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Objectif : est de promouvoir la conservation des grains de niébé, Vigna unguiculata L. (Walp.) sans recourir aux pesticides chimiques. Méthodologie et résultats: Après élevage de C. maculatus dans des stocks de niébé, les activités insectifuge et insecticide de la poudre et d’huile essentielle produites respectivement par mouture et par hydrodistillation d’épluchures d’orange séchées à l’ombre et à 28±5°C ont été déterminées. C. maculatus se multiplie à un taux moyen de 1,71±0,16 insectes/Jour/100g de niébé. Six et trois heures respectivement après leur application dans le niébé hermétiquement fermés à 30±1°C avec 70±10% d’hygrométrie, la poudre et l’huile essentielle d’épluchure d’orange sont répulsives à 100% vis-à-vis de C. maculatus. Ces bioconservateurs ont un effet insecticide sur C. maculatus avec des doses létales à 95% de 38±1,2g de poudre et de 16,535±0,099μl d’huile essentielle par 1kg d’insecte. Conclusions et application des résultats: La répulsivité totale de la poudre et de l’huile essentielle d’épluchures d’orange vis-à-vis de C. maculatus montre que leur emploi ne représenterait aucun danger pour la survie de l’insecte dans l’écosystème. Au vue de ces résultats, la poudre et l’huile essentielle d’épluchure d’orange peuvent donc constituer une alternative crédible dans la lute contre Callosobruchus maculatus du niébé en stock. Elles pourraient alors remplacer valablement les insecticides chimiques de synthèse des produits alimentaires postes-récoltes. English title: Insect repellent and insecticidal effect of total orange peel extracts on Callosobruchus maculatus fab a predator of niebe (Vigna unguiculata l., walp) in stock. ABSTRACT Objective: to promote the conservation of cowpea grains, Vigna unguiculata L. (Walp.) without using chemical pesticides. Methodology and results: After rearing C. maculatus in cowpea stocks, the insect repellent and insecticidal activities of the powder and essential oil produced by milling and hydrodistillation of shade-dried orange peels at 28±5°C, respectively, were determined. C. maculatus multiplied at an average rate of 1.71±0.16 insects/day/100g cowpea. Six and three hours respectively after their application in cowpea hermetically sealed at 30±1°C with 70±10% humidity, orange peel powder and essential oil were 100% repellent to C. maculatus. These bioconservatives have an insecticidal effect on C. maculatus with 95% lethal doses of 38±1.2g of powder and 16.535±0.099μl of essential oil per 1kg insect. Conclusions and application of results: The total repellence of the orange peel powder and essential oil to C. maculatus shows that their use would not pose any danger to the survival of the insect in the ecosystem. In view of these results, orange peel powder and orange peel essential oil can be a credible alternative for the control of Callosobruchus maculatus on cowpea in stock. They could then validly replace synthetic chemical insecticides in post-harvest food products. Keywords: Powder; Essential oil; lethal doses; Bioconservative; Repellency

La qualification et l'étalonnage d'instruments de mesure des aérosols nécessitent le recours à des moyens de génération stables, contrôlés et répétables. Si la plupart des générateurs ont besoin d'une source d'air comprimé, le système présenté ici possède l'avantage d'être auto-alimenté en air propre et sec, et portatif. L'air sous pression est injecté verticalement à un débit compris entre 1 et 5 L/min jusque dans un réceptacle contenant la poudre à disperser. La poudre mise en suspension transite ensuite vers la sortie du générateur par l'intermédiaire d'un cône élutriateur. Ce générateur présente l'avantage d'utiliser de très faibles quantités de matière première et permet de délivrer des concentrations adaptées, notamment, aux tests des compteurs optiques. Le dispositif est agité à l'aide d'un moteur à masse oscillante dont la fréquence de vibration est réglable par l'utilisateur., The qualification and calibration of aerosol measuring instruments require the use of stable, controlled and repeatable generation means. While most generators need a source of compressed air, the system shown here has the advantage of being self-supplied with clean, dry air, and portable. The pressurized air is injected vertically at a flow rate between 1 and 5 L/min into a receptacle containing the powder to be dispersed. The resuspended powder then passes to the generator outlet via an elutriator cone. This generator has the advantage of using a very small amount of powder and makes it possible to deliver concentrations suitable, in particular, for the tests of optical particle counters. The device is agitated by means of an oscillating mass motor whose vibration frequency is adjustable by the user.

This work present in this thesis consists of experimental and theoretical experiments ranging from multidisciplinary areas to improve the reflectance of copper. The Cu powder is used as feedstock in the 3D printing process also called Laser Powder Bed Fusion or Selective Laser Melting. Specifically, the powder bed process means that the powder material is spread in layers and fused to form a new object. The main objective of this work is to demonstrate that amorphous carbon-based films deposited by magnetron sputtering on Cu substrates are a potential strategy to reduce the energy input of 3D printing using a laser as a power source. The addition of amorphous carbon must not influence the properties of Cu, such as the conductivity of the printed object. The first part of this thesis consists of optimizing the properties of the film to be deposited on the Cu. Two films were deposited: amorphous a-C carbon films and amorphous a-C:SS carbon-metal films (composed of 50% stainless steel metals like Fe, Ni, Cr and, 50% of carbon). The deposition of these films is in the ballistic plasma regime. The next step demonstrated that amorphous films can reduce the reflectance of the copper substrate by up to 80% in the infrared wavelength. The reduction happens when adding the minimum quantities of material to preserve the Cu characteristics. Thus, the choice is a-C ultra-thin films. These films reduce the reflectance due to interference phenomena and losses. This reduction led to a 40% reduction in laser energy input when using 25 nm a-C films while maintaining a quality Cu weld. Another topic of interest in this work is the mechanisms of charges' evacuation mainly when using an electron beam as an energy source. Several effects were observed when passing a current through the powder, the most prominent is a transition from the insulator to the conducting state at specific compressions and polarizations. It can be assumed that the transition depends on the electrostatic charges, the micro-contact’s heating effect, and the grain size. Smaller grain size distribution submitted to low currents (< 0.30 mA), demonstrated that the small powder in this configuration is more sensitive to compression and the transition insulator to a conductor is harder to observe., Le travail présenté dans cette thèse consiste en des expériences expérimentales et théoriques allant de domaines multidisciplinaires à l'amélioration de la réflectance du cuivre. La poudre de cuivre est utilisée comme matière première dans le processus d'impression 3D également appelé fusion laser sur lit de poudre ou fusion sélective par laser. Plus précisément, le lit de poudre signifie que le matériau en poudre est étalé en couches et fusionné pour former un nouvel objet. L'objectif principal de ce travail est de démontrer que les films à base de carbone amorphe déposés par pulvérisation cathodique magnétron sur des substrats en Cu sont une stratégie potentielle pour réduire l'apport énergétique de l'impression 3D utilisant un laser comme source d'énergie. L'ajout de carbone amorphe ne doit pas influencer les propriétés du Cu, comme la conductivité de la pièce produite. La première partie de cette thèse consiste à optimiser les propriétés du film à déposer sur le Cu. Deux films ont été déposés : des films de carbone a-C amorphe et des films carbone-métal a-C:SS amorphe (composé de 50% de métaux en acier inoxydable comme Fe, Ni, Cr et 50% de carbone). L'étape suivante a été de montrer que les films amorphes peuvent réduire la réflectance du substrat de cuivre jusqu'à 80% dans la longueur d'onde infrarouge. Cette réduction se produit en ajoutant les quantités minimales de matériau pour préserver les caractéristiques du cuivre. Ainsi, le choix du film se porte sur des films a-C ultra-minces. Ces films a-C réduisent drastiquement la réflectance due aux phénomènes d'interférence et aux pertes. Cette réduction a conduit à une diminution de 40% de l'apport d'énergie laser lors de l'utilisation de films a-C de 25 nm avec une fusion de qualité du Cu. Un autre sujet d'intérêt dans ce travail est la compréhension des mécanismes sur l’évacuation de charge d’une poudre de cuivre surtout lorsqu'on utilise un faisceau d'électrons comme source d'énergie. Plusieurs effets ont été observés lors du passage d'un courant à travers la poudre, le plus important étant une transition de l'état isolant à l'état conducteur pour des compressions et des polarisations spécifiques. On peut supposer que la transition dépend des charges électrostatiques, de l'effet de chauffage du microcontact et de la taille des grains. La distribution des grains de petite taille soumise à de faibles courants (< 0,30 mA), a démontré que cette configuration est plus sensible à la compression et que la transition de l'état isolant à l'état conducteur est plus difficile à observer.

