés et des particules sphériques de dioxyde de titane ont été identifiés. Les résultats ont permis de conclure que les agrégats nanométriques proviennent de la vaporisation du polymère de la peinture tandis que les particules submicroniques sphériques résultent de l’éjection mécanique des particules de dioxyde de titane. Le panache de matière résultant de l’interaction laser-peinture a été visualisé à différents stades de son expansion par trois techniques optiques : l’extinction, la diffusion et l’émission de la lumière. Les clichés obtenus mettent en évidence une onde de choc suivie d’une éjection de matière selon une forme particulière de « champignon ». Les mesures issues de ces résultats montrent que la partie périphérique du panache contient les particules primaires des agrégats carbonés ; il s’agit de la zone la plus chaude, atteignant quelques milliers de kelvins. Sa partie centrale est formée des particules sphériques de dioxyde de titane. / Laser ablation is one of the physical processes that are being considered for paint stripping in possibly contaminated areas, especially for decommissioning and dismantling of nuclear facilities. In this regard, the knowledge of “ablation products”, consisting of particles and gases, is an important issue.The numeric and weight concentration of particles, their size distribution, their morphology and their density have been determined for laser ablation of two wall paints. The main gas species have also been identified. The aerosol is composed of nanoparticles, of which the number is predominant, and submicronic particles. Their morphologies and their chemical composition are very distinct: carbon aggregates have been identified, as well as spherical particles of titanium dioxide. These results show that nanoscale aggregates come from the vaporization of the paint polymer, whereas submicronic particles are due to mechanical ejection of titanium dioxide particles. The expansion of the plume resulting from laser-paint interaction has been monitored by means of three optical techniques: light extinction, scattering and emission. The frames show the propagation of a shockwave followed by the ejection of matter with a specific “mushroom” shape. Measurements based on these results show that the peripheral part of the plume contains the primary particles of carbon aggregates; it is the warmest area, which reaches a few thousands Kelvin degrees. Its central part is composed of titanium dioxide spherical particles.

Ce travail propose une optimisation de la conductivité électrique transverse des composites structuraux matrice/fibres de carbone. L'influence de la fonctionnalisation électrique de l'ensimage sur la conductivité des composites est particulièrement étudiée. Des feuillets submicroniques d'argent (AgNpts) ont été élaborés en présence de citrate de sodium (TSC). Leur morphologie plane est particulièrement adaptée à une dispersion dans un ensimage. Les feuillets ont été dispersés dans une matrice modèle. Le seuil de percolation électrique des feuillets est déterminé à 5,9 %. Cette valeur est cohérente avec un facteur de forme modéré, compris entre 12 et 28. L'ensimage fonctionnalisé a ensuite été déposé sur une mèche de fibres de carbone, elle-même imprégnée par une matrice PAEK hautes performances. Avant imprégnation des fibres de carbone, des fils submicroniques d'argent ont été introduits dans la matrice PAEK. Des composites matrice-fils submicroniques d'argent/fibres de carbone avec ensimage conducteur ont été mis en œuvre. Leur conductivité électrique est élevée (7 S.m-1), alors que la fraction volumique en particules d'argent (fils et feuillets) est inférieure à 1 % en volume. / This PhD thesis deals with the optimization of transverse electrical conductivity of Thermoplastic Carbon Fiber Reinforced Polymer. The influence of an electrically conductive sizing has been investigated. Silver nanoplates (AgNpts) have been successfully synthesized by a soft chemical reduction, with trisodiumcitrate (TSC) as surfactant. Silver nanoplates have been dispersed into a model matrix, percolation threshold has been determined near 5.9 % in volume fraction. This value is consistent with their moderate aspect ratio (between 12 and 28). Size and morphology of silver nanoplates are suitable for their dispersion in the sizing. Carbon fiber has been coated with conductive sizing. Carbon fiber will be further impregnated by a PAEK thermoplastic matrix. A higher conductivity level has been achieved by introducing silver nanowires in the PAEK matrix. Structural composites consisting of matrix-silver nanowires / continuous carbon fiber sized with conductive sizing have been elaborated. Their electrical conductivity reached 7 S.m-1 for a total silver volume fraction of 1 %.vol.

