Le développement des systèmes de récupération d'énergie est liée à l'émergence des applications de type Internet des objets (IoT) plus spécifiquement à la prolifération des réseaux de capteurs autonomes. Les progrès réalisés ces dernières années dans le domaine des technologies de l’information et de la communication ont permis de lever certains verrous technologiques au développement de ces réseaux de capteurs intelligents et autonomes, notamment grâce à l’amélioration des performances intrinsèques des composants microélectroniques (vitesse, consommation), la conception de circuits plus économes en énergie, ou bien la mise en place de standards de communications radio adaptés à ces contraintes énergétiques. Etant donné l’ubiquité des sources d’énergie, la fabrication de générateurs permettant d’alimenter directement ces capteurs et les rendre autonomes en énergie à partir de ces sources représente une alternative viable à l’utilisation de batteries pour prolonger la durée de vie de ces capteurs communicants. Diverses technologies de générateurs ont ainsi été proposées pour s’adapter aux différentes formes que peut prendre l’énergie, qu’elle soit d’origine thermique, mécanique ou solaire. Le présent travail est une contribution à l'élaboration d’un récupérateur d’énergie thermique à base de bilames thermiques et de matériaux piézoélectriques. Ce type de générateurs, proposé et développé au sein de STMicroelectronics à Crolles, se veut être une alternative fiable et bas coût à l’utilisation de matériaux thermoélectriques exploitant l’effet Seebeck pour générer de l’énergie électrique. Des preuves de concept de tels systèmes ont déjà été développées aussi bien à macro-échelle qu’a micro-échelle. Ce travail s’inscrit dans la continuité du développement d’un récupérateur d’énergie macroscopique reposant sur ce principe-là. L’objectif de cette thèse est dans un premier temps d’optimiser cette structure pour atteindre des niveaux de puissances plus élevés que la première preuve de concept puis dans un second temps, de réaliser son intégration afin d’effectuer des démonstrations de capteur autonome et confirmer la viabilité de la technologie développée pour de telles applications. / The development of energy harvesting systems is linked to the emergence of the Internet of Things (IoT) more specifically to the proliferation of Wireless Sensor Networks that should respond to the growing needs for monitoring data in domains as diverse as the industry, the urban environments, the home or even the human body. Recent progress in the CMOS technology have enabled to remove some of the technical obstacles to the deployment of these smart and autonomous devices, specifically thanks to the improvements of the performances of microelectronic components, the design of ultra-low-power circuits and even the creation of wireless communication standards well adapted to the needs of wireless sensors. Given the availability of ambient energy sources like mechanical, thermal, light etc., energy harvesters are becoming reliable alternatives to batteries in order to extend the autonomy of these sensors. Consequently, various technologies of generators have been developed to harvest different kind of energies in function of their availability. The present work is a contribution to the development of a thermal energy harvester based on bimetallic strips heat engine and piezoelectric membranes. This type of technology developed by STMicroelectronics is intended to be a low cost alternative to thermoelectric generators exploiting the seebeck effect to convert heat into electricity. Based on this working principle, many harvesters both at the micro and macro scale have been fabricated. This thesis deals with the development of macroscopic energy harvesters whose first proofs of concept were established in a previous thesis. An important part of this manuscript deals with the thermal optimization of this energy harvester both in static and dynamic modes. Once the thermal properties improved, various piezoelectric materials were tested and compared to find the most adapted ones to our application and the same work is realized to choose the best device’s architecture. The integration of the energy harvester is then realized and wireless sensor node applications are demonstrated using various communication protocols and sensors. SPICE modeling of the system is also made and coupled with simulations of power management circuits developed by CEA’s design team. Finally, alternative ways to exploit wasted heat and vibrations are proposed through the development of piezoelectric bimetals and dual energy harvesters able to harvest thermal energy and mechanical energy at the same time: piezoelectric bimetals are realized either by direct deposition of piezoelectric composites or piezoelectric thin films onto bimetals. In the case of the dual energy harvester, piezoelectric cantilever beams were designed and simulated to vibrate at low frequencies (between 50Hz and 125Hz).

