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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 12-12-2008
Zhang Zhiguo
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Cette thèse concerne l élaboration et la caractérisation de multicouches à base de CrN pour le remplacement du chrome électrolytique. L objectif principal est d élaborer des revêtements, dont les propriétés (structurales, mécaniques, tribologiques, etc ) sont contrôlables par pulvérisation cathodique magnétron. Les structures des dépôts sont caractérisées par diverses techniques telles que la Spectroscopie à Décharge Luminescente (SDL), la Diffraction de Rayons X (DRX), la Microscopie Electronique à Balayage (MEB), la Microscopie Electronique à Transmission (MET). Les propriétés mécaniques, tribologiques et de corrosion des dépôts sont évaluées en utilisant respectivement un nano-indentateur, des tests de rayure et de pion-disque et des mesures de polarisation dynamique. La première étude concerne la synthèse du nitrure de chrome. Les courbes de la tension de la décharge et de la pression totale en fonction du débit d azote injecté sont utilisées pour prévoir la phase d obtention du nitrure de chrome. L analyse optique par spectroscopie d émission (OES) a permis de corréler le taux d azote dans les revêtements avec la tension de polarisation du substrat. La deuxième étude concerne le système Cr-Zr-N. Dans un premier temps, le zirconium est introduit en solution solide dans CrN pour former CrN(Zr). Des multicouches CrN/ZrN à l échelle nanométrique sont ensuite élaborés avec des périodicités comprises entre 11.7 et 66.7 nm. Concernant la dureté des revêtements, on a montré que CrN(Zr) présente un maximum de dureté de 240 GPa à 1,5 at.% de ZrN. Par ailleurs, les multicouches CrN / ZrN présentent une valeur de dureté constante de 29 GPa. Les essais de corrosion réalisés sur ses dépôts ont montré une bonne stabilité chimique des revêtements et de faibles densités de courant. Du silicium est ensuite ajouté au système multicouche CrN / ZrN. Les revêtements multicouches CrSiN / ZrN et CrN / ZrSiN avec des périodicités différentes sont synthétisés et forment des structures nanocristalline/amorphe. Une amélioration de la tenue à la corrosion pour le système CrSiN /ZrN est observée comparée aux monocouches CrN et ZrSiN. De même, la structure CrN / ZrSiN permet une bonne combinaison de la dureté élevée de ZrSiN et de l excellente résilience de CrN. De plus, on constate que l addition du silicium dans ZrN empêche de manière efficace la corrosion de type piquration.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM, Université de Jiaotong de Xi’an
/ 13-06-2008
Zhang Chao
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Les piles à combustible ont été largement étudiées comme une alternative aux combustibles fossiles traditionnels plus respectueuses de l'environnement. Le seul sous-produit direct de l'oxydation de l'hydrogène pour la production d'énergie est l'eau, ce qui signifie qu'elles pourraient réduire sensiblement la pollution et les produits de gaz à effets de serre. Les SOFCs (piles à combustible à oxyde solide) sont un type de pile à combustible prometteur, qui peut éliminer les problèmes de corrosion ou de fuite communs aux autres piles à combustible à électrolyte liquide. Les températures de fonctionnement des SOFCs sont typiquement de l'ordre de 800-1000C, pouvant à conduire à plusieurs avantages, tels le réformage interne, l'utilisation du monoxyde de carbone comme combustible et la possibilité de réaliser la production combinée de chaleur et d'électricité. Depuis plusieurs années, les efforts de commercialisation sur les systèmes SOFC sont orientés vers la recherche de la réduction des coûts, afin de rivaliser plus efficacement avec d'autres méthodes de production d'énergie traditionnelles. Dans un tel contexte, les dépôts électrolytiques attire particulièrement l'attention. La projection plasma est un procédé prometteur, offrant des avantages tels que des rendements élevés des dépôts et la possibilité de masquer les dépôts. L'objectif de ces travaux est donc d'optimiser la projection plasma de revêtements électrolytiques, d'étudier les performances électriques et l'étanchéité aux gaz des revêtements. Dans ce contexte, quatre aspects ont été abordés. Dans un premier temps, l'optimisation des paramètres de la projection et la microstructure de revêtements a été réalisée par la mesure de particules en vol. D'autre part, la conductivité ionique des revêtements YSZ en fonction de la température a été examinée. La modification de la microstructure et de la conductivité ionique des revêtements projetés par frittage micro-ondes a également été étudiée. Enfin, l'étanchéité des revêtements YSZ ainsi que les mécanismes de perméation des gaz ont été étudiés par la mesure de la perméabilité. Finalement, les piles à combustible à oxyde solides tubulaires Ni-YSZ/YSZ/LSM (La0.8Sr0.2MnO3) ont été fabriqués grâce au procédé de projection thermique intégrée. En outre, les mesures de tension du circuit de sortie et de la densité de puissance des piles ont été effectuées.
