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Study on multi-layer "aerosol" situations and of "aerosol-cloud" interactions

/ Deaconu Lucia-Timea / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-12-2017
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Le premier objectif de cette étude est d’analyser la cohérence entre les restitutions d’aérosols au-dessus des nuages (AAC) réalisées à partir de mesures spatiales passive et active. Nous avons considéré la méthode basée sur les mesures polarisées de POLDER, la méthode développée pour le lidar spatial CALIOP et la méthode basée sur le rapport de dépolarisation CALIOP (DRM), pour laquelle nous proposons une version calibrée. Nos analyses régionale et pluriannuelle globale mettent en évidence un bon accord statistique entre les restitutions DRM et POLDER AOT (R2=0,68 - échelle globale), qui donne confiance dans notre capacité à mesurer les propriétés de l'AAC. Des différences se produisent lors du contact entre les couches d'aérosols et de nuages. La méthode opérationnelle de CALIOP sous-estime l’AOT, comparé aux deux autres méthodes. Le second objectif est d'étudier l'impact des aérosols sur les propriétés des nuages et leur forçage radiatif, sur l'océan Atlantique Sud. Nous avons considéré une synergie entre les restitutions CALIOP et POLDER avec des paramètres météorologiques colocalisés. Nous réalisons des calculs de transfert radiatif dans les domaines visible et infrarouge, et analysons l'effet de la charge en aérosol sur les propriétés des nuages et la météorologie. Nous avons trouvé que les aérosols et le contenu en vapeur d’eau pourraient impacter la convection des nuages. Nos résultats montrent que sous de fortes charges de AAC, les nuages deviennent optiquement plus épais, avec une augmentation du contenu en eau liquide de 20 g.m-2 et des altitudes plus basses du sommet du nuage (~200 m); indiquant un potentiel effet semi-direct des aérosols au-dessus des nuages.

Plasma-catalytic processes with copper manganese oxide catalysts for the abatement of volatile organic compounds

/ Ye Zhiping / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Rijksuniversiteit te Gent / 18-12-2017
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Les rejets d’air chargé en composés organiques volatils (COVs) dans l'environnement contribuent à la formation d'ozone troposphérique, de smog photochimique, à l’augmentation de l'effet de serre et à la destruction de la couche d'ozone stratosphérique. De plus, pour la plupart, ceux-ci s’avèrent dangereux pour l’être humain. Les techniques de traitement par plasma non thermique (PNT) offrent d’intéressantes perspectives pour l'élimination de faibles concentrations de polluants dans l'air à des débits élevés. Cependant la formation indésirable de sous-produits entrave l’application industrielle d’un tel procédé. Par opposition, la combinaison du PNT avec un catalyseur sélectif (plasma-catalyse) peut être une alternative attractive. L’état actuel des connaissances concernant l’utilisation de catalyseurs à base d’oxydes de manganèse pour l’élimination du toluène en configuration post-plasma catalyse (PPC) a tout d’abord été abordée. La décomposition du toluène sous air humide étudiée à l'aide d'un réacteur cylindrique DBD (Barrier Dielectric Discharge) rempli de billes de verre, première étape avant l’intégration du catalyseur, a permis de clarifier le rôle de l’eau. Parallèlement l’oxydation totale du toluène a été étudiée sur des catalyseurs CuMnOx synthétisés par des voies de synthèse récentes. Ces mêmes catalyseurs ont finalement été intégrés en catalyse post-plasma (CPP) utilisant un réacteur pointe-plaque à décharge couronne en courant continu pour l’abattement du trichloroéthylène (TCE) en air humide. Pour chaque procédé d’abattement de COV utilisé, les avantages et inconvénients ont été tout particulièrement soulignés.