Incineração pode ser considerado um método terminal para a disposição de resíduos. Apesar de toda vantagem que possa apresentar, a oposição a este tipo de tratamento tem sido frequentemente renovada em função de traços de dioxinas cloradas, furanos clorados e outros compostos detectados nos efluentes gasosos de incineradores de resíduos. A eficiência de Incineradores é medida pela remoção e destruição de compostos e pela emissão de produtos de combustão incompleta -PCI (ex. Dioxinas, Furanos, etc). Neste trabalho propomos a utilização do reagente de Fenton como sistema de oxidação auxiliar em um incinerador com forno de camara rotativa. O objetivo deste trabalho foi aumentar a Eficiência de Destruição e Remoção de compostos e diminuir a emissão de PCIs. A reação de Fenton é dada pela equação [1]. Fe2+ + H2O2 ←→ Fe3+ + *OH + OH- [1] Em condições ácidas o radical hidroxila apresenta potencial de oxidação Eo = 2,33 v. No processo oxidativo de Fenton normalmente 40 a 60 % do carbono é convertido a CO2 , dependendo da quantidade de Fe2+, peróxido e da temperatura da solução. Durante os testes foram efetuados 12 coletas dos efluentes gasosos, 6 com a utilização do reagente de Fenton e 6 sem o seu uso. Houve redução em 79 % da Taxa de emissão de compostos orgânicos e 97 % na redução da taxa de emissão de Dioxinas e Furanos (PCIs). 12 amostras de efluentes líquidos industriais contendo solventes também foram tratadas a temperatura ambiente com reagente de Fenton. Os resultados obtidos mostraram redução de 100 % a 47 % na concentração dos solventes. / Incineration can be considerate a terminal method for residue disposition. Beside the advantage that it could show the oposition to this kind of treatment has been frequently renovated based on chlorinated dioxines, chlorinated furanes traces and others detectable compounds that apear on the waste gases from incinerators. The efficience of incinerators is measered by the destruction and remotion of feed in compounds (DRE - Destruction and Remotion Efficiency) and emission of products formed by incomplete combustion (ICP), e.g. Dioxinas, Furanos etc. In this work we propose the use of Fenton\'s reagent as an auxiliar oxidation system in a rotatory kiln incinerator. The aim was increase the efficience of destruction and remotion (DRE) and decrease ICP emission. Fenton\'s reaction can be defined in the equation [1]. Fe2+ + H2O2 ←→ Fe3+ + *OH + OH- [1] On acidic conditions the hydroxyl radical show oxidation potential Eo = 2,33 v. On the Fenton\'s oxidative process normaly 40 to 60 % of the carbon is converted to CO2 , depending on Fe2+ and peroxide concentration and solution\'s temperature. During the experimental step 12 samples from waste gases were taken, 6 of them using Fenton\'s treatment and other 6 without auxiliary oxidation. There were a reduction of 79 % on the emission of organic compounds and a reduction of 97 % on the emission of Polychlorinated Dioxines e Furanes (ICPs). 12 samples of industrial waste water were also treated with Fenton\'s reagent at room temperature. The results showed solvent concentration reduction from 100 % to 47 %.

Ce manuscrit traite du rayonnement thermique à l’échelle nanométrique et du contrôle de l’échange d’énergie radiative entre deux corps, afin d’augmenter les performances de conversion énergétique des systèmes thermophotovoltaïques (TPV). Les bases du rayonnement thermique et de la conversion photovoltaïque sont tout d’abord rappelées. Les flux rayonnés par des émetteurs multicouches supportant des phénomènes d’interférence sont ensuite calculés numériquement. Ces phénomènes permettent de contrôler le spectre d’émission et donc l’optimisation d’un émetteur sélectif pour des applications TPV. Il s’avère important de prendre en compte l’évolution en température des propriétés optiques des matériaux constituant l’émetteur. Il est démontré que le contrôle des phénomènes d’interférences au sein des structures multicouches sur substrat métallique permet d’obtenir des émissivités spectrale et totale hémisphérique 20 fois supérieures à celles du substrat seul. Le chapitre suivant est dédié au rayonnement thermique en champ proche entre un émetteur semi-infini et une couche mince. Cette configuration est proche d’un système TPV, où l’émetteur semi-infini peut être assimilé au corps rayonnant, et le film à une cellule PV. Différent phénomènes sont analysés : le comportement des résonances de polaritons de surface, l’absorption spatiale de la puissance radiative en champ proche et les phénomènes d’interférences dans le régime de transition champ proche-champ lointain. Ces phénomènes peuvent être mis à profit pour la conception de spectres optimisés. Dans le dernier chapitre, les performances de systèmes TPV en champ proche (TPV-CP) sont simulées numériquement à l’aide d’un code couplé transport des charges-rayonnement. Les modèles basés sur l’hypothèse de faible injection utilisés généralement pour simplifier le problème du transport des charges électriques dans la cellule PV sont évalués en détails. Différentes architectures de cellules