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Obtention de granulats stables de laitier d'aciérie de conversion LD pour une utilisation en technique routière : étude appliquée au site d'ArcelorMittal Dunkerque

/ Waligora Julien / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-11-2008
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Les laitiers d'aciérie de conversion LD sont des co-produits industriels résultant de l'élaboration d'acier en convertisseur à oxygène suivant le procédé Linz-Donawitz. En raison d'un important potentiel d'instabilité, attribué à la chaux et la magnésie vive qu'ils contiennent, ils sont très peu utilisés en technique routière. Ces travaux de thèse, portant sur les laitiers LD produits sur le site d'ArcelorMittal Dunkerque, avaient deux objectifs principaux: (i) identifier les phases minérales mises en cause dans leur instabilité et comprendre les mécanismes qui conduisent aux désordres dimensionnels, (ii) parvenir à isoler sur site industrielles coulées de laitier qui sont suffisamment stables pour une utilisation en technique routière. Il a été montré, par le biais de caractérisations chimique et minéralogique très fines, que ces laitiers contiennent des silicates calciques (essentiellement du silicate bicalcique et très ponctuellement du silicate tricalcique), des ferrites de calcium, des oxydes de fer et deux formes de chaux vive: des nodules et des micro-inclusions. Il a également été établi qu'en l'absence de magnésie vive, la chaux vive est la seule phase minérale à l'origine des désordres dimensionnels et que sa répartition dans les granulats (nodules, micro-inclusions) a une incidence majeure sur leur instabilité. Il semble d'autre part possible, en sélectionnant les coulées de laitier selon des critères précis sur site industriel, de produire des granulats utilisables en enrobé, en couches de base et de fondation ou en enduit superficiel. Ces travaux ouvrent par conséquent de nouvelles perspectives de valorisation des laitiers d'aciérie de conversion LD.

Broyage de composés pharmaceutiques : changements d'états physiques et manipulation de la stabilité

/ Aumelas Angeline / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-12-2008
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Ce mémoire présente l'étude d'un principe actif pharmaceutique (PA) peu soluble dans l'eau. Sa formulation à l'état amorphe serait un moyen d'augmenter sa solubilité. Tout d'abord, nous avons montré que le polymorphisme du PA est plus complexe que les deux formes polymorphiques 1 (stable) et II (méta stable) jusqu'à présent connues et liées par une relation de monotropie. Deux nouvelles formes polymorphiques métastables ont été révélées par calorimétrie et diffraction des rayons X. Nous avons ensuite montré que le broyage de la forme 1 du PA conduit à son amorphisation. Le verre obtenu présente les mêmes caractéristiques structurales que le liquide trempé. Cependant, il n'est pas stable et cristallise, au réchauffage, peu après la transition vitreuse et en quelques jours lorsqu'il est stocké à température et humidité ambiantes. Nous avons cherché à stabiliser le PA amorphe par co-amorphisation avec un excipient polymérique amorphe (HPMC) et un excipient moléculaire cristallin (tréhalose anhydre). Des solutions solides et des alliages moléculaires amorphes homogènes, qui ne peuvent pas être formés par le procédé de fusion/trempe, ont été obtenus pour toute composition par co-broyage des mélanges excipient/PA(forme 1). La stabilité au réchauffage de ces solutions solides a été nettement améliorée. Au stockage, les solutions solides HPMC/PA présentent une meilleure stabilité que les alliages vitreux tréhalose/PA (stabilité de 2 ans à température et humidité ambiantes). Cette étude montre que la valeur de la température de transition vitreuse n'est pas un paramètre suffisant pour prédire la stabilité de composés amorphes. Un mécanisme d'amorphisation par broyage est proposé.

Environmental impacts of the electricity produced by a solid oxide fuel cell and nuclear reactors