Hot Isostatic pressing process is based on the densification of metals powders to near net shape parts with higher mechanicals properties than forged chemical equivalent. The precursor material can influence the parts properties. Thus the aims of this these is to understand the influence of the powder properties on the HIP parts. The particles characterization and the elements and compound monitoring during the HIP cycle allowed to understand the different oxidations phenomenons and their impact on the mechanical properties of parts. The comparison of differents powders batches with identical particles size repartition or identical chemical composition showed that the chemical composition affect the phases and the grains size of the material while the particle grains size repartition only affect the compaction rate. These results bring a possibility of deformations optimization during HIP to manufactured near net shape part whit high mechanical properties. Models developed in this study allow an identification of the batch utilization in accordance with its properties., La compaction isostatique à chaud est une technologie basée sur le frittage de poudre métallique pour obtenir des pièces denses, au plus près de la forme "Near net shape" et avec des propriétés mécaniques supérieures à une pièce forgée du même matériau. Les propriétés des pièces étant dépendantes des caractéristiques du matériau précurseur, l’influence de ce dernier a été étudiée. La caractérisation des particules de poudres ainsi que le suivi des différents éléments et composé au cours du cycle de compaction a permis de mieux comprendre les différents phénomènes d’oxydations et leurs influences sur les propriétés mécaniques des pièces. La comparaison de différents lots de poudre de granulométrie ou de composition identiques a mis en évidence que la composition de l’alliage influence les phases présentes et la taille des grains alors que la granulométrie n’influence que le taux de compaction des pièces. Ces résultats permettent d’optimiser la déformation des pièces pour permettre la réalisation de pièces au plus près de la forme tout en conservant les propriétés mécaniques des pièces. Les différents modèles réalisés permettent d’identifier les possibilités d’un lot de poudre suivant ses propriétés.

Dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, les pratiques du maquillage sont répandues dans tous les théâtres du royaume. Cet article interroge les conditions d’émergence de ce marché spécifique et les modalités de l’approvisionnement. Il présente la diversité des produits, celle de leurs qualités et de leurs applications. Il souligne aussi, en lien avec l’évolution des conditions matérielles de la représentation, que toutes ces questions participent au débat des Lumières sur la figure de l’acteur., In the second half of the 18th century, make-up practices were widespread in all the theatres of the kingdom. This article examines the conditions of emergence of this specific market and the ways in which it was supplied. It presents the diversity of products, their qualities and their applications. It also underlines, in connection with the evolution of the material conditions of the performance, that all these questions participate in the Enlightenment debate on the figure of the actor.

International audience; il est prévu que la production et la consommation de fromage augmentent mondialement de 2,7% par an dans les 10prochaines années, en particulier dans les pays émergents (Perspectives agricoles de l’OCDE et de la FAO 2019-2028), tandis que la consommation de fromage est actuellement en déclin en Europe (-0,5% entre 2016 et 2017; CNIEL2019). Ce déséquilibre devrait intensifier le commerce mondial de fromage, qui serait mis en œuvre de manière avantageuse sous la forme de poudres présentant une bonne capacité de réhydratation et facilitant la production de fromages caractérisés par des goûts et des textures adaptés aux nouveaux modèles de consommation.Nous avons précédemment développé une technologie fromagère révolutionnaire, qui consiste à séparer la fabrication de la texture et des arômes (procédé breveté From'Innov WO2016/108024): moins de 25% de l’énergie et de l’eau consommées en utilisant une fabrication fromagère classique (Chamberland et al., Journal of Cleaner Production 2019).Afin de minimiser le coût de la chaîne d’approvisionnement pour les fromages obtenus, en particulier pour l’exportation à l’échelle mondiale, notre objectif était d’inventer un nouveau procédé, Valo'From (demande de brevet n°1906790), qui consiste à sécher, séparément ou ensemble, un préfromage liquide issu de From'Innov et les matrices aromatiques. Cette poudre peut facilement être réhydratée et texturée à la demande pourobtenir des fromages aux textures et aux goûts variés.Nous avons réussi à i) réduire au minimum la perte d’arôme pendant le séchage par pulvérisation, en piégeant les molécules aromatiques ii) réhydrater les poudres tout en prenant en charge la déstructuration de la micelle de caséine, et iii) contrôler les paramètres technologiques (pH, température de texturation, composition de poudre). Nous obtenons ainsi des textures fromagères variées allant de textures dures à des textures à tartiner.Valo'From réduira l’impact environnemental du commerce de fromage, simplifiera la production fromagère dans les pays ayant peu de compétences techniques (voire aucune) dans ce domaine et adaptera les caractéristiques organoleptiques aux nouvelles habitudes des consommateurs

caractérisation (distribution granulométrique, propriétés et coulabilité), fragmentation & agglomération, classification & mélange, transport & stockage

Additive Manufacturing (AM) recently became an attractive manufacturing process in several industrial fields such as aeronautics, aerospace and automotive. The exploitation of AM processes for the nuclear industry is currently being studied in different countries. The AM enables the creation of optimized parts with complex geometries impossible to manufacture with conventional processes. This thesis aims to determine the potential contribution of AM processes for the production of metal components for various nuclear applications including future Generation IV reactors. First, the microstructural and mechanical properties of 316L stainless steel parts built by Selective Laser Melting (SLM) process are presented. Three thematics were assessed in this study: the SLM process parameters, the powder characteristics and two post heat treatments (700 ° C-1h and hot isostatic pressing: 1100 ° C-3h under 1800 Bar). Their effects on microstructure and mechanical properties were analyzed. Tensile properties of 316L steel specimens were measured and compared to those of forged 316L steel described in the nuclear field by RCC-MRX standards. The results obtained are superior to those of the standard and comparable to those of a forged steel. This thesis contributes to a better understanding of interactions between the process parameters, the microstructure and the mechanical properties.; Dans le domaine de la métallurgie, la fabrication additive (FA) est un procédé de mise en forme des matériaux en pleine expansion dans plusieurs secteurs industriels tels que l’aéronautique, le spatial et l’automobile. L’exploitation des procédés de FA pour des applications dans l’industrie nucléaire est actuellement en cours d’étude dans différents pays. La FA permet d’élaborer des pièces optimisées avec des géométries complexes impossibles à réaliser avec les procédés conventionnels. Dans ce cadre, les travaux réalisés au cours de cette thèse visent à déterminer l’apport potentiel des procédés de FA pour la réalisation de composants métalliques pour diverses applications nucléaires dont les futurs réacteurs de Génération IV. Cette thèse présente les propriétés microstructurales et mécaniques de pièces en acier inoxydable 316L réalisées par procédé de fusion laser sélective sur lit de poudre (SLM, Selective Laser Melting). Trois thématiques ont été abordées dans cette étude : les paramètres du procédé SLM, les caractéristiques de la poudre et deux post-traitements thermiques (700°C-1h et compression isostatique à chaud : 1100°C-3h sous 1800 Bar). Leurs effets sur la microstructure et les propriétés mécaniques ont été analysés. Les propriétés en traction sur des éprouvettes en acier 316L ont été mesurées et comparées à celles d’un acier 316L forgé décrit par la norme RCC-MRX utilisée dans le domaine du nucléaire. Les résultats obtenus sont supérieurs à ceux de la norme et comparables à ceux d’un acier forgé. Cette thèse a permis de mieux cerner les interactions entre les paramètres liés au procédé, la microstructure et les propriétés mécaniques.

Les méthodes dites de dustiness sont de plus en plus reconnues comme pertinentes dans le cadre de l'évaluation a priori des expositions des travailleurs manipulant des nanomatériaux en poudres. Or, dans une volonté de réduction du risque dès la conception des produits (approche « safe-by-design »), il serait intéressant de connaître les relations potentielles liant les propriétés physico-chimiques des poudres aux caractéristiques des aérosols qu'elles peuvent émettre lors d'une sollicitation mécanique. Dans ce travail, nous montrons que les indices de pulvérulence en nombre de quinze poudres nanométriques d'oxydes métallliques déterminés avec la méthode de dustiness Vortex Shaker augmentent avec les surfaces spécifiques des poudres et la diminution de leurs densités bulk. L'humidité de conditionnement des poudres n'affecte pas de manière significative les relations trouvées. La distribution granulométrique des aérosols n'est en revanche pas liées aux propriétés des poudres d'après nos résultats. La surface spécifique et la densité bulk pourraient à l'avenir être considérées dans une approche « safe by design » pour réduire les potentiels d'émission des nanomatériaux en poudres si ces tendances se confirment

Wild yams (Dioscorea spp.) are medicinal plants rich in secondary metabolites of pharmacological interest, mostly allantoin and steroidal saponins. Their natural populations are overexploited and endangered. Cultivated yams could represent an alternative source of metabolites if interesting varieties could be selected. The objectives of the present study were to develop an HPTLC protocol for the simultaneous quantification of allantoin and steroidal saponins in dried yam powders, to compare species and varieties originating from distant geographical origins and to assess their potential as a source of secondary metabolites. Overall, 1151 accessions belonging to six cultivated species were analysed (1000 acc. from Nigeria, and 146 acc. from Vanuatu) and were compared to five commercial powders of wild yam (D. villosa). Allantoin, dioscin, gracillin, protodioscin, protogracillin and five unknown saponins were quantified. Dioscorea villosa powders varied in content and composition, with allantoin ranging from 0.23 to 22.35 mg/g (DW) and total saponins from 37.36 to 129.97 mg/g. Allantoin was present in the six species, with highest values in D. bulbifera bulbils (20.38 mg/g) and D. cayenensis tubers (17.12 mg/g). Steroidal saponins were quantified in three species, D. cayenensis, D. esculenta and D. rotundata, but were absent in D. alata, D. bulbifera and D. dumetorum. Mean total saponins contents were 42.15 mg/g in D. cayenensis, 17.65 mg/g in D. esculenta and 17/44 mg/g in D. rotundata, with accessions presenting very high values in D. cayenensis (78.31 mg/g) and D. rotundata (69.65 mg/g). For both allantoin and saponins, variation was observed within tubers and the tuber peel was richer than the flesh. Cultivated yam species represent a sustainable source of allantoin and steroidal saponins which could be further increased through conventional breeding.