Efficient sequential learning in structured and constrained environments

/ Calandriello Daniele / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2017
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L'avantage principal des méthodes d'apprentissage non-paramétriques réside dans le fait que la nombre de degrés de libertés du modèle appris s'adapte automatiquement au nombre d'échantillons. Ces méthodes sont cependant limitées par le "fléau de la kernelisation": apprendre le modèle requière dans un premier temps de construire une matrice de similitude entre tous les échantillons. La complexité est alors quadratique en temps et espace, ce qui s'avère rapidement trop coûteux pour les jeux de données de grande dimension. Cependant, la dimension "effective" d'un jeu de donnée est bien souvent beaucoup plus petite que le nombre d'échantillons lui-même. Il est alors possible de substituer le jeu de donnée réel par un jeu de données de taille réduite (appelé "dictionnaire") composé exclusivement d'échantillons informatifs. Malheureusement, les méthodes avec garanties théoriques utilisant des dictionnaires comme "Ridge Leverage Score" (RLS) ont aussi une complexité quadratique. Dans cette thèse nous présentons une nouvelle méthode d'échantillonage RLS qui met à jour le dictionnaire séquentiellement en ne comparant chaque nouvel échantillon qu'avec le dictionnaire actuel, et non avec l'ensemble des échantillons passés. Nous montrons que la taille de tous les dictionnaires ainsi construits est de l'ordre de la dimension effective du jeu de données final, garantissant ainsi une complexité en temps et espace à chaque étape indépendante du nombre total d'échantillons. Cette méthode présente l’avantage de pouvoir être parallélisée. Enfin, nous montrons que de nombreux problèmes d'apprentissage non-paramétriques peuvent être résolus de manière approchée grâce à notre méthode.

Etude des propriétés mécanique et thermique des biocomposites basée sur l'homogénéisation numérique

/ Sukiman Muhamad Shafiq / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université du Québec à Abitibi-Témiscamingue / 14-12-2017
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Ce travail de thèse porte essentiellement sur la détermination des propriétés mécanique et thermique des biocomposites HDPE-particules de bois et PET-fibres de chanvre, en utilisant des approches expérimentales, numériques et analytiques. La recherche des propriétés effectives de ces biocomposites prend en compte différents paramètres tels que la morphologie et l’orientation des fibres, d'une part, la porosité, et l’interphase, d'autre part. En effet, une étude basée sur la technique d'homogénéisation numérique a été réalisée en vue de vérifier l'influence des fibres courtes et logues sur les propriétés apparentes des différents matériaux étudiés. Aussi, des calculs numériques ont permis d'évaluer les propriétés élastiques ainsi que la conductivité thermique des biocomposites en fonction de la fraction volumique des fibres et des particules. L'objectif ultime de ce travail consiste à une modélisation de la mise en forme des biocomposites par thermoformage. En effet, une étude a été axée sur la thermoformabilité d’un coffrage en biocomposite HDPE-particules de bois, en utilisant des données expérimentales pour mieux décrire le comportement mécanique et thermique en vue d'une modélisation numérique des différentes étapes du thermoformage, en fonction de la teneur en particules de bois.

Thermo-mechanical behaviour of geothermal structures : numerical modelling and recommendations

/ Rammal Dina / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 12-12-2017
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Les structures géothermiques agissent comme éléments échangeurs de chaleur en plus de leur rôle majeur en tant que structures porteuses. De ce fait, ils sont soumis à des sollicitations thermiques en plus des charges mécaniques. Cependant, leurs méthodes de dimensionnement ne sont pas encore clairement définies. Ce travail est divisé en deux parties principales qui couvrent le dimensionnement thermique et mécanique des pieux géothermiques et des parois moulées. En ce qui concerne les performances thermiques des structures géothermiques, deux stratégies sont introduites qui sont capables d'évaluer les énergies conductives et advectives échangées admissibles. Ils permettent de distinguer les différentes formes d'énergies échangées et montrent comment elles peuvent varier en cas de chargement thermique cyclique. Des modèles numériques couplés thermo-hydraulique bidimensionnels et tridimensionnels ont été réalisés et la performance thermique des structures géothermiques a été évaluée en fonction des deux approches présentées. En ce qui concerne le dimensionnement mécanique, ce travail couvre les problèmes liés au choix de la sollicitation thermique que le concepteur doit considérer pour la conception mécanique des structures géothermiques telles que le nombre de cycles, l'amplitude thermique cyclique et l'influence de l'ordre de chargement thermique. Ce travail traite ces problèmes dans le but de faciliter la conception des structures géothermiques. Des recommandations sont données pour la conception mécanique des pieux géothermiques et des parois moulées basées sur les résultats obtenus à partir des analyses numériques thermo-mécanique.