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Université de Franche-Comté
/ 24-04-2008
Zeggari Rabah
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Au cours de cette thèse, deux Lab On Chip ont été réalisés. Le premier est destiné à la fécondation in vitro (FIV) et le second au transport et au contrôle qualité d’un greffon cornéen. Le Lab On Chip pour la FIV est constitué d’une plateforme et d’un ensemble de sondes permettant la caractérisation de l’ovocyte. La plateforme en silicium, assure le maintien en vie de l’ovocyte en formant un réservoir pour le milieu de vie des cellules. Un réseau de microcanaux usiné sur la plateforme permet d’aspirer le milieu des cellules et confère à cette dernière les fonctions : de déplacement, de positionnement et d’immobilisation de l’ovocyte. Des tests préliminaires, sur des ovocytes surnuméraires, ont montré la faisabilité des analyses non invasives pour la caractérisation des ovocytes avant fécondation. Actuellement, la manipulation de la cornée, pour effectuer certaines analyses, risque de l’endommager. Pour résoudre ce problème, nous avons développé une méthode optique, non invasive, pour caractériser l’état de la cornée. Il s’agit d’une mesure de la transmittance de la cornée corrélée avec le nombre de cellules vivantes. Afin de détecter les infections dans la cornée, nous avons développé des microcapteurs de pH. Ces derniers offrent une mesure ponctuelle plus précise. La caractérisation des microcapteurs a donnée m. Enfin, nous avonsdes résultats pertinents jusqu’à une taille de 10 intégré un système de capillaires pour maintenir à la fois la cornée dans son milieu de vie et pour la positionner d’une manière non invasive, afin d’effectuer son analyse.
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Université de Franche-Comté
/ 22-12-2008
Zangiacomi Vincent
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Ces dernières décennies, la demande croissante en greffons de moëlle osseuse utilisés en clinique pour le traitement des hémopathies a soulevé un problème de disponibilité restreinte ne permettant pas la prise en charge systématique de tous les patients. La recherche de nouvelles sources de cellules souches a permis de mettre en exergue la capacité du sang placentaire à régénérer le compartiment hématopoïétique des malades après greffe. Des études complémentaires ont également permis de mettre en évidence la possible différenciation in vitro des cellules du sang de cordon ombilical en cellules autres qu’hématopoïétiques, et en particulier en cellules neuronales. Cependant, l’origine de ces cellules susceptibles de se différencier en neurones est encore floue à l’heure actuelle. Grâce à des tris immunomagnétiques dirigés contre différents marqueurs de cellules souches, nous avons mis en évidence que le compartiment cellulaire à l’origine des cellules neuronales in vitro était caractérisé par le phénotype souche CD133+ / CD34-. De plus, ces cellules nécessitent un contact cellulaire étroit avec des cellules facilitatrices afin d’initier leur différenciation neuronale. Ainsi, le tri via le CD133 permet un enrichissement en cellules neurogéniques à partir du sang de cordon ombilical humain. Dans un deuxième temps, nous avons également étudié la fonctionnalité d’un neurotransmetteur, l’acide gamma-aminobutyrique (GABA), sur les cellules du sang placentaire humain. En plus d’exprimer différentes sous-unités des récepteurs au GABA, les cellules du sang placentaire sont capables de migrer activement en réponse à un gradient de GABA. De plus, la fraction cellulaire qui a migré est enrichie en cellules neurogéniques et hématopoïétiques. Nos résultats ont donc permis d’obtenir de nouvelles données phénotypiques et fonctionnelles sur les cellules souches du sang de cordon ombilical humain douées d’un potentiel neurogénique. Ces données suggèrent que le sang de cordon possède des cellules souches dont le potentiel régénératif dépasse le seul cadre de l’hématopoïèse. Cela augmente l’intérêt de leur utilisation dans la mise en place de protocoles de thérapie cellulaire notamment dans les dégénérescences du système nerveux central et périphérique.
