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1. Unexpected optimal measurement protocols in Bell's inequality violation experiments

Author: Alicia Negre, Renaud Mathevet, Benoit Chalopin, Sébastien Massenot, Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Toulouse (LNCMI-T), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), and Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses - LNCMI (Toulouse, France)
Subjects: Quantum entanglement, [SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other, Autre, Incertainty, Genetic algorithm, Bell's inequality, General Physics and Astronomy, Monte-Carlo
Abstract: International audience; Bell's inequality violation experiments are becoming increasingly popular in the practical teaching of undergraduate and master's degree students. Bell's parameter S is obtained from 16 polarization correlation measurements performed on entangled photons pairs. We first report here a detailed analysis of the uncertainty u(S) of Bell's parameter taking into account coincidence count statistics and errors in polarizers' orientation. We show using both computational modeling and experimental measurement that the actual sequence of the polarizer settings has an unexpected and strong influence on the error budget. This result may also be relevant to measurements in other settings in which errors in parameters may have non-random effects in the measurement.
Published: 2023

2. A Case-Based Reasoning (CBR) approach for Engineer-To-Order systems performance evaluation

Author: Laurent Geneste, Abdourahim Sylla, Thierry Coudert, Gestion et Conduite des Systèmes de Production (G-SCOP_GCSP), Laboratoire des sciences pour la conception, l'optimisation et la production (G-SCOP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Génie de Production (LGP), Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), and Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE)
Subjects: Process (engineering), Computer science, Build to order, 05 social sciences, 02 engineering and technology, Modélisation et simulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Industrial engineering, Case-based reasoning, Control and Systems Engineering, Face (geometry), 0502 economics and business, Similarity (psychology), Performance evaluation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Complex systems design, 020201 artificial intelligence & image processing, Performance indicator, Engineer-To-Order, Representation (mathematics), Decision making, Relevant information, 050203 business & management
Abstract: International audience; In Engineer-To-Order (ETO) industrial contexts, decision-making about which systems to offer for sales or which subsystems to integrate into the systems for sales is based on various performance indicators. However, the lack of relevant information to evaluate these indicators challenges the decision-making process. In this article, to face this issue, a CBR approach is proposed for the evaluation of the performances of ETO systems. The main contributions are: (i) an object-oriented case representation model which allows to store previous evaluated systems for an effective and time efficient similar systems retrieval, and (ii) a method that allows to compute similarity between two systems that can have different structures.
Published: 2021

3. Dual-Cation Electrolytes for High-Power and High-Energy LTO//AC Hybrid Capacitors

Author: Natsuki Miyashita, Wako Naoi, Yu Chikaoka, Shinichi Seto, Masato Sakurai, Patrice Simon, McMahon Thomas Homer Reid, Tsukasa Ueda, Katsuhiko Naoi, Etsuro Iwama, Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), K & W Inc. (JAPAN), Sorbonne Université (FRANCE), Tokyo University of Agriculture and Technology - TUAT (JAPAN), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), PSL Research University (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Materials science, Supporting electrolyte, Matériaux, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, law.invention, law, Physical and Theoretical Chemistry, Power density, Resistive touchscreen, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Capacitor, General Energy, Chemical engineering, Overvoltage, Electrode, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Dual-cation electrolyte systems, which contain two cations [Li+ and spiro-1,1′-bipyrrolidinium (SBP+), are proposed to enhance the power capability of hybrid capacitors composed of thick Li4Ti5O12 (LTO) negative (200 μm) and activated carbon (AC) positive electrodes (400 μm), which thus reduces the resistive overvoltage in the system. Detailed studies of the mass transport properties based on the combination of spectroscopy and electrochemical analysis have shown that the presence of SBP+, despite slower Li+ transport in the electrolyte bulk, further reduces overvoltage associated with migration limitation in the thick LTO electrode macropores. This study on the dual-cation electrolyte quantifies the influence of the addition of a supporting electrolyte and shows interest in SBPBF4 addition for increasing the output power density of hybrid capacitors with a thick electrode configuration.
Published: 2020

4. Carbon-carbon supercapacitors: Beyond the average pore size or how electrolyte confinement and inaccessible pores affect the capacitance

Author: Céline Merlet, Patrice Simon, El Hassane Lahrar, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, FOS: Physical sciences, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Capacitance, Adsorption, Physical and Theoretical Chemistry, Supercapacitor, Condensed Matter - Materials Science, Nanoporous, Reinforced carbon–carbon, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, chemistry, Chemical physics, 0210 nano-technology, Porous medium, Carbon
Abstract: International audience; Carbon-carbon supercapacitors are high power electrochemical energy storage systems which store energy through reversible ion adsorption at the electrode-electrolyte interface. Due to the complex structure of the porous carbons used as electrodes, extracting structure-property relationships in these systems remains a challenge. In this work, we conduct molecular simulations of two model supercapacitors based on nanoporous electrodes with the same average pore size, a property often used when comparing porous materials, but different morphologies. We show that the carbon with the more ordered structure, with a well defined pore size, has a much higher capacitance than the carbon with the more disordered structure, and broader pore size distribution. We analyze the structure of the confined electrolyte and show that the ions adsorbed in the ordered carbon are present in larger quantities and are also more confined than for the disordered carbon. Both aspects favor a better charge separation and thus a larger capacitance. In addition, the disordered electrodes contain a significant amount of carbon atoms which are never in contact with the electrolyte, carry a close to zero charge and are thus not involved in the charge storage. The total quantities of adsorbed ions and degrees of confinement do not change much with the applied potential and as such, this work opens the door to computationally tractable screening strategies.
Published: 2021

5. Formal verification of space systems designed with TASTE

Author: Dragomir, I, Bozga, M, Ober, Iulian, Silveira, D, Jorge, T, Alaña, E, Perrotin, M, GMV Space (GMV), GMV, VERIMAG (VERIMAG - IMAG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), GMVIS Skysoft SA (PORTUGAL), European Space Research and Technology Centre (ESTEC), European Space Agency (ESA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), ESA - ESTEC (NETHERLANDS), and GMV Aerospace and Defence S.A. (SPAIN)
Subjects: Software Engineering (cs.SE), FOS: Computer and information sciences, Computer Science - Software Engineering, MBSE, TASTE, model checking, Autre, [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE]
Abstract: International audience; Model-Based Systems Engineering (MBSE) is a development approach aiming to build correct-by-construction systems, provided the use of clear, unambiguous and complete models to describe them along the design process. The approach is supported by several engineering tools that automate the development steps, for example the production of code, documentation, test cases and more. TASTE [1] is pragmatic MBSE toolset supported by ESA that encapsulates several technologies to design a system (data modelling, architecture modelling, behaviour modelling/implementation), to automatically generate the binary application(s), and to validate it. One topic left open in TASTE is the formal verification of a system design with respect to specified properties. In this paper we describe our approach based on the IF model-checker [4] to enable the formal verification of properties on TASTE designs. The approach is currently under development in the ESA MoC4Space project.
Published: 2021

6. Manufacturing and performances of silicide-based thermoelectric modules

Author: Benoit Malard, Soufiane El Oualid, Mostafa Oulfarsi, Claude Estournès, Anne Dauscher, Hilaire Ihou Mouko, Pauline Malinconi, Krunoslav Romanjek, Mahdi Mejri, Nicolas David, Yohann Thimont, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Hotblock Onboard (FRANCE), Université de Lorraine (FRANCE), Laboratoire d’Innovation pour les Technologies des Energies nouvelles et les Nanomatériaux - LITEN (Grenoble, France), hotblock onboard, Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut Jean Lamour (IJL), Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-16-CE05-0012,RELIATEG,Générateurs thermoélectriques fiables(2016)
Subjects: Materials science, Thermoelectric modules processing, 020209 energy, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, Magnesium silicide, 7. Clean energy, Thermal expansion, Waste heat recovery unit, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, 020401 chemical engineering, Waste heat, Silicide, Thermoelectric effect, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0204 chemical engineering, Modules performance and reproducibility, Waste heat recovery, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Spark plasma sintering, Thermoelectric materials, Engineering physics, Finite element modelling, Fuel Technology, Thermoelectric generator, Nuclear Energy and Engineering, chemistry, Silicide-based thermoelectric materials
Abstract: International audience; Silicide-based materials are among the most promising candidates for a mass manufacturing of thermoelectric devices allowing converting waste heat into electricity in the medium temperature range (250–500 °C), as they are formed from abundant, low cost and non-toxic elements while exhibiting good thermoelectric properties. In order to manage the detrimental mismatch of thermal expansion coefficients between the n and p-type materials constituting the thermoelectric legs, inducing thus thermomechanical stresses, we propose in this paper a new design of modules having a 'half-skeleton' structure. Twenty-two modules consisting of two couples of thermoelectric legs combining n-type magnesium silicide Mg2(Si, Sn) and p-type higher manganese silicide have been fabricated according to this design, the thermoelectric materials being manufactured by kilograms. It is clearly shown that all the interfaces present in the modules are free from cracks, oxygen, and diffusion. The remarkable repeatability of the measured thermoelectric performance attests the robustness of our manufacturing process. An average power output of 0.37 W has been achieved, i.e. a power density of 0.95 W/cm2, for a temperature difference of 400 °C (hot side temperature of 450 °C), placing our modules at the state of the art level while using simple production tools and materials mass production. Comparing this performance to finite elements modelling, the performance could be even enhanced. Long term stability tests at a given temperature and under cycling conditions in different working atmospheres are underway.
Published: 2021

7. Two-dimensional MXenes for electrochemical capacitor applications: Progress, challenges and perspectives

Author: Qizhen Zhu, Patrice Simon, Bin Xu, Jiapeng Li, Beijing University of Chemical Technology, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Beijing University of Chemical Technology - BUCT (CHINA), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), and Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France)
Subjects: Materials science, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Energy storage, Pseudocapacitance, law.invention, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, law, Devices, General Materials Science, MXene-based composites, Electrochemical capacitor, Supercapacitor, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Capacitor, Electrode, Electrode materials, 0210 nano-technology, MXenes, MXene
Abstract: International audience; MXenes, a family of 2D transition metal carbides/nitrides with a general formula of Mn+1XnTx (n=1∼3), show promising potential for energy storage applications owing to their 2D lamellar structure, impressive density, metallic-like conductivity, tunable terminations and intercalation pseudocapacitance charge storage mechanism. Various combinations of transition metals, C and/or N, as well as different n layers result in a broad range of MXenes, but only about a small number have been prepared and used for capacitive energy storage applications (supercapacitors) so far, with Ti3C2Tx being the most studied one. This review summarizes the recent advances, achievements and challenges of MXenes for supercapacitors. The preparation methods, composition versatility, material and electrode architectures, chemical modification and hybridization with other active materials of MXenes are presented. Moreover, the electrochemical characterizations and energy storage mechanisms of MXenes in aqueous and non-aqueous electrolytes are discussed, as well as the preparation of flexible and printable MXene-based electrodes and devices. Finally, perspective is also given, providing guidance for the future development of MXenes with advanced performances for designing the next generation of supercapacitors.
Published: 2021

8. Probing and Interpreting the Porosity and Tortuosity Evolution of Li-O 2 Cathodes on Discharge through a Combined Experimental and Theoretical Approach

Author: Pieter C. M. M. Magusin, Lauren E. Marbella, Clare P. Grey, Arnaud Demortière, Zeliang Su, Simon Engelke, Vincent De Andrade, Amangeldi Torayev, Céline Merlet, Alejandro A. Franco, Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 (LRCS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Advanced Lithium Energy Storage Systems - ALISTORE-ERI (ALISTORE-ERI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Chemistry [Cambridge, UK], University of Cambridge [UK] (CAM), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Department of Chemical Engineering [Columbia], University of Missouri [Columbia] (Mizzou), University of Missouri System-University of Missouri System, Argonne National Laboratory [Lemont] (ANL), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Grey, Clare [0000-0001-5572-192X], Apollo - University of Cambridge Repository, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Columbia University (USA), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), University of Cambridge (UNITED KINGDOM), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), ALISTORE-ERI (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie - RS2E (Amiens, France), Argonne National Laboratory (Argonne, USA), Apollo-University Of Cambridge Repository, Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Tortuosity, Article, Physical and Theoretical Chemistry, Diffusion (business), Porosity, 021001 nanoscience & nanotechnology, Li-O2 Cathodes, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, General Energy, Knudsen diffusion, Chemical engineering, Particle, 0210 nano-technology, Pulsed field gradient, Porous medium
Abstract: International audience; Li-O2 batteries offer a high theoretical discharge capacity due to the formation of light discharged species such as Li2O2 , which fill the porous positive electrode. However, in practice, it is challenging to reach the theoretical capacity and completely utilize the full electrode pore volume during discharge. With the formation of discharge products, the porous medium evolves, and the porosity and tortuosity factor of the positive electrode are altered through shrinkage and clogging of pores. A pore shrinks as solid discharge products accumulate, the pore clogging when it is filled (or when access is blocked). In this study, we investigate the structural evolution of the positive electrode through a combination of experimental and computational techniques. Pulsed field gradient nuclear magnetic resonance results show that the electrode tortuosity factor changes much faster than suggested by the Bruggeman relation (an equation that empirically links the tortuosity factor to the porosity) and that the electrolyte solvent affects the tortuosity factor evolution. The latter is ascribed to the different abilities of solvents to dissolve reaction intermediates, which leads to different discharge product particle sizes: on discharging using 0.5M LiTFSI in dimethoxyethane, the tortuosity factor increases much faster than for discharging in 0.5M LiTFSI in tetraglyme. The correlation between a discharge product size and tortuosity factor is studied using a pore network model, which shows that larger discharge products generate more pore clogging. The Knudsen diffusion effect, where collisions of diffusing molecules with pore walls reduce the effective diffusion coefficients, is investigated using a kinetic Monte Carlo model and is found to have an insignificant impact on the effective diffusion coefficient for molecules in pores with diameters above 5 nm, i.e., most of the pores present in the materials investigated here. As a consequence, pore clogging is thought to be the main origin of tortuosity factor evolution.
Published: 2021
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9. Possibilistic Pareto-dominance approach to support technical bid selection under imprecision and uncertainty in engineer-to-order bidding process