The Selective Laser Melting Process (SLM) consists in manufacturing metallic parts by melting successive powders layers. This new additive manufacturing method allows building new complex geometries that can help lighten structures, such as lattice parts. However, the mechanical properties of additive manufacturing parts are still an industrial concern, especially for high cycle fatigue behavior. Such parts can indeed comprise surface and internal pores that can be deleterious to mechanical properties. The goal of this thesis is to characterize the influence of porous defects on the high cycle fatigue fatigue performance of 316L SLM parts. Firstly, some key SLM parameters that can control the porosity and the microstructure of fabricated parts were quantified. A distinction between the pore types was proposed, and their characteristics were related to the volumetric energy density delivered by the laser. The microstructure was also investigated, with a focus on crystallographic orientation and grain size, depending on the melt pool overlap and morphology. Secondly, using X-ray tomography, a parametric research was conducted to generate and characterize optimized fatigue samples with a minimal amount of pores. Such samples were used as a reference for other fatigue samples containing various randomly distributed pore populations, with similar microstructures. The relative influence of different internal pore populations on the high cycle fatigue endurance was quantified, for similar surface pore population. Finally, deterministic pores with controlled morphology, position and various dimensions were generated after a detailed parametric optimization. A specific internal crack initiation threshold was evidenced for deterministic defects, which was supposed to be linked to the local gaseous environment during crack initiation and propagation, Le procédé de fusion laser sélective de lit de poudre, également appelé SLM, permet de fabriquer des pièces métalliques en fusionnant des couches de poudre. Cette méthode novatrice donne accès à un large éventail de pièces aux géométries complexes, permettant notamment d’alléger les structures. Toutefois, la bonne tenue mécanique de ce type de pièces, en particulier dans le domaine de la fatigue, reste un enjeu industriel majeur. Les pièces élaborées par SLM peuvent en effet contenir des pores (débouchants ou internes) pouvant détériorer leurs propriétés mécaniques. Les travaux réalisés ont pour but de caractériser l’influence de défauts poreux sur l’endurance en fatigue à grand nombre de cycles de pièces en acier 316L fabriquées par SLM, et s’articulent autour de trois parties. La première consiste à identifier les paramètres de fabrication SLM contrôlant la densification et la microstructure des pièces. Une distinction sera faite entre les différents types de pores créés, dont la morphologie et les dimensions dépendent des conditions énergétiques de l’interaction laser-matière. Les pores créés seront mis en perspective par la microstructure du matériau brut, dont l’orientation cristallographique et la taille de grain est principalement reliée au recouvrement et la morphologie des cordons. Le deuxième aspect des travaux a consisté à utiliser les résultats de la recherche paramétrique pour générer des éprouvettes de fatigue contenant différentes populations de défauts aléatoires (stochastiques) internes observées en tomographie à rayons X, tout en conservant des microstructures similaires. L’influence relative des populations de défauts internes créées sur l’endurance en fatigue est quantifiée et comparée à la tenue d’éprouvettes optimisées contenant un taux de porosité minimal. Enfin, des défauts modèles internes (déterministes) aux dimensions variables, et dont la position et la morphologie sont contrôlées, ont été générés après optimisation paramétrique dans des pièces denses. Un seuil d’amorçage sur défaut interne par rapport aux défauts de surface a ainsi pu être dégagé, et pourrait être lié à l’environnement gazeux local lors de l’amorçage et la propagation de la fissure

National audience; L’émergence au niveau industriel de la fabrication additive métallique comme procédé à part entière pour la production et le commerce de pièces à haute valeur ajoutée apporte d’un point de vue scientifique des questionnements nouveaux.Différentes technologies ont été développées sur la base de la fabrication additive métallique comme par exemple la fusion sélective au laser (SLM) et la fusion par faisceau d'électrons (EBM). Ces deux procédés sont basés sur la fusion locale des poudres préalablement chauffées à 200°C (SLM) et 600°C (EBM) dans une enceinte contrôlée sous atmosphère inerte. Néanmoins, des traces d’impuretés dans cette atmosphère peuvent être présentes durant la fabrication des pièces.En effet, il a été observé que dans un procédé typique de fabrication additive métallique seule une faible proportion de la poudre est effectivement nécessaire pour la fabrication finale de la pièce : entre 30 et 90 % de la poudre est ainsi mise de côté selon le procédé et la géométrie de la pièce fabriquée. Cependant, cette poudre non utilisée ne conserve pas ses propriétés chimiques et rhéologiques au fil du temps: après un nombre de passages évalué de manière phénoménologique, celle-ci doit être mise au rebut. La réutilisation ou bien le recyclage de cette poudre devient alors un enjeu à la fois économique et écologique pour l’industrie. L’un des verrous de cette problématique se situe sur la réactivité de telles poudres avec leur environnement gazeux.Le titane est utilisé sous forme alliée pour sa résistance et sa légèreté dans des nombreux domaines tels que l’aéronautique, l’aérospatiale, la chimie, le secteur médical. Parmi les alliages du titane, le Ti-6Al-4V représente 50% du marché mondial, et les poudres de Ti-6Al-4V sont couramment utilisées dans les procédés de fabrication additive. En conséquence, il est nécessaire de comprendre l’interaction entre ces poudres et leur environnement gazeux. Malgré les nombreuses études sur la corrosion du Ti-6Al-4V, la majorité de celles-ci portent sur le Ti-6Al-4V massif (Du, 1994). En revanche, peu d’études ont été consacrées à la corrosion de poudres de Ti-6Al-4V et l’effet de la géométrie et des dimensions des grains sur les cinétiques de corrosion (Pijolat, 2018).Dans le but de comprendre et de modéliser la cinétique de corrosion de ces poudres, l’effet des différents paramètres thermodynamiques,i.e. la température et les pressions partielles d’oxygène et d’azote, ainsi que l’effet du temps ont été étudiés. Des expériences en thermobalance en condition isotherme et isobare ont été réalisées dans une gamme de température allant de 600 à 750°C pour des pressions partielles d’oxygène entre 0 et 20 hPa et d’azote entre 0 et 80 hPa. Des caractérisations physico-chimiques des échantillons en cours de corrosion et des produits de corrosion obtenus ont aussi été réalisées. Les résultats ont notamment mis en évidence la formation d’une double couche d’oxyde constituée de TiO2 (couche interne) et de Al2O3 (couche externe) avec une croissance préférentielle du TiO2. De plus, un effet bénéfique de la présence d’azote dans l’atmosphère a été observé.

Les méthodes dites de dustiness sont de plus en plus reconnues comme pertinentes dans le cadre de l'évaluation a priori des expositions des travailleurs manipulant des nanomatériaux en poudres. Bien que décrites dans des normes récentes, ces méthodes nécessitent encore l'étude de l'influence de paramètres tels que l'humidité des poudres ou la vitesse d'agitation des dispositifs mécaniques pour améliorer la maîtrise des conditions d'essais. Nous montrons ici que l'humidité de conditionnement des poudres avant des essais de dustiness avec la méthode du Vortex Shaker telle que décrite dans la norme (vitesse d'agitation de1800 rpm) n'influence pas significativement les résultats de pulvérulence et les distributions granulométriques des aérosols émis. En revanche, des vitesses d'agitation réduites combinées à une humidité relative de conditionnement de 80% impactent les résultats.