Synthèse et étude cristallochimique de carboxylates d'actinides tétravalents (Th, U, Np) : polymères de coordination et entités moléculaires à haute nucléarité

/ Martin Nicolas / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 07-12-2017
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La compréhension du comportement des actinides dans l’environnement est un enjeu important et très complexe en raison des nombreux phénomènes intervenant dans les processus chimiques. Parmi eux, nous pouvons citer la complexation, notamment via les fonctions carboxylates issues des substances humiques présentes dans les sols. En milieu aqueux, les actinides au degré d’oxydation IV sont très sensibles à l’hydrolyse impactant alors leur mobilité. Au cours de ce travail de thèse, nous avons étudié la réactivité de ces actinides(IV) (Th, U et Np) en présence de ligands organiques de type carboxylate aromatique, afin d’enrichir nos connaissances sur les entités formées. Plus de quarante nouveaux composés à base d’actinides(IV) et d’acides polycarboxyliques ont été synthétisés. Leurs structures cristallographiques ont été déterminées par DRX sur monocristal et leurs descriptions sont rapportées. Le contrôle de l’hydrolyse de ces métaux au sein de nos composés a été effectué par une variation de l’acidité en milieu aqueux ou par ajout contrôlé de quantités d’eau dans des solvants organiques. Certains des composés présentés sont construits autour d’assemblages polynucléaires possédant entre 2 et 38 centres métalliques. Pour ces derniers ({U38} et {Np38}), une nouvelle voie de synthèse a été investiguée. Au cours de l’étude de ces différents composés, nous avons mis en évidence les analogies ou les différences existant entre ces actinides, et avons enrichis notamment nos connaissances sur la cristallochimie du neptunium(IV). Enfin, nous avons montré la capacité de ligands N- et O- donneurs à complexer simultanément l’uranium(IV) avec d’autres métaux di- (Mn) ou trivalent (Ln).

Initiatives sociales et solidaires et territoires ruraux : études de cas dans les Hauts-de-France (bassins de vie de Bapaume, Hucqueliers, Solesmes et Wavrin)

/ Lefebvre-Chombart Amélie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 07-12-2017
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Les territoires qualifiés de ruraux ont connu des profonds bouleversements sociodémographiques, qui induisent des recompositions sociales importantes. L’ensemble est aujourd’hui aussi hétérogène que son contenu est devenu flou. Ce contexte interroge les voies du « vivre-ensemble » dans les arrangements qu’il nécessite au quotidien. La thèse part de cette situation pour analyser comment des initiatives sociales et solidaires construisent des appropriations et donc du territoire. A la croisée de la géographie sociale et de la géographie rurale, ce travail analyse la prise d’initiatives sociales et solidaires au sein des territoires et leur inscription au sein d’un maillage territorial. Il examine ainsi la transformation d’individus en acteurs du quotidien, et revient aux fondamentaux de l’appropriation territoriale. En s’intéressant plus spécifiquement à quatre bassins de vie choisis pour la diversité de leurs caractéristiques rurales, nous mettons en évidence des pratiques territorialisées du quotidien, reflets de sociabilités et de solidarités de proximité aux finalités non marchandes. Ce faisant, les individus peuvent s’approprier l’espace par des usages en dynamisant et développant les cercles de sociabilités : les initiatives sociales et solidaires se révèlent dans leur consubstantialité au territoire. Cette recherche explore enfin la notion de service sociosystémique territorialisé qui sous-tend la contribution des initiatives sociales et solidaires au bien-être dans son territoire. Elle s’achève par la perspective d’une évolution des initiatives en ressources territoriales, une possibilité qui dépend de la volonté des individus et des groupes.