permettant d’optimiser les performances du système sont présentées en conclusion. Ces travaux offrent un nouvel éclairage sur le rayonnement des structures multicouches et leur application à la conversion thermophotovoltaïque. / This thesis deals with thermal radiation at nanoscale in order to increase the energy conversion performances of thermophotovoltaic systems (TPV) The basics of thermal radiation and of photovoltaic energy conversion are recalled first. The flux radiated by few-layers emitters supporting interference phenomena are then calculated numerically. These phenomena allows controlling the emission spectrum, and thus the optimization of a selective emitter for TPV application. The next chapter is dedicated to near-field thermal radiation between a semi-infinite emitter and a flat film. This configuration is close to a TPV system, where the semi-infinite emitter can be related to the radiating body, and the film to the photovoltaic device. Different phenomena are analyzed: the behavior of the surface polariton resonances, the spatiale absorption of the radiative power and the interference phenomena in the near-to-far field transition regime. These phenomena can be used to design optimal spectra. In the last chapter, the performances of TPV system under near-field regime (NFR-TPV) are numerically simulated with a coupled charge transport/thermal radiation code. The models based on the low-injection approximation commonly used to simplify the charge transport problem inside the PV device are evaluated in details. Several cell architectures optimizing the performances of the system are then presented. All these results shed new light on thermal radiation of multilayers and their application to thermophotovoltaic conversion.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Conservation tillage is based on minimum tillage and on the maintenance of crop residues on the soil surface throughout the year, thus protecting the soil from rainfall damage and increasing water infiltration in the soil. The relationships between crop residue maintenance and its effects on water loss by evaporation are particularly important during crop initial phases, when the soil coverage by the crop is not effective. However, especially regarding such phase, information on water loss by evaporation is scarce. The objective of this study was to evaluate water loss by evaporation in three distinct soil classes as well as to evaluate the effect of crop residue on soil evaporation and soil temperature. For that purpose, experiments were conducted in a set of 12 drainage lysimeters located in an area belonging to the Department of Rural Engineering of the Federal University of Santa Maria, RS, in 2007 and 2008. Experimental delineation was entirely random, bifactorial, with two replications. Factor soil consisted of three soils: (i) typical dystrophic red latosol (Rhodic Hapludox), of a very clayish texture; (ii) umbric aluminum yellowred argisol (Haplohumult), of frank clay-lime texture and; (iii) sandy distrophic red argisol (Rhodic Paleudalf). Fator residue comprised two levels of crop residue coverage: 0 and 4 Mg ha-1 of oat with two replications, comprising a total of 12 experimental plots. The volumetric content of water in the soil (cm3 water / cm-3 soil) was determined at the layer comprising 0 to 10 cm by using FDR (Frequency Domain Reflectometry) and daily evaporation was assumed as the variation in the volumetric content of water in the soil between two consecutive days. To estimate soil temperature, temperature sensors were installed at 2.5 cm depth. Regarding the evaluation of soil temperature, no significant differences were observed between classes of soil texture for maximum, minimum and mean temperatures, as well as for thermic amplitude on the first and third drying cycles, both carried out periods of increased reference evapotranspiration. The presence of 4 Mg ha-1 of crop residue over the soil surface reduced minimum and maximum temperatures, which resulted decreased daily thermic amplitude in the soils. Greater effect of crop residue coverage on the temperature of the soils was observed as the drying cycle progressed. During the third drying cycle, crop residues coverage rendered a reduction of 1,8oC in the soil maximum temperature on the first day of the cycle (soils at field capacity) and 12,2oC on the eighth day, when cumulative reference evapotranspiration reached 50 mm. The effect of crop residues in reducing water loss by evaporation was observed for the three drying cycles. Crop residue resulted in lower water loss especially on the initial days of the drying cycles. In cycles 1 and 3, such effect was observed until the third day, while in experiment 2, it was extended to the sixth day. However, when the time scale was altered into reference evapotranspiration, the presence of crop residue on soil surface affected water losses by evaporation for a period of approximately 10 mm of cumulative reference evapotranspiration. / Os sistemas conservacionistas se baseiam no mínimo revolvimento e na manutenção de resíduos