Rosewood ( Aniba rosaeodora) essential oil is a valuable ingredient that has long been used in the perfume and cosmetic industries. The main rosewood timber quality parameters are its essential oil yield and quality. A hydrodistillation method has been developed for yield determination, but it is time consuming. Here we tested the applicability of near infrared (NIR) spectroscopy for determining essential oil yield directly from wood powder. Essential oil from 139 wood powders was extracted via hydrodistillation. The measurements were based on the ratio between the extracted essential oil mass and the oven-dried wood mass and were correlated with the wood powder NIR spectra. The calibration model statistical findings demonstrated that NIR could be a fast and feasible alternative method for selecting trees with a high essential oil yield potential. NIR-based predictions obtained in an independent validation set indicated a high correlation ( r2 = 0.92) with laboratory essential oil yield measurements. This NIR model could help wood managers in selecting trees with a high essential oil yield potential and in developing sustainable rosewood management strategies.

International audience; Titanium alloy powders, mostly the Ti-64 alloy with composition Ti-6Al-4V (wt.%), are extensively used for biomedical and high-demanding applications, e.g. in aeronautics. Advanced powder metallurgy processes like additive manufacturing are strong drivers for the production of high quality powders, insuring a good rheological behavior, a low porosity level in the parts and an adequate roughness. Ideally, fine spherical particles with no volume and surface defects are aimed at. Inert gas atomization is a process that is able to produce clean powders for such applications, especially for AM. To avoid the chemical reaction of titanium with the commonly used alumina crucibles, a crucible-free configuration has been designed in the EIGA process (Electrode induction melting Inert Gas Atomization). Two EIGA facilities are currently available in France for R&D purposes: a one-liter (nominal rod diameter/length (mm): 50/500) labscale facility at ONERA and an eight-liter capacity (100/1000) industrial-scale facility at the MetaFensch Institute. Using the smaller facility to screen and optimize atomization parameters and transfer them to the bigger facility is a tempting approach. This communication will show the characteristics of Ti-64 powders produced in both facilities, in terms of particle shape, particle size distribution, presence of satellites and porous particles.; Les poudres d'alliage de titane, principalement l'alliage Ti-64 de composition Ti-6Al-4V (% en masse), sont largement utilisées pour les applications biomédicales et les applications les plus exigeantes, par exemple en aéronautique. Les procédés avancés de métallurgie des poudres, tels que la fabrication additive, sont demandeuses de poudres de haute qualité, assurant un bon comportement rhéologique, un faible niveau de porosité des pièces et une rugosité adéquate. Idéalement, les fines particules sphériques non poreuses et sans défauts de surface sont recherchées. L'atomisation par gaz inerte est un procédé capable de produire des poudres propres pour de telles applications, en particulier pour la fabrication additive. Pour éviter la réaction chimique du titane avec les creusets en alumine couramment utilisés, une configuration sans creuset a été conçue dans le procédé EIGA (Electrode induction melting Inert Gas Atomization). Deux installations EIGA sont actuellement disponibles en France à des fins de recherche et développement : une installation à l'échelle du laboratoire d'un litre (diamètre nominal de la tige / longueur (mm): 50/500) à l'ONERA et une installation à échelle industrielle d'une capacité de huit litres (100/1000) à MetaFensch. Utiliser la plus petite installation pour optimiser les paramètres de pulvérisation et les transférer dans une installation plus grande est une approche tentante. Cette communication montrera les caractéristiques des poudres de Ti-64 produites dans les deux installations, en termes de forme des particules, de répartition granulométrique, de présence de satellites et de particules poreuses.

IntroductionP. freudenreichii est utilisé comme ferment pour les fromages de type emmental et également comme probiotique. La stabilisation de P. freudenreichii sous forme de poudre est essentielle pour garantir une bonne stabilité. La lyophilisation et le séchage par atomisation peuvent être utilisés pour produire des ferments et des probiotiques en poudre. Le séchage par atomisation demande moins d’énergie que la lyophilisation. Cependant le séchage par atomisation expose les bactéries à de très hautes températures. Ce séchage est donc un procédé stressant, provocant des stress thermique, oxydatif et osmotique. En vue de résister à ce procédé, les bactéries doivent donc être adaptées. Les milieux de culture sont un moyen d’adapter les bactéries dans le but d’augmenter leur survie au séchage par atomisation.ObjectifDans cette étude, nous avons exploré l’influence de la composition du milieu de culture sur 1) l’accumulation d’osmoprotecteurs et 2) la survie des bactéries lors du séchage par atomisation.Matériels et méthodesPour le milieux riche YEL (Yeast Exctract Lactate) et les milieux laitiers, les concentrations de sel les plus élevées permettant la croissance de P. freudenreichii ont été choisies. Les osmoprotecteurs accumulés par P. freudenreichii ont été identifiés et quantifiés par RMN du proton et du carbone. Les différentes cultures ont ensuite subi les challenges oxydatifs, thermique et le séchage par atomisation.RésultatsPendant la croissance, P. feudenreichii CIRM-BIA 129 accumulent du tréhalose, du glutamate et de la glycine betaine. En condition hyper osmotique, l’accumulation de ces osmoprotecteurs est plus élevés. Le lactose naturellement présent dans le lactosérum, ou ajouté dans le YEL, provoque une adaptation au stress acide, mais augmente également l’accumulation intracellulaire du tréhalose. Le ratio tréhalose/glycine betaine accumulés est déterminé par le ratio azote/carbone du milieu de culture. Avec un ratio tréhalose/glycine betaine optimisé, P. freudenreihcii a une meilleure survie au challenge thermique et oxydatif, comme au séchage par atomisation.ConclusionPiloter la composition du milieu de culture de P. freudenreichii permet de diriger l’adaptation et conduit à une meilleure survie durant le séchage par atomisation. Ceci permettra par la suite la production de qualité des ferments et probiotiques avec de hauts rendement.

The use of biomass as a source of energy has increased in recent years. Whatever the application, the potential of the raw materials, such as cereal or wood by-products (CBP/WBP), needs to be enhanced by grinding processes to ensure the best conversion into energy vectors. However, the energy consumption by the grinding step could vary significantly according to the mechanical properties of the biomass, the process parameters and the targeted size. In this work, we study the influence of the mechanical stress generated by the grinder on the properties of the ground powder (size distribution, particle shape), and on the required energy. The materials were ground in a laboratory ball mill in impact and attrition modes with the same input of energy. Results showed that grinding kinetics were faster with impact than attrition, initial particle sizes being reduced by 98% in 10 and 40 minutes, respectively. An agglomeration index was defined as the ratio between specific surface areas determined with and without ultrasonic treatment. Powder obtained by impact displayed an agglomeration index of 0.5 (CBP) and 0.4 (WBP) after 60 minutes of grinding whereas in attrition this index was lower around 0.4 and 0.2 after 200 minutes of grinding. Moreover, in terms of energy, impact mode seemed to be more energy efficient than attrition., Proceedings of the 26th European Biomass Conference and Exhibition, 14-17 May 2018, Copenhagen, Denmark, pp. 567-571

Thèse dirigée par Patrick Fridenson (Directeur d’étude ÉHESS), soutenue le 2 décembre 2017, devant un jury composé de Kenneth Bertrams (Professeur Université Libre de Bruxelles), Anne Dalmasso (Professeure Université de Grenoble-Alpes), Hervé Joly (Directeur de recherche CNRS), Ernst Homburg (Professeur Université de Maastricht) et Anne Rasmussen (Professeure Université de Strasbourg). Résumé : L’industrie chimique française est une industrie qui apparait alanguie au début du siècle et distan...