/ Thellier Lionel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-12-2008
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L'humanité fait face à de nombreux défis dans le domaine de l'énergie: explosion de la demande, émissions de gaz à effet de serre, raréfaction de certaines ressources fossiles, pollution, etc. La réponse à ces défis passe en particulier par le développement de systèmes de conversion d'énergie à haute efficacité et à faibles impacts environnementaux. Elle requiert, de plus, la mise au point d'approches permettant d'évaluer ces impacts et de communiquer les résultats à un très large public. Le travail de thèse présenté est une contribution aux efforts menés pour satisfaire ces deux exigences. Il est composé de deux parties qui ont consisté respectivement: - à évaluer à l'aide d'une approche mâture les impacts environnementaux de l'électricité produite par un système de conversion d'énergie en cours de mise au point. Il s'agissait d'effectuer l'Analyse de Cycle de Vie (LCA) de l'électricité issue d'un "stack" de pile à combustible de type Solid Oxyde Fuel Cell (SOFC). L'étude visait à définir les conditions optimales de fabrication, d'utilisation et de recyclage de ce stack d'un point de vue environnemental, afin d'aider les concepteurs et utilisateurs dans leurs choix technologiques. - à mettre au point une approche permettant d'évaluer les impacts environnementaux de l'électricité produite par un système de conversion d'énergie mâture. Il s'agissait d'adapter les concepts d'Empreinte Ecologique et de Biocapacité afin qu'ils intègrent correctement la production d'électricité à partir de réacteurs nucléaires. L'étude visait à disposer d'un indicateur simple permettant d'évaluer les impacts environnementaux de ce type d'électricité.

Contribution au transport de poudre par actionnement piézoélectrique ultrasonique

/ Chitic Răzvan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-07-2013
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Les systèmes industriels de transport de poudre sont, en général, des systèmes mécaniques bruyants, énergivores, mais surtout coûteux en maintenance. L’objectif de cette thèse consiste à investiguer des solutions alternatives exploitant des vibrations ultrasonores, moins contraignantes pour la structure et ses jonctions. Dans une première partie, une méthode de transport, baptisée « frottement contrôlé », exploite un actionnement piézo-électrique afin de moduler le coefficient de frottement équivalent entre la poudre et son guide de transport en mouvement. La mise en œuvre expérimentale de cette méthode démontre son potentiel et vient également corroborer une proposition de modèle analytique simplifié pour ce mode de transport. Dans une seconde partie, des solutions exploitant uniquement des vibrations ultrasonores sont étudiées. Ces solutions se basent sur la génération et le contrôle d’une onde progressive acoustique dans un élément de type poutre ou tube. Des modèles analytiques et éléments finis de ces différentes solutions de transport sont exploitées afin de mieux appréhender les phénomènes physiques influençant le transport, mais aussi afin d’optimiser le dimensionnement de la structure en minimisant le taux d’onde stationnaire. En se basant sur les considérations et préconisations précédentes, des bancs de tests spécifiques à chacune des solutions envisagées sont développés. Les différentes campagnes d’essais réalisées permettent finalement de mener une analyse comparative de la qualité des solutions de transport de poudre par onde ultrasonique.

Nouveaux peroxydes et peroxo-oxalates à base d’uranium, précurseurs d’oxydes : synthèse et caractérisation

/ Blanchard Florent / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 28-11-2013
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Les recherches actuelles sur les cycles nucléaires du futur sont axées notamment sur le traitement-recyclage du combustible nucléaire dit “usé“ avec la préparation de solides mixtes à base d’actinides, matières premières pour la fabrication de nouveaux combustibles. A l’issue des cycles de séparation-purification lors du traitement du combustible, l’étape de conversion des actinides en solution en oxyde mixte est une des étapes clés de cette démarche. Actuellement le plutonium est précipité sous forme oxalate et de nombreuses études de la précipitation et décomposition d’oxalates mixtes ont été réalisées. Quant à l’uranium, il est précipité sous forme de peroxyde d’uranyle, l’utilisation de peroxydes mixtes voire peroxo-oxalates comme précurseurs d’oxydes est donc une voie à explorer. L’objectif de cette étude est d’instruire la potentialité d’une telle voie peroxyde. Dans une première étape, l’examen du système NH4+/UO22+/O22-/C2O42-, a mis en évidence la formation de plusieurs peroxydes et peroxo-oxalates sous forme de polyanions isolés ou de nanoclusters conduisant, par décomposition thermique, à des oxydes d’uranium. Dans une seconde étape, partant de nanoclusters d’uranyle et d’ammonium des peroxydes d’uranium et de lanthanides ou de thorium ont été préparés et caractérisés par diffraction X sur monocristal et sur poudre, par analyse ICP-AES, par microscopie électronique et par spectroscopies UV-visible et IR. Leur décomposition en oxydes mixtes a été étudiée sous différentes atmosphères.

