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Green chemistry in polymerisation : elaboration and development of novel organometallic complexes of the rare-earth metals for their application in (Co)-polymerisation catalysis

/ Fadlallah Sami / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 29-09-2017
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De nouveaux complexes allyl-borohydrure de terres rares trivalents, RE(BH4)2(C3H5)(THF)x (RE = Sc, x = 2; Y, La, Nd, Sm, x = 3) ont été synthétisés. Les complexes ont été caractérisés, y compris par diffraction des rayons X, et leur réactivité vis-à-vis de l’insertion de petites molécules organiques est décrite, qui met en jeu de façon comparative les liaisons métal-borohydrure et métal-allyle. Dans ce travail de thèse, il a été montré que le complexe de néodyme est capable d’amorcer la polymérisation de l’isoprène, seul ou combiné avec un co-catalyseur de type magnésium, conduisant à du trans-1,4-polyisoprène avec une bonne activité. Cette famille de complexes est également très active en polymérisation par ouverture de cycle des esters cycliques tels que l’ɛ-caprolactone et le L-lactide, avec amorçage de la réaction via le ligand borohydrure plutôt que l'allyle. La copolymérisation statistique L-lactide/ɛ-caprolactone a été réalisée, conduisant à la formation de copolymères avec une large gamme de microstructures, de statistique à alternée. Une autre approche organométallique a été abordée avec la synthèse de nouveaux complexes borohydrures de terres rares (Sc, Y, Nd) à base de ligands Phosphasalen. Certains de ces complexes ont été isolés et caractérisés.

Modélisation numérique de l’évolution nanostructurale d’aciers ferritiques sous irradiation

/ Chiapetto Monica / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-09-2017
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Dans ce travail nous avons développé des modèles de Monte Carlo cinétique d’objets (OKMC) qui ont permis de prédire l'évolution nano-structurelle des amas de lacunes et des auto-interstitiels sous irradiation neutronique, à la température de fonctionnement des réacteurs de génération II dans les alliages Fe-C-MnNi (alliages modèles pour les aciers de cuve) et Fe-Cr-C (matériaux envisagés pour les réacteurs de génération IV). Un véritable acier de cuve venant du programme de surveillance de la centrale nucléaire suédoise de Ringhals a aussi été modélisé. Pour ce faire nous avons développé deux modèles OKMC fondés sur les données les plus actuelles concernant la mobilité et la stabilité des amas de défauts. Les effets des solutés d'intérêt ont été introduits dans nos modèles dans l’hypothèse simplifiée ‘‘d’alliage gris’’, c'est-à-dire que les solutés ne sont pas explicitement introduits dans le modèle, qui ne peut donc pas décrire leur redistribution, mais leur effet est introduit dans les paramètres liés à la mobilité des amas de défauts. A l’aide de cette approche nous avons modélisé diverses conditions de température et de débit de dose ainsi que des études de recuits isochrones d’alliages Fe-C-MnNi. L'origine du durcissement par irradiation neutronique à basse température a également été étudiée et les modèles ont fortement soutenu l'hypothèse selon laquelle les solutés ségrégent sur des boucles interstitielles immobiles, qui agissent donc comme des sites de nucléation hétérogène pour la formation d’amas enrichis en NiSiPCr et MnNi. A chaque fois nos modèles ont été validés par comparaison des résultats obtenus avec les observations expérimentales disponibles dans la littérature.

Eco-designed functionalization of polyester fabric

/ Agnhage Tove / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Soochow university (Taipei), Högskolan i Borås (Suède) / 20-09-2017
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La recherche présentée dans cette thèse comporte l’évaluation des impacts environnementaux en utilisant l’outil d’analyse du cycle de vie (ACV) pour la conception du traitement d’un tissu de polyester (PET) multifonctionnel avec des anthraquinones naturelles. La méthodologie d’éco conception que nous avons appliquée ouvre la voie à une bio-fonctionnalisation des textiles plus respectueuse de l’environnement. Les anthraquinones ont été obtenues par extraction des racines de plantes de garance et constituent le colorant appelé garance. Les trois questions principales abordées lors de ce travail de recherche sont formulées autour de l’utilisation de la garance : (I) Peut-on traiter les tissus de PET avec de la garance pour obtenir des propriétés multifonctionnelles ? (II) Quel est le profil environnemental du procédé de teinture du PET par la garance et comment l’améliorer ? (III) Quels sont les principaux challenges pour l’utilisation de l’ACV dans l’évaluation environnementale du traitement des textiles par des colorants naturels? Nous avons montré que la garance peut être utilisée pour conférer des propriétés multifonctionnelles au PET par des procédés de fonctionnalisation par épuisement ou par foulardage. En s’appuyant sur l’ACV, l’optimisation de la teinture que nous avons réalisée réduit tous les impacts sur l’environnement et la qualité des fonctionnalités. Cette étude nous permet d’identifier les challenges qui doivent être surmontés pour que l’ACV puisse contribuer à l’utilisation de bio-molécules pour la teinture des textiles dans le respect des principes de développement durable.

