La preocupación de los últimos años sobre la reducción del consumo de energía en los edificios denota una preocupación no tan solo en los países más desarrollados, sino que, países como Chile están impulsando iniciativas que definitivamente marcan un cambio de escenario en la concepción de la edificación. El crecimiento económico, la globalización de la economía y los avances en los sistemas de comunicación, han influido enormemente en el desarrollo de los mercados que, están cada vez más competitivos y exigentes en materia de calidad, fenómeno que es fácilmente apreciable en el mercado chileno de la construcción. La mayor demanda social por calidad, observada en nuestro medio nacional, ha tenido un impacto relevante en el sector de la construcción, que se ha visto obligado a incorporar conceptos tanto, de productividad para desenvolverse en un medio de creciente competitividad como, de calidad para lograr la satisfacción de un cliente cada vez más exigente. Esta creciente preocupación por la eficiencia energética de los edificios y las mayores aspiraciones de confort ambiental por parte de los usuarios, ha permitido que Chile avance finalmente hacia un escenario mucho más reglamentado para la industria, con disposiciones que pretenden asegurar la calidad, seguridad y eficiencia energética de la construcción. Destacan dentro de este contexto: la promulgación de la Ley de Calidad en la Construcción en Chile y, la Reglamentación Térmica vigente desde marzo del año 2000, que fija, en la primera etapa, los estándares de calidad mínimos para los complejos de techumbre para las distintas zonas climáticas del país y; la segunda etapa de la Reglamentación Térmica, que regula las exigencias de aislación térmica de muros, ventanas y pisos, vigente a partir de enero del año 2007. Todas estas nuevas disposiciones legales y reglamentarias han generado un fuerte impacto en la industria de la construcción. La deficiente aislación térmica del parque de soluciones locales para muros de cerramiento perimetral, ha significado que gran parte de las soluciones constructivas tradicionales, queden fuera de las nuevas exigencias reglamentarias definidas para las distintas zonas climáticas del país. Los valores fijados para las tres zonas más densamente pobladas del país son de U: 1.8 (W/m²K) para la zona Nº3 (Santiago y otras ciudades vecinas); U: 1.7 (W/m²K) para la zona Nº4 (Concepción y otras) y U: 1.6 (W/m²K) para la zona Nº5 (Temuco y otras). Considerando, dentro de este contexto, que los materiales predominantes para toda la edificación en Chile, tienen un “performance” térmico muy insuficiente, donde sus valores “U” fluctúan entre 1.91 y 2.48 (W/m²K) para las albañilerías de ladrillos cerámicos y, valores “U” entre 2.87 y 3.20 (W/m²K) para hormigones armados, valores establecidos según evaluaciones experimentales realizadas tanto por la Universidad del Bío-Bío como por el IDIEM de la Universidad de Chile. Se puede determinar entonces que, los estándares de calidad térmica de muros, de este tipo en el país, son insuficientes y, que la construcción de albañilería de ladrillos cerámicos, no se encuentra tecnológicamente preparada para enfrentar las exigencias de la nueva Reglamentación Térmica. Esta situación se hace insostenible, particularmente para la industria del ladrillo, que arriesga seriamente perder la competitividad en el mercado de la edificación nacional, problema que obliga a introducir cambios tecnológicos y modificaciones a los actuales productos de ladrillos nacionales. El trabajo de investigación, de la presente tesis doctoral, pretende el mejoramiento térmico de la albañilería de ladrillos cerámicos, esto es, desarrollar e introducir innovaciones tecnológicas en las soluciones de muros de albañilería y principalmente en los diseños morfológicos de las unidades de ladrillos. El trabajo plantea inicialmente, realizar un completo análisis prospectivo – experimental, que permita evaluar la aislación térmica del parque de soluciones constructivas, a través de una serie de ensayos, térmicos, estructurales e hídricos a escala natural, con el fin de obtener resultados que permitan estudiar y precisar las potencialidades de mejoramiento térmico y definir, en consecuencia, las estrategias de diseño morfológico y las líneas de trabajo para lograr soluciones termoresistentes. La presente tesis doctoral, forma parte importante de un trabajo realizado en Chile, pactado entre la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica, CONICYT y las Universidades del Bío-Bío y Católica de Chile, denominado “Desarrollo experimental de especificaciones técnicas para el mejoramiento higrotérmico de muros de albañilería de ladrillo y hormigón (D01I1161)”, presentado en su ocasión al noveno concurso nacional de proyectos de investigación y desarrollo FONDEF, lo que permitió contar con los recursos, técnicos y económicos, necesarios para el desarrollo del trabajo experimental y, contar también, con el apoyo de algunas industrias del ladrillo que, permitieron, a su vez, contar con la fabricación de los prototipos necesarios para las pruebas experimentales a escala real.