sobre o solo o ano todo, protegendo-o da erosão e aumentando a infiltração de água no solo. As relações entre a manutenção de resíduos em superfície e o seu efeito sobre as perdas de água por evaporação são especialmente importantes nas fases iniciais dos cultivos, enquanto a cobertura do solo pela cultura ainda não é efetiva. Ainda há carência de informação sobre as perdas de água por evaporação. A finalidade deste trabalho foi avaliar as perdas de água por evaporação em três classes de solos distintas, bem como avaliar efeito que os resíduos em superfície exercem sobre a evaporação e sobre a temperatura dos solos. Para tanto, experimentos foram realizados em um conjunto de 12 lisímetros de drenagem, em área pertencente ao Departamento de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria, RS, nos anos de 2007 e 2008. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, bifatorial, com duas repetições. O fator solos foi constituído de três solos: (i) Latossolo vermelho distroférrico típico, de textura muito argilosa; (ii) Argissolo vermelho-amarelo alumínico úmbrico, de textura franco-argilo-siltosa e; (iii) Argissolo vermelho distroférrico arênico. O fator resíduo correspondeu a dois níveis de cobertura do solo: 0 e 4 Mg ha-1 de resíduos de aveia, em duas repetições, perfazendo um total de 12 parcelas experimentais. O conteúdo volumétrico de água do solo (cm3 água cm-3 solo) foi determinado na camada que compreende de 0 a 10 cm por um conjunto TDR (Reflectometria no Domínio de Tempo) e a evaporação diária foi considerada como sendo a variação no conteúdo volumétrico de água no solo entre dois dias consecutivos. Para avaliação da temperatura do solo, foram utilizados sensores de temperatura instalados a 2,5 cm de profundidade. Na avaliação da temperatura da superfície do solo, não foram observadas diferenças significativas entre as classes de texturas dos solos para as temperaturas máxima, mínima, média e amplitude térmica no primeiro e terceiro ciclos de secagem, ambos realizados em épocas de elevada evapotranspiração de referência. A presença de 4 Mg ha-1 de resíduos de aveia em superfície atenuou as temperaturas mínimas e máximas e, por conseqüência, a amplitude térmica diária dos solos. Maior efeito dos resíduos sobre a temperatura dos solos foi observado à medida que o ciclo de secagem se desenvolvia. Durante o terceiro ciclo de secagem, os resíduos em superfície proporcionaram uma redução na temperatura máxima do solo de 1,8oC no primeiro dia do ciclo (solos na capacidade de campo) e 12,2oC no oitavo dia, quando a evapotranspiração de referência acumulada era de 50 mm. O efeito dos resíduos na redução das perdas de água por evaporação foi observado nos três ciclos de secagem do solo. Os resíduos em superfície proporcionaram menor evaporação especialmente nos primeiros dias dos ciclos de secagem. Nos ciclos 1 e 3, esse efeito pode ser verificado até o terceiro dia, enquanto que, no ciclo 2, o efeito se estendeu até o sexto dia. Porém, quando a escala de tempo foi alterada para evapotranspiração de referência, a presença de resíduos em superfície afetou as perdas de água por evaporação por um período de aproximadamente 10 mm de evapotranspiração de referência acumulada.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-01Bitstream added on 2014-06-13T19:09:12Z : No. of bitstreams: 1 pinto_top_me_sjrp.pdf: 1417990 bytes, checksum: 1ff62a60751622fd662850c2a8565eba (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O aproveitamento de resíduos agrícolas e agro-industriais como fonte de energia pode se tornar uma alternativa viável. O alvo principal para esta empreitada, pela sua disponibilidade e proximidade das indústrias fermentativas é o bagaço de cana, que ainda retém 2/3 da energia presente na cana, é largamente disponível no Brasil e hoje é parcialmente rejeitado ou subaproveitado. Uma forma de aproveitamento que tem se mostrado bastante promissora refere-se ao uso dessa biomassa na produção do bioetanol. No presente trabalho, avaliou-se o perfil de produção enzimática dos fungos Thermoascus aurantiacus CBMAI 756, Thermomyces lanuginosus, Penicillium viridicatum RFC3 e Trichoderma reesei QM9414, através de fermentação em estado sólido em meio com bagaço de cana e farelo de trigo. Aplicou-se esses extratos enzimáticos na hidrólise de bagaço de cana submetido a diferentes pré-tratamentos térmicos: água quente, explosão a vapor, e água quente em combinação com HCl, H2SO4, H3PO4, H2O2 ou NaOH. Determinou-se os principais inibidores (furfural e 5-hidroximetilfurfural) e açúcares redutores (glicose, xilose, arabinose, galactose, xilobiose e celobiose) gerados no processo. O fungo T. aurantiacus foi o melhor produtor de enzimas celulolíticas (536,3 U/g de CMCase) e hemicelulolíticas (3419,2 U/g de xilanase), apresentando juntamente com o extrato enzimático de T. reesei os melhores rendimentos na sacarificação do bagaço. Os extratos enzimáticos foram mais eficientes na hidrólise do bagaço pré-tratado com NaOH e explosão a vapor com rendimentos de 3,87 e 1,21 mg/mL de açúcares redutores, respectivamente. A