L’objectif de la thèse est l’étude et le développement de médias fibreux avec des fibres ultrafines à travers l’utilisation de la technologie nano-meltblown ainsi que de l’utilisation de fibres bicomposantes îles-en-mer. Cette approche implique un double travail, à la fois sur l’obtention de fibres ultrafines et sur l’homogénéité des médias fibreux. En effet, pour chaque technologie, l’élaboration d’un média fibreux induit une certaine hétérogénéité. L’origine de cette hétérogénéité est multiple : distribution des diamètres des filaments, variation locale de l’épaisseur, de compacité ou de la masse de fibres. Ce qui nous a conduit à mener, en parallèle des travaux d’élaboration de médias, une étude et une modélisation des performances de filtration afin de mieux comprendre l’impact des fibres ultrafines et de l’hétérogénéité des médias fibreux en filtration de l’air. La majorité des modèles de filtration (perméabilité et efficacité) considèrent, en effet, un média fibreux idéal avec des fibres monodisperses et une répartition de matière homogène au sein du média fibreux. Or, en réalité, ces conditions sont rarement réunies, ainsi comprendre l’influence des différentes hétérogénéités sur les performances de filtration peut s’avérer un enjeu important pour améliorer les performances des médias filtrants. La modélisation de cette hétérogénéité se fonde sur la correction des modèles d’efficacité de la littérature à partir des données expérimentales / The goal of the thesis is the study and development of fibrous media with ultrafine fibers through the use of nano-meltblown technology as well as the use of bicomponent islands-in-sea fibers. This approach involves dual work, both on obtaining ultrafine fibers and on the homogeneity of fibrous media. Indeed, for each technology, the elaboration of a fibrous media induces heterogeneities. The origin of this heterogeneity is multiple: distribution of filament diameters, local variation in thickness, packing density or basis weight. This led us to carry out a study and a modeling of the filtration performance in order to better understand the impact of ultrafine fibers and the heterogeneity of fibrous media in air filtration. Most of filtration models (permeability and efficiency) consider an ideal fibrous media with monodisperse fibers and a homogeneous distribution of matter within the fibrous media. In reality, these conditions are rarely met, so understanding the influence of different heterogeneities on filtration performance can be an important issue to improve the performance of filtering media. The modeling of this heterogeneity is based on the correction of the models of effectiveness of the literature from the experimental data

La détection d'agents biologiques dans l'air ambiant est devenue un enjeu majeur notamment en environnement hospitalier et dans la protection contre le bioterrorisme. Dans ce contexte, la miniaturisation des dispositifs d'analyse permet d'envisager leur utilisation directement sur la zone d'étude. Afin d'obtenir un échantillon concentré et représentatif, la filtration de l'air reste cependant un point délicat. Parmi les différents principes exploitables pour la collecte de particules aéroportées, l'emploi des forces électriques semble être prometteur pour améliorer les performances des dispositifs qui se trouvent généralement fondés sur des forces inertielles. Dans cette étude, une modélisation fine des collecteurs électrostatiques a été conduite pour une géométrie fil / cylindre. Elle décrit tout d'abord les champs hydrodynamiques d'un écoulement charriant des inclusions dans lequel est imposée une décharge couronne. Une injection éventuelle de vapeur dans la chambre de collecte a nécessité ensuite la détermination des champs de température et concentration de la vapeur. Une analyse dimensionnelle inspectionnelle a montré que ces champs possèdent deux termes de couplage fort dont on a justifié l'omission dans cette étude ; les phénomènes physiques mis en jeu ont alors pu être classés selon une cascade d'influences non réciproques et la résolution numérique du modèle s'en est trouvée facilitée. Quatre configurations d'écoulement différentes, caractérisées par des recirculations d'origine électro hydrodynamiques, ont été identifiées et leurs impacts sur les rendements de collecte quantifiés. De plus, une procédure de dimensionnement des filtres électrostatiques fondée sur un nombre de Deutsch représentatif des rendements a été mise en place. Son exploitation a montré l'intérêt de la mise en parallèle de petits collecteurs pour filtrer des débits d'air importants. Cette étude s'est achevée par l'analyse des effets engendrés par l'injection de vapeur dans la chambre de collecte. Elle a jeté les bases d'une explication pour l'augmentation des rendements de collecte résultant de cette injection. / Detection of airborne biological agents has become a major challenge especially in hospitals and the protection against bioterrorism. In this context, the miniaturization of analytical devices allows to consider their direct use in the field. To obtain a representative and concentrated sample, air filtration remains a delicate point. Among the various principles used to collect airborne particles, the use of electrical forces seems to be promising to improve performance beyond these of devices that are based on inertial forces.In this study, a detailed model of electrostatic collectors was developed in the wire/cylinder geometry. It first describes the hydrodynamic flow fields carring inclusions in which a corona discharge is imposed. Afterwards, the possible injection of steam into the collection chamber required the determination of the temperature and vapor concentration fields. An inspectionnal dimensional analysis justified the omission of two strong coupling terms. Therefore, in this study, the involved physical phenomena could be classified according to a non-reciprocal influences cascade and the numerical model is become simpler. Four different flow patterns, characterized by their electrohydrodynamic secondary flows, were identified and their impact on the collection efficiencies was quantified. In addition a design procedure of electrostatic filters, based on a representative efficiency Deutsch number, has been developed. This procedure shows the interest of parallelizing small collectors to filter important airflows. This study was completed by the analysis of the effects of steam into the collection chamber. It provides the basis for an explanation of the collection efficiencies increase related to this injection.