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Université de Franche-Comté
/ 18-09-2008
Wang Zhao
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Le but de cette thèse était de modéliser la réponse mécanique de nanotubes de carbone à des champs électriques. Nous avons commencé par utiliser le potentiel AIREBO dans des simulations de dynamique moléculaire afin d'étudier l'élasticité non-linéaire et la limite de déformation en torsion de divers nanotubes, en fonction de leur longueur, rayon et chiralité. Nous trouvons notamment que le module d'Young effectif des tubes décroît d'autant plus vite que la chiralité est faible. D'autre part, nous montrons que la limite de l'énergie stockable par atome lors de la torsion d'un tube est d'autant plus grande que le diamètre est petit. Nous modélisons ensuite, de façon atomistique, la distribution surfacique de charge électrique sur des nanotubes de carbone possédant une charge nette. Nous retrouvons notamment l'effet de pointe classique avec un très bon accord quantitatif avec des résultats expérimentaux obtenus par microscopie à force électrostatique. Par combinaison des méthodes utilisées dans les études précédentes, nous simulons la déflection de nanotubes semi-conducteurs et métalliques par un champ électrique extérieur, dans une configuration de type interrupteur moléculaire. L'effet des caractéristiques géométrique des tubes et du champ sur cette déflection ont été systématiquement étudiés. En outre, nous avons vu que des simulations de dynamique moléculaire avec le potentiel AIREBO permettent de retrouver quantitativement les énergies expérimentales d'adsorption du benzène, du naphtalène et d'anthracène sur le graphite. Ce type de simulation nous permet d'avancer sur la voie de la compréhension de la sélectivité de l'adsorption de certaines molécules surfactantes à plusieurs cycles benzéniques sur des nanotubes de chiralité donnée.
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Université de Franche-Comté
/ 29-02-2008
Walle Beatriz Cristina Lopez
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Ces travaux portent sur la micromanipulation, manipulation des objets dont la taille est comprise entre 1 µm et 1 mm. Le comportement de ces objets est fortement perturbé par les forces d'adhésion et les forces surfaciques, rendant les tâches de manipulation complexes et peu répétables. Nous démontrons que l'immersion des micro-objets artificiels dans l'eau permet de réduire sensiblement ces forces par rapport à l'air ou le vide.Dans ce contexte, nous proposons un principe innovant de micromanipulation immergée par changement de phase. Le micro-objet est saisi à l'aide d'un microvolume de glace créé dans l'eau, et relâché par fonte de la glace sans effets perturbateurs dus aux forces d'adhésion. Le prototype expérimental réalisé a permis de valider ce principe sur des objets d'une taille typique de 600 µm. L'étude du fonctionnement du système, basé sur deux modules à effet Peltier, nécessite une modélisation thermique que nous proposons de mener en utilisant l'analogie électrique. La modélisation de géométries de type élancée, semblable à celle d'un radiateur de notre système et également couramment utilisée dans les micro-actionneurs thermiques, a été exécutée. Cette étude originale dépasse notre cadre applicatif, pouvant être utilisée plus généralement dans les microsystémes thermiques. Cet outil de modélisation thermique a aussi conduit à la modélisation du prototype, validée expérimentalement. Ces travaux ont permis la production d'un outil de simulation thermique pour les microsystèmes et d'une méthode de micromanipulation originale et prometteuse. Les perspectives portent sur l'étude de la commande du système afin d'être implanté dans un contexte applicatif.
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Université de Franche-Comté
/ 18-01-2008
Vedadi Armand
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Depuis l'avènement en Perse, il y a 2500 ans, du service postal, la capacité à transmettre un maximum d'information sur une longue distance et en un minimum de temps s'avère être une des quêtes de l'Homme. Aujourd'hui, les moyens de télécommunications modernes font partie de notre quotidien et nous permettent de partager quasi-instantanément de la voix, de l'image ou du texte avec un interlocuteur situé à des milliers de kilomètres. Le cadre général dans lequel s'insère ce manuscrit de thèse est celui de l'étude de la couche physique des télécommunications, mais de façon plus précise, celui de la recherche d'outils de traitement tout-optique de l'information destinés particulièrement aux futurs systèmes de transmission à très haut débit. En effet, de nombreuses recherches ces dernières années ont montré la variété d'applications possibles à partir de l'amplification paramétrique, une nouvelle technique d'amplification sur fibre optique offrant une très grande bande passante. Nous présentons dans ce manuscrit une étude théorique des amplificateurs paramétriques utilisant deux lasers de pompe. Nous analyserons également le bruit et la distorsion des signaux de télécommunications apportés par la modulation de phase des pompes, requise pour supprimer la rétro-diffusion Brillouin stimulée dans toute fibre optique. Nous donnerons la démonstration théorique que deux ondes pompes modulées en opposition de phase annulent toute distorsion des signaux. Nous présenterons également une mise en oeuvre expérimentale d'un amplificateur paramétrique optique, intégrant un nouveau modulateur de phase double réalisé en partenariat avec la société Photline Technologies. Celui-ci nous a permis de démontrer une qualité d'amplification optique ainsi qu'une conversion de longueur d'onde quasi-transparente. La troisième partie présente ce qui constitue, à notre connaissance, la première mesure distribuée du gain paramétrique le long de la fibre optique servant de milieu amplificateur. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Ecole Fédérale Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse. Ils sont basés sur l'analyse Brillouin dans le domaine temporel. La quatrième et dernière partie de ce manuscrit relate une étude théorique et numérique d'une boucle à réplication d'impulsion laser intégrant un amplificateur paramétrique. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat avec le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). L'originalité de cette étude réside dans l'exploitation des amplificateurs paramétriques dans la fenêtre de longueurs d'ondes autour de 1 ~m en utilisant des fibres à cristal photonique.