Author: Michel Aldanondo, Abdourahim Sylla, Thierry Coudert, Élise Vareilles, Laurent Geneste, Gestion et Conduite des Systèmes de Production (G-SCOP_GCSP), Laboratoire des sciences pour la conception, l'optimisation et la production (G-SCOP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes (ENIT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Centre Génie Industriel (CGI), IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux - IMT Mines Albi (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), and Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE)
Subjects: engineer-to-order, 0209 industrial biotechnology, Operations research, Build to order, Process (engineering), Computer science, Strategy and Management, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Management Science and Operations Research, Industrial and Manufacturing Engineering, [SPI]Engineering Sciences [physics], 020901 industrial engineering & automation, Autre, Selection (genetic algorithm), Possibility theory, possibilistic pareto-dominance, 021103 operations research, Bidding process, uncertainty and imprecision, Engineer-to-order, Uncertainty and imprecision, Pareto principle, technical bid selection, Bidding, Modélisation et simulation, Multiple-criteria decision analysis, multi-criteria decision making (MCDM), Dominance (economics), Multi-criteria decision making (MCDM), Technical bid selection, Possibilistic pareto-dominance
Abstract: International audience; Successful bidding involves defining relevant technical bid solutions that conform to the customers' requirements, then selecting the most interesting one for the commercial offer. However, in Engineer-To-Order (ETO) industrial contexts, this selection process is complicated by issues of imprecision, uncertainty and confidence regarding the values of the decision criteria. To address this complexity, a Multi-Criteria Decision Making (MCDM) support approach is proposed in this study. This approach is based on possibility theory and the Pareto-dominance principle. It involves three main stages. First, a method is proposed to automatically model the values of the decision criteria by possibility distributions. Second, four possibilistic mono-criterion dominance relations are developed to compare two solutions with respect to a single decision criterion. Finally, an interactive method is devised to determine the most interesting technical bid solutions with respect to all the decision criteria. The method is applied to the design of a technical bid solution of a crane. The results show that this approach enables bidders to select the most interesting solution during a bidding process, while taking into account imprecision, uncertainty and their own confidence regarding the values of the decision criteria.
Published: 2021

10. An Artificial Interface for High Cell Voltage Aqueous-Based Electrochemical Capacitors

Author: Olarte, Marco, Menu, Marie-Joëlle, Simon, Patrice, Gressier, Marie, Taberna, Pierre-Louis, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), and Université de Montpellier (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Matériaux, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, High Cell Voltage, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Electrochemical Capacitors
Abstract: International audience; Aqueous electrolytes are very effective for supercapacitor applications but their narrow electrochemical potential window (∼1 V) and associated limited energy currently limits their use. Here, we demonstrate a new strategy to enlarge the potential window by designing an artificial interface (ai). An effective ai was achieved via a mixture of siloxanes doped with an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (EMI TFSI). Indeed, the as-deposited ai on the carbon-based electrode hinders the electron charge transfer but not the ionic charge transfer, making the ai ionic conductive. As a result, a cell voltage of about 1.8 V was obtained in aqueous electrolyte-EMI HSO4 1 mol l−1 in water. Used as a membrane, the ai was found to be ionically specific to EMI+; the proton transference number being close to zero. These results show the strategy of developing an ai at the electrode/electrolyte interface could represent a new path for aqueous-based carbon-carbon supercapacitors to reach higher cell voltages, providing both higher specific energy and power.
Published: 2021

11. A Partitioned Finite Element Method for power-preserving discretization of open systems of conservation laws

Author: Flávio Luiz Cardoso-Ribeiro, Denis Matignon, Laurent Lefèvre, Instituto Tecnologico de Aeronautica - ITA (BRAZIL), Département d'Ingénierie des Systèmes Complexes (DISC), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Laboratoire de Conception et d'Intégration des Systèmes (LCIS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), and Département d'Ingénierie des Systèmes Complexes - DISC (Toulouse, France)
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Partitioned finite element method, Control and Optimization, Discretization, Coordinate system, 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, Dynamical Systems (math.DS), 01 natural sciences, [INFO.INFO-CL]Computer Science [cs]/Computation and Language [cs.CL], Hamiltonian system, 020901 industrial engineering & automation, Dimension (vector space), FOS: Mathematics, Applied mathematics, Integration by parts, Mathematics - Numerical Analysis, 0101 mathematics, Mathematics - Dynamical Systems, Port-Hamiltonian systems, Geometric spatial discretization, Mathematics, Curvilinear coordinates, Conservation law, Structure-preserving discretization, 65N30, Applied Mathematics, Informatique et langage, Numerical Analysis (math.NA), Finite element method, Control and Systems Engineering
Abstract: This paper presents a structure-preserving spatial discretization method for distributed parameter port-Hamiltonian systems. The class of considered systems are hyperbolic systems of two conservation laws in arbitrary spatial dimension and geometries. For these systems, a partitioned finite element method (PFEM) is derived, based on the integration by parts of one of the two conservation laws written in weak form. The non-linear one-dimensional shallow-water equation (SWE) is first considered as a motivation example. Then, the method is investigated on the example of the non-linear two-dimensional SWE. Complete derivation of the reduced finite-dimensional port-Hamiltonian system (pHs) is provided and numerical experiments are performed. Extensions to curvilinear (polar) coordinate systems, space-varying coefficients and higher-order pHs (Euler–Bernoulli beam equation) are provided.
Published: 2020

12. Mobility of bidisperse mixtures during bedload transport

Author: Rémi Chassagne, Philippe Frey, R. Maurin, Julien Chauchat, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement - INRAE (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Erosion torrentielle neige et avalanches (UR ETGR (ETNA)), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), French National Research Agency (ANR)ANR-16CE01-0005, ANR-10-LABX-0056,OSUG@2020,Innovative strategies for observing and modelling natural systems(2010), and ANR-11-LABX-0030,TEC XXI,Ingénierie de la Complexité : la mécanique et ses interfaces au service des enjeux sociétaux du 21iè(2011)
Subjects: Materials science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Water flow, Mécanique des fluides, Flow (psychology), Computational Mechanics, FOS: Physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 01 natural sciences, Shields parameter, 010305 fluids & plasmas, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], Physics - Geophysics, 0103 physical sciences, 0105 earth and related environmental sciences, Bed load, Fluid Flow and Transfer Processes, Mobility, Range (particle radiation), Bedload, Bidisperse, Mechanics, Discrete element method, Geophysics (physics.geo-ph), Condensed Matter::Soft Condensed Matter, Modeling and Simulation, Free surface, Particle, Géophysique
Abstract: International audience; The flow of segregated bidisperse assemblies of particles is of major importance for geophysical flows and bedload transport in particular. In the present paper, the mobility of strictly bidisperse segregated particle beds is studied with a coupled fluid discrete element method (DEM). Large particles are initially placed above small ones in a three-dimensional domain inclined at a slope of 10%. A gravity-driven water free surface flow induces a downslope shear-driven granular flow of the erodible bed. It is observed that, for the same water flow conditions, the bedload transport rate is higher in the bidisperse configuration than in the monodisperse one. Depending on the Shields number and on the depth of the interface between small and large particles, different transport phenomenologies are observed, ranging from no influence of the small particles to small particles reaching the bed surface due to diffusive remixing. In cases where the small particles hardly mix with the overlying large particles and for the range of studied size ratios (r < 4), it is shown that the increased mobility is not a bottom roughness effect, that would be due to the reduction of roughness of the underlying small particles, but a granular flow effect. This effect is analyzed within the framework of the mu(I) rheology, modeling the stress to strain rate relation for dense granular flows. It is demonstrated that the buried small particles are more mobile than larger particles and play the role of a "conveyor belt" for the large particles at the surface. Based on rheological arguments, a simple predictive model is proposed for the additional transport in the bidisperse case. It reproduces quantitatively the DEM results for a large range of Shields numbers and for size ratios smaller than 4. The results of the model are used to identify four different transport regimes of bidisperse mixtures, depending on the mechanism responsible for the mobility of the small particles. A phenomenological map is proposed for bidisperse bedload transport and, more generally, for any granular flow on an erodible bed.
Published: 2020

13. Decoupling the effect of vacancies and electropositive cations on the anionic redox processes in Na based P2-type layered oxides

Author: Xue Bai, Jean-Marie Tarascon, Antonella Iadecola, Patrick Rozier, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut de Chimie Moléculaire de Grenoble - ICMG (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Chimie du solide et de l'énergie (CSE), Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, Inorganic chemistry, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Redox, Na-ion batteries, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Layered structure, General Materials Science, Electrode material, Oxygen activity, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Doping, 021001 nanoscience & nanotechnology, Structural evolution, 0104 chemical sciences, Energy density, 0210 nano-technology, Capacity loss, Anionic redox, Decoupling (electronics)
Abstract: International audience; The activation of anionic redox couple is recognized as one of the best way to increase the energy density of positive electrode materials in both Li and Na-ion batteries. However, for such hope, to materialize a better understanding of the parameters governing the activation, reversibility and efficiency of the anionic redox in NaMO2 layered compounds is still sorely needed. Herein, we report a new P2–Na0.63[□0.036Mg0.143Mn0.820]O2 compound that combines vacancies and Mg doping as well-known sources for anionic redox activation and benchmark its electrochemical performances against P2–Na0.72[Mg0.31Mn0.69]O2. We found that vacancies and Mg doping trigger independently anionic redox processes that differ in terms of redox voltage and reversibility. The one associated to vacancies occurs at the lowest potential and is irreversible. Moreover, we evidenced by monitoring the structural evolution of the pristine phase during cycling the benefice of anionic processes in ensuring the stabilization of P2-type structure at high voltage over a wide range in Na content. These findings highlight the importance of the anionic redox process origin (e.g. vacancies vs. highly electropositive cations) in governing the material electrochemical properties, while providing a new way to efficiently stabilize, without capacity loss, the P2-type structure through the charge process in non A-rich compounds.
Published: 2020

14. Unraveling the Charge Storage Mechanism of Ti3C2Tx MXene Electrode in Acidic Electrolyte

Author: Kui Xu, Hui Shao, Liyuan Liu, Liangti Qu, Yih-Chyng Wu, Patrice Simon, Zifeng Lin, Antonella Iadecola, Encarnacion Raymundo-Piñero, Jixin Zhu, Hongyun Ma, Pierre-Louis Taberna, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sichuan University - SCU (CHINA), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Nanjing Tech University (CHINA), Tsinghua University (CHINA), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation - CEMHTI (Orléans, France), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Tsinghua University [Beijing] (THU), Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation (CEMHTI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université d'Orléans (UO), Sichuan University [Chengdu] (SCU), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Université d'Orléans (UO)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Redox, Electrolytes, Two dimensional materials, Proton transport, Materials Chemistry, Molecule, Electrodes, Electrode material, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Charge (physics), [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Molecules, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Fuel Technology, Chemical engineering, Chemistry (miscellaneous), Electrode, 0210 nano-technology, MXenes, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Layers
Abstract: International audience; Two-dimensional Ti3C2Tx MXenes have been extensively studied as pseudocapacitive electrode materials. This Letter aims at providing further insights into the charge storage mechanism of the Ti3C2Tx MXene electrode in the acidic electrolyte by combining experimental and simulation approaches. Our results show that the presence of H2O molecules between the MXene layers plays a critical role in the pseudocapacitive behavior, providing a pathway for proton transport to activate the redox reaction of the Ti atoms. Also, thermal annealing of the samples at different temperatures suggests that the presence of the confined H2O molecules is mainly controlled by the surface termination groups. These findings pave the way for alternative strategies to enhance the high-rate performance of MXenes electrodes by optimizing their surface termination groups.
Published: 2020