La mise en place de nouvelles normes, de plus en plus contraignantes, est un défi pour l'élaboration de nouveaux matériaux résistants à haute température. Le premier objectif de l'étude est de mettre au point un panneau - coupe-feu 2h à base de plâtre. Il devra présenter à la fois de bonnes qualités d'isolant thermique et des propriétés mécaniques suffisantes pour maintenir l'intégrité d'un ouvrage d'art. Le second objectif est de comprendre, d'une part, l'influence de divers paramètres sur le phénomène de prise du plâtre et d'autre part, de déterminer les propriétés thermomécaniques du composite. Ce type de matériau est obtenu par l'association d'eau, d'une matrice céramique composée essentiellement de sulfate de calcium dihydraté et de charges utilisées en tant que renforts thermiques et/ou mécaniques.Dans une première partie, l'étude porte essentiellement sur la matrice pour laquelle une granulométrie permettant d'optimiser les propriétés mécaniques est déterminée. La matrice est ensuite caractérisée chimiquement. Une étude par calorimétrie isotherme de la réaction d'hydratation du sulfate de calcium semihydraté (plâtre) est réalisée afin de comprendre le mécanisme de prise du plâtre et de maîtriser les temps de prise. Pour cela, on étudie l'influence de la taille des grains, de la quantité d'eau, de la composition chimique du plâtre et de la présence ou non d'adjuvants sur la cinétique d'hydratation du plâtre.Dans une seconde partie, les renforts nécessaires à l'élaboration du composite sont sélectionnés. Les relations entre les quantités de charges et les propriétés thermomécaniques (conductivité thermique, module d'Young, dureté Shore C) du système sont étudiées. Ainsi, une modélisation du comportement du composite sous sollicitations thermique et mécanique est proposée. Cette étude a permis de définir une formulation de panneau présentant de très bonnes propriétés thermiques et des propriétés mécaniques suffisantes pour assurer l'intégrité d'un ouvrage d'art en cas d'incendie. La formulation mise au point a fait l'objet d'un dépôt de brevet (n° BIP207506FR00 en décembre 2010). Cette formulation est actuellement commercialisée par la société EXTHA sous forme de plaques.

La cinétique de la décomposition thermique de Co3O4 a été étudiée sur des échantillons pulvérulent ou monocristallins. La formation d'une couche compacte de monoxyde de cobalt ainsi que la forme de l'équation décrivant les courbes degré de décomposition-temps ont abouti au développement d'un modèle dans lequel la cinétique est limitée par la diffusion de l'oxygène à travers la couche. Ce modèle dérive de celui de Ginstling et Brounshtein tient compte de la variation de l'énergie d'activation avec le degré de décomposition. Une interprétation des propriétés électriques de Co3O4 pur et dopé est également proposée.