mistura dos extratos enzimáticos de T. aurantiacus e T. reesei aumentou em 31,4% a eficiência da hidrolise com o bagaço pré-tratado com explosão a vapor. A concentração dos extratos por precipitação por etanol foi eficiente para a maioria... / The utilization of agricultural and agro-industrial residues as energy source can become a viable alternative. The main target for this venture, for its availability and proximity to fermentation industries is the sugarcane bagasse, which still retains two thirds of the energy present in the cane, is widely available in Brazil and today is partly rejected or underused. One form of exploitation that has shown promising refers to the use of biomass in the production of bioethanol. In this study, we evaluated the profile of enzymatic production of fungi Thermoascus aurantiacus CBMAI 756, Thermomyces lanuginosus, Penicillium viridicatum RFC3 and Trichoderma reesei QM9414 through solid state fermentation in a medium with sugar cane bagasse and wheat bran. These enzymatic extracts were applied on the hydrolysis of sugarcane bagasse under different thermic pre-treatments: hot water, steam explosion, and hot water in combination with HCl, H2SO4, H3PO4, NaOH or H2O2. The main inhibitors (furfural and 5-hydroxymethylfurfural) and reducing sugars (glucose, xylose, arabinose, galactose, xilobiose and cellobiose) generated in the process were determined. The fungus T. aurantiacus was the best producer of cellulolytic (536.3 U/g CMCase) and hemicellulolytic enzymes (3419.2 U/g xylanase), exhibiting along the enzymatic extract from T. reesei the best yields in the saccharification of bagasse. The enzymatic extracts were more efficient in the hydrolysis of bagasse pretreated with NaOH and steam explosion with a yield of 3.87 and 1.21 mg/mL of reducing sugars, respectively. The mixture of enzyme extract of T. aurantiacus and T. reesei increased 31.4% the efficiency of hydrolysis with bagasse pre-treated with steam explosion. The concentration of the extracts by precipitation with ethanol was effective for most enzymatic activities and resulted in an increase of approximately 50% of hydrolysis... (Complete abstract click electronic access below)

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a possível relação entre a temperatura alta e o provável aumento de tolerância à deficiência hídrica, bem como identificar e selecionar as linhagens celulares de Eucalyptus urophylla sob os aspectos fisiológicos e bioquímicos. Para isso, calos oriundos de hipocótilos de Eucalyptus urophylla mantidos em cultura de tecidos em meio de cultura N7 (SIMOLA, 1985) com 5 mg L-1 de Picloram foram utilizados para conduzir os testes. Estes calos foram submetidos a uma pressão de seleção em meio N7 (SIMOLA, 1985) suplementado com 20% de polietilenoglicol (PEG 6000) e em seguida, eles foram tratados em diferentes temperaturas (25, 30, 35, 40 e 45ºC) por duas horas em BOD. Então, esses frascos foram mantidos por vinte dias sob condições constantes de luz (50 µmol m-2 s-1 PAR) e temperatura de 26 + 2 oC com fotoperíodo de 12 horas. Após esse período, parte do material foi avaliada e o restante foi transferido para meio de cultura N7 suplementado com 5 mg L-1 de Picloram. Decorrido quatro meses, parte das linhagens sobreviventes à primeira seleção foram transferidas para o meio N7 líquido, visando avaliar a capacidade de recuperação do material. O restante dos calos selecionados foi novamente submetido aos estresses hídrico e térmico, conforme o tratamento realizado anteriormente, por vinte dias. Para avaliação das três etapas do experimento (primeira seleção, recuperação e segunda seleção), foram feitas determinações do teor de prolina, proteínas totais solúveis e carboidratos não-estruturais solúveis (ácido glucorônico, celobiose, glicose, poliose e arabinose), bem como avaliação do crescimento através da medição do peso seco e peso fresco. Os resultados foram avaliados por análise fatorial utilizando técnicas de componentes principais (PCA) e pela comparação de médias de acordo com a Análise de Variância (ANOVA) e LDS (Least Significant Difference). Assim, verificou-se que em primeira instância, altas temperaturas podem aumentar a tolerância a posterior deficiência hídrica, mas numa segunda exposição essa vantagem não é significativa. Além disso, linhagens tolerantes a condições de estresse podem ser selecionadas utilizando essa metodologia. / This work aimed to assess a possible relation between hight temperature and improvement in drought tolerance, as well as identify and select Eucalyptus urophylla cell lines under physiological and biochemical aspects. Callus obtained from hypocotyl of Eucalyptus urophylla and cultivated in N7 medium (SIMOLA, 1985) with the addition of 5mg.L-1 of Picloram were used to carry out the tests. These callus were transferred to N7 medium (SIMOLA, 1985) suplemented with 20% of PEG 6000 and then, they were treated at different temperatures (25, 30, 35, 40 and 45ºC) for two hours in BOD. Then, they were kept under constant conditions of light (50 µmol m-2 s-1 PAR) and temperature (26 + 2 oC) with photoperiod of 12 hours for 20 days. After that, part of the material was evaluated and the remained callus was transferred to N7 medium supplemented with 5 mg L-1 of Picloram. Passed four mouths, half of the selected cell lines was transferred to N7 liquid medium, aiming to evaluate the capacity of recovery of the material. The other part of the selected callus was submitted to water and thermal stress again, as in the first selection, for 20 days. The evaluation of the callus response was made through the quantification of proline, total soluble proteins, soluble sugars (glucoronic acid, glucose, celobiose, poliose and arabinose). The data were analised through fatorial analises using principal component techinics and through means comparation according to ANOVA and LSD (Least Significance Difference) test. Thus, these results showed a positive relation between hight temperature and improvement in drought tolerance in first instance, but in a second exposition to this stress factor, these advances was not significant. Tolerant cell lines to stress conditions could be selected using this methodology.

Objetivo: Analisar a influência da matriz orgânica, do conteúdo inorgânico e do tratamento térmico (TT) sobre diferentes propriedades de compósitos experimentais, tais como o grau de conversão (GC), tenacidade à fratura (KIC), resistência à flexão (RF) e módulo de elasticidade (ME). Métodos: Para o experimento foram analisadas seis formulações de compósitos experimentais com proporções molares de Bis-GMA:TEGDMA de 5:5 e 7:3, a carga utilizada foi o vidro de bário, nas concentrações de 30, 50 e 70% em peso, e os fotoiniciadores a amina e canforoquinona. O GC foi analisado através da espectroscopia no infra-vermelho (FTIR) (n=5). A KlC foi avaliada pelo método single-edge notched beam (SENB). As imagens das superfícies de fratura foram capturadas por um estereomicroscópio e a KlC calculada (n=10). A análise da RF e ME foi realizada através do teste dos três pontos (n=10). Para todos os fatores de variação estudados, metade dos espécimes imediatamente após à confecção receberam TT em estufa convencional, a 170º C por 10 minutos e a outra metade não. Após 24 horas, as amostras foram destinadas de acordo com os ensaios realizados. Os dados foram analisados utilizando ANOVA/Tukey para o grau de conversão, tenacidade à fratura e resistência à flexão, e, Kruskal-Wallis para o módulo de elasticidade (=5%). Resultados: Na análise do GC (%) foi observada significância estatística para os três fatores de variação analisados individualmente (monômero, carga e TT), como também, para a interação monômero x TT (p<0,001). Para a KIC e RF, as alterações significantes foram observadas apenas nos três fatores de variação (monômero, carga e TT) analisados individualmente (p<0,001). Para o ME, os fatores individuais (monômero, carga e TT), a interação carga x TT apresentaram significância estatística (p<0,001), bem como a interação monômero x carga (p=0,001). Conclusões: A matriz orgânica e o conteúdo inorgânico dos compósitos experimentais influenciaram o GC, a KIC, a RF e ME, e o TT promoveu melhorias nas propriedades estudadas. / Objective: To analyze the influence of organic matrix, the inorganic content and thermic treatment (TT) on different properties of experimental composites, such as the degree of conversion (DC), fracture toughness (KIC), flexural strength (FS) and elastic modulus (EM). Methods: This experiment analyzed six formulations of experimental composites with 5:5 and 7:3 molar proportions of Bis-GMA: TEGDMA. The load used was barium glass at concentrations of 30, 50 and 70% by weight and the photoinitiators, camphorquinone and amine. GC was analyzed by infrared spectroscopy (FTIR) (n=5). The KIC was evaluated by a \"single-edge notched beam\" (SENB). The images of the fracture surfaces were captured by a stereomicroscope and KIC calculated (n=10). The analysis FS and EM were performed by testing three points (n=10). For all the variation factors studied, half of the specimens immediately after the preparation received TT in conventional oven at 170º C for 10 minutes and the other half not. After 24 hours, the samples were designed according to the tests. Data were analyzed using ANOVA/Tukey the degree of conversion, fracture toughness and flexural strength, and Kruskal-Wallis test for the elastic modulus (=5%). Results: Analysis of GC (%) statistical significance was observed for the three variation factors analyzed individually (monomer, filler and TT), as well as for the interaction monomer x TT (p <0.001). For KIC and FS, significant changes were observed only in the three variation factors (monomer, filler and TT) analyzed individually (p<0.001). For EM, the individual factors (monomer, filler and TT) TT x filler interaction showed statistical significance (p <0.001), as well as the monomer x filler interaction (p = 0.001). Conclusions: The organic matrix and inorganic content of experimental composites influenced the GC, KIC, FS and EM, and the TT caused improvements in the properties studied.