15. Perspectives for electrochemical capacitors and related devices

Author: Patrice Simon, Yury Gogotsi, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), IUF, A.J. Drexel Nanomaterials Institute (Philadelphia, USA), Drexel University, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Drexel University (USA), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut universitaire de France - IUF (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Computer science, Matériaux, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, law.invention, Batteries, law, General Materials Science, Porous materials, Electronics, Wearable technology, Electrode material, business.industry, Mechanical Engineering, Electric potential energy, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Engineering physics, 0104 chemical sciences, Capacitor, Mechanics of Materials, Manufacturing methods, 0210 nano-technology, business, MXenes
Abstract: International audience; Electrochemical capacitors can store electrical energy harvested from intermittent sources and deliver energy quickly, but their energy density must be increased if they are to efficiently power flexible and wearable electronics, as well as larger equipment. This Review summarizes progress in the field of materials for electrochemical capacitors over the past decade as well as outlines key perspectives for future research. We describe electrical double-layer capacitors based on high-surface-area carbons, pseudocapacitive materials such as oxides and the two-dimensional inorganic compounds known as MXenes, and emerging microdevices for the Internet of Things. We show that new nanostructured electrode materials and matching electrolytes are required to maximize the amount of energy and speed of delivery, and different manufacturing methods will be needed to meet the requirements of the future generation of electronic devices. Scientifically justified metrics for testing, comparison and optimization of various kinds of electrochemical capacitors are provided and explained.
Published: 2020

16. Fast Charging Materials for High Power Applications

Author: Patrice Simon, Binson Babu, Andrea Balducci, Friedrich-Schiller-Universität = Friedrich Schiller University Jena [Jena, Germany], Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Réseau de stockage électrochimique de l’énergie - Energie RS2E (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Friedrich-Schiller-Universität Jena (GERMANY), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Energie électrique, Materials science, High power materials, Capacitive sensing, Matériaux, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Cathodic protection, law.invention, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Hybrid systemsmetal-ion batteries, law, General Materials Science, Power semiconductor device, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Engineering physics, 0104 chemical sciences, Anode, Power (physics), Capacitor, Hybrid system, Hybrid systems metal-ion batteries, 0210 nano-technology, Electrochemical capacitors, Realization (systems)
Abstract: International audience; An overview of fast charging materials for high power applications is given. The behavior at high current density of several anodic and cathodic materials that have been utilized in lithium‐, sodium‐, and potassium‐ion batteries is considered. Furthermore, the behavior of capacitive and pseudocapacitive materials suitable for electrochemical capacitors and, also, of those that have been utilized for the realization of hybrid‐ion capacitors, which are nowadays an interesting reality in the field of high power devices, is discussed. The advantages and limitations of all these materials are critically analyzed with the aim of understanding their impact on real devices. On the basis of this analysis, the most important aspects are identified, which should be addressed in the future for the realization of advanced high power devices.
Published: 2020

17. Discrete and continuum modelling of grain size segregation during bedload transport

Author: Raphaël Maurin, Philippe Frey, Julien Chauchat, Rémi Chassagne, John Gray, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement - INRAE (FRANCE), Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture - IRSTEA (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), University of Manchester (UNITED KINGDOM), Erosion torrentielle neige et avalanches (UR ETGR (ETNA)), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Department of Mathematics and Manchester Centre for Nonlinear Dynamics, University of Manchester [Manchester], UK Research & Innovation (UKRI) - Natural Environment Research Council (NERC) : NE/E003206/1, NE/K003011/1, UK Research & Innovation (UKRI) - Engineering & Physical Sciences Research Council (EPSRC) : EP/I019189/1, EP/K00428X/1, EP/M022447/1, INRAE, Royal Society of London : WM150058, Cambridge University Press, ANR-11-LABX-0030,TEC XXI,Ingénierie de la Complexité : la mécanique et ses interfaces au service des enjeux sociétaux du 21iè(2011), ANR-10-LABX-0056,OSUG@2020,Innovative strategies for observing and modelling natural systems(2010), and ANR-16-CE01-0005,SegSed,Tri granulométrique en Transport de Sédiments(2016)
Subjects: Inertial frame of reference, 010504 meteorology & atmospheric sciences, multiphase flow, Mécanique des fluides, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 01 natural sciences, sediment transport, 010305 fluids & plasmas, Physics::Fluid Dynamics, Bedload transport, 0103 physical sciences, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Granular flows, 0105 earth and related environmental sciences, Bed load, granular media, Physics, Size segregation, Continuum (measurement), Turbulence, Mechanical Engineering, Multiphase flow, Mechanics, Condensed Matter Physics, Grain size, Exact solutions in general relativity, Mechanics of Materials, Sediment transport
Abstract: Grain-scale discrete element simulations of bidisperse mixtures during bedload transport are used to understand, and model, bedload transport and particle-size segregation in granular media. For an initial distribution of fine particles on top of a coarse granular bed, this paper investigates the gravity driven percolation/segregation of the fine particles down into the quasi-static part of the bed. The segregation is observed to be driven by the inertial number at the bottom of the fine particle layer, and is independent of the number of fine particles. A novel travelling wave solution for the evolving concentration distribution is constructed using the continuum particle-size segregation model of Thornton, Gray & Hogg (J. Fluid Mech., vol. 550, 2006, pp. 1–25) and Gray & Chugunov (J. Fluid Mech., vol. 569, 2006, pp. 365–398). The observed behaviour is shown to be related to a local equilibrium between the influence of the concentration and of the inertial number. The existence of the exact solution relies on the segregation flux and the diffusion coefficient having the same dependency on the inertial number. This functional dependence allows the continuum model to quantitatively reproduce the discrete simulations. These results significantly improve on our understanding of the size segregation dynamics and represent a step forward in the up-scaling process to polydisperse granular flows in the context of turbulent bedload transport.
Published: 2020

18. MXenes as High-Rate Electrodes for Energy Storage

Author: Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon, Zifeng Lin, Hui Shao, Kui Xu, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut universitaire de France - IUF (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sichuan University - SCU (CHINA), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Nanjing Tech University (CHINA), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Sichuan University [Chengdu] (SCU), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Nanjing Tech University, Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Battery (electricity), Materials science, Energy storage, Matériaux, Battery, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, High rate, Supercapacitor, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 2D materials, 0104 chemical sciences, Electrode, 0210 nano-technology, MXenes, MXene, Electrochemical capacitors
Abstract: International audience; Two-dimensional transition-metal carbides/nitrides, namely MXenes, are gaining increasing interest in many research ﬁelds, including electrochemical energy storage. This short review article emphasizes some recent breakthroughs achieved in MXene chemistry and electrochemical performance when used as high-rate electrodes, especially in nonaqueous electrolytes. Lastly, the current limitations and future perspectives are highlighted.
Published: 2020

19. Influence of equal-channel angular pressing on the microstructure and corrosion behaviour of a 6xxx aluminium alloy for automotive conductors

Author: Christine Blanc, Clement Rochet, Adrien Laurino, Terry C. Lowe, Babak Arfaei, Muriel Véron, Jean-Paul Harouard, Edgar F. Rauch, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Colorado School of Mines (USA), Ford Motor Company (USA), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), LEONI WIRING SYSTEMS FRANCE (FRANCE), Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (SIMaP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Materials science, 020209 energy, General Chemical Engineering, Matériaux, Intermetallic, 02 engineering and technology, Corrosion, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, C. Pitting corrosion, C. Interfaces, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Aluminium alloy, Pitting corrosion, General Materials Science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, B. TEM, B. SEM, Pressing, Metallurgy, A. Intermetallics, A. Aluminium, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Grain size, visual_art, visual_art.visual_art_medium, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Grain boundary, 0210 nano-technology
Abstract: An Al-Mg-Si aluminium alloy was shaped by using a two-pass equal-channel angular pressing (ECAP) process. This led to fragmentation of the coarse Fe-rich intermetallics (IMCs), a decrease in grain size and an increase in the high angle grain boundary (HAGB) density, with overconcentration of HAGBs around the IMCs. Corrosion tests in NaCl solution showed that, before and after ECAP, only pitting corrosion occurred. However, for ECAP samples, pits were more numerous due to the fragmentation of the IMCs; they were also larger and less deep, their propagation being strongly influenced by the presence of very small grains around the IMCs.
Published: 2020

20. Nanoporous carbon for electrochemical capacitive energy storage

Author: Patrice Simon, Zifeng Lin, Yih-Chyng Wu, Pierre-Louis Taberna, Hui Shao, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Sichuan University - SCU (CHINA), IUF, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut universitaire de France - IUF (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), and Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Carbone, Materials science, Matériaux, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Double layer (biology), Nanoporous, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Characterization (materials science), Electrochimie, Nanopore, chemistry, Electrode, 0210 nano-technology, Carbon, Stockage capactif, Energie
Abstract: International audience; The urgent need for eﬃcient energy storage devices has stimulated a great deal of research on electrochemical double layer capacitors (EDLCs). This review aims at summarizing the recent progress in nanoporous carbons, as the most commonly used EDLC electrode materials in the field of capacitive energy storage, from the viewpoint of materials science and characterization techniques. We discuss the key advances in the fundamental understanding of the charge storage mechanism in nanoporous carbon-based electrodes, including the double layer formation in confined nanopores. Special attention will be also paid to the important development of advanced in situ analytical techniques as well as theoretical studies to better understand the carbon pore structure, electrolyte ion environment and ion fluxes in these confined pores. We also highlight the recent progress in advanced electrolytes for EDLCs. The better understanding of the charge storage mechanism of nanoporous carbon-based electrodes and the rational design of electrolytes should shed light on developing the next-generation of EDLCs.
Published: 2020

21. Single photon beat note in an acousto-optic modulator-based interferometer

Author: Sebastien Massenot, Benoit Chalopin, Renaud Mathevet, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), and Institut National des Sciences Appliquées - INSA (FRANCE)
Subjects: Photon, General Physics and Astronomy, Beat (acoustics), Physics::Optics, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, 020210 optoelectronics & photonics, Optics, law, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Acousto-optic modulator, Traitement du signal et de l'image, 010306 general physics, Physics, Quantum optics, business.industry, Observable, Frequency difference, Quantum Optics, Interferometry, business, Single Photon, Beam splitter
Abstract: We present in the following a quantum optics experiment appropriate for advanced undergraduate students with former experience in quantum optics. It extends classical single photon setups to the time dependent domain. We demonstrate self-heterodyning of heralded single photons using a Mach-Zehnder like interferometer where beamsplitters are replaced by two acousto-optic modulators (AOMs). The single photon beat note is recorded over time at the frequency difference between the RF generators driving the AOMs, which makes it observable directly on a human time scale, i.e., with periods above a fraction of a second. To compare with our observations, we tailor the standard quantum optics formalism for beam splitters to take into account the frequency shifts associated with the AOMs.
Published: 2020

22. Growth Kinetics and Characterization of Chromia Scales Formed on Ni–30Cr Alloy in Impure Argon at 700 °C

Author: Clara Desgranges, Laurence Latu-Romain, Laure Martinelli, Léa Bataillou, Alessandro Pugliara, Arnaud Proietti, Kevin Ginestar, Yves Wouters, Daniel Monceau, Sophie Bosonnet, Frédéric Miserque, Service de la Corrosion et du Comportement des Matériaux dans leur Environnement (SCCME), Département de Physico-Chimie (DPC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Safran Tech, Université Grenoble Alpes (UGA), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (Centre Castaing), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Université Paris-Saclay (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), SAFRAN (FRANCE), Centre de Microcaractérisation Raimond Castaing (Toulouse, France), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (CMCR), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: Materials science, 020209 energy, Matériaux, Alloy, Oxide, Analytical chemistry, Corundum, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), engineering.material, 01 natural sciences, Inorganic Chemistry, chemistry.chemical_compound, Photoelectrochemistry, 0103 physical sciences, Oxidation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Materials Chemistry, Semiconduction, Chromia, 010302 applied physics, Metals and Alloys, Partial pressure, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, chemistry, Thermogravimetry, engineering, TEM, Grain boundary, Ni–Cr alloy
Abstract: International audience; The oxidation of a Ni–30Cr alloy at 700 °C in impure argon was studied in order to provide new elements of understanding on chromia scale growth in low oxygen partial pressure atmosphere (10−5 atm). Oxidation tests were carried out during 30 min to 50 h in a thermogravimetric analysis system using a symmetrical balance with in situ monitoring of the oxygen partial pressure. The oxidation kinetics were determined as parabolic with an estimated stationary parabolic constant value of 10−15 cm2 s−1, after a transient stage of about 3 h. The oxide scale was identified as a pure chromia layer by TEM and XPS characterisations. After 50 h at 700 °C, the scale thickness estimated by TEM cross section observation was about 100 nm. A slightly thicker and more porous oxide scale was observed above the alloy’s grain boundaries. The metal/oxide interface also exhibited a deeper recession towards the substrate above the alloy’s grain boundaries. The orientation of chromia grains was determined by TKD (transmission Kikuchi diffraction). A strong preference was noted for the orientation perpendicular to the surface, along the direction of the corundum structure. Finally, the type of semiconduction was determined for the scales formed after 7 h and 50 h of oxidation. For the shorter oxidation time, the chromia scale exhibited an n-type semiconduction, whereas for the longer exposure, both n-type and insulating semiconduction were identified.
Published: 2020

23. Self-Supported Binder-Free Hard Carbon Electrodes for Sodium-Ion Batteries: Insights into the Sodium Storage Mechanisms