Driven by the growth in the infant formula market, lactose production is increasing worldwide, and the requirements for the product quality are becoming stricter. Caking, or the unwanted agglomeration of lactose powder particles, is synonym of poor quality for the customers and should therefore be prevented to avoid large economic loss. Focusing on the process–product relationship, this PhD project aimed at finding the critical parameters and understanding the caking mechanisms in lactose powder in order to establish means to limit caking. In samples from pilot production, impurities (i.e. non-lactose components) were shown to increase moisture sorption and caking. The particle size distribution of the powder also exhibited a large effect on caking. Indeed, smaller particles and a broader distribution were characterized by enhanced moisture sorption and stronger caking, which were explained by a larger impurity content and surface area and more contact points. Analyses on the commercial powder confirmed these results and revealed the instability of the water activity during storage of the powder after drying, which was linked to caking in the bags. This PhD project also addressed an essential need in the dairy industry, i.e. the development of an accelerated caking test. Samples from different production sites were discriminated in terms of caking in less than a day, using appropriate test conditions (50°C and 60% RH). A similar test implemented at all sites would highlight batches with a high caking tendency before shipment to the customers. The better understanding of the caking mechanisms provided by this PhD work enables industrials to target the critical processing steps requiring optimization to avoid caking in the finished product.; L’augmentation de la demande en lait infantile génère une forte croissance de la production mondiale de lactose. En raison d’exigences accrues sur la qualité du produit, le mottage, ou prise en masse spontanée de la poudre, est une non-conformité pouvant s’avérer très coûteuse. En utilisant une approche procédé – produit, ce projet vise à identifier les paramètres critiques et comprendre les mécanismes de mottage du lactose, pour donner les moyens aux industriels de prévenir le mottage. Les résultats obtenus sur des poudres produites à l’échelle pilote montrent le rôle déterminant des impuretés (i.e. composés autres que le lactose) et de la granulométrie. En effet, les impuretés renforcent l’hygroscopicité et le mottage. De plus, en augmentant la teneur en impuretés, la surface spécifique et le nombre de points de contact, une diminution de la taille des particules et une hétérogénéité de tailles accrue intensifient le mottage. L’analyse des poudres commerciales a confirmé ces résultats mais aussi révélé une augmentation rapide de l’activité d’eau pendant le stockage après séchage de la poudre. Une forte activité d’eau entraîne du mottage dans la majorité des lots concernés. Un autre résultat marquant de ce travail est le développement d’un test de mottage accéléré, qui permet de classer des poudres de lactose en fonction de leur tendance au mottage en moins d’une journée, après un stockage à 50°C et 60% d’HR. Un test similaire implémenté sur chaque site de production permettrait l’identification rapide des lots à risque avant expédition. Grâce à la meilleure compréhension des mécanismes de mottage fourni par ce travail, les industriels peuvent cibler les étapes critiques du procédé à optimiser pour prévenir le mottage du lactose.

Driven by the growth in the infant formula market, lactose production is increasing worldwide, and the requirements for the product quality are becoming stricter. Caking, or the unwanted agglomeration of lactose powder particles, is synonym of poor quality for the customers and should therefore be prevented to avoid large economic loss. Focusing on the process–product relationship, this PhD project aimed at finding the critical parameters and understanding the caking mechanisms in lactose powder in order to establish means to limit caking. In samples from pilot production, impurities (i.e. non-lactose components) were shown to increase moisture sorption and caking. The particle size distribution of the powder also exhibited a large effect on caking. Indeed, smaller particles and a broader distribution were characterized by enhanced moisture sorption and stronger caking, which were explained by a larger impurity content and surface area and more contact points. Analyses on the commercial powder confirmed these results and revealed the instability of the water activity during storage of the powder after drying, which was linked to caking in the bags. This PhD project also addressed an essential need in the dairy industry, i.e. the development of an accelerated caking test. Samples from different production sites were discriminated in terms of caking in less than a day, using appropriate test conditions (50°C and 60% RH). A similar test implemented at all sites would highlight batches with a high caking tendency before shipment to the customers. The better understanding of the caking mechanisms provided by this PhD work enables industrials to target the critical processing steps requiring optimization to avoid caking in the finished product., L’augmentation de la demande en lait infantile génère une forte croissance de la production mondiale de lactose. En raison d’exigences accrues sur la qualité du produit, le mottage, ou prise en masse spontanée de la poudre, est une non-conformité pouvant s’avérer très coûteuse. En utilisant une approche procédé – produit, ce projet vise à identifier les paramètres critiques et comprendre les mécanismes de mottage du lactose, pour donner les moyens aux industriels de prévenir le mottage. Les résultats obtenus sur des poudres produites à l’échelle pilote montrent le rôle déterminant des impuretés (i.e. composés autres que le lactose) et de la granulométrie. En effet, les impuretés renforcent l’hygroscopicité et le mottage. De plus, en augmentant la teneur en impuretés, la surface spécifique et le nombre de points de contact, une diminution de la taille des particules et une hétérogénéité de tailles accrue intensifient le mottage. L’analyse des poudres commerciales a confirmé ces résultats mais aussi révélé une augmentation rapide de l’activité d’eau pendant le stockage après séchage de la poudre. Une forte activité d’eau entraîne du mottage dans la majorité des lots concernés. Un autre résultat marquant de ce travail est le développement d’un test de mottage accéléré, qui permet de classer des poudres de lactose en fonction de leur tendance au mottage en moins d’une journée, après un stockage à 50°C et 60% d’HR. Un test similaire implémenté sur chaque site de production permettrait l’identification rapide des lots à risque avant expédition. Grâce à la meilleure compréhension des mécanismes de mottage fourni par ce travail, les industriels peuvent cibler les étapes critiques du procédé à optimiser pour prévenir le mottage du lactose.

Buildings account for almost the half of the total energy consumption (60% for heating and cooling) and CO2 emissions in Europe. Thus, the control of energy consumption in building appears as critical. In that perspective, "super-thermal insulating" materials such as vacuum insulation panels (VIP) are promising, both for buildings renovation, and for new energy-efficient constructions. A VIP is composed by a sealed core material in which vacuum is established. The core is made of an open nanoporous stack of silica powders with very high porosity (> 90%) and very fine porous structure (< 200 nm). Two types of silica are typically used: first fumed silica (FS) which enable to process panels with a sufficient compression strength for handling for a density as low as 160 kg/m3, second precipitated silica (PS) which enable to process denser panels with a minimal density of about 250 kg/m3. VIPs made of FS powders are more efficient in terms of thermal and mechanical properties as compared of VIP made of PS powders. However, their price is higher. This study aims at understanding the differences in mechanical properties noted between compacted FS and PS powders. Oedometric compression tests and spherical indentation test were carried out on compacts of Konasil 200 FS silica and on compacts of Tixosil 43 and 365 PS silica. In addition, structural observations of the powders were made using transmission electron microscopy (TEM) and small angle X-ray scattering (SAXS). These results permit to identify the parameters leading differences between FS and PS powders. Thus, surface chemistry, multiscale organization and interactions forces are highlighted to explain the differences in mechanical properties between compacts of FS and PS silica.; En Europe, le secteur du bâtiment représente près de la moitié de la consommation énergétique totale (dont 60 % pour le chauffage et la climatisation) et des rejets de CO2. Ainsi, une maîtrise de la consommation énergétique dans différents secteurs (bâtiment, transports et industrie) est nécessaire. L’utilisation de matériaux « super-isolants » thermiques tels que les panneaux isolants sous vide (PIV) dans la rénovation et dans de nouvelles constructions à très faible consommation énergétique sont prometteurs. Un PIV est composé d’un matériau de cœur thermoscellé dans une enveloppe hermétique mise sous vide. Le cœur est constitué d’un empilement de nano poudres de silices à très forte porosité (> 90%) et à très fine structure poreuse (< 200 nm). Deux types de silices sont utilisés : les silices pyrogénées (FS) avec lesquelles on obtient des PIV manipulables pour une densité de cœur de 160 kg/m3 après compaction contre 250 kg/m3 pour les silices précipitées (PS). Les PIV à base de silices FS sont plus efficaces thermiquement et mécaniquement que ceux à base de silice PS, mais restent plus coûteux. Cette étude propose de comprendre les différences de propriétés mécaniques entre les compacts de silice FS et PS. Ainsi, les comportements en compression œdométrique et en indentation sphérique d’une silice pyrogénée Konasil 200 et de deux silices précipitées Tixosil 43 et 365 ont été analysés. Ceux-ci sont complétés par des observations structurales en microscopie électronique à transmission (MET) et en diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS). Le couplage de ces résultats à l’étude du vieillissement et de la structure multiéchelles des poudres permet d'identifier les causes des écarts des propriétés observées entre silices FS et PS. Ainsi, l’impact de la chimie de surface et de l’organisation multiéchelles entre les objets observés est mis en évidence pour expliquer les différences de propriétés mécaniques entre silices FS et PS.