Temperatura e chuva exercem grande influência sobre o crescimento, desenvolvimento e produtividade vegetal. Com o objetivo geral de verificar o efeito da variação da temperatura e chuva sobre a qualidade da fibra e a produtividade de algodão no estado de Mato Grosso, este trabalho analisou conjuntamente dados climatológicos (banco de dados contendo os valores diários de temperatura máxima, mínima e média, e chuva) e dados provenientes de um grupo de experimentos de campo de algodão. A caracterização de diversos genótipos (cultivares e linhagens) de algodão foi realizada em 109 ambientes do estado de Mato Grosso, os quais foram formados pela combinação de três causas de variação: (i) seis locais (Itiquira, Serra da Petrovina, Campo Verde, Campo Novo do Parecis, Sapezal e Sorriso); (ii) quatro épocas de semeadura (05 a 21 de dezembro, 22 de dezembro a 10 de janeiro, 11 a 25 de janeiro, 25 de janeiro a 20 de fevereiro); e (iii) oito safras agrícolas (2003/2004 a 2010/2011). Os quatro cultivares mais frequentes foram selecionados: FiberMax 966, FMT 701, FiberMax 993 e DeltaOpal, testados em 75, 68, 63 e 60 ambientes, respectivamente. Os dados climatológicos, de cada ambiente, foram segmentados em três fases de desenvolvimento do algodoeiro: (i) emergência à primeira flor (E-F1); (ii) primeira flor ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D); e (iii) emergência ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D). Os resultados de cada fase foram correlacionados com os dados dos experimentos de campo de algodão (produtividade de algodão em caroço, rendimento e qualidade de fibra - índice micronaire, resistência, comprimento e maturidade). Os principais resultados obtidos foram: (i) variações de temperatura e chuva ocorridas durante a fase F1-C1+21D promoveram maior influência sobre produtividade e qualidade de fibra; (ii) o aumento da amplitude térmica interferiu negativamente na produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade de fibra, e positivamente na resistência da fibra; (iii) quando comparadas à temperatura máxima, variações de temperatura mínima foram mais limitantes sobre a produtividade e qualidade de fibra; (iv) temperaturas mínimas inferiores a 20°C interferiram negativamente na produtividade de algodão em caroço, rendimento de fibra, índice micronaire e maturidade; (v) a elevação da temperatura máxima média interferiu positivamente na resistência e negativamente no comprimento de fibra; entretanto extremos de temperatura máxima, acima de 35°C, não foram associados às variações de produtividade e qualidade de fibra; e (vi) o aumento de chuva, em quantidade acumulada e frequência de ocorrência, resultou em elevação da produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade. Como conclusão, o aumento da temperatura mínima e da frequência de ocorrência de chuva promovem o incremento da produtividade e da qualidade da fibra de algodão, ao passo que extremos de temperatura máxima não provocam alterações consistentes no estado de Mato Grosso. / Temperature and rain have great influence on the growth, development and yield of plants. In order to verify the effect of temperature and rainfall on fiber quality and yield of cotton in the State of ´Mato Grosso´, Brazil, climatological data (daily database of maximum, minimum and mean temperature and rainfall) were analyzed with data from a group of cotton field experiments. The characterization of various genotypes (cultivars and lines) of cotton was fulfilled in 109 environments of the State of Mato Grosso, which were formed by the combination of three sources of variation: (i) six locations (´Itiquira´, ´Serra da Petrovina´, ´Campo Verde´, ´Campo Novo do Parecis´, ´Sapezal´ and ´Sorriso´); (ii) four sowing times (5 to 21 December, December 22 to January 10, 11 to 25 January, and after January 26); and (iii) eight growing seasons (2003/2004 to 2010/2011). The four most frequent cultivars were selected: ´FiberMax 966´, ´FMT 701´, ´FiberMax 993´ and ´DeltaOpal´, tested in 75, 68, 63 and 60 environments, respectively. The climatological data, from each environment, were segmented into three stages of cotton development: (i) emergence to first flower (E-F1); (ii) first flower to the first boll, plus 21 days (F1-C1+21d); and (iii) emergency to the first boll, plus 21 days (E-C1+21d). The results of each phase were correlated with the experimental field data of cotton (productivity, lint yield and fiber quality (micronaire index, strength, length and maturity). The main results were: (i) variations of temperature and rainfall