Développement et caractérisation de matériaux de surface innovants écologiques pour la sécurité et le confort automobile

/ Beyens Christophe / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-12-2013
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Les polyoléfines thermoplastiques (TPO) sont des matériaux issus du mélange entre le polypropylène, le polyéthylène et des élastomères éthylène-propylène. Ils sont utilisés notamment dans le domaine automobile pour la fabrication des pare-chocs et le revêtement de surface des pièces intérieures comme le tableau de bord. Pour cette dernière application, des feuilles de TPO grainées sont thermoformées afin de s’adapter aux contours des pièces. Lors de cette mise en forme, le grain de la feuille est déformé et son épaisseur réduite, diminuant la qualité perçue du revêtement. Le traitement du TPO par bombardement électronique (EB), réalisé lors de ce travail de thèse, est une technique de choix afin de modifier les propriétés physico-chimiques du polymère et de potentiellement améliorer le thermoformage des feuilles TPO. Une étude préliminaire a été effectuée en irradiant par EB une formulation TPO commerciale. Une altération des propriétés mécaniques et thermiques est causée par le traitement radiatif. Une amélioration de la thermoformabilité du TPO est également mise en évidence. L’effet de l’EB est néanmoins limité et nécessite d’adapter la formulation. Deux voies ont été envisagées dans la suite de cette étude. Pour la première, des formulations TPO contenant des copolymères triblocs ont été développées. Dans la seconde, des monomères réactifs ont été ajoutés aux TPO. L’effet du traitement radiatif par EB sur ces formulations est ensuite caractérisé par diverses méthodes (analyses enthalpiques différentielles et thermogravimétriques, traction uniaxiale) et des essais de thermoformage. Des résultats intéressants ont été obtenus en vue d'applications concrètes.

Recyclage, réemploi, réutilisation et régénération des cristaux liquides et d’oxyde indium-étain (ITO) issus des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE)

/ Fossi Tabieguia Guy-Joël / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 06-12-2013
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Les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) tels que les téléviseurs et moniteurs à afficheur à cristaux liquides (LCD), ne cessent de croitre ces dernières années. Ces DEEE renferment de la matière première recyclable de grand intérêt, notamment les cristaux liquides et l’oxyde d’indium-étain (ITO). Parallèlement, Il n’existe actuellement aucun traitement industriel permettant la récupération des cristaux liquides et ITO des écrans LCD usagés dans un but de valorisation. Au regard de l’intérêt technologique et économique de ces matières, nous avons mis en œuvre, dans le cadre du projet MEDUSA financé par l’ADEME et piloté par l’entreprise ENVIE2E, un procédé de traitement des écrans LCD. Ce procédé consiste à extraire des dalles LCD, les cristaux liquides par extraction mécanique et l’ITO par extraction chimique. L’intérêt de ce procédé réside dans la rapidité de récupération des cristaux liquides et ITO quelque soit la taille de l’écran. Ensuite, des phases de distillation et purification maîtrisées permettent d’obtenir des molécules de cristaux liquides. La bonne qualité des produits est vérifiée grâce à des analyses physico-chimiques. Quelques voies de valorisation ont été retenues tels que la commercialisation de solution d’ITO, des molécules de cristaux liquides, des cristaux liquides comme additifs pour les encres thermochromiques, et les cristaux liquides sous forme de PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystals) pour les fenêtres commutables. Enfin, les estimations portant sur les coûts d’exploitation du procédé comparés aux prix potentiel de vente des cristaux liquides récupérés laissent apparaître une bonne rentabilité du projet.

International Students Migrations: An analysis of the determinants of localisation and a measure of the economic impacts