Cold spray process is based on spraying particles carried by a gas at a supersonic speed onto a substrate. Particle deformation during impact with the substrate creates a coating. This spraying process can retain particle microstructure and produce very dense coating. This property is crucial for anticorrosion applications. The aim of this work is to understand the effect of cold spray aluminum coating microstructure on marine corrosion mechanisms. To achieve this goal, several aluminum powders (including pure aluminum, aluminum alloys and mixtures with alumina) are sprayed onto a steel substrate. Coating microstructure is studied down to a nanoscale (TEM). The coating-substrate bond strength is determined using pull-off testing. From a thorough microstructure study, various mechanisms are proposed to explain multiscale porosity formation in coatings. A numerical study using finite elements modeling complements this microstructure analysis. From particle speed (DPV-2000) and temperature (thermal camera) measurements during impact, new material models are optimized to model aluminum and alumina behavior at particle impact. Moreover, corrosion tests are conducted (including immersion and salt spray tests). The study of corroded coating microstructures is used to identify corrosion mechanisms which occur in the coating. A relationship between coating porosity and its corrosion behavior is particularly brought into light. Finally, a first approach to a technological transfer of this process to an industrial application is proposed.; Le principe de la projection dynamique par gaz froid ou « cold spray » repose sur la projection de particules de poudres convoyées par un gaz à des vitesses supersoniques vers un substrat. La déformation des particules à l’impact avec ce dernier permet la construction d’un dépôt. Ce procédé permet de conserver la microstructure des particules de poudre et de produire des dépôts peu poreux. Cette dernière caractéristique est essentielle dans le cadre d’applications anticorrosion. L’ambition de la thèse est de comprendre le rôle de la microstructure sur les mécanismes de corrosion marine d’un dépôt à base d’aluminium élaboré par cold spray. Pour atteindre cet objectif sont projetées des poudres à base d’aluminium (aluminium pur, alliages d’aluminium et mélanges avec ajout d’alumine) sur un substrat en acier. Les microstructures des dépôts sont étudiées jusqu’à l’échelle nanométrique (MET). L’adhérence des dépôts est mesurée par l’essai de plot collé. A partir des microstructures sont proposés plusieurs mécanismes de formation de la porosité dans un dépôt cold spray à différentes échelles. Une étude numérique par éléments finis complète cette analyse microstructurale. Grâce aux mesures de la vitesse (DPV-2000) et de la température (caméra thermique) d’impact des particules, les paramètres de nouveaux modèles matériau sont optimisés pour simuler le comportement de l’aluminium et de l’alumine à l’impact. De plus, plusieurs essais de corrosion marine (immersion et brouillard salin) sont conduits. L’étude des microstructures corrodées permettent d’établir différents mécanismes de corrosion du dépôt cold spray. Un lien entre la porosité du dépôt et son comportement en corrosion est notamment montré. Enfin, une première approche du transfert de technologie du procédé à l’échelle industrielle est décrite.

Cold spray process is based on spraying particles carried by a gas at a supersonic speed onto a substrate. Particle deformation during impact with the substrate creates a coating. This spraying process can retain particle microstructure and produce very dense coating. This property is crucial for anticorrosion applications. The aim of this work is to understand the effect of cold spray aluminum coating microstructure on marine corrosion mechanisms. To achieve this goal, several aluminum powders (including pure aluminum, aluminum alloys and mixtures with alumina) are sprayed onto a steel substrate. Coating microstructure is studied down to a nanoscale (TEM). The coating-substrate bond strength is determined using pull-off testing. From a thorough microstructure study, various mechanisms are proposed to explain multiscale porosity formation in coatings. A numerical study using finite elements modeling complements this microstructure analysis. From particle speed (DPV-2000) and temperature (thermal camera) measurements during impact, new material models are optimized to model aluminum and alumina behavior at particle impact. Moreover, corrosion tests are conducted (including immersion and salt spray tests). The study of corroded coating microstructures is used to identify corrosion mechanisms which occur in the coating. A relationship between coating porosity and its corrosion behavior is particularly brought into light. Finally, a first approach to a technological transfer of this process to an industrial application is proposed.; Le principe de la projection dynamique par gaz froid ou « cold spray » repose sur la projection de particules de poudres convoyées par un gaz à des vitesses supersoniques vers un substrat. La déformation des particules à l’impact avec ce dernier permet la construction d’un dépôt. Ce procédé permet de conserver la microstructure des particules de poudre et de produire des dépôts peu poreux. Cette dernière caractéristique est essentielle dans le cadre d’applications anticorrosion. L’ambition de la thèse est de comprendre le rôle de la microstructure sur les mécanismes de corrosion marine d’un dépôt à base d’aluminium élaboré par cold spray. Pour atteindre cet objectif sont projetées des poudres à base d’aluminium (aluminium pur, alliages d’aluminium et mélanges avec ajout d’alumine) sur un substrat en acier. Les microstructures des dépôts sont étudiées jusqu’à l’échelle nanométrique (MET). L’adhérence des dépôts est mesurée par l’essai de plot collé. A partir des microstructures sont proposés plusieurs mécanismes de formation de la porosité dans un dépôt cold spray à différentes échelles. Une étude numérique par éléments finis complète cette analyse microstructurale. Grâce aux mesures de la vitesse (DPV-2000) et de la température (caméra thermique) d’impact des particules, les paramètres de nouveaux modèles matériau sont optimisés pour simuler le comportement de l’aluminium et de l’alumine à l’impact. De plus, plusieurs essais de corrosion marine (immersion et brouillard salin) sont conduits. L’étude des microstructures corrodées permettent d’établir différents mécanismes de corrosion du dépôt cold spray. Un lien entre la porosité du dépôt et son comportement en corrosion est notamment montré. Enfin, une première approche du transfert de technologie du procédé à l’échelle industrielle est décrite.

Vortex-shakers prove to be efficient devices for studying the dustiness of powders. The position of an alumina particle in an agitated test tube has been followed by PEPT (Positron Emission Particle Tracking). Population densities were computed as the frequency of the particle’s presence in different regions of the test tube. The velocities of the particle were calculated by filtering out all displacements inferior to a critical distance dcrit so as not to consider spurious movements caused by experimental noise. After its validation, the methodology was applied to the standard condition of a vortex shaker experiment (ω = 1500 rpm, 2 g of powder and open test tube). While the horizontal coordinates and velocity components follow a symmetric distribution, the vertical coordinate is characterised by a large asymmetrical plateau. The heights reached by the particle (up to 24.3 mm) are small in comparison to that of the test tube (150 mm). The greatest velocities are found near the inner wall of the test tube and at the highest heights where the population densities are the lowest. The method explicated in the present study is directly applicable to any other sets of data obtained through PEPT, especially if the system is of small dimension., Pour étudier la pulvérulence des poudres, l’utilisation d’un agitateur vortex s’avère être efficace. La position d’une particule d’alumine dans un tube à essai agité a été suivie par la technique PEPT (Positron Emission Particle Tracking). Les densités de population ont été approximées comme étant la fréquence de la présence de la particule dans différentes régions du tube. La vitesse de la particule a été calculée après avoir éliminé tous les déplacements inférieurs à une distance critique dcrit afin de ne pas considérer les faux mouvements causés par le bruit d’acquisition. Après sa validation, la méthodologie fut appliquée aux conditions standards d'une expérience avec l'agitateur vortex (ω = 1500 rpm, 2 g de poudre et tube à essai ouvert). Les coordonnées et la vitesse horizontales sont caractérisés par une distribution symétrique tandis que la coordonnée verticale est caractérisée par un large plateau asymétrique. Les hauteurs atteintes par la particule (jusqu'à 24.3 mm) sont petites en comparaison à celle du tube à essai (150 mm). Les vitesses les plus grandes se trouvent près de la paroi du tube à essai et aux hauteurs les plus élevées où la densité de population est la plus basse. La méthode présentée dans ce travail est directement applicable à tout autre jeu de données obtenu avec la technique PEPT, particulièrement si le système est de petite taille.

The selective laser melting (SLM) process allows to produce dense metal parts directly from the melting of successive powder layers. However, many technical issues are still to overcome for making SLM a fully viable manufacturing process. This is the case of surface finishing and the systematic occurrence of porosities, which require post machining steps. Up till now, the origin of porosities remains unclear but is expected to be related to the stability of the process. This thesis proposes an original study of the laser-powder-melt pool interaction on 316 L and on two aluminum alloys (5086 and 4047) before studying the material’s densification conditions. The work is structured in two parts. In the first part, an experimental study of the laser-matter interaction has been carried out on an instrumented SLM setup equipped with a fast camera (>10 000 images /s). The conditions of formation of metal ejections, denudation and hydrodynamics of melt pool (including humping) have been characterized and quantified. All these phenomena are related to the high power densities used in SLM, which favor keyhole regime and vaporization. The aim of the second part of this work was to characterize the origin and the porosity fraction on an SLM machine. A first correlation has been made between the dimensions of the fusion beads and the densification conditions. A strong interaction (Rayleigh scattering or absorption) has been observed between the incident laser beam and the nanoparticles contained in the metal vapor column: this interaction is responsible for the significant dispersion of melting depths., Le procédé de fusion sélective « lit de poudre » (SLM) permet d'élaborer des pièces métalliques bonne matière (denses) directement à partir de la fusion de couches de poudres successives. De nombreux problèmes techniques doivent encore être surmontés pour faire du SLM un processus de fabrication entièrement viable. C'est le cas de l’état de surface et de l'apparition systématique de porosités, qui nécessitent des étapes de post-traitements. Jusqu'à présent, l'origine de la porosité reste incertaine mais est supposée être liée à la stabilité du procédé. Cette thèse propose une étude originale de l'interaction laser-poudre-bain liquide sur 316L et sur deux alliages d’aluminium (5086 et 4047) avant d’étudier les conditions de densification de la matière. Le travail de cette thèse s’articule en deux parties. Dans la première partie, une étude expérimentale de l’interaction laser-matière a été effectuée sur un banc instrumenté à partir d’imagerie par caméra rapide (>10 000 images /s). Les conditions de formation des éjections métalliques, de dénudation en poudre, l’hydrodynamique des zones fondues (dont le humping) ont été caractérisées et quantifiées. Tous ces phénomènes sont liés aux fortes densités de puissance utilisées en SLM, qui favorisent le régime de keyhole et la vaporisation. La deuxième partie de ce travail de thèse a consisté à évaluer l’origine et le taux de porosités sur une machine SLM. Une formulation analytique de la densification, dépendante d’un paramètre énergétique VED, a été validée par une étude expérimentale de l’évolution du taux de porosité, quelle que soit l’épaisseur de poudre. Un premier lien a été réalisé entre les dimensions des cordons de fusion et les conditions de densification. Enfin, une forte interaction (diffusion de Rayleigh ou absorption) a été observée entre le faisceau laser incident et les nanoparticules contenues dans la colonne de vapeur métallique, à l’origine de la dispersion importante des profondeurs de fusion.