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Université de Franche-Comté
/ 28-11-2008
Thivet Matthieu
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L’agglomération de Mandeure-Mathay (Epomanduodurum) constitue la seconde ville de Séquanie, derrière la capitale de cité Besançon-Vesontio, par sa taille, son équipement urbain, sa panoplie monumentale et ses fonctions. Elle st implémentée dans la vallée du Doubs, au débouché de la plaine d’Alsace (« Porte de Bourgogne », dans une zone de passage entre les Vosges et le Jura permettant notamment la communication entre le sillon rhodanien et la plaine du Rhin. Les premières recherches « organisées » sur le site remontent à la fin du XVIIIe siècle, mais c’est au début du XIXe siècle que les édifices majeurs tels que le théâtre (1820) et le sanctuaire (1880) de l’agglomération antique furent découverts. La démarche prospective, initiée à partir de 2003 par ce travail de doctorat, visait à rassembler dans le SIG ArcGIS d’ESRIc, l’ensemble des informations spatialisées fournies par les sources documentaires.
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Université de Franche-Comté
/ 29-05-2008
Tavares Ribeiro Floric
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Cette thèse participe de la théorie des représentations p-adiques, et plus particulièrement de la théorie de Fontaine. On construit un (phi,Gamma)-module adapté à une extension métabélienne d'un corps local, puis on fournit des généralisations de certains outils usuels associés à ce (phi,Gamma)-module tel qu'un complexe calculant la cohomologie de la représentation. On établit ensuite des formules explicites du dictionnaire entre le monde des représentations et celui des (phi,Gamma)-modules pour le complexe de Herr, le cup-produit ou l'application de Kummer. La seconde partie de ce travail est dévolue à la preuve de la loi de réciprocité de Brückner- Vostokov pour un groupe formel. On combine pour cela des méthodes relevant des (phi,Gamma)-modules à l'aide des résultats de la première partie et des techniques spécifiques introduites par Abrashkin à travers une interprétation cohomologique de ses travaux. Une preuve de la loi de réciprocité est ainsi obtenue, libre de toute assertion non naturelle sur l'appartenance de racines de l'unité au corps de base.
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Université de Franche-Comté, Université de Technologie Belfort Montbéliard (UTBM), Université Aboubaker Belkaid (Tlemcen, Algérie)
/ 28-08-2008
Tabet Aoul-Benyoucef Amel
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Ce travail de thèse, traite du développement de nouveaux cermets d'anodes pour piles à combustibles de type SOFC, fonctionnant directement sous méthane. Deux aspects majeurs sont pris en compte : la composition chimique du matériau d’anode et sa microstructure. Pour se faire, des cermets à base de matériaux, tels que le nickel, le cuivre et le cobalt et une base céramique en zircone totalement stabilisée à l’yttrine, ont été élaborés par projection plasma atmosphérique (APS), dans des conditions optimisées. Le choix des matériaux utilisés, s'est fait de sorte, à répondre aux exigences requises pour une application anodique, à savoir, une porosité suffisante, pour assurer la diffusion des gaz, de bonnes propriétés conductrices ionique et électronique, une bonne comptabilité chimique et mécanique avec l'electrolyte, une bonne stabilité thermique à haute température et de bonnes propriétés électrochimiques et électrocatalytiques, vis-à-vis des réactions d'oxydation et du reformage interne du combustible. Les différentes caractérisations morphologiques et structurales, menées sur les différents cermets réalisés, ont révélé l'obtention de dépôts poreux, formés par la succession de lamelles métalliques et céramiques, avec sauvegarde des phases cristallines, identifiées initialement, pour les poudres de départ. Le comportement électrique, en fonction de la température, manifesté par différents cermets obtenus, se rapproche de celui des métaux purs, malgré la présence de la matrice céramique. Pour ce qui est de la stabilité thermique, certains cermets obtenus, ont dévoilé une bonne stabilité à une température de 800C. Ainsi, les cermets d'anodes, avec la bonne composition chimique et ayant été élaborés dans des conditions optimisées de projection APS, présentent donc la bonne morphologie et microstructure, pour une application anodique, dans des piles SOFC fonctionnant sous méthane, à des températures avoisinant 800C, sans risques de détériorations majeures.
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