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Une faible exposition à des stress tels qu'un choc thermique, du stress oxydatif ou des radiations peut induire une réponse adaptative qui permet aux cellules et aux organismes qu'elles constituent de continuer à fonctionner normalement lorsqu'ils sont confrontés à un stimulus négatif. Ces réponses adaptatives impliquent de nombreux changements dans l'expression de gènes et de protéines, dont l'induction de défenses cellulaires (antioxydants, protéines de choc thermique (heat shock proteins (Hsps)), etc.) qui permettront à la cellule de survivre. Si une réponse adaptative ne parvient pas à contrer les effets de l'exposition au stress, les cellules sont éliminés via des processus de mort cellulaire comme l'apoptose ou la nécrose. Une exposition préalable à des températures modérées, de l'ordre de 40°C, induit une réponse adaptative (la thermotolérance) qui permet aux cellules de résister à une agression toxique ultérieure. La thermotolérance induite par des températures modérées de l'ordre de 39-40°C (ce qui correspond physiologiquement à un état fiévreux) a été peu étudiée et est mal comprise. Les deux objectifs principaux de cette étude sont : (i) d'évaluer si l'induction d'un système de défense par une température modérée et non-létale (40°C) peut permettre de protéger la cellule contre l'activation de la cascade apoptotique par le stress oxydatif, et (ii) de comprendre les mécanismes moléculaires détaillés de l'apoptose induite par le stress oxydatif. L'apoptose est évaluée au niveau des voies de signalisation médiées par les mitochondries, des récepteurs de mort et le réticulum endoplasmique (RE) dans des cellules HeLa. L'objectif premier est de déterminer si un choc thermique modéré peut induire un mécanisme de défense cellulaire autre que les Hsps. En effet, une thermotolérance modérée (40°C, 3h) induit une augmentation du taux de plusieurs antioxydants et protéines de stress du RE. L'expression protéique et l'activité enzymatique de la manganèse superoxyde dismutase (MnSOD) et de la catalase sont augmentées dans les cellules thermotolérantes, comparées aux contrôles (37°C). Les niveaux intracellulaires de glutathion et de y-glutamylcysteine synthétase, l'enzyme qui synthétise le glutathion, sont aussi augmentés. Ceci peut être expliqué par l'augmentation de la production de dérivés réactifs de l'oxygène (reactive oxygen species, ROS) dans les cellules thermotolérantes. De plus, l'expression des protéines de stress du RE, PERK, p-PERK, eIF2α et p-eIF2α, est accrue dans ces cellules. Cela démontre que la thermotolérance modérée accroit les effets pro-survie de la voie PERK/eIF2α de réponse aux mauvais repliements de protéines (unfolded protein response, UPR). Le second objectif a pour but de déterminer les mécanismes de l'apoptose induite par le stress oxydatif. Lorsqu'elles sont exposées à du peroxyde d'hydrogène (H2O2), les cellules entrent en apoptose via les voies des mitochondries, des récepteurs de mort et du RE. L'activation de la cascade mitochondriale de l'apoptose implique la translocation de Bax à la mitochondrie, la dépolarisation de la membrane mitochondriale, la libération du cytochrome c, l'activation des caspases -9 et -3 et la condensation de la chromatine du noyau. De plus, H2O2 cause l'activation de p53 et l'induction de sa protéine cible PUMA, ainsi que l'apoptose caspase-indépendante impliquant le facteur d'induction de l'apoptose (AIF). Ces évènements sont tous inhibés dans les cellules thermotolérantes, ce qui suggère qu'une exposition préalable à des températures modérées et physiologiques peut protéger les cellules contre l'apoptose mitochondriale déclenchée par le stress oxydatif, qu'elle soit caspase-dépendante ou -indépendante. De plus, H2O2 active la voie d'apoptose du Fas récepteur de mort par l'induction du ligand FasL, le recrutement de la protéine FADD à la membrane plasmique et l'activation des caspases -8 et -2. Ceci mène au clivage de Bid et à la voie mitochondriale de l'apoptose. Tous ces évènements sont diminués dans les cellules thermotolérantes, ce qui démontre une fois de plus le rôle anti-apoptotique de cette réponse adaptative. L'induction de FasL, l'activation des caspases -8 et -2 et l'apoptose sont inhibées par pifithrin-α, un inhibiteur de p53, ce qui suggère que p53 agit en amont dans l'activation de la voie des death receptors par H2O2. Une exposition courte (15 min) des cellules au H2O2 donne lieu à l'activation de l'UPR, comme le confirment l'augmentation de l'expression de p-PERK, p-eIF2α, p-IRE1α et du clivage de ATF6. Une exposition plus longue (1-3 h) au H2O2 induit l'apoptose liée au RE, durant laquelle l'expression de CHOP ainsi que l'activité enzymatique de la calpaïne et des caspase -7, -4, -12 et -3 augmentent. Tous ces évènements pro-apoptotiques sont diminués dans les cellules thermotolérantes. Il a été montré que le calcium, la calpaïne et la caspase -7 agissent en amont de l'activation de l'apoptose liée au RE par H2O2. De plus, la réponse adaptative (UPR) prédomine lors d'expositions courtes au H2O2 (stress léger) tandis que lors d'expositions plus longues (stress sévère), c'est l'apoptose liée au RE qui est la plus fréquente. En conclusion, cette étude permet d'ajouter aux connaissances sur l'effet anti-apoptotique et protecteur de la réponse adaptative induite par un stress modéré, tel une fièvre, sur le stress oxydatif. Cette étude améliore également notre compréhension de l'activation de la cascade apoptotique par le pro-oxydant H2O2, cascade qui a d'importantes répercussions sur la santé humaine si l'on considère le rôle des ROS dans les pathologies majeures que sont le cancer, le diabète, les maladies cardiovasculaires ou encore les maladies neurodégénératives. ______________________________________________________________________________