Author: Claire Villevieille, Camelia Matei Ghimbeu, Pierre-Louis Taberna, Adrian Beda, Patrice Simon, Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Matériaux Interfaces ELectrochimie (MIEL), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université de Strasbourg - UNISTRA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Savoie Mont Blanc - USMB (FRANCE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Ghimbeu, Camelia
Subjects: [CHIM.INOR] Chemical Sciences/Inorganic chemistry, binder-free, Materials science, Thermal desorption spectroscopy, Sodium, Matériaux, Intercalation (chemistry), chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, storage mechanisms, Na-ion batteries, self-supported electrode, chemistry.chemical_compound, Adsorption, [CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Thermal stability, Graphite, Cellulose, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Chemical engineering, 0210 nano-technology, hard carbon, Carbon
Abstract: Hard carbons are some of the most promising negative electrode materials for sodium-ion batteries (NIBs). In contrast to most of the published studies employing powder-like electrodes containing binders, additives and solvents, we report herein an innovative way to prepare binder-free electrodes by simple impregnation of cellulose and cotton filter papers with a phenolic resin solution. The latter enables improvement of the poor mechanical properties and thermal stability observed for pristine hard carbon self-standing electrodes (SSEs) along with the carbon yield. A high reversible specific capacity and long-term stability were observed for cellulose compared to those of cotton-based SSEs in NIBs, i.e., 240 mA h g−1vs. 140 mA h g−1, respectively, for a C/10 rate and high mass loading (∼5.2 mg cm−2). This could be ascribed to the larger number of defects on cellulose than on cotton as quantified by temperature programmed desorption coupled with mass-spectrometry (TPD-MS), the structure and porosity being similar for both materials. Furthermore, the addition of a conductive sputter coating on the cellulose SSE surface improved the reversible specific capacity (to ∼300 mA h g−1) and initial coulombic efficiency (ICE) (to 85%). Operando X-ray diffraction (XRD) was performed to provide additional insights into the Na storage mechanisms. Although no shift was noticed for the graphite (002) diffraction peak, clear evidence of sodium intercalation was observed in the plateau region with the appearance of a new diffraction peak (∼28.0° 2θ) likely associated with a sodium intercalation compound. Consequently, the sloping region could be related to the Na+ adsorption on hard carbon defects and pores.
Published: 2020

24. Firefighter indoor localization (POUCET)

Author: Viken Kojakian, Denis Genon-Catalot, Albert Da Silva, Adrien van den Bossche, François Spies, Thierry Val, Baptiste Pestourie, Rejane Dalce, Nicolas Fourty, Vincent Chapuis, Christelle Bloch, Quentin Vey, Michel Stenta, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques - ENSMM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Université de Franche-Comté (FRANCE), Université de Technologie de Belfort-Montbéliard - UTBM (FRANCE), Digichrone (FRANCE), Geoconcept SAS (FRANCE), Laboratoire de Conception et d'Intégration des Systèmes (LCIS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Réseaux, Mobiles, Embarqués, Sans fil, Satellites (IRIT-RMESS), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOCONCEPT, and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Computer science, business.industry, Réseaux et télécommunications, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Computer security, computer.software_genre, Modélisation et simulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Systèmes embarqués, LoRa, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], UWB, Software deployment, Localization, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Wireless, [INFO.INFO-ES]Computer Science [cs]/Embedded Systems, Localization system, Internet of Things, business, computer, Protocols
Abstract: International audience; Indoor positioning is a growing demand for many uses: orientation in subways, shopping promotions, Internet of Things (IoT). These radio systems need dedicated wireless infrastructure deployment in order to provide users orientation information. In this paper, we present an emergency hybrid localization system which could help policemen or firefighters find their ways in a building on fire for rescue operations.
Published: 2020

25. Ionic Liquids under Confinement: From Systematic Variations of the Ion and Pore Sizes toward an Understanding of the Structure and Dynamics in Complex Porous Carbons

Author: Céline Merlet, Anouar Belhboub, Patrice Simon, El Hassane Lahrar, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Energie électrique, Materials science, porosity, Diffusion, Matériaux, Population, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Nanoporous carbons, Ion, Physics::Geophysics, ionic liquids, Quantitative Biology::Subcellular Processes, chemistry.chemical_compound, Adsorption, General Materials Science, Porosity, education, Topology (chemistry), education.field_of_study, Condensed Matter - Materials Science, Quantitative Biology::Biomolecules, Physics::Biological Physics, Nanoporous, diffusion, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Ionic liquids, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, nanoporous carbons, chemistry, Chemical physics, confinement, Ionic liquid, Molecular simulations, molecular simulations, 0210 nano-technology, Research Article, Confinement
Abstract: We use molecular simulations of an ionic liquid in contact with a range of nanoporous carbons to investigate correlations between ion size, pore size, pore topology and properties of the adsorbed ions. We show that diffusion coefficients increase with the anion size and, surprisingly, with the quantity of adsorbed ions. Both findings are interpreted in terms of confinement: when the in-pore population increases additional ions are located in less confined sites and diffuse faster. Simulations in which the pores are enlarged while keeping the topology constant comfort these observations. The interpretation of properties across structures is more challenging. An interesting point is that smaller pores do not necessarily lead to larger confinement. In this work, the highest degrees of confinements are observed for intermediate pore sizes. We also show a correlation between the quantity of adsorbed ions and the ratio between the maximum pore diameter and the pore limiting diameter., Comment: This document is the unedited Author's version of a Submitted Work that was subsequently accepted for publication in ACS Applied Materials and Interfaces, copyright \copyright American Chemical Society after peer review. To access the final edited and published work see https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b16740
Published: 2020

26. Understanding the torrefaction of woody and agricultural biomasses through their extracted macromolecular components. Part 2: Torrefaction model

Author: Capucine Dupont, Guillaume Boissonnet, Denilson Da Silva Perez, María González Martínez, Xuân mi Meyer, Christophe Gourdon, Andrés Anca-Couce, Sébastien Thiery, Centre de recherche d'Albi en génie des procédés des solides divisés, de l'énergie et de l'environnement (RAPSODEE), IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IHE Delft Institute for Water Education, Karl-Franzens-Universität [Graz, Autriche], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Karl-Franzens-Universität Graz, Institut Technologique Forêt Cellulose Bois-construction Ameublement (FCBA), European Project: 637020,H2020,H2020-SPIRE-2014,MOBILE FLIP(2015), Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux - IMT Mines Albi (FRANCE), Institut Technologique Forêt Cellulose Bois-construction Ameublement - FCBA (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Graz University of Technology - TU Graz (AUSTRIA), IHE Delft Institute for Water Education (NETHERLANDS), and InTechFibres Division - FCBA (Grenoble, France)
Subjects: Degradation kinetics, 020209 energy, Biomass, 02 engineering and technology, Lignin, Industrial and Manufacturing Engineering, Torrefaction, chemistry.chemical_compound, [CHIM.GENI]Chemical Sciences/Chemical engineering, 020401 chemical engineering, Polysaccharides, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Génie chimique, 0204 chemical engineering, Electrical and Electronic Engineering, Génie des procédés, Civil and Structural Engineering, biology, Mechanical Engineering, Reaction scheme, Solid mass, Building and Construction, Miscanthus, Straw, biology.organism_classification, Pulp and paper industry, Pollution, General Energy, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, chemistry, Solid kinetics, Environmental science
Abstract: International audience; A new torrefaction model was proposed for predicting solid mass loss in torrefaction as a function of biomass main macromolecular composition and type, as well as on the operating conditions. To do this, solid degradation kinetics were modelled following a 2-successive reaction scheme for each macro-compound and the additive modelling approach through biomass macromolecular component behavior in torrefaction proposed by Nocquet et al. (2014). The use of extracted fractions from different woody and agricultural biomass species (ash-wood, beech, miscanthus, pine and wheat straw) instead of commercial compounds increased the accuracy of the prediction of solid kinetics in biomass torrefaction. The validation of the proposed model with 9 raw biomasses in torrefaction showed an accurate prediction for woods, while the prediction for agricultural biomasses was acceptable.
Published: 2020

27. BotMap

Author: Bernard Oriola, Marc J.-M. Macé, Julie Ducasse, Christophe Jouffrais, Etude de L’Interaction Personne SystèmE (IRIT-ELIPSE), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Image & Pervasive Access Lab (IPAL), National University of Singapore (NUS)-MATHEMATIQUES, SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L'INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION (UJF)-Agency for science, technology and research [Singapore] (A*STAR)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institute for Infocomm Research - I²R [Singapore], Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut Mines-Télécom (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Zoom, Interactive map, InformationSystems_INFORMATIONINTERFACESANDPRESENTATION(e.g.,HCI), Computer science, Interface (computing), 02 engineering and technology, USable, Interface homme-machine, Tangible interaction, Human–computer interaction, Tangible user interface, Non-visual interaction, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0501 psychology and cognitive sciences, Tactile map, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], 050107 human factors, Haptic technology, Panning (audio), 05 social sciences, 020207 software engineering, Visual impairment, Pan, Human-Computer Interaction, Task (computing), Robot, Actuated interface
Abstract: International audience; The development of novel shape-changing or actuated tabletop tangible interfaces opens new perspectives for the design of physical and dynamic maps, especially for visually impaired (VI) users. Such maps would allow non-visual haptic exploration with advanced functions, such as panning and zooming. In this study, we designed an actuated tangible tabletop interface, called BotMap, allowing the exploration of geographic data through non-visual panning and zooming. In BotMap, small robots represent landmarks and move to their correct position whenever the map is refreshed. Users can interact with the robots to retrieve the names of the landmarks they represent. We designed two interfaces, named Keyboard and Sliders, which enable users to pan and zoom. Two evaluations were conducted with, respectively, ten blindfolded and eight VI participants. Results show that both interfaces were usable, with a slight advantage for the Keyboard interface in terms of navigation performance and map comprehension, and that, even when many panning and zooming operations were required, VI participants were able to understand the maps. Most participants managed to accurately reconstruct maps after exploration. Finally, we observed three VI people using the system and performing a classical task consisting in finding the more appropriate itinerary for a journey.
Published: 2018

28. On the current distribution at the channel – rib scale in polymer-electrolyte fuel cells

Author: Najib Belgacem, Marc Prat, Joël Pauchet, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Pore network modelling, Materials science, Current distribution, Condensation, Liquid water, Mécanique des fluides, 020209 energy, PNM coupled model, Energy Engineering and Power Technology, Current density distribution, 02 engineering and technology, Molecular physics, law.invention, Rib-channel, law, Continuum, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Polymer electrolyte fuel cells, Gas diffusion layer, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Local current, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Cathode, Fuel Technology, 0210 nano-technology, Current density
Abstract: International audience; Experimental results based on in-situ measurements at the interface between the catalyst layer and the gas diffusion layer (GDL) on the cathode side at the channel e rib scale show an interesting variation of the current density distribution as the mean current density is increased. It is found that the local current density below the rib median axis corresponds to a maximum at low to intermediate mean current densities and to a minimum when the mean current density is sufficiently high. Also, the higher is the current density, the more marked the minimum. From numerical simulations, it is shown that the current density distribution inversion phenomenon is strongly correlated to the liquid water zone development within the GDL.
Published: 2018

29. Comparison between system design optimization strategies for more electric aircraft network

Author: Frédéric Wurtz, Djamel Hadbi, Bruno Sareni, Xavier Roboam, Nicolas Retière, Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble (G2ELab), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), and Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Engineering, System design, Test data generation, media_common.quotation_subject, 02 engineering and technology, Multilevel optimization, 01 natural sciences, Integrated optimal design, Embedded electrical system, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Quality (business), Electrical and Electronic Engineering, Global optimization, Simulation, media_common, 010302 applied physics, Integrated design, business.industry, Mechanical Engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020208 electrical & electronic engineering, Volume (computing), Condensed Matter Physics, Sizing, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Reliability engineering, Mechanics of Materials, Systems design, Electric aircraft, business
Abstract: The aircraft electric network is a complex system, consisting of many different elements integrated to form a unique entity, designed to perform a well-defined mission. In the current state, the network conceptual design is based on standards defined by the aircraft manufacturer. As a consequence, electric subsystem suppliers are doing local optimizations to fulfill these standards in a separated way through a “mechanistic approach”. This results in a set of optimized subsystems which is not necessarily “optimal” with respect to the network level. To overcome this problem, we present a design approach called EPFM (Extended Pareto Front Method) based on separated subsystem optimizations which aims at finding an optimal configuration of the electrical network at the system level. The EPFM is discussed with regard to the computational cost and the collaboration requirements in the aeronautical industrial context and compared with the classical mechanistic approach.
Published: 2017