Fatigue oligocyclique de l’acier martensitique T91 en présence de l’eutectique Pb-Bi liquide et influence de l’oxygène

/ Carle Garcia Carla Raquel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 30-08-2017
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L’objectif de cette étude est d’aboutir à une meilleure compréhension du comportement mécanique et des mécanismes d’endommagement par fatigue oligocyclique de l’acier martensitique T91 à 350°C en présence de l’eutectique Pb-Bi liquide. L’effet de la teneur en oxygène dissous dans le métal liquide, de la température d’essai, de la vitesse de déformation et d’un maintien en traction a été analysé. Un dispositif expérimental permettant la réalisation d’essais de fatigue oligocyclique avec contrôle de la déformation totale dans l’eutectique Pb-Bi liquide à bas taux d’oxygène (10-7 -10-9 % massique) dissous a été conçu spécialement pour ce travail. Toutes les durées de vie mesurées en présence de l’eutectique Pb-Bi sont systématiquement plus faibles que celles mesurées à l’air, notamment à déformation importante. La présence de l’eutectique Pb-Bi réduit la densité de fissures courtes et modifie le mode de propagation de la fissure longue. Un faciès de rupture fragile marqué de stries en milieu Pb-Bi remplace le faciès à stries ductiles observé à l’air. Dans notre étude, la diminution de la teneur moyenne en oxygène dans l’eutectique Pb-Bi a produit un effet tantôt neutre tantôt néfaste en raison de sa concentration locale supposée variable. Une vitesse de déformation faible est un facteur aggravant. Nous pensons que le glissement répété détruit en surface la couche d’oxyde natif permettant l’adsorption d’atomes Pb et/ou Bi sur les extrusions et intrusions. Les modèles basés sur la réduction locale de la contrainte de cisaillement et sur la réduction de la cohésion semblent rendre compte de l’effet de l’eutectique Pb-Bi sur la croissance des fissures surfaciques et en volume.

Gestion des conflits au travail : les systèmes relationnels complexes dans trois situations en France, Canada et Russie

/ Valitova Aysylu / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université Laurentienne de Sudbury / 12-07-2017
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Nous développons une problématique particulière basée sur l'articulation de quatre grandes dimensions : l'analyse des conflits en termes de processus d'escalade, les phénomènes psychosociologiques de communication interpersonnelle et de positionnement dans la relation (Ecole de Palo-Alto), les dimensions culturelles et enfin les trajectoires individuelles notamment en termes d'habitus au sens de Bourdieu et développé par Lahire. Celui-ci est appliqué à l'étude de trois cas de conflits, dans un centre social en France, une université au Canada et un organisme culturel en Russie. Le conflit commence au sein de relations interpersonnelles par des positionnements relationnels incongruents au sens de l’Ecole de Palo-Alto (disjonctions relationnelles). De nombreux processus « classiques » en psychosociologie se combinent : construction d’identité sociale intergroupe, facilitation sociale, polarisation, illusion groupale (group thinking), et autres. Nous analysons sur ces cas comment ces processus catalysent le conflit interpersonnel pour aboutir ou non à une socialisation du conflit. Les analyses montrent comment les aspects proprement individuels et interpersonnels, de par les positionnements relatifs des personnes et au premier chef d'entre elles des phénomènes de communication, créent des escalades conflictuelles. Une analyse en termes de stratégies d’acteurs se révèle alors insuffisante pour comprendre les dynamiques de conflit. L’ensemble des processus, dans un « complexe de situation », débouchent sur une dynamique de conflit dans lequel au final tous les partenaires sont perdants. Les analyses de cas soulignent que les facteurs contextuels (habitus, champs, cultures, dont les cultures nationales, etc.) ne sont pas déterminants, ils sont actants via leur internalisation dans les comportements des personnes dans la situation actuelle.