during the phase (F1-C1+21d) promoted greater influence on yield and fiber quality; (ii) the increasing of thermic amplitude affected negatively on yield, micronaire index and fiber maturity, and positively the fiber strength; (iii) when compared to the maximum temperature, minimum temperature variations were more restrictive on yield and fiber quality; (iv) values of minimum temperature below 20°C were harmful to yield, lint yield, micronaire index and maturity; (v) the maximum temperature had a positive influence in resistance and a negative influence on the fiber length; however, extreme maximum temperature above 35°C wasn\'t associated to variations on yield and fiber quality; and (vi) the increasing of rainfall, in height and occurrence frequency, influenced the rising in cotton productivity, micronaire index and maturity. In conclusion, the increasing of minimum temperature and frequency of rainfall occurrence promote the increment of cotton productivity and fiber quality, while maximum temperature extremes caused no consistent changes in the State of Mato Grosso.

Dans l'industrie métallurgique, le refroidissement est une étape fondamentale qui permet de donner certaines qualités aux matériaux (résistance mécanique, souplesse). L'impact d'un spray est une méthode de refroidissement connue mais mal comprise, limitant aujourd'hui ses champs d'applications. Cette thèse vise à mettre en place un outil numérique apte à l'étude et à l'optimisation futur du refroidissement par spray. La littérature met en évidence la multitude des mécanismes du refroidissement, et le peu d'informations sur les liens entre ces mécanismes et les caractéristiques du spray (diamètre, vitesse et répartition spatiale des gouttes). Pour simuler le refroidissement, on propose de séparer l'étape d'écoulement du spray de celle du calcul du refroidissement de la plaque. Une corrélation sur la densité de flux de chaleur issue de la littérature permet de lier les deux étapes. Une analyse poussée du spray est réalisée grâce à plusieurs outils expérimentaux: Analyseur à Phase Doppler, caméra rapide, mesure de débit surfacique. Les éléments clefs pour caractériser puis initialiser le spray dans la simulation sont ainsi mis en évidences. La méthode d'initialisation, la configuration numérique (Euler-Lagrange, modèle RANS k-ω), ainsi que le domaine de calcul sont validés avec l'écoulement d'un spray libre. La méthode est ensuite utilisée pour simuler l'écoulement du spray en présence d'une plaque. Finalement, le refroidissement d'une plaque est simulé. On obtient la densité de flux de chaleur extraite de la plaque en fonction des caractéristiques du spray. Cette thèse soulève des questions sur des points de simulation couramment utilisés mais menant à des erreurs dans le calcul du refroidissement / In the metallurgy industry, the cooling is a fundamental stage which allows to bring certain qualities to materials (mechanical resistance, flexibility). The impact of a spray is one known process but it is not well understood, limiting its today's scopes. This thesis aims at developing a simulation procedure, in order to obtain a useful numerical tool for the study and the future optimization of the spray cooling. Literature highlights the multitude of the mechanisms of spray cooling, but also the few existing information linking these mechanisms and the characteristics of the spray (diameter, speed and space distribution of droplets). In order to simulate the spray cooling, one proposes to split this process in two stages, the spray flow and the calculation of the cooling. Based on the literature, a correlation on the density of flow of heat removed from the plat is used to link the two stages. A full spray characterization is realized thanks to several experimental tools: Phase Doppler Analyser, speed-camera, measure of surface liquid flow density. Key elements required to characterize and also to initialize the spray in the simulation, are highlighted as well. The method of initialization, the numerical configuration (Eulerian-Lagrangian simulation, RANS k-ω turbulence model), as well as the domain of calculation are validated with the simulation of a free-fall spray. The method is then used to calculate characteristics of the spray in the presence of a surface. Finally, the cooling of plate is simulated, bringing results on the heat flow density removed from the plate in accordance with characteristics of the spray. Main results concern the highlighting of major points of simulation communally used but leading to error in the cooling simulation