/ Noël Romain / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-05-2014
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Cette thèse étudie les déterminants des choix de localisation des étudiants en mobilité internationale et des étudiants étrangers. Une analyse globale s’intéresse aux déterminants des migrations estudiantines vers les pays de l’OCDE. En utilisant des méthodes d’estimation présentes dans les travaux sur le commerce international (régressions de Poisson), il apparaît, en plus des déterminants traditionnels liés aux migrations de travailleurs, que la qualité de l’enseignement dans les pays de destinations soit un déterminant fort des migrations estudiantines. Par ailleurs, un effet réseau, par qualification, a été mis en évidence. Une analyse des déterminants appliquée au cas français confirme les résultats de l’étude précédente et met en évidence un effet réseau par âge ainsi qu’une forte sensibilité aux coûts supportés par les étudiants pendant leurs études (prix de l’immobilier…). Cette thèse évalue aussi les impacts macroéconomiques des migrations estudiantines sur l’économie française grâce à un modèle d’équilibre général calculable à générations imbriquées. Accueillir des étudiants internationaux pour les former représente un coût mais ce coût peut être compensé par un accroissement du stock de capital humain de l’économie se traduisant par un taux de croissance du PIB plus important. Néanmoins, l’ampleur des gains dépend de la taille des flux d’étudiants ainsi que de la part des étudiants formés en France qui intègrera le marché du travail français, une fois leurs études accomplies (taux de rétention). Les migrations estudiantines ont aussi un impact sur le financement du régime de retraite français en modifiant le ratio inactifs/actifs.

Etude théorique des interactions entre des dinoflagellés et des parasitoïdes eucaryotes en environnement mélangé : persistance du système et succession phytoplanctonique

/ Arancio Marc / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 16-10-2014
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De nombreuses espèces de dinoflagellés autotrophiques peuvent être parasitées par de multiples parasitoïdes eucaryotes. Ces parasitoïdes ont un cycle de vie particulier qui abouti à la mort de l’hôte et à la libération de plusieurs centaines de zoospores capables d’infecter un nouvel hôte. Plusieurs études ont démontré leur fort potentiel pour contrôler les populations hôtes en quelques jours ainsi que leur très grande diversité et suggère une dynamique d’infection très complexe dans ce type de milieu. L’objectif de cette thèse consiste à appréhender cette dynamique d’infection parasitoïdes-dinoflagellés dans un estuaire fortement mélangé ainsi qu’une meilleure compréhension des différentes interactions ayant lieu au sein de ce système. Afin de répondre à cette problématique, nous avons utilisé l’approche de la modélisation IBM. Cette approche a notamment permis de montrer que le processus de désenkystement des hôtes, utilisé par les parasites pour passer l’hiver, permet d’expliquer la persistance du système. Elle a également permis de montrer l’influence que peuvent avoir différents types de parasitoïdes sur la dynamique d’infection et la succession des espèces de dinoflagellés, avec une diversité accrue de la population hôte en présence de spécialistes et diminué avec les généralistes. Une amélioration de l’estimation du paramètre utilisé pour calculer le taux de rencontre entre les hôtes et les parasites avec des méthodes expérimentales puis numériques a aussi été tentée. Les résultats ont démontré une modification non négligeable de ce paramètre en fonction des comportements ainsi que le besoin de les prendre en compte pour une meilleure paramétrisation.

Des musiciens sur les scènes locales en Nord de France : formes d'engagement et enjeux de pluriactivité des pratiques de création collective

/ Hannecart Claire / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 16-12-2014
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La présente recherche étudie les pratiques sociales se donnant à voir sur les scènes locales, comprises comme ensembles d’acteurs variés que sont les musiciens, les intermédiaires et les auditeurs. Cette thèse entend contribuer à la compréhension des modalités d’engagement des musiciens, pluriactifs ou intermittents, dans des pratiques mues par la volonté d’exprimer leur singularité, mais en tension avec le régime d'une communauté locale qui accorde sa reconnaissance. Il s’agit d’identifier sur le territoire Nord de France ces pratiques façonnées par des représentations sociales plurielles et des tensions entre monde vécu et réalités contraintes. Un double cadre théorique combinant les sociologies compréhensive et pragmatique est mobilisé. La période étudiée est de cinq ans (2009-2013) et l’étude empirique repose sur deux démarches méthodologiques. Une analyse qualitative réalisée à partir d’entretiens semi-directifs et non-directifs menés auprès de cinquante-deux acteurs concernés de diverses façons par les scènes locales (musiciens, intermédiaires associatifs ou privés et politiques). Et une enquête quantitative dont l’objectif est de vérifier les constatations empiriques quant aux pratiques et profils des musiciens, l’échantillon étant constitué de musiciens de la métropole lilloise. Les résultats révèlent l'ambivalence des représentations de l’ensemble des acteurs concourant à la formation des scènes locales. La dimension coopérative des pratiques et leur inscription dans des conditions matérielles favorisées par l’ère numérique ont été mises en évidence. Enfin la valorisation de la dimension artisanale des projets constitue un des enjeux majeurs pointés par cette recherche.

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