30. Coupled continuum and condensation–evaporation pore network model of the cathode in polymer-electrolyte fuel cell

Author: Najib Belgacem, Marc Prat, Joël Pauchet, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: Continuum PNM coupled model, Condensation evaporation, Mécanique des fluides, Pore Network Model, 020209 energy, Energy Engineering and Power Technology, Proton exchange membrane fuel cell, 02 engineering and technology, Electrolyte, 7. Clean energy, law.invention, Catalysis, Rib-channel, law, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Gas diffusion layer, Network model, chemistry.chemical_classification, Chromatography, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Chemistry, Polymer, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Cathode, Fuel Technology, Membrane, Chemical engineering, Fuel cells, PEMFC, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; A model of the cathode side of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell coupling the transfers in the GDL with the phenomena taking place in the cathode catalyst layer and the protonic transport in the membrane is presented. This model combines the efficiency of pore network models to simulate the liquid water formation in the fibrous substrate of the gas diffusion layer (GDL) and the simplicity of a continuum approach in the micro-porous layer (MPL). The model allows simulating the liquid pattern inside the cathode GDL taking into account condensation and evaporation phenomena under the assumption that the water produced by the electro-chemical reactions enters the MPL in vapor form from the catalyst layer. Results show the importance of the coupling between the transfers within the various layers, especially when liquid water forms as the result of condensation in the region of the GDL fibrous substrate located below the rib.
Published: 2017

31. Ultrafast Synthesis of Calcium Vanadate for Superior Aqueous Calcium-Ion Battery

Author: Yih-Chyng Wu, Patrice Simon, Pierre-Louis Taberna, Patrick Rozier, Liyuan Liu, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), and Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE)
Subjects: Battery (electricity), Long cycle, Energie électrique, Materials science, Matériaux, Science, Intercalation (chemistry), chemistry.chemical_element, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Calcium, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Nanomaterials, Vanadate, Molten salt, Multidisciplinary, Aqueous solution, Traitements de Surface, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Revetements, 0210 nano-technology, Traitements de Surface -Superior Aqueous Calcium-Ion Battery, Research Article
Abstract: Recently, multivalent aqueous calcium-ion batteries (CIBs) have attracted considerable attention as a possible alternative to Li-ion batteries. However, traditional Ca-ion storage materials show either limited rate capabilities and poor cycle life or insufficient specific capacity. Here, we tackle these limitations by exploring materials having a large interlayer distance to achieve decent specific capacities and one-dimensional architecture with adequate Ca-ion passages that enable rapid reversible (de)intercalation processes. In this work, we report the high-yield, rapid, and low-cost synthesis of 1D metal oxides M V 3 O 8 ( M = Li , K), CaV 2 O 6 , and CaV 6 O 16 ·7H 2 O (CVO) via a molten salt method. Firstly, using 1D CVO as electrode materials, we show high capacity 205 mA h g -1 , long cycle life (>97% capacity retention after 200 cycles at 3.0 C), and high-rate performance (117 mA h g -1 at 12 C) for Ca-ion (de)intercalation. This work represents a step forward for the development of the molten salt method to synthesize nanomaterials and to help pave the way for the future growth of Ca-ion batteries.
Published: 2019

32. Le programme HYMEX – Connaissances et prévision des pluies intenses et crues rapides en région méditerranéenne

Author: Cindy Lebeaupin-Brossier, Olivier Payrastre, Pierre Javelle, Nadia Fourrié, Véronique Ducrocq, Christophe Bouvier, Isabelle Braud, Hélène Roux, O. Nuissier, Béatrice Vincendon, Brice Boudevillain, Isabelle Ruin, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux - IFSTTAR (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut de Recherche pour le Développement - IRD (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Météo France (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse - IMFT (Toulouse, France), RiverLy (UR Riverly), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Risques, Ecosystèmes, Vulnérabilité, Environnement, Résilience (RECOVER), Eau et Environnement (IFSTTAR/GERS/EE), PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Direction de la climatologie et des services climatiques, parent, HyMeX, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Direction de la climatologie et des services climatiques (DCSC), Météo-France, Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Mediterranean climate, rainfall forecasting, Mécanique des fluides, 0208 environmental biotechnology, 02 engineering and technology, Mediterranean, CRUE SOUDAINE, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], RISQUE MAJEUR, [SPI]Engineering Sciences [physics], RISQUE NATUREL, Heavy precipitation, PREVISION DES PLUIES, Flash flood, Hydrometeorology, Precipitation, Water cycle, Observations, Water Science and Technology, International research, Ensemble forecasting, Flash-flood, Numerical weather prediction, 020801 environmental engineering, 13. Climate action, Climatology, PLUIE, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, CRUE, flash flood, Forecasting
Abstract: Conférence SHF « de la prévision des crues à la gestion de crise », Avignon, FRA, 14-/11/2018 - 16/11/2018; National audience; Le programme international de recherche HyMeX (Hydrological cycle in the Mediterranean eXperiment, www.hymex.org), composante du chantier multi-organisme MISTRALS lancé pour 10 ans en 2010, a pour objectif de progresser dans la compréhension du cycle de l'eau en Méditerranée, et notamment d'améliorer les connaissances et la prévision des risques hydrométéorologiques. L'étude et la prévision des épisodes de pluies intenses et crues rapides qui affectent régulièrement le pourtour Méditerranéen sont au coeur du programme HyMeX. Après une présentation de la stratégie générale d'observations qui a combiné campagnes de mesures, renforcement d'observations pendant plusieurs automnes et collectes de données socio-hydrologiques après les évènements majeurs qu'a connu la région sur la période, une revue d'ensemble des avancées scientifiques réalisées depuis le lancement d'HyMeX est proposée tant en termes de connaissances et modélisation des épisodes méditerranéens de pluie intense et de leurs impacts, qu'en termes d'évaluation et amélioration des méthodes et systèmes de prévision, et plus particulièrement les systèmes de prévision d'ensemble hydrométéorologiques à courte échéance basés sur le modèle de prévision météorologique AROME de Météo-France.
Published: 2019

33. Joint optimization of monitoring quality and replacement decisions in condition-based maintenance

Author: Antoine Grall, Phuc Do, Khanh T. P. Nguyen, Christophe Bérenguer, Khac Tuan Huynh, Laboratoire Génie de Production (LGP), Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes (ENIT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Modélisation et Sûreté des Systèmes (LM2S), Institut Charles Delaunay (ICD), Université de Technologie de Troyes (UTT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Troyes (UTT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA - Signal et Automatique pour la surveillance, le diagnostic et la biomécanique (GIPSA-SAIGA), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Département Images et Signal (GIPSA-DIS), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), ANR-11-LABX-0025,PERSYVAL-lab,Systemes et Algorithmes Pervasifs au confluent des mondes physique et numérique(2011), Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université de Technologie de Troyes - UTT (FRANCE), Université de Lorraine (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Condition Based Maintenance, Computer science, Total cost, media_common.quotation_subject, Gamma process, 0211 other engineering and technologies, Partially observable Markov decision processes, 02 engineering and technology, Industrial and Manufacturing Engineering, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Autre, Maintenance optimization, Quality (business), Safety, Risk, Reliability and Quality, media_common, 021110 strategic, defence & security studies, [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], 021103 operations research, Condition-based maintenance, Condition monitoring, Condition monitoring quality, Reliability engineering, Partially Observable Markov Decision Processes, Condition based maintenance strategy, Condition Monitoring quality, Joint (building), Markov decision process, Condition Monitoring
Abstract: International audience; The quality of condition monitoring is an important factor affecting the effectiveness of a condition-based maintenance program. It depends closely on implemented inspection and instrument technologies, and eventually on investment costs, i.e., a more accurate condition monitoring information requires a more sophisticated inspection, hence a higher cost. While numerous works in the literature have considered problems related to condition monitoring quality, (e.g., imperfect inspection models, detection and localization techniques, etc.) few of them focus on adjusting condition monitoring quality for condition-based maintenance optimization. In this paper, we investigate how such an adjustment can help to reduce the total cost of a condition-based maintenance program. The condition monitoring quality is characterized by the observation noises on the system degradation level returned by an inspection. A dynamic condition-based maintenance and inspection policy adapted to such a observation information is proposed and formulated based on Partially Observable Markov Decision Processes. The use and advantages of the proposed joint inspection and maintenance model are numerically discussed and compared to several inspection-maintenance policies through numerical examples.
Published: 2019

34. Nanostructured 1% silver-copper composite wires with a high tensile strength and a high electrical conductivity

Author: Antoine Lonjon, David Mesguich, Simon Tardieu, Nelson Ferreira, Christophe Laurent, Claude Estournès, Arnaud Proietti, Geoffroy Chevallier, Florence Lecouturier, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Toulouse (LNCMI-T), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Grenoble (LNCMI-G ), Plateforme Nationale de Frittage Flash - PNF2 (Toulouse, France), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (CMCR), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Plateforme Nationale de Frittage Flash (PNF2), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (Centre Castaing), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Materials science, Silver, Matériaux, Composite number, Alloy, Spark plasma sintering, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, engineering.material, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Powder metallurgy, 0103 physical sciences, Ultimate tensile strength, General Materials Science, Composite material, 010302 applied physics, Mechanical Engineering, Electrical resistivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, Copper, Nanostructured composites, [PHYS.COND.CM-S]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Superconductivity [cond-mat.supr-con], Wire-drawing, chemistry, Mechanics of Materials, engineering, Grain boundary, 0210 nano-technology, Mechanical strength
Abstract: International audience; High-strength, high-conductivity silver-copper composite wires were prepared by powder metallurgy, spark plasma sintering and room-temperature wire-drawing. Silver nanowires were mixed with a commercial micrometric copper powder (1, 5 and 10 vol% silver). The powders were consolidated by spark plasma sintering in cylinders, which served as precursors for room temperature wire-drawing, producing samples of wires with progressively decreasing diameters. The Vickers microhardness for the wires is higher than that for the cylinders, reflecting both densification and grain refinement. Investigation of the microstructure reveals that the silver nanowires are located at the grain boundaries of ultrafine copper grains, elongated over several micrometers. The electrical resistivity and tensile strength were measured at 293 K and 77 K. The tensile strength is more than twice for the composite wires compared to the corresponding pure copper wires. Although higher tensile strengths are obtained using 5 vol% Ag, the wires containing only 1 vol% Ag offer the best combination of high strength (1100 ± 100 MPa at 77 K) and low electrical resistivity (0.50 μΩ cm). The 1 vol% Ag–Cu composite wires compare favorably with Ag–Cu alloy wires containing about 20 times more silver.
Published: 2019

35. La transformée synchrosqueezée, adaptation aux signaux fortement modulés et perspectives

Author: Duong-Hung Pham, Thomas Oberlin, Sylvain Meignen, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg - ENGEES (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National de la Recherche en Informatique et en Automatique - INRIA (FRANCE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université de Strasbourg - UNISTRA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées - INSA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Calcul des Variations, Géométrie, Image (CVGI ), Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Signal et Communications (IRIT-SC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), CoMputational imagINg anD viSion (IRIT-MINDS), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: Multicomponent signals, Computer science, Signaux multicomposantes, Reassignment techniques, Energy Engineering and Power Technology, [MATH.MATH-FA]Mathematics [math]/Functional Analysis [math.FA], 01 natural sciences, Signal, 010305 fluids & plasmas, symbols.namesake, Operator (computer programming), Autre, Techniques de réallocation, 0103 physical sciences, Demodulation, 010306 general physics, Continuous wavelet transform, Signal processing, Series (mathematics), General Engineering, Time–frequency analysis, Time-frequency analysis, Fourier transform, Analyse temps-fréquence, symbols, Algorithm, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; The general aim of this paper is to introduce the concept of synchrosqueezing transforms (SSTs) that was developed to sharpen linear time–frequency representations (TFRs), like the short-time Fourier or the continuous wavelet transforms, in such a way that the sharpened transforms remain invertible. This property is of paramount importance when one seeks to recover the modes of a multicomponent signal (MCS), corresponding to the superimposition of AM/FM modes, a model often used in many practical situations. After having recalled the basic principles of SST and explained why, when applied to an MCS, it works well only when the modes making up the signal are slightly modulated, we focus on how to circumvent this limitation. We then give illustrations in practical situations either associated with gravitational wave signals or modes with fast oscillating frequencies and discuss how SST can be used in conjunction with a demodulation operator, extending existing results in that matter. Finally, we list a series of different perspectives showing the interest of SST for the signal processing community.; Dans cet article, nous présentons le principe de la transformée synchrosqueezée (SST) développée pour améliorer, en utilisant des techniques de réallocation, la qualité des représentations linéaires temps–fréquence, comme les transformées de Fourier à court terme ou en ondelettes. Les transformées réallouées demeurent inversibles, ce qui est fondamental pour l'étude des signaux multicomposantes (MCS), i.e. la superposition de modes modulés à la fois en amplitude et en fréquence, utilisés comme modèle dans de nombreuses applications. Cependant, la SST, dans sa formulation initiale, n'est pas adaptée aux signaux composés de modes fortement modulés, et des améliorations, que nous présentons ici, ont récemment été proposées pour pallier ce défaut. Pour illustrer ces nouveaux développements, nous étudierons le cas des ondes gravitationnelles et des modes à phase oscillante. Dans un second temps, nous montrerons comment utiliser conjointement la SST et la démodulation pour améliorer la reconstruction des modes d'un MCS, et terminerons en évoquant différentes perspectives actuelles autour de la SST.
Published: 2019