Cette thèse traite de l'étude du comportement du contact disque-garniture sous sollicitations sévères de freinage rencontrées lors de freinages d'arrêt d'urgence ou de successions de freinages rapprochés avec cumul de chaleur. L'approche adoptée est multiphysique par la prise en compte des interactions entre tribologie, thermique et physicochimie, et l'étude est présentée en 4 parties.<br />La première présente la caractérisation des matériaux étudiés (un matériau composite à matrice organique et une fonte GL) et les moyens expérimentaux utilisés.<br />La seconde concerne la dégradation du matériau composite avec la température et l'influence de cette dégradation sur le comportement tribologique du couple de matériaux et les mécanismes physiques de frottement activés au contact.<br />La troisième présente l'étude du comportement en freinage du contact disque-garniture sous les deux types de sollicitations sévères. Les évolutions du coefficient de frottement sont corrélées aux phénomènes de localisation thermique de surface observés par thermographie infrarouge et aux mécanismes physiques identifiés à partir d'observations et d'analyses des surfaces après freinage.<br />La quatrième est dédiée à l'étude de l'évolution des mécanismes physiques de frottement activés pendant un freinage d'arrêt isolé à haute énergie et de leur interaction avec les phénomènes thermiques locaux et transitoires observés en surface. Des observations et des analyses de surfaces sont menées après des freinages interrompus avant l'arrêt à des instants typiques du freinage. Des observations in-situ de la piste de frottement du disque en vidéo rapide permettent d'appuyer les résultats déduits des observations post-mortem.

Cette thèse porte sur la prédiction de durée de vie du polyéthylène en ambiance nucléaire. Elle se caractérise par la recherche d'une solution non empirique au problème. Il s'agit d'établir un modèle décrivant l'évolution du polymère (y compris l'hétérogénéité induite par un contrôle de la cinétique d'oxydation par la diffusion de l'oxygène) à toute température comprise entre l'ambiante et la température de fusion du polymère, et à tout débit de dose compris entre 0 et 1 kGy.h-1, avec des durées de vie s'étalant sur plusieurs dizaines d'années. La difficulté majeure était la prise en compte d'un processus d'amorçage dual: par radiolyse du polymère et par décomposition thermique des hydroperoxydes. Nous l'avons résolue en considérant d'abord les régimes asymptotiques où l'un des processus est négligeable par rapport à l'autre. Ayant identifié les paramètres cinétiques propres à chacun des régimes, nous avons ensuite construit un modèle numérique englobant tous les processus. Dans le cas du polyéthylène non stabilisé, ce modèle a d'excellentes qualités prédictives, tant en ce qui concerne la durée de vie à fragilisation, qu'en ce qui concerne l'épaisseur de la couche oxydée. Nous sommes ensuite passés à l'étude d'échantillons de polyéthylène stabilisés par un phénol encombré et par un sulfure. L'analyse de la consommation du phénol révèle l'existence de mécanismes non encore étudiés, en particulier l'existence d'un effet "réservoir" lié à la présence d'une phase de phénol en excès. Un modèle cinétique a été élaboré, mais nous ne savons pas encore dans quelle mesure les caractéristiques prises en compte sont spécifiques aux stabilisants étudiés ou généralisables

Thèse doctorat : Nucléaire et Thermique : Villeurbanne, INSA : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. à la fin de chaque chapitre.

Thèse doctorat : Génie des Matériaux : Villeurbanne, INSA : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 163-168.

Reproduction de : Thèse doctorat : Energétique : Reims : 2008. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 259-263.