Advanced numerical modeling of vibrations induced by railway traffic

/ Mezeh Reda / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université libanaise / 11-07-2017
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Les lignes à grande vitesse sont considérées comme une source importante de perturbations environnementales qui sont de moins en moins tolérées par les habitants. Afin de comprendre la dynamique de ces systèmes, il est important de développer des modèles numériques pour simuler les problèmes de vibration véhicule/voie ferrée et comprendre les interactions de la voie ferrée et des composants du véhicule. Une nouvelle approche basée sur la mise à jour périodique de la configuration « Méthode PCU » est d’abord proposée pour l’évaluation de la réponse dynamique des poutres infinies continuellement supportées sous charges mobiles à grande vitesse. La méthode PCU est utilisée pour évaluer la réponse dynamique d’un système simplifié voie ferrée/sol dans lequel la fondation du rail est remplacée par une couche viscoélastique continue. D’autre part, une modélisation numérique 3D considérant le couplage dynamique mutuel complexe entre les composantes de la voie ferrée et la couche du sol est développée. Un schéma de maillage adaptatif est appliqué pour simuler l’effet des charges mobiles ; il est représenté par la création des nœuds mobiles attachés aux charges. Cette modélisation est appliquée avec succès dans la gamme de vitesses sub-Rayleigh et super-Rayleigh. Dans la dernière partie, la modélisation numérique 3D est utilisée pour calibrer les impédances dynamiques du modèle simplifié proposé dans le premier chapitre. Une procédure itérative d’ajustement de courbe est réalisée à l’aide de l’algorithme génétique. Des lois constitutives qui régissent le comportement dynamique des éléments discrets sont proposées aux différentes fréquences de chargement et gamme de vitesses.

Écoulements de ponts liquides dans des tubes capillaires : application aux maladies d'encombrement pulmonaire

/ Magniez Juan Carmelo / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 10-07-2017
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Les maladies pulmonaires obstructives touchent aujourd'hui plusieurs millions de personnes dans le monde. Ces maladies se manifestent par l'accumulation d'un liquide appelé mucus dans les poumons, pouvant aboutir, lorsqu’elle est trop importante, à la formation de ponts liquides entravant la circulation de l’air. Les voies pulmonaires peuvent néanmoins se rouvrir via la rupture de ces ponts liquides. Ces réouvertures peuvent résulter du cycle respiratoire, d’écoulements plus violents provoqués par le mécanisme de toux ou encore nécessiter des séances de kinésithérapie respiratoire pour les malades atteints de bronchites chroniques ou de mucoviscidose. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à la rupture de ponts liquides engendrée par un cycle de respiration ou via un forçage unidirectionnel d’intensité suffisante. En particulier nous avons caractérisé expérimentalement et théoriquement les pressions critiques nécessaires pour rouvrir des voies obstruées. Nous avons aussi étudié les derniers instants de vie d’un pont liquide et mis en évidence à la fois expérimentalement et numériquement différents régimes de rupture. A forte vitesse, cette rupture est obtenue via l’atomisation du liquide, c’est à dire la formation de gouttelettes qui pourraient correspondre aux éjectas lors de la toux. Enfin nous nous sommes intéressés à un problème plus éloigné des poumons mais néanmoins fondamental en microfluidique : la dynamique de ponts liquides sur des surfaces partiellement mouillantes. Nous avons montré qu’au-dessus d’un certain seuil en vitesse, le déplacement d’un simple doigt de liquide à débit constant aboutit à la formation d’un train de bulles et de ponts liquides calibrés.

Les applications qui commutent avec la transformation de Aluthge

/ Chabbabi Fadil / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 07-07-2017
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Cette thèse se situe dans le cadre de l'analyse fonctionnelle et plus précisément dans le domaine de la théorie des opérateurs dans des espaces de Hilbert. Elle consiste à étudier les applications bijectives entre des algèbres d'opérateurs, qui commutent avec la transformation de Aluthge. Dans la première partie, nous allons étudier la transformation de Aluthge, qui joue un rôle important en théorie des opérateurs. Nous allons démontrer plusieurs résultats intéressants sur cette transformation. Ces résultats seront utilisés dans la suite de ce travail. Dans la deuxième partie, nous étudierons les bijections additives qui commutent avec la transformation de Aluthge. Nous donnerons également une forme complète des applications ω-additive qui commutent avec cette transformation. Ensuite, nous considérons les applications qui commutent avec la transformation de Aluthge sous le produit usuel et le produit de Jordan. Nous démontrerons que ces applications ont une forme simple. Dans la dernière partie, nous donnerons plusieurs expressions du rayon spectral via la transformation λ-Aluthge et ses itérées.