L'objectif principal de ce travail est d'étudier les propriétés d'un composite polymère-métal d'un point de vue physique, thermique, mécanique et électrique large bande. Pour cela, des fils d'or à haut facteur de forme (190) ont été élaborés par un procédé d'électrodéposition dans un template. Les fils submicroniques d'or ont été dispersés dans une matrice polymère PVDF pour l'élaboration des composites conducteurs faiblement chargés. Le comportement électrique des composites met en évidence le phénomène de la percolation électrique, avec un seuil de 1,33 %vol. La dispersion des fils submicroniques d'or au sein de la matrice PVDF est homogène, avec une légère orientation. L'analyse mécanique permet de mettre en évidence le rôle de renfort des fils d'or dans la matrice PVDF et l'influence des fils sur la structure physique du PVDF. Cela se traduit par une rigidification de la matrice PVDF et plus particulièrement l'effet sur la relaxation ac , associée à l'interface cristallite-phase amorphe du PVDF. L'étude de la conductivité statique et dynamique en basse (10-2 à 106 Hz) et haute (106 à 109 Hz) fréquence montre un changement de régime de transport de charge avec une activation thermique. La conduction par tunneling est prédominante à basse température, tandis que la conductivité au-delà est expliquée par les modèles d'Efros et Shklovskii et le modèle de saut de barrières corrélés (CBH), respectivement pour la partie statique et dynamique. Les paramètres déterminés avec les modèles présentent une bonne corrélation avec les propriétés mécaniques, ce qui permet d'améliorer la compréhension des phénomènes de transport de charge dans des systèmes hétérogènes tels les composites polymère-métal faiblement chargés. / The aim of this work is to study the properties of a polymer-metal composite, with regards to physical, thermal, mechanical and broad band electrical analyses. High aspect ratio gold nanowires (Au NW) were prepared using a template electrodeposition method (aspect ratio of 190 determined by image analysis). The gold nanowires were dispersed in a PVDF polymer matrix to form low-filled conducting composites. The electrical conductivity of the composites exhibit electrical percolation behaviour with a critical volume fraction of 1.33%. SEM images show a slightly oriented but homogenous dispersion of AU NWs within the PVDF matrix. Mechanical analysis confirms that the homogenous dispersion Au NWs reinforces the PVDF matrix and highlights the influence of Au NWs on the physical structure of the PVDF matrix. This is confirmed by an increase in G' values and more specifically the ac relaxation process (associated with the crystallite-amorphous phase interface). Analysis of static and dynamic conductivity for low (10-2 to 106 Hz) and high frequency (106 to 109 Hz) regions reveals a thermally-activated charge transport process: tunneling being the predominant mechanism at low temperatures, the Efros and Shklovskii (ES) and Correlated Barrier Hopping (CBH) models being responsible for static and dynamic conductivity, respectively. The models were found to be coherent with the structure and mechanical properties of the composites, leading to a better understanding of charge transport mechanisms in low-filled polymer-metal composites.