International audience; This chapter focuses on nuclear magnetic resonance relaxation, pulsed field gradients NMR, and magnetic resonance imaging applied to the characterization of dairy products and dairy processes. This chapter is an updated version of a previously published review (Mariette F. Nuclear magnetic resonance: principles. In: Fuquay JW, Fox PF, Mc Sweeney PLH, editors. Encyclopedia of dairy sciences. 2nd ed. San Diego: Academic Press; 2010). This chapter is organized in several parts. The first part provides an overview on the interpretation of water NMR relaxation and its application in dairy systems. It starts with diluted models where the diffusion exchange is fast and only chemical exchange and molecular mobility are considered. Next, the regime of slow diffusion exchange is considered and applications to concentrated and complex systems are discussed. The second part of this chapter focuses on the special case of fat relaxation in the liquid and solid states. The third part includes all the aspects related to the use of the pulsed field gradient NMR technique for water diffusion and molecular probe diffusion. The fourth part provides some insights into applications of magnetic resonance imaging. This chapter is dedicated to Brian Hills for his impressive contribution to NMR science and its application in food.

Colloque 14: Matériaux en environnements extrêmes - Session C14.9 Modélisation; National audience; Les réactions hétérogènes solide-gaz sont présentes dans de nombreux domaines industriels tels que la chimie, la métallurgie, le cycle du combustible nucléaire, le stockage de l'énergie, le captage du CO 2 , etc… Les réacteurs industriels où se déroulent ces réactions sont des dispositifs complexes à appréhender : en effet le milieu granulaire formé par la phase solide et l'ensemble des gaz réactifs et produits voit ses propriétés modifiées à chaque instant par les réactions chimiques qui s'y déroulent. Le développement d'outils d'aide à la conception, à la maintenance et au diagnostic de ces installations apparait donc comme un fort enjeu pour les ingénieurs en Génie des Procédés. Ainsi le design de réacteurs industriels pour des systèmes réactionnels solide-gaz exige non seulement de connaître la cinétique chimique à l'échelle du grain, mais également de considérer la géométrie du réacteur, les sources de chauffage, les entrées et sorties de flux gazeux, le lit de poudre, etc… Un traitement simplifié des équations de transfert de chaleur et de matière est possible sous certaines hypothèses. Il fait généralement appel à la loi d'additivité des temps caractéristiques [1], et conduit à des modèles du type modèle de grains [2] ou modèle de pores [3]. Dans le but de pouvoir décrire des réacteurs en tenant compte de modèles cinétiques plus complexes et de s'affranchir de ces hypothèses, nous avons développé une approche multi-physique permettant de coupler les équations de transferts de chaleur et de matière avec des lois cinétiques complexes décrivant les réactions solide-gaz [4]. Une étude approfondie de la cinétique de la réaction chimique à partir d'expériences de thermogravimétrie en conditions isothermes et isobares, de tests expérimentaux de validation d'hypothèses cinétiques, ainsi que des caractéristiques morphologiques des réactifs et produits solides, permet d'accéder à une loi de vitesse générale [5]. Cette expression permet de tenir compte de l'influence des grandeurs thermodynamiques et des caractéristiques du système solide-gaz (forme et taille des grains, nature de l'étape limitante, etc…). A cette échelle « microscopique », la vitesse de réaction dα/dt permet de calculer les sources de chaleur et de matière produites par la réaction. A l'échelle « macroscopique » du milieu granulaire ou plus largement du réacteur, les équations bilans de chaleur et de matière sont résolues à chaque instant en tenant compte des transferts et des sources déterminées à l'échelle « microscopique ». La résolution de ces équations permet de calculer à chaque instant et à chaque endroit du réacteur la température et les pressions partielles des gaz intervenant dans la réaction. [1] H.Y. Sohn, Metall. Trans, 9B, p 89-96 (1978) [2] J. Szekely et al.

International audience

Article soumis; The control of the wet agglomeration processes of powders depends on the contribution of the characteristics of the native powders. The objective of this work is to specifically investigate the contribution of the size distribution (d50 and span) and composition (the protein contents) of the native particles, on the dimensional and structural characteristics of the wet agglomerates. Different fractions of native semolina with contrasted size properties (d50 and span) and protein content are used as raw materials. The wet granulation is conducted using a low shear granulator and liquid spraying condition at constant dimensionless spray flux. The structure properties are evaluated by the distribution of the measured values of the size, water content and compactness. We observed specific effects of the span and the median diameter of native powders on the size distributions of the wet agglomerates. Using small native particles (d50 < 250 μm) improves the homogeneity of the size distributions. Using slightly dispersed native particles (span < 1.0) leads to a better uniformity on the size distributions. Using semolina with high protein content could lead to a narrow size distribution by limiting the process of fragmentation and the formation of fragments in the bed. We showed that the mechanisms involved in the agglomeration process are similar whatever the size distribution and the protein content of the native powders.

International audience

International audience; Il existe dans plusieurs centres d’archives des « fonds reliures » composés de débris récupérés lors du démontage d’anciens registres d’état-civil ou encore de Bulletin des lois. On y trouve toutes sortes de parchemin qui ont servi à renforcer les livres et qui, une fois démontés, ne manquent pas d’intérêt. Ils ont été mis de côté par des générations d’archiviste et alimentés des fonds spécifiques. A cette première base sont souvent venus s’ajouter des documents épars et d’autres fragments dont l’origine n’est pas toujours bien connue. Les archives départementales de Loire-Atlantique, d’Ille-et-Vilaine et du Morbihan ainsi qu’une ville comme Nantes en possèdent beaucoup. Ils couvrent le plus souvent une période qui va de la fin du Moyen Âge au début de l’époque contemporaine. Certains documents ont été blanchis anciennement et n’offrent à l’historien qu’un intérêt limité alors que d’autres sont issus de fonds disparus bien connus, comme celui de la Chambre des comptes de Bretagne. La consultation des liasses abouti à une sorte d’inventaire à la Prévert dans lequel se mêlent archives ecclésiastiques, pages d’antiphonaires, comptes de paroisses, actes notariés, etc. Aux archives départementales d’Ille-et-Vilaine, on y a ajouté une série étonnante de gargousses, sacs à poudre de l’époque révolutionnaire et impériale. C’est l’histoire de ces fonds très curieux que nous avons abordé avec un focus final sur les gargousses rennaises.

Les protéines sériques sont des protéines dérivées du lait, très utilisées dans l’industrie alimentaire pour leurs propriétés nutritionnelles et fonctionnelles. L’étuvage d’une poudre d’isolat de protéines sériques à pH alcalin permet de former des assemblages micronique (AMI), possédant des propriétés rhéologiques remarquables. Brièvement, la poudre d’isolat est solubilisée dans l’eau à 150 g/kg et son pH est ajustée à 9,5. La solution est ensuite rapidement séchée par pulvérisation sur une tour pilote. La poudre est conditionnée à une activité d’eau voisine de 0,2, puis introduite dans des tubes fermés hermétiquement et étuvée à 100°C, pendant des temps variables. La poudre étuvée est remise en suspension dans de l’eau à pH 6,5 et ses propriétés d’écoulement sont caractérisées. L’objectif de ces travaux est d’étudier l'effet du temps d'étuvage sur la formation des AMI et sur leurs propriétés rhéologiques. Les suspensions d’AMI sont caractérisées par mesure de leur viscosité. Les rendements de formation des AMI sont évalués par pesés et la morphologie des AMI est étudiée par microscopie confocale Les AMI sont sphériques et creux. Ces macrosphères, de taille 4 à 400 μm, sont obtenues par réticulation des protéines au sein du grain de poudre, ce qui leur confère une forme identique à celle du grain de poudre étuvé [1]. La durée de l’étuvage est le paramètre qui va déterminer la capacité des AMI à apporter de la viscosité en phase aqueuse, car il modifie le taux de réticulation des protéines dans les grains de poudre, le nombre, la taille et la capacité de rétention des AMI en suspension dans l’eau. Les AMI pourraient être ajoutés à des préparations laitières pour augmenter leur viscosité en complexant une partie de la phase soluble.