36. Tensor and Coupled Decompositions in Block Terms: Uniqueness and Irreducibility

Author: Lahat, Dana, Jutten, Christian, Signal et Communications (IRIT-SC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, GIPSA - Vision and Brain Signal Processing (GIPSA-VIBS), Département Images et Signal (GIPSA-DIS), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA Pôle Sciences des Données (GIPSA-PSD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), ANR-11-LABX-0025,PERSYVAL-lab,Systemes et Algorithmes Pervasifs au confluent des mondes physique et numérique(2011), European Project: 320684,EC:FP7:ERC,ERC-2012-ADG_20120216,CHESS(2013), and Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Subjects: Decompositions ensembles of matrices, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Tensor decomposition, Coupled tensor decomposition, Traitement du signal et de l'image, Block term decomposition, Uniqueness, [MATH]Mathematics [math], Irreducibility, Decompositions of tensors
Abstract: International audience; Decomposition of a single tensor in a sum of rank-1 terms is a basic and prevalent tool in data analysis. However, in various scenarios, a decomposition in a sum of terms of rank other than one is more faithful to the underlying structure of the data. For this aim, different types of tensor block term decomposition (BTD) have been proposed. When applicable, these models provide advantages such as higher precision and computational efficiency over their rank-1 counterparts. A fundamental concept in decompositions in a sum of terms of rank other than one is (ir)reducibility. In this context, irreducibility means that each term in the sum cannot be further factorized into several distinct terms of smaller rank. Clearly, irreducibility is irrelevant to decompositions in sum of rank-1 terms. Earlier work on the uniqueness of BTD has focused on properties of the factor matrices. In order to avoid reducibility, it was assumed that the block-diagonal terms, also known as core tensors, were generic. Given this assumption, it was proven in earlier work that BTD were generically unique, under mild conditions on the factor matrices. In this talk, we enrich our understanding of block decompositions by presenting new uniqueness results that explicitly take into account non-generic core tensors and (ir)reducibility. Furthermore, we explain how our results provide new insights on CPD and BTD, as well as more general coupled decompositions.For this aim, we formulate an algebraic framework for handling irreducibility.Using this approach, we first prove that BTD (specifically, a type-2 decomposition of a tensor in a sum of rank-$(L_r,M_r,\cdot)$ terms) may be non-unique when the core tensors are irreducible yet not generic. We show that if the diagonal blocks have different size, they cannot cause non-uniqueness; this raises the question whether the set of block dimensions in a BTD can be regarded as a type of diversity. In the second part of this talk, we demonstrate how the more general framework of coupled decompositions sheds new light on irreducibility and on BTD. For this aim, we consider a new type of coupled block decomposition that cannot be represented (in a meaningful way) as a single tensor factorization. First, we show how to extend our analytical framework to characterize its uniqueness, given irreducibility. Then, we present several ways in which this framework subsumes the rank-$(L_r,M_r,\cdot)$ BTD and its uniqueness results. Finally, we show that different block dimensions are not necessarily associated with generic uniqueness.
Published: 2019

37. Assessing the impacts of sewage sludge amendment containing nano-TiO2 on tomato plants: A life cycle study

Author: Camille Larue, Purushothaman Chirakkuzhyil Abhilash, Clarisse Liné, Ricardo J. Stein, Hiram Castillo-Michel, Géraldine Sarret, Mansi Bakshi, Ana Elena Pradas del Real, Ralf Kaegi, Diana E. Bedolla, Laboratoire Génie Civil et géo-Environnement (LGCgE) - EA 4515 (LGCgE), Université d'Artois (UA)-Université de Lille-IMT Lille Douai, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Lille Douai), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Lille Douai), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Swiss Federal Institute for Environmental Science and Technology [Dübendorf] (EAWAG), Institut des Sciences de la Terre [2016-2019] (ISTerre [2016-2019]), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), ID21, European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Swiss Federal Insitute of Aquatic Science and Technology [Dübendorf] (EAWAG), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Banaras Hindu University - BHU (INDIA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), European Synchrotron Radiation Facility - ESRF (FRANCE), Elettra-Sincrotrone Trieste (ITALY), Instituto Leonardo Murialdo - ILEM (BRAZIL), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut de Recherche pour le Développement - IRD (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology - EAWAG (SWITZERLAND), Université de Savoie Mont Blanc - USMB (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Institut des Sciences de la Terre - ISTerre (Grenoble, France), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Subjects: Environmental Engineering, Health, Toxicology and Mutagenesis, Biodiversité et Ecologie, Matériaux, Crop plant, 0211 other engineering and technologies, Amendment, Biomass, 02 engineering and technology, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Nano-TiO2, Soil, Environmental Chemistry, Tannin, Sewage sludge, Waste Management and Disposal, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Plant stem, 2. Zero hunger, chemistry.chemical_classification, 021110 strategic, defence & security studies, fungi, technology, industry, and agriculture, food and beverages, Pollution, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, 6. Clean water, Acute toxicity, Horticulture, chemistry, Phytotoxicity, [SDE]Environmental Sciences, Sewage treatment, Sludge
Abstract: International audience; Increasing evidence indicates the presence of engineered nanoparticles (ENPs) in sewage sludge derived from wastewater treatment. Land application of sewage sludge is, therefore, considered as an important pathway for ENP transfer to the environment. The aim of this work was to understand the effects of sewage sludge containing nano-TiO2 on plants (tomato) when used as an amendment in agricultural soil. We assessed developmental parameters for the entire plant life cycle along with metabolic and bio-macromolecule changes and titanium accumulation in plants. The results suggest that the sewage sludge amendment containing nano-TiO2 increased plant growth (142% leaf biomass, 102% fruit yield), without causing changes in biochemical responses, except for a 43% decrease in leaf tannin concentration. Changes in elemental concentrations (mainly Fe, B, P, Na, and Mn) of plant stem, leaves and, to a lesser extent fruits were observed. Fourier-transformed infrared analysis showed maximum changes in plant leaves (decrease in tannins and lignins and increase in carbohydrates) but no change in fruits. No significant Ti enrichment was detected in tomato fruits. In conclusion, we evidenced no acute toxicity to plants and no major implication for food safety after one plant life cycle exposure.
Published: 2019

38. Raman spectra analysis of ZrO 2 thermally grown on Zircaloy substrates irradiated with heavy ion: Effects of oxygen isotopic substitution

Author: L. Fayette, Frédéric Leprêtre, Sébastien Chevalier, Michel Mermoux, Clément Ciszak, Ioana Popa, Christian Duriez, Gaëlle Gutierrez, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne [Dijon] (LICB), Université de Bourgogne (UB)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux Interfaces ELectrochimie (MIEL ), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Microscopie et d'Etudes de l'Endommagement (LM2E), Service d'Etudes des Matériaux Irradiés (SEMI), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, PSN-RES/SEREX/LE2M, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Expérimentation en Mécanique et Matériaux (IRSN/PSN-RES/SEREX/LE2M), Service d'Etude et de Recherche EXpérimentale (IRSN/PSN-RES/SEREX), Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)-Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire - IRSN (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Bourgogne Franche-Comté - UBFC (FRANCE), Université de Savoie Mont Blanc - USMB (FRANCE), and Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne - ICB (Dijon, France)
Subjects: Materials science, Analytical chemistry, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Oxygen, Fluence, Ion, symbols.namesake, Phase (matter), [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph], General Materials Science, Cubic zirconia, Irradiation, Spectroscopy, Irradiation damage, 010401 analytical chemistry, Zirconium alloy, 18O labelling, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Ion irradiation, symbols, Zirconia, Mécanique des matériaux, Raman spectra, 0210 nano-technology, Raman spectroscopy
Abstract: International audience; Recently, unusual Raman signals were observed in different works conducted on thin zirconia layers grown on zirconium alloys simulating in‐reactor materials after high fluence ion irradiation or for samples cut from fuel rods irradiated in nuclear plants. As such, these spectra clearly do not correspond to any known spectrum of a pure standard zirconia phase. Therefore, the analysis conducted in this paper aims to provide a better understanding of these peculiar Raman features. For that purpose, specific ion‐irradiated samples were analysed. In situ Raman spectroscopy was first used to follow the irradiation process. Then, samples were characterized using different excitation wavelengths. Finally, the effects of oxygen isotopic substitution were examined in details. Results are discussed in terms of disorder and size‐related effects.
Published: 2019

39. Investigation of ion transport in chemically tuned pillared graphene materials through electrochemical impedance analysis

Author: Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon, Harish Banda, Olivier Crosnier, Lionel Dubois, Florence Duclairoir, Barbara Daffos, Sandy Périé, Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Réseau de stockage électrochimique de l’énergie - Energie RS2E (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Electrochemical impedance, Materials science, General Chemical Engineering, Matériaux, Oxide, Ion Transport Process, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Ion, law.invention, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, law, [CHIM]Chemical Sciences, Ion transporter, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Spectroscopy, Ion transport, Resistive touchscreen, Grafting, Graphene, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Chemical engineering, chemistry, 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other
Abstract: International audience; Chemically tuned pillared graphene structures show ability to limit restacking of graphene sheets for electrochemical energy storage in SCs. A comprehensive electrochemical characterization using various ion sizes allowed identification of ion-sieving in the cross-linked galleries of reduced pillared graphene materials (RPs). The access to the cross-linked galleries, which provide additional ion sorption sites, offered slightly increased capacitances in RPs compared to completely restacked sheets in reduced graphene oxide (RGO). We performed electrochemical impedance analyses on RPs and RGO to understand the ion transport inside the cross-linked graphene galleries. RGO adsorbs ions in the inter-particle micro/meso pores and the ion access to such sites from the bulk electrolyte occurs with relative ease. RPs sieve ions into their inter-layer gallery pores based on effective ion sizes and the ion transport process is resistive compared to RGO. A control study using 3D pillared graphene hydrogel with improved macro porosity assigns this resistive behavior and the moderate capacitances to limited ion access to the active sites due to excess number of pillars. The obtained results on the ion transport dynamics between graphene layers provide perspectives towards further optimization of these graphene materials for SCs.
Published: 2019

40. Influence of step duration in fractionated Py-GC/MS of lignocellulosic biomass

Author: M. González Martínez, Taina Ohra-aho, Denilson Da Silva Perez, Capucine Dupont, Tarja Tamminen, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), IHE Delft Institute for Water Education (NETHERLANDS), VTT Technical Research Centre of Finland Ltd (FINLAND), InTechFibres Division - FCBA (Grenoble, France), Laboratoire de génie chimique [ancien site de Basso-Cambo] (LGC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), VTT Technical Research Centre of Finland (VTT), Institute for Water Education (IHE Delft ), Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Fractionated pyrolysis, 020209 energy, Substituent, Carbohydrates, Biomass, Lignocellulosic biomass, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, Lignin, Analytical Chemistry, chemistry.chemical_compound, [CHIM.GENI]Chemical Sciences/Chemical engineering, 020401 chemical engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Organic chemistry, Génie chimique, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, 0204 chemical engineering, Cellulose, Génie des procédés, ta116, ta215, Beech, ta114, Py-GC/MS, Fuel Technology, chemistry, 13. Climate action, Thermal degradation, Degradation (geology), Gas chromatography, Pyrolysis
Abstract: International audience; Fractionated pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC/MS) appears as an interesting analytical tool for elucidating lignocellulosic biomass structure, as it allows the progressive release of chemical fragments representative of biomass macromolecular composition. In this paper the effect of fractionated pyrolysis time (from 5 s to 300 s) on the degradation of lignin and carbohydrates from beech wood was studied at temperatures between 250 °C and 500 °C. Fractionated Py-GC/MS showed that the release temperature of the volatile degradation products varied between the volatile species detected. In addition, the step duration time changed the thermal degradation behavior of lignocellulosic components. Shortening the constant step duration time from 300 s to 5 s shifted the maximum weight loss to the higher temperatures. The result was opposite at long step duration times. Time optimization at each pyrolysis temperature (250 °C, 40 s; 300 °C, 30 s; 350 °C, 25 s; 370 °C, 20 s; 400 °C, 15 s; 450 °C, 10 s; 500 °C, 5 s) enhanced the yield of both lignin and carbohydrate volatile pyrolysis degradation products. In addition, two multiple temperature maxima were shown for some lignin and carbohydrate derivatives. This behavior may be due to the two different pathways of formation and macromolecular origins of compounds in beech wood. At optimized conditions lignin derivatives having a 3-carbon side chain substituent had a maximum at lower temperature than that of lignin derivatives with a 1-carbon side chain substituent. That phenomenon follows the order of primary and secondary pyrolysis reactions. Similar behaviors were observed among the degradation products of hemicelluloses and cellulose. Degradation products of hemicelluloses were mainly released at lower temperatures than those of cellulose derivatives, which illustrates the lower thermal stability of hemicelluloses compared to cellulose.
Published: 2019

41. Sparsely Pillared Graphene Materials for High-Performance Supercapacitors: Improving Ion Transport and Storage Capacity