Les performances de filtration d’un filtre à manche vis-à-vis de particules submicroniques et nanométriques ont été évaluées à l’échelle du laboratoire durant plusieurs cycles de colmatage/décolmatage. La distribution granulométrique des particules (aérosol de combustion) était représentative de celle rencontrée en incinération de nano-déchets en sortie de chambre de combustion à l’échelle du laboratoire. Le filtre à manche opérait en conditions réalistes, représentatives de celles rencontrées dans les lignes de traitement des fumées d’incinération de déchets en termes de température, humidité, vitesse de filtration, présence de réactifs et conditions de décolmatage. Le flux d’air et le filtre à manche étaient chauffés à 150°C, la teneur en eau était de 10-12% (soit 3% d’humidité relative HR), et la vitesse de filtration était fixée à 1,9 cm.s⁻¹. Un mélange de particules de taille submicronique de charbon actif et de bicarbonate de sodium, utilisées dans les lignes de traitement des fumées d’incinération pour l’abattement des dioxines/furanes et des gaz acides, était généré simultanément avec l’aérosol de combustion. L’étude s’est centrée sur les performances de filtration au début de la durée de vie du filtre à manche, avant stabilisation de la perte de charge résiduelle du filtre résultant des précédents cycles de filtration. La perte de charge maximale du filtre était fixée à 150 Pa pour tous les cycles de filtration avant décolmatage par rétro-soufflage à air comprimé. Les performances du filtre à manche ont été évaluées en termes d’évolution de sa perte de charge et de son efficacité de collecte (totale et fractionnelle) au cours des cycles de colmatage/décolmatage. De plus, des études expérimentales et théoriques ont été menées afin d’étudier l’influence de divers paramètres sur les performances de filtration du filtre en configuration manche ou plane, tels que l’humidité de l’air (3% HR versus 0% HR à 150°C), la température (150°C versus 24°C), la vitesse de filtration (1,9 cm.s⁻¹ versus 1,4 cm.s⁻¹) et l’influence de l’injection de réactifs. Les principaux résultats de cette étude sont : (i) importante efficacité de capture des particules du filtre à manche en conditions représentatives des lignes de traitement des fumées d’incinération : efficacité minimale de collecte de 98,5% mesurée pour des particules de taille 74 ± 15 nm (diamètre de mobilité électrique), (ii) influence du gâteau résiduel de particules au début de chaque cycle de filtration sur les performances de traitement, (iii) influence significative de l’humidité de l’air sur la structure du gâteau de particules probablement due à l’augmentation des forces d’adhésion entre les particules en présence d’humidité (150°C – 3% HR soit environ 100 g d’eau par kg d’air sec) ; augmentation plus rapide de la perte de charge du filtre à manche en présence d’humidité (150°C – 3% HR) qu’en conditions d’air sec (150°C – 0% HR). / Filtration performance of a pulse-jet bag filter was evaluated at the laboratory-scale regarding submicronic particles with a nanosized fraction during clogging/unclogging cycles. The particle size distribution was representative to those encountered at the outlet of a nano-waste incineration device at laboratory-scale. The bag filter was operated in conditions as similar as possible to those found in flue gas treatment of waste incineration plants, in terms of temperature, humidity, filtration velocity, injection of sorbent reagents and unclogging conditions. The air flow and the bag filter were heated to 150°C, the water content was maintained in the air flow in the range of 10-12% (3% of relative humidity RH), and filtration velocity throughout the bag filter was fixed at 1.9 cm.s⁻¹. A mixture of submicronic suspended particles of activated carbon and sodium bicarbonate, both used in flue gas treatment systems mainly for the removal of dioxins/furans and acid gases, was generated simultaneously with the aerosol representative of combustion emissions.The study focused on the filtration performance at the beginning of the bag filter’s lifetime filter for the 11 first clogging-unclogging cycles before stabilizing the residual pressure drop reached after pulse-jet unclogging. The maximum pressure drop was set at 150 Pa for all filtration cycles. Once the maximum pressure drop was reached, the filter was unclogged using the pulse-jet system. The performance of the bag filter was evaluated in terms of the evolution of pressure drop, fractional and total particle collection efficiencies, during the clogging/unclogging cycles.Moreover, an experimental and theoretical study was carried out on the influence of different parameters on the filtration performance of bag filter and flat filter, such as influence of humidity (3% RH versus 0% RH at 150°C), temperature (150°C versus 24°C), filtration velocity (1.9 cm.s⁻¹ versus 1.4 cm.s⁻¹) and the influence of the injection of sorbent reagents.The main results of this study are: (i) high collection efficiency of the bag filter in representative conditions of flue gas treatment of waste incineration: minimun particle collection efficiency of 98.5% for particle diameter of 74 ± 15 nm (electrical mobility diameter), (ii) influence of residual particle cake at the beginning of the filtration cycles on the bag filter performance, (iii) significant influence of humidity on the porosity of the particle cake due to the capillary condensation of water between the particles in presence of humidity (150°C - 3% RH i.e. almost 100 g of water per kg of dry air). Faster increase of bag filter pressure drop in presence of humidiy (150°C - 3% RH) as compared to the dry conditions (150°C - 0% RH).