Enriching common foods with bioactive compounds could help promote health and reduce the risk of diseases. However, most bioactives with interesting biological properties are hydrophobic and therefore have incorporation limits in foods due to their low solubility in aqueous matrices. In addition, their biological activities encounter extreme factors in the formulation and manufacturing processes of the product such as pH, temperature and pressure fluctuations. To this end, the encapsulation of the bioactive elements in "bio" matrices is a solution for improving their bioavailability and preserving their functional properties. In our study, we chose to treat curcumin, a hydrophobic phenolic compound, with various interesting biological activities such as its important antioxidant activity. The choice of the encapsulation matrix was turned to the casein micelle, an effective encapsulation matrix with desired technofunctional properties. This thesis has demonstrated the hydrophobic interaction between the casein micelle and curcumin via tryptophan residues. The addition of curcumin in solution to the casein micelle did not influence the structural properties (size, ζ-potential and internal structure) nor the functional properties (gelling) of the micelle. Knowing that the ultimate goal is the production of yogurt enriched with curcumin, the study of the interaction between curcumin and lactic bacteria of yoghurt is necessary. Indeed, curcumin adsorbs on the bacterial envelopes of Lactobacillus bulgaricus and preferentially on Streptococcus thermophilus without inhibiting their growth and their acidifying power. Once in contact with casein micelles and LABs, curcumin is partitioned between the micelle and the bacterial envelopes to establish a balance. Given that most agro-food industries use more powder rather than aqueous solutions in formulation stages, the production of curcumin-doped casein micelle powder protecting the antioxidant activity of the bioactive while preserving the technofunctional properties of the casein micelle was carried out by spray-drying, L'enrichissement d'aliments courants avec des composés bioactifs aide à promouvoir la santé et réduire le risque de maladies. Cependant, la plupart des bioactifs à propriétés biologiques intéressantes sont de nature hydrophobe et donc présentent des limites d’incorporation dans les aliments dues à leur faible solubilité dans les matrices aqueuses. De plus, leurs activités biologiques se heurtent à des facteurs extrêmes lors des procédés de formulation et de fabrication du produit telle que les fluctuations de pH, de température et de pression. Pour ce, l’encapsulation des bioactifs dans des matrices « biosourcée » s’avèrent être une solution pour améliorer leur biodisponibilité et préserver leurs propriétés fonctionnelles. Dans cette étude, nous avons choisi de traiter le cas de la curcumine, composé phénolique hydrophobe présentant diverses activités biologiques intéressantes telles que notamment une activité antioxydante importante, mais dont l'action est limitée de par sa faible biodisponibilité. Le choix de la matrice d’encapsulation s’est porté sur la micelle de caséine, véritable matrice naturelle et efficace aux propriétés technofonctionnelles variées. Cette thèse a permis de démontrer l’interaction hydrophobe entre la micelle de caséine et la curcumine via les résidus tryptophane. L'incorporation de la curcumine au sein de la micelle de caséine n’influence ni les propriétés structurales (taille, charge de surface et structure interne) ni les propriétés fonctionnelles (gélification) de la micelle. Sachant qu'un des objectifs d'application pourrait être la production d’un yaourt enrichi en curcumine, l’étude de l’interaction entre la curcumine et les bactéries lactiques du yaourt est nécessaire. Il a ainsi été démontré que la curcumine s’adsorbe sur les enveloppes bactériennes de Lactobacillus bulgaricus et préférentiellement sur Streptococcus thermophilus sans inhiber leur croissance et leur pouvoir acidifiant. Une fois en contact avec les micelles de caséines et les LAB, la curcumine se partage entre la micelle et les enveloppes bactériennes pour établir un équilibre. Sachant que la plupart des industries agroalimentaires utilisent dans les étapes de formulation des ingrédients sous forme de poudres plutôt que sous forme liquide, la production d’une poudre de micelle de caséine dopée en curcumine préservant l’activité antioxydante du bioactif tout en conservant les propriétés technofonctionnelles de la micelle de caséine a été réalisée par séchage par atomisation

International audience; The aim of this study was to determine the effects of lactic fermentation of Moringa oleifera leaf powder at young and mature stage of development. This is to improve the organoleptic quality of Moringa oleifera leaf powder. The work was performed in the laboratory of high School of Engineering of La Reunion. The fermentation was performed by Lactobacillus plantarum (DSM 2601) and Weissella cibaria (27A) inoculated at 10 6 CFU / g. The fermentation was performed at 25°C over 5 days. An acidification of fermented products (4 < final pH < 5), a high protein content in mature leaves fermented over 120 hours (T120-Ma), or over 48 h (T48-Ma), by Weissella cibaria, a high protein content in mature leaves fermented over 120 h (T120-Ma) and in young leaves fermented over 120 h (T120-I) by Lactobacillus plantarum was observed. The results of ANOVA on fermentation by Weissella cibaria (27A) and Lactobacillus plantarum (DMS 2601) on the nutritional leaves of Moringa oleifera, showed there was no significant effect on the α=0,05 fermentation times and stage of leaves maturity for contents of reducing sugar and proteins. But there is a significant effect of fermentation and maturation stage leaves on the pH of the product threshold at α=0.05. The fermentation by Lactobacillus plantarum (DMS 2601) showed there was an effect of the fermentation time on the content of phenolic compounds. Principal component Original Research Article Nirina et al.; EJNFS, 7(1): 77-83, 2017; Article no.EJNFS.2017.004 78 analysis (PCA) showed that there is a negative correlation between the protein content and the content of phenolic compounds. By the fermentation process, the organoleptic characteristics of the Moringa oleifera leaves powders whose color is to be improved, which is an asset in the process of incorporation of Moringa oleifera. Lactic fermentation of Moringa oleifera leaves is a method of increasing protein intake of the food and the fight against PEM target populations.

Micellar casein (MC) powder must be completely dispersed and dissolved in water to fully exhibit their functional properties. However, the rehydration properties of these powders decline strongly during storage, leading to loss of solubility and longer rehydration time. In this work, controlled ageing was applied to a MC powder in order to better understand the mechanisms responsible for the deterioration of rehydration properties in the course of storage. The objective was to investigate evolutions of powder surface structure and composition as well as the link between these changes and the decline in rehydration properties, which were evaluated through characteristic times of different steps constituting the full rehydration process. Lipid migration (towards the particle surface) and increase of interactions between surface micellar particles during storage were proven to be responsible for major changes in different rehydration stages. First, the delay in water penetration into particles was quantified; then, the increase of particle fragmentation time was determined and finally, an extended total rehydration time was evidenced. Analysis of the characteristic times of different rehydration stages shows unambiguously that the main step increasing the total rehydration time of aged powder is not lipid migration but the crosslink formation during storage, which can thus be considered as the rate-limiting stage for rehydration of aged powder.

Egg white is a key ingredient in many food products as it combines high nutritional quality with excellent functional properties. However, it is also one of the leading causes of food allergy in childhood. Dehydrated egg white is a common form of industrial egg white. To increase the functional properties, egg white powders are heated which may change protein antigenicity and susceptibility to digestion. The present work highlighted the effect of a wide range of dry heating rates (from 1 to 10 days between 60 and 90 °C) simultaneously on the interfacial properties, antigenicity and susceptibility to in vitro digestion of egg white proteins. Thanks to a powerful statistical methodology, i.e. multiple factor analysis (MFA), that enables to consider all the data in a common space, intermediate dry heating treatments (2–5 days at 70 °C or 1–2 days at 80 or 90 °C) were found to be good compromise to improve egg white functionality without enhancing too much protein resistance to digestion or protein antigenicity.

The aim of this work was to evaluate the potential of crude lipase powders made from Adansonia grandidieri and Jatropha mahafalensis seeds for the synthesis of fatty acid alkyl esters in a solvent-free system. The influence of the nature of the alcohol, the amount of glycerol, and hydration of the powder was investigated. Results showed that the activity of these crude lipase powders was inversely proportional to the alcohol polarity and the amount of the glycerol in the reaction medium. To ensure optimum activity, A. grandidieri and J. mahafalensis powders must be conditioned to a water activity of 0.33 and 0.66. To obtain a fatty acid ethyl ester yield greater than 95% with A. grandidieri, ethanol should be introduced at an amount corresponding to a triacylglycerol to ethanol molar ratio of 2:1 every 15 h for 96 h and use 25% of preconditioned crude lipase powders (2 additions of 12.5%).