Formation of extrusion-intrusion in a martensitic steel studied by advanced microscopies

/ Seidametova Gulzar / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-12-2017
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L’objectif de ce travail est, d’une part, d’expliquer le mécanisme de formation d’extrusion-intrusion par fatigue oligocyclique à température ambiante à la surface d’un acier martensitique à 12% de chrome et, d’autre part, de définir le rôle des différentes interfaces de la microstructure sur la formation des extrusions et des intrusions. L'analyse en microscope à force atomique de la surface de l'échantillon après chaque interruption de l’essai de fatigue oligocyclique a révélé deux morphologies d'extrusions qui ont été appelées extrusions principales et extrusions secondaires. L’étude des évolutions microstructurales sous les marques de glissement à l’aide de la microscopie électronique à transmission a confirmé la localisation des extrusions principales à proximité des différentes interfaces de la structure martensitique ou des murs des cellules de dislocations, et prouvé la localisation des intrusions dans les interfaces elles-mêmes. Quant aux extrusions secondaires, leur localisation à l'intérieur des lattes a également été validée. L'ensemble des résultats confrontés au modèle de Polak a conduit à proposer un mécanisme de formation des extrusions et intrusions à la surface de l'acier martensitique hiérarchiquement organisé. Ainsi, les différents joints inhérents à la structure martensitique et les cellules de dislocation formées par fatigue jouent un rôle primordial dans la création des intrusions.

La ville conflictuelle : luttes pour le logement et transformations des quartiers populaires : le faubourg de Fives à Lille (1969-2016)

/ Delfini Antonio / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-12-2017
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Les "luttes urbaines" semblent aujourd’hui reléguées à une histoire ancienne, celle d'un âge d'or des luttes des années 1970.Ces mobilisations n'ont pourtant pas totalement disparues et connaissent même un certain regain, à la faveur des dernières vagues de rénovation urbaine. Ces luttes, qui mêlent habitants et usagers des quartiers populaires, participent encore à la transformation des espaces urbains dans lesquels elles prennent place. Cette thèse interroge les relations de structuration réciproques entre les transformations des quartiers populaires et les mouvements de contestations des politiques de rénovation urbaine et du logement. À la croisée de la sociologie urbaine et de la sociologie des mouvements sociaux, ce travail propose une relecture critique des travaux de l'école française de sociologie urbaine marxiste. Ce faisant, la thèse s'appuie sur l'étude de quatre mobilisations qui ont émergé entre 1969 et 2016 dans un faubourg ouvrier de l'Est de la ville de Lille, le quartier de Fives. Une première enquête historique analyse trois mobilisations qui s'inscrivent dans une lutte contre la rénovation urbaine ayant eu cours dans les années 1970-1980. La deuxième, contemporaine, étudie une association née au début des années 2010 qui mêle lutte contre la rénovation urbaine et syndicalisme du logement. Ce travail se situe dans une démarche proche de la recherche-action puisque l'auteur est membre et actuel salarié de l'association étudiée.

Amélioration des propriétés mécaniques du béton à partir de l'insertion des nanotubes de carbone: une étude par la dynamique moléculaire

/ Lushnikova Anna / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-05-2017
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La production de nouvelles générations de béton avec des propriétés physiques, structurales et techniques améliorées est très importante, mais elle n'est pas possible sans utiliser divers types d'additifs. Les nanotubes de carbone sont des matériaux prometteurs qui possèdent des propriétés spécifiques permettant leurs utilisations pour une grande variété de matériaux composites, y compris le béton. Certaines études expérimentales ont révélé que les nanotubes de carbone peuvent améliorer les propriétés mécaniques du béton avec une petite quantité d'additifs, en fournissant une structure moins défectueuse de la matrice de ciment. Cependant, les résultats sont encore insuffisants et nécessitent d'être élucidés sur les processus se produisant à l'échelle nanométrique dans la structure en béton modifiée par les nanotubes de carbone. Ainsi, cette thèse, a pour objectif principal l'étude de l'amélioration des propriétés mécaniques du béton modifié par les nanotubes de carbone. Afin de modéliser la structure atomique du gel de la Silicate de Calcium Hydratée, nous avons choisi la tobermorite 11Å avec deux rapports différents de Ca/Si correspondants à 0,83 et 1. Divers types de nanotubes incorporés sont testés pour étudier les propriétés mécaniques du nouveau composite résultant. En outre, l'effet de la concentration de nanotubes de carbone dans le ciment est également détaillé. Enfin, nous étudions l'effet de la pression uniaxial sur la structure du béton incluant des nanotubes de carbone. Nos travaux montrent qu'il possible d'améliorer les caractéristiques mécaniques du béton en insérant des nanomatériaux en général, et des nanotubes de carbone en particulier.

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