L'objectif de cette étude était de préparer et de caractériser les particules submicroniques multifonctionnelles utilisables simultanément pour le diagnostic et le traitement de plusieurs maladies mortelles telles que le cancer. Pour ce faire, une étude systématique a été réalisée afin de comprendre les mécanismes impliqués et d'optimiser les paramètres du procédé de double émulsion-évaporation de solvant pour la préparation de ces particules. Pour l’imagerie in vitro, des nanoparticules polymériques fluorescentes (FluoSpheres®) ont été encapsulées dans une matrice polycaprolactone dégradable en utilisant le procédé de l’émulsion double-évaporation de solvant. Pour l’imagerie invivo, des nanoparticules d'or colloïdal ont été préparées et encapsulées via le même procédé et parfaitement caractérisées. Enfin, pour application theranostic, les nanoparticules d'or (comme agent de contraste) et un actif moléculaire (hydrophile Nefopam et hydrophobe benzoate de benzyle) ont été encapsulés simultanément dans des particules de polycaprolactone. Ces particules multifonctionnelles ont été caractérisées et évaluées in vitro comme model de pénétration cutané / The objective of this study was to prepare and characterize multifunctional submicron particles that can be used for diagnosis and therapy of several fatal diseases including cancer (i.e theranostic). For this purpose, a systematic study was performed in order to optimize the process parameters for preparation of polymeric particle that can be used as a platform for effective delivery of drugs and imaging labels. The imaging agent (FluoSpheres®) was encapsulated via double emulsion solvent evaporation technique to be used fluorescent contrast agent and their in vitro evaluation was performed. Then, gold nanoparticles were prepared by using NaBH4 reduction method, characterized and encapsulated by polycaprolactone polymer for in vitro applications. Finally, the gold nanoparticle were loaded into polycaprolactone particle along with a hydrophilic drug (Nefopam) and a hydrophobic drug (benzyl benzoate) simultaneously. The prepared particles were then characterized physicochemically and in vitro skin penetration study was performed

Il s'agit ici du bilan de plus de 10 ans d'enseignement et de recherche dans le domaine de la micro et de l'opto électronique, et plus particulièrement des dernières années passées au sein de l'Ecole Centrale Marseille et de l'institut Fresnel. <br />Deux thématiques de recherche sont abordées : <br />- La caractérisation optique de défauts submicroniques dans les matériaux, qui a constitué, dans la continuité de ma thèse, la première partie de mes activités : caractérisation de précipités dans le Silicium par le développement d'un microscope infrarouge à balayage ; développement d'un microscope photo thermique pour la détection de nano défauts absorbants précurseurs d'endommagement dans les couches minces optique.<br />- L'optique pour la microélectronique, thématique initiée en 2000 au laboratoire, qui aborde la modélisation optique de capteurs d'images en technologie CMOS en vue d'adapter leur structure aux contraintes de réflexion et diffraction optique liées à la réduction de taille des pixels imposée par le marché.<br />Sont aussi concernés les masques avancés pour la photolithographie optique, et l'adaptation de techniques de traitement du signal et des images à la modélisation de corrections optiques de proximité (OPC) qu'il faut appliquer sur les masques pour corriger les effets de la diffraction dans le cadre de la diminution de taille des composants.<br />Des projets de recherche orientés sur l'application des capteurs et du traitement multidimensionnel du signal pour des applications médicales et de sécurité sont aussi présentés.