Author: Florence Duclairoir, Lionel Dubois, Barbara Daffos, Pierre-Louis Taberna, Gaël De Paëpe, Olivier Crosnier, Harish Banda, Patrice Simon, Sandy Périé, Daniel Lee, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Magnetic Resonance (RM ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Magnetic Resonance (RM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, Oxide, General Physics and Astronomy, Pillared graphene, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Article, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, law.invention, chemistry.chemical_compound, Interlayer galleries, Graphene hydrogel, law, Supercapacitors, [CHIM]Chemical Sciences, Molecule, General Materials Science, Bifunctional, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Supercapacitor, Graphene, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, General Engineering, Ion sieving, Sorption, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Covalent bond, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Graphene-based materials are extensively studied as promising candidates for supercapacitors (SCs) owing to the high surface area, electrical conductivity, and mechanical flexibility of graphene. Reduced graphene oxide (RGO), a close graphene-like material studied for SCs, offers limited specific capacitances (100 F·g–1) as the reduced graphene sheets partially restack through π–π interactions. This paper presents pillared graphene materials designed to minimize such graphitic restacking by cross-linking the graphene sheets with a bifunctional pillar molecule. Solid-state NMR, X-ray diffraction, and electrochemical analyses reveal that the synthesized materials possess covalently cross-linked graphene galleries that offer additional sites for ion sorption in SCs. Indeed, high specific capacitances in SCs are observed for the graphene materials synthesized with an optimized number of pillars. Specifically, the straightforward synthesis of a graphene hydrogel containing pillared structures and an interconnected porous network delivered a material with gravimetric capacitances two times greater than that of RGO (200 F·g–1vs 107 F·g–1) and volumetric capacitances that are nearly four times larger (210 F·cm–3vs 54 F·cm–3). Additionally, despite the presence of pillars inside the graphene galleries, the optimized materials show efficient ion transport characteristics. This work therefore brings perspectives for the next generation of high-performance SCs.
Published: 2019

42. Assolements en communs et méthaniseurs collectifs, médiateurs de systèmes plus durables ?

Author: Gabriel, A.W., Ramonteu, Sonia, Choisis, Jean Philippe, Ryschawy, Julie, Nesme, Thomas, Martel, Gilles, Moraine, Marc, Instituts techniques agricoles (ACTA), Dynamiques Forestières dans l'Espace Rural (DYNAFOR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, UMR : AGroécologie, Innovations, TeRritoires, Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse, Innovation et Développement dans l'Agriculture et l'Alimentation (UMR Innovation), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), SAD Paysage (SAD Paysage), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, Interactions Sol Plante Atmosphère (ISPA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA), UR LESSEM, Université Grenoble Alpes (COMUE) (UGA), Institut National de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture (IRSTEA), Systèmes d'élevage méditerranéens et tropicaux (UMR SELMET), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Montpellier (UM), Université de Toulouse, Instituts techniques agricoles - ACTA (FRANCE), Agrocampus Ouest (FRANCE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique - CIRAD (FRANCE), Ecole d'Ingénieurs de Purpan - EIP (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture - IRSTEA (FRANCE), Montpellier SupAgro (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Ecole Supérieure d’Agricultures - ESA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Institut national de Recherche en ScienLaboratoire des EcoSystèmes et des Sociétés en Montagne, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Laboratoire des EcoSystèmes et des Sociétés en Montagne (UR LESSEM), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: Farmers’ cooperation, Intégration, Biodiversité et Ecologie, Sustainability assessment, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mots-clés : Evaluation, Coopération entre agriculteurs, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Integrated crop-livestock systems, Système de polyculture-élevage, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, Ingénierie de l'environnement, Farmers' cooperation, Coopération entre agriculteurs Keywords: Sustainability assessment, Evaluation, Intégration, Durabilité, Durabilité
Abstract: Ce numéro d'Innovations Agronomiques rassemble des articles issus de communications présentées au colloque national «Les polycultures-élevages: valoriser leurs atouts pour la transition agro-écologique » organisé par le RMT SPyCE et AgroSup Dijon, à Dijon les 10 et 11 octobre 2017.; Recent developments in agriculture in France have been marked by the emergence of collectiveprojects, associating farmers around shared crop areas or bio-gas plants. The potential forsustainability of these projects is discussed. Our objective was to evaluate the impact of two agriculturalprojects involving crops and livestock, with significant exchanges and coordination. One shared croparea and one collective biogas plant were investigated.We aimed to evaluate the main effects of these projects on the sustainability of agricultural systems,and to analyze how they question agricultural systems’ organization and methods for evaluating theirsustainability.Results show an increase of the social sustainability of farms, while a tendency to intensify systems wasobserved. Nevertheless, these projects benefited mainly to a variety of individual projects. They helpedto significantly change the identity of farmers within the group (breeders turned into seed farmers forexample).The study highlights the interrelations between the individual and collective scales, which raisesquestions about the methods of evaluation and action to be implemented for more sustainable systems.; Les systèmes agricoles connaissent aujourd’hui de profondes mutations, notamment l’émergence dedémarches collectives, qui questionnent les modèles organisationnels traditionnels. Des projetsassocient agriculteurs et éleveurs autour de dispositifs collectifs comme des assolements, élevages ouméthaniseurs. Le potentiel de ces dispositifs en termes de durabilité est questionné. Notre objectif estd’évaluer deux projets contrastés associant cultures et élevages autour d’un dispositif collectif: unassolement en commun et un méthaniseur collectif. Nous souhaitions évaluer les principaux effets deces dispositifs sur la durabilité des systèmes agricoles, et analyser en quoi ils questionnentl’organisation des systèmes agricoles et les méthodes d’étude de la durabilité.Les résultats indiquent que les coopérations étudiées participent à augmenter la durabilité sociale desexploitations en augmentant les liens entre membres. L’effet sur la durabilité environnementale estambivalent avec une tendance à l’intensification des systèmes malgré la mise en œuvre de systèmes etde pratiques qui se réfèrent à des démarches d’agroécologie ou d’écologie territoriale. Au-delà del’objectif commun affiché, les coopérations mises en œuvre se font avant tout au service d’une diversitéde projets individuels. Elles ont contribué à modifier fortement l’identité des agriculteurs au sein dugroupe (nouveau métier, voulu ou subi, de semencier pour des éleveurs, par exemple).L’étude met en évidence des complémentarités entre les échelles individuelles et collectives, ce quiquestionne les modes d’évaluation et d’action à mettre en œuvre pour des systèmes plus durables
Published: 2019

43. Thermal stability of Mg2Si0.55Sn0.45 for thermoelectric applications

Author: Mahdi Mejri, Benoit Malard, K. Romanjek, Yohann Thimont, H. Ihou Mouko, Claude Estournès, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-16-CE05-0012,RELIATEG,Générateurs thermoélectriques fiables(2016)
Subjects: Sn), Materials science, Silicide Mg2(Si, Kirkendall effect, Annealing (metallurgy), Matériaux, Phase separation, 02 engineering and technology, Temperature cycling, Thermal treatment, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Silicide Mg2(Si,Sn), Thermoelectric effect, Materials Chemistry, Thermal stability, Composite material, Mechanical Engineering, Metals and Alloys, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Pesting, 021001 nanoscience & nanotechnology, Thermoelectric materials, 0104 chemical sciences, Thermoelectric generator, Mechanics of Materials, 0210 nano-technology, Porosity
Abstract: International audience; Understanding the thermal stability of the Mg2(Si,Sn) system is essential to define their safe tempera-tures of service. Despite its good thermoelectric performance, Mg2(Si,Sn) is subject to a phase separationduring thermal cycling due to the miscibility gap, which leads to a degradation of its thermoelectricproperties and affects its performance during device operation. Isothermal annealing at 500 !C and750 !C were performed with different annealing time to investigate thermal stability of Mg2(Si,Sn).During the heat treatment, two phases were formed associated with porosity in the matrix. In addition,thickness of specimen was tracked and a significant expansion was detected. This phenomenon isattributed to the Kirkendall effect. The composition and the structure of the two forming phases wereinvestigated by electron probe microanalysis and X-ray diffraction. Finally, the optimized thermaltreatment allowed to stabilize the Mg2(Si,Sn) without porosity and the presence of two thermody-namically stabilized phase (Mg2Si0.41Sn0.59 and Mg2Si0.58Sn0.42) leading to a better reliability of thesilicide thermoelectric modules.
Published: 2020

44. Relations Between Oxidation Induced Microstructure and Mechanical Durability of Oxide Scales

Author: Guillaume Parry, Elena Fedorova, Rafael Estevez, Valérie Parry, Muriel Braccini, Marc Mantel, Djar Oquab, Yves Wouters, C. Pascal, Daniel Monceau, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Siberian Federal University (RUSSIA), Ugitech SA (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (SIMaP ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Polytechnic Institute of Siberian Federal University, and UGITECH
Subjects: Silica embrittlement, Toughness, Micromechanical modeling, Materials science, Silicon, Matériaux, Alloy, Oxide, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, engineering.material, Science des matériaux, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Inorganic Chemistry, Metal, chemistry.chemical_compound, 0203 mechanical engineering, Materials Chemistry, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, Génie des procédés, Tensile testing, Metallurgy, Metals and Alloys, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Durability, 020303 mechanical engineering & transports, chemistry, AISI 304L, visual_art, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], engineering, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Most industrial heat-resistant stainless steels contain silicon as a minor constituent. At high temperature, the internal formation of amorphous silica reduces oxidation rates but decreases the metal/oxide interface toughness. Tensile testing experiments performed on AISI 304L previously oxidized in synthetic air for 50 h at 900 or 1000 °C showed a relation between the silica morphology and location and the crack patterns. A micromechanical modeling using cohesive zone models to describe interfaces fracture behavior is proposed to investigate relevant parameters controlling the silica/alloy interface debonding. Calculations carried out using the finite elements method have shown that location of silica inclusions and silica/metal interface toughness are key parameters determining the cracks pattern morphology and the critical strain at failure.
Published: 2016

45. A Salience Measure for 3D Shape Decomposition and Sub-parts Classification

Author: Axel Carlier, Géraldine Morin, Kathryn Leonard, Stefanie Hahmann, Thibault Blanc-Beyne, Real Expression Artificial Life (IRIT-REVA), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Ecole Nationale Supérieure d'Electrotechnique, d'Electronique, d'Informatique, d'Hydraulique et de Télécommunications (ENSEEIHT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Occidental College, Intuitive Modeling and Animation for Interactive Graphics & Narrative Environments (IMAGINE ), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut National de la Recherche en Informatique et en Automatique - INRIA (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Occidental College - OXY (USA), Laboratoire Jean Kuntzmann - LJK (Grenoble, France), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Computer science, Computation, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, shape analysis, 02 engineering and technology, [INFO.INFO-CG]Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG], medial axis, Piecewise linear function, Medial axis, Salience (neuroscience), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Salience measure, Synthèse d'image et réalité virtuelle, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS, WEDF, business.industry, 020207 software engineering, Pattern recognition, Perceptual salience, part hierarchy, Computer Graphics and Computer-Aided Design, Hierarchical decomposition, Shape analysis, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], Part hierarchy, Modeling and Simulation, 020201 artificial intelligence & image processing, Geometry and Topology, Artificial intelligence, 3D shape decomposition, business, Software, salience measure, Shape analysis (digital geometry)
Abstract: International audience; This paper introduces a measure of significance on a curve skeleton of a 3D piecewise linear shape mesh, allowing the computation of both the shape's parts and their saliency. We begin by reformulating three existing pruning measures into a non-linear PCA along the skeleton. From this PCA, we then derive a volume-based salience measure, the 3D WEDF, that determines the relative importance to the global shape of the shape part associated to a point of the skeleton. First, we provide robust algorithms for computing the 3D WEDF on a curve skeleton, independent on the number of skeleton branches. Then, we cluster the WEDF values to partition the curve skeleton, and coherently map the decomposition to the associated surface mesh. Thus, we develop an unsupervised hierarchical decomposition of the mesh faces into visually meaningful shape regions that are ordered according to their degree of perceptual salience. The shape analysis tools introduced in this paper are important for many applications including shape comparison, editing, and compression.
Published: 2018

46. Theoretical Analysis of the Second-order Synchrosqueezing Transform

Author: Thomas Oberlin, Sylvain Meignen, Ratikanta Behera, Calcul des Variations, Géométrie, Image (CVGI ), Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Signal et Communications (IRIT-SC), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, ANR-13-BS03-0002,ASTRES,Analyse, Synthèse et Transformations par Réallocation, EMD et Synchrosqueezing(2013), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut National de la Recherche en Informatique et en Automatique - INRIA (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Synchrosqueezing transform, Multicomponent signals, Applied Mathematics, Speech recognition, 020208 electrical & electronic engineering, Short-time Fourier transform, 020206 networking & telecommunications, multicomponent signals, Vision par ordinateur et reconnaissance de formes, 02 engineering and technology, Intelligence artificielle, Signal, time-frequency analysis, Time-frequency analysis, Traitement des images, Wavelet, Order (biology), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, synchrosqueezing transform, Synthèse d'image et réalité virtuelle, Frequency modulation, Algorithm, [MATH.MATH-NA]Mathematics [math]/Numerical Analysis [math.NA], Mathematics
Abstract: We consider in this article the analysis of multicomponent signals, defined as superpositions of modulated waves also called modes. More precisely, we focus on the analysis of a variant of the second-order synchrosqueezing transform, which was introduced recently, to deal with modes containing strong frequency modulation. Before going into this analysis, we revisit the case where the modes are assumed to be with weak frequency modulation as in the seminal paper of Daubechies et al. [8], to show that the constraint on the compactness of the analysis window in the Fourier domain can be alleviated. We also explain why the hypotheses made on the modes making up the multicomponent signal must be different when one considers either wavelet or short-time Fourier transform-based synchrosqueezing. The rest of the paper is devoted to the theoretical analysis of the variant of the second order synchrosqueezing transform [16] and numerical simulations illustrate the performance of the latter.
Published: 2018