Fabrication et caractérisation de MOSFET III-V à faible bande interdite et canal ultra mince

/ Ridaoui Mohamed / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Sherbrooke (Québec, Canada) / 30-06-2017
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Les MOSFETs ultra-thin body UTB ont été fabriqués avec une technologie auto-alignée. Le canal conducteur est constitué d’InGaAs à 75% de taux d’indium ou d’un composite InAs/In0,53Ga0,47As. Une fine couche d'InP (3 nm) a été insérée entre le canal et l'oxyde, afin d’éloigner les défauts de l’interface oxyde-semiconducteur du canal. Enfin, une épaisseur de 4 nm d'oxyde de grille (Al2O3) a été déposée par la technique de dépôt des couches atomiques. Les contacts ohmiques impactent les performances des MOSFETs. La technologie UTB permet difficilement d’obtenir des contacts S/D de faibles résistances. De plus, l’utilisation de la technique d’implantation ionique pour les architectures UTB est incompatible avec le faible budget thermique des matériaux III-V et ne permet pas d’obtenir des contacts ohmiques de bonne qualité. Par conséquent, nous avons développé une technologie auto-alignée, basée sur la diffusion du Nickel « silicide-like » par capillarité à basse température de recuit (250°C) pour la définition des contacts de S/D. Finalement, nous avons étudié et analysé la résistance de l'alliage entre le Nickel et les III-V. A partir de cette technologie, des MOSFET In0,75Ga0,25As et InAs/In0,53Ga0,47As ont été fabriqués. On constate peu de différences sur les performances électriques de ces deux composants. Pour le MOSFET InAs/InGaAs ayant une longueur de grille LG =150 nm, un courant maximal de drain ID=730 mA/mm, et une transconductance extrinsèque maximale GM, MAX = 500 mS/mm ont été obtenu. Le dispositif fabriqué présente une fréquence de coupure fT égale à 100 GHz, et une fréquence d'oscillation maximale fmax de 60 GHz, pour la tension drain-source de 0,7 V.

Rôles des UDP-Glycosyltransférases dans la régulation de la lignification par glycosylation des précurseurs

/ Le Roy Julien / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 30-06-2017
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De nombreux processus liés à la régulation de la lignification dans les parois secondaires chez les plantes sont maintenant relativement bien connus. Toutefois, le rôle de la glycosylation des monolignols et de leurs précurseurs reste encore à établir dans cette voie de biosynthèse complexe. Les fibres primaires de lin (Linum usitatissimum) sont caractérisées par la présence d'une paroi secondaire épaisse contenant très peu de lignines contrairement aux cellules voisines du xylème dans la tige. Cette différence de composition s'accompagne également d'une accumulation de molécules apparentées aux lignines majoritairement présentes sous forme glycosylées dans les fibres. Le contexte général de ce travail était donc de rechercher une éventuelle influence entre la glycosylation des précurseurs et les quantités de lignines elles mêmes. Dans un premier temps nous avons caractérisé l'ensemble de la voie de biosynthèse des monolignols chez le lin en reconstituant les familles multigéniques à l'aide de la séquence de son génome puis notamment établi leurs profils d'expression. Dans un deuxième temps, la même démarche a été effectuée dans le but de d'identifier toutes les UDP GlycosylTransférases (UGTs) formant l'UGTome du lin. Parmi celles-ci, cinq orthologues d'UGTs d'Arabidopsis capables de glycosyler ces métabolites secondaires ont été caractérisés. Enfin, pour mieux comprendre la relation entre la glycosylation des monolignols et la lignification, un triple mutant ugt72e1-2-3 d’Arabidopsis a été obtenu et a montré non seulement que la glycosylation influençait la lignification mais a aussi permis de mieux cerner le rôle probable de ces UGTs chez les plantes.

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