47. Double reading of outsourced CT/MR radiology reports

Author: Vendrell, Jean-François, Frandon, Julien, Boussat, Bastien, Cotton, François, Ferretti, Gilbert, Sans, Nicolas, Tasu, Jean-Pierre, Beregi, Jean-Paul, Larbi, Ahmed, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon - INSA (FRANCE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Claude Bernard-Lyon I - UCBL (FRANCE), Université Jean Monnet - St Etienne (FRANCE), Centre Hospitalier Universitaire Grenoble Alpes - CHU Grenoble Alpes (FRANCE), Centre Hospitalier Universitaire de Nîmes - CHU Nîmes (FRANCE), Centre Hospitalier Universitaire de Poitiers - CHU Poitiers (FRANCE), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse - CHU Toulouse (FRANCE), Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - TIMC-IMAG (Grenoble, France), UNICANCER - Institut régional du Cancer Montpellier Val d'Aurelle (ICM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque, Biotop, Centre Hospitalier Universitaire de Nîmes (CHU Nîmes), Université Grenoble Alpes - UFR Médecine (UGA UFRM), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Biologie Computationnelle et Mathématique (TIMC-IMAG-BCM), Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), RMN et optique : De la mesure au biomarqueur, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Hospitalier Lyon Sud [CHU - HCL] (CHLS), Hospices Civils de Lyon (HCL), Clinique Universitaire de Radiologie et Imagerie Médicale, CHU Grenoble-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Gestes Medico-chirurgicaux Assistés par Ordinateur (TIMC-IMAG-GMCAO), Hôpital Pierre-Paul Riquet [Toulouse], CHU Toulouse [Toulouse], Service de Radiologie (POITIERS - Radio), Centre hospitalier universitaire de Poitiers (CHU Poitiers), Ratiney, Helene, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-CHU Grenoble, and Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)
Subjects: [SDV.IB.IMA] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, Teleradiology, MR-scan, Disagreement, [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, Médecine humaine et pathologie, CT-scan, Quality assurance
Abstract: International audience; OBJECTIVES: Our objective was to determine disagreement rates in radiological reports provided by using a double-reading protocol in a national teleradiology company.METHODS: From January 2015 to July 2016, 134169 radiological exams from 36 French centers, benefited outsourced interpretations by certified radiologists, in both regular and after-hours activities. Of these, 2040 CT and MR-scans (1.5%) were subjected to a second opinion by other radiologists in the field of their anatomical specialty (cerebral, thoracic, abdominal-pelvic, and osteoarticular). A five-point agreement scale graded from 0 to 4 was assigned for each exam. Disagreements were considered as minor if no clinical consequence for patient (scores 1 and 2) and major if potential clinical consequence (score 3 and 4). Independent radiologists performed a retrospective analysis and a stratified statistical analysis.RESULTS: Double reading was performed on CT-scans (n = 934/2040, 45.8%) and MR-scans (n = 1106/2040, 54.2%) performed in regular (80.1%) and after-hours activities (19.9%). Disagreement scores occurred in 437 exams (21.4%), including major disagreements in 59 (2.9%). Among these, 48/754 were assigned by the thoracic second reader (6.4%), 6/70 by the abdominal-pelvic second reader (8.6%), 3/901 by the osteoarticular second reader (0.3%), and 2/315 by the cerebral second reader (0.6%), with statistical significant difference. No additional disagreement rate was observed in regular and after-hours activities (P = 0.63).CONCLUSIONS: Double-reading of outsourced CT and MRI interpretations yielded 21.4% disagreement rate, with potential clinical consequence for patient in 2,9% of the cases. These results are in accordance with those previously reported and suggests that quality assurance of outsourced interpretations is needed.
Published: 2018

48. Temporal Dynamics of Natural Emotional Facial Expressions Decoding: A study using Event- and Eye Fixation-Related Potentials

Author: Anne Guérin-Dugué, Raphaëlle N. Roy, Emmanuelle Kristensen, Bertrand Rivet, Laurent Vercueil, Anna Tcherkassof, GIPSA - Vision and Brain Signal Processing (GIPSA-VIBS), Département Images et Signal (GIPSA-DIS), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Laboratoire Inter-universitaire de Psychologie : Personnalité, Cognition, Changement Social (LIP-PC2S ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), [GIN] Grenoble Institut des Neurosciences (GIN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre Hospitalier Universitaire Grenoble Alpes (CHU Grenoble Alpes), ANR-11-INBS-0006, PGC_AAP2013, ANR-11-LABX-0025-01, 'BrainGazeEmo' from IDEX IRS COUMUE UGA, ERC-2012-AdG-320684-CHESS, ANR-11-LABX-0025,PERSYVAL-lab,Systemes et Algorithmes Pervasifs au confluent des mondes physique et numérique(2011), ANR-11-INBS-0006,FLI,France Life Imaging(2011), European Project: 320684,EC:FP7:ERC,ERC-2012-ADG_20120216,CHESS(2013), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Centre Hospitalier Universitaire Grenoble Alpes - CHU Grenoble Alpes (FRANCE), Université de Savoie Mont Blanc - USMB (FRANCE), Laboratoire Inter-universitaire de Psychologie - Personnalité, Cognition, Changement Social - LIP-PC2S (Grenoble, France), Guerin-Dugue, Anne, Laboratoires d'excellence - Systemes et Algorithmes Pervasifs au confluent des mondes physique et numérique - - PERSYVAL-lab2011 - ANR-11-LABX-0025 - LABX - VALID, Infrastructures - France Life Imaging - - FLI2011 - ANR-11-INBS-0006 - INBS - VALID, Challenges in Extraction and Separation of Sources - CHESS - - EC:FP7:ERC2013-03-01 - 2018-02-28 - 320684 - VALID, Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU), Département de Neurologie, and CHU Grenoble-Hôpital Michallon
Subjects: media_common.quotation_subject, lcsh:BF1-990, natural faces, Stimulus (physiology), 050105 experimental psychology, Lateralization of brain function, Eye fixation-related potential, [SHS]Humanities and Social Sciences, 03 medical and health sciences, Natural faces -Event-related potential, 0302 clinical medicine, event-related potential, Event-related potential, Psychology, 0501 psychology and cognitive sciences, Temporal dynamics, Emotional facial expression, Valence (psychology), General Psychology, media_common, Original Research, Facial expression, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, 05 social sciences, [SCCO.NEUR] Cognitive science/Neuroscience, Neurosciences, Eye movement, Disgust, Surprise, lcsh:Psychology, [SCCO.PSYC]Cognitive science/Psychology, [SHS] Humanities and Social Sciences, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, General Linear Model, 030217 neurology & neurosurgery, Cognitive psychology
Abstract: International audience; This study aims at examining the precise temporal dynamics of the emotional facial decoding as it unfolds in the brain, according to the emotions displayed. To characterize this processing as it occurs in ecological settings, we focused on unconstrained visual explorations of natural emotional faces (i.e., free eye movements). The General Linear Model (GLM; Smith and Kutas, 2015a,b; Kristensen et al., 2017a) enables such a depiction. It allows deconvolving adjacent overlapping responses of the eye fixation-related potentials (EFRPs) elicited by the subsequent fixations and the event-related potentials (ERPs) elicited at the stimuli onset. Nineteen participants were displayed with spontaneous static facial expressions of emotions (Neutral, Disgust, Surprise, and Happiness) from the DynEmo database (Tcherkassof et al., 2013). Behavioral results on participants’ eye movements show that the usual diagnostic features in emotional decoding (eyes for negative facial displays and mouth for positive ones) are consistent with the literature. The impact of emotional category on both the ERPs and the EFRPs elicited by the free exploration of the emotional faces is observed upon the temporal dynamics of the emotional facial expression processing. Regarding the ERP at stimulus onset, there is a significant emotion-dependent modulation of the P2–P3 complex and LPP components’ amplitude at the left frontal site for the ERPs computed by averaging. Yet, the GLM reveals the impact of subsequent fixations on the ERPs time-locked on stimulus onset. Results are also in line with the valence hypothesis. The observed differences between the two estimation methods (Average vs. GLM) suggest the predominance of the right hemisphere at the stimulus onset and the implication of the left hemisphere in the processing of the information encoded by subsequent fixations. Concerning the first EFRP, the Lambda response and the P2 component are modulated by the emotion of surprise compared to the neutral emotion, suggesting an impact of high-level factors, in parieto-occipital sites. Moreover, no difference is observed on the second and subsequent EFRP. Taken together, the results stress the significant gain obtained in analyzing the EFRPs using the GLM method and pave the way toward efficient ecological emotional dynamic stimuli analyses.
Published: 2018

49. Local strain redistribution in a coarse-grained nickel-based superalloy subjected to shot-peening, fatigue or thermal exposure investigated using synchrotron X-ray Laue microdiffraction

Author: Jean-Sébastien Micha, Gader Altinkurt, Guillaume Geandier, Odile Robach, Moukrane Dehmas, Mathieu Fèvre, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Office National d'Etudes et Recherches Aérospatiales - ONERA (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Laboratoire d'étude des microstructures [Châtillon] (LEM - ONERA - CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-ONERA, Institut Jean Lamour (IJL), Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-13-BS09-0016,REMEDDIES,Relation Entre Microstructure, Etats de contrainte et Durée De vIE de Superalliages(2013), ONERA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Materials science, strain redistribution, Scanning electron microscope, Matériaux, 02 engineering and technology, Plasticity, Shot peening, 01 natural sciences, Residual stress, 0103 physical sciences, [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph], General Materials Science, Composite material, Grenaillage, Superalliage base nickel, 010302 applied physics, coarsegrained nickel-based superalloy, Superalloy, Mechanical Engineering, Microdiffraction, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Grain size, elastic strain field, HR-EBSD, Mechanics of Materials, Hardening (metallurgy), shot-peening, Mécanique des matériaux, X-ray Laue microdiffraction, 0210 nano-technology, Contrainte résiduelle
Abstract: International audience; The Laue microdiffraction technique was used to investigate the strain field caused by the shot-peening operation and its redistribution after thermal hold or fatigue in a model nickel-based superalloy with an average grain size of 40$\mu$m. Micrometer and millimeter size mappings showed that the plastic deformation introduced by shot-peening in the whole sample partially relaxes after a thermal exposure at 450∘C and was fully redistributed by the fatigue of the material, except in the hardened layer close to the sample edge. Diffraction patterns permitted to measure separately the strains related to the average alloy ($\gamma$+$\gamma$′) and to the γ′ phase. No difference was observed between the two deviatoric strain fields. Even if there were small stresses in the inner part of the samples, the sensitivity of the Laue microdiffraction method was large enough to quantitatively characterize the crystal misorientations and the deviatoric strain redistributions. Useful data were provided not only at the grain scale but also at the mesoscopic scale, thus bridging the gap between the sin$^2$$\psi$ and Ortner’s methods used to determine residual stresses, respectively, in fine and single-grain microstructures. The obtained results are also of first interest for a quantitative comparison with HR-EBSD measurements in the scanning electron microscope. Energy coupled measurements with an energy-dispersive point detector were also performed to determine the full elastic strain tensors associated with the $\gamma$ and $\gamma$′ phases. We demonstrated that, for Ni-based superalloys, the accuracy on strains and stresses was, respectively, of the order of 1×10$^{−3}$ and $250$ MPa for the diagonal components of tensors. The measurements suffered from the 150 eV resolution of the detector which made it difficult to the separate the energies of the $\gamma$ and $\gamma$′ phases. Owing to large crystal misorientations, the microdiffraction technique was not able to determine elastic strains and hardening in the highly deformed layer, where a large amount of plastic strain and a number of defects were accumulated. Some improvements are proposed to overcome these difficulties.
Published: 2018

50. Building evaluation datasets for cultural microblog retrieval

Author: Goeuriot, Lorraine, Mothe, Josiane, Mulhem, Philippe, Sanjuan, Eric, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Systèmes d’Informations Généralisées (IRIT-SIG), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire Informatique d'Avignon (LIA), and Avignon Université (AU)-Centre d'Enseignement et de Recherche en Informatique - CERI
Subjects: Social network moining, Microblog search, Informativeness, [INFO.INFO-IR]Computer Science [cs]/Information Retrieval [cs.IR], Recherche d'information, Evaluation, Ccultural data, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: ECLEF Microblog Cultural Contextualization is an evaluation challenge aiming at providing the research community with datasetsto gather, organize and deliver relevant social data related to events generating large number of microblogs and web documents. Theevaluation challenges runs every year since 2016. We describe in this paper the resources built for the challenge, that can be used outsideof the context of the challenge.
Published: 2018

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