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Biogas is a renewable, local, non-intermittent energy which can be used in different ways. Before its valorization, it is necessary to clean this gas, notably to remove hydrogen sulfide (H2S). This component can be removed by adsorption on noble materials such as activated carbon (AC). In order to reduce the waste disposal and participate to circular economy while reducing the cleaning costs, the use of thermal treatment residues (TTR), close to traditional adsorbents, receives more and more attention to remove H2S from biogas. First, an analytical method was developed in order to quantify the amount of sulfur present in different materials with TGA-DSC under air and nitrogen atmosphere. The amount of organic matter in the material and its porosity affect elemental sulfur oxidation when experiments were carried out with air and also its vaporization. Organic matter vulcanization was also observed, leading to the formation of longer and more complex carbon chains. During this thesis, three types of TTR were used for the removal of H2S from a landfill biogas: biomass ash (BA), biochar (BCH) and incinerated sewage sludge (ISS). It was found that two of them are not sufficiently efficient as themselves for H2S removal. Final adsorption capacities of BCH and ISS were quite low and these materials never adsorbed the total amount of H2S entering in the reactor. On the contrary, BA was a good adsorbent with a final adsorption capacity of 175 mgH2S/gDM. The materials characterization let us understand the adsorption mechanisms leading to H2S removal. For all the materials, at the beginning of the experiment, the conditions are favorable to H2S chimisorption into elemental sulfur. However, while BA and ISS have a buffering capacity leading to the basicity of the solid, BCH begin acid. Then, non-selective physisorption takes place with this TRR. ISS adsorption was limited by its too low porosity and BCH by the absence of catalyst minerals and its too low density. Comparison of removal performances of TTR also highlights the influence of humidity on adsorption efficiency for ISS as well as the effect of gas flow on experimental adsorption test. With the adsorption efficiency comparison between the different TTR, it seems interesting to associate materials with different characteristics in order to try to obtain more efficient adsorbents and consequently find a valorization way for all the TTR. Adsorption experiments with a synthetic biogas were first performed in order to assess the potential of various formulations. A strong synergy was observed with the formulation with ISS and 10-30 % of AC. The encouraging results obtained with the synthetic biogas were confirmed with an experiment using a landfill biogas and a larger reactor. ISS itself was indeed a bad adsorbent but the addition of AC provides enough porosity to efficiently adsorb H2S., Le biogaz est un vecteur énergétique renouvelable, local, non intermittent et aux multiples usages. Avant toute forme de valorisation, il est cependant nécessaire d’épurer ce gaz. Cette épuration consiste notamment à l’abattement du sulfure d’hydrogène (ou H2S). Celui-ci peut être traité par adsorption sur des matériaux nobles tels que le charbon actif. Afin de s’inscrire dans l’économie circulaire tout en réduisant les coûts de traitement, l’idée est d’utiliser des résidus de traitement thermiques, proches des adsorbants traditionnels, pour éliminer l’H2S du biogaz. Dans un premier temps, une méthode analytique a été mise au point pour quantifier la quantité de soufre élémentaire présente dans différents matériaux avec l’ATG-ACD. La quantité de matière organique dans la matrice solide et sa porosité ont une influence sur l’oxydation du soufre lors des essais sous air et également sur sa vaporisation. Durant cette thèse, trois types de résidus de traitement thermique (cendre de biomasse – CCB, biochar – BCH et cendre de boue d’épuration – CBE) ont été utilisés pour adsorber l’H2S d’un biogaz d’Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND). Deux d’entre eux n’épuraient pas efficacement l’H2S. Les capacités d’adsorption finales des BCH et CBE étaient en effet assez faibles et ces matériaux ne retenaient jamais la totalité de l’H2S entrant. Au contraire, les CCB se sont révélées être de bons adsorbants avec une capacité d’adsorption massique en fin d’essai de 175 mgH2S/gMS. La caractérisation des matériaux a permis de comprendre les mécanismes d’adsorption à l’origine de la rétention de l’H2S. Pour tous les matériaux, en début d’essai, les conditions sont favorables à la chimisorption de l’H2S en soufre élémentaire. Cependant, alors que les CCB et les CBE ont un pouvoir tampon qui leur permet de rester basique, les BCH s’acidifient. De la physisorption non sélective a alors lieu avec ces matériaux. Les CBE sont toutefois limitées par leur absence de microporosité pour stocker le soufre chimisorbé et les BCH par l’absence de minéraux catalyseurs et leur trop faible densité. A partir de la comparaison des RTT bruts, il nous a semblé intéressant d’associer des matériaux aux caractéristiques différentes pour tenter d’obtenir un adsorbant plus efficace et donc de réussir à valoriser ces résidus. Des tests d’adsorption avec un biogaz synthétique ont d’abord été réalisés pour estimer le potentiel de différentes formulations. Le seul mélange pour lequel une forte synergie a été observée est celui constitué de CBE et de charbon actif (CA). Les résultats encourageants obtenus lors des essais avec le biogaz synthétique ont été confirmés lors d’essai avec un biogaz d’ISDND. L’ajout de CA a permis retenir de manière beaucoup plus efficace l’H2S et de rendre la CBE utilisable pour l’épuration de biogaz à l’échelle industrielle. Le CA a apporté la porosité nécessaire pour qu’ait lieu la chimisorption de l’H2S et le stockage du soufre élémentaire.

This work aims to evaluate the performance of a hydrological balance model in a watershed located in northern Tunisia (wadi Sejnane, 378 km2) in present climate conditions using input variables provided by four regional climate models. A modified version (MBBH) of the lumped and single layer surface model BBH (Bucket with Bottom Hole model, in which pedo-transfer parameters estimated using watershed physiographic characteristics are introduced) is adopted to simulate the water balance components. Only two parameters representing respectively the water retention capacity of the soil and the vegetation resistance to evapotranspiration are calibrated using rainfall-runoff data. The evaluation criterions for the MBBH model calibration are: relative bias, mean square error and the ratio of mean actual evapotranspiration to mean potential evapotranspiration. Daily air temperature, rainfall and runoff observations are available from 1960 to 1984. The period 1960–1971 is selected for calibration while the period 1972–1984 is chosen for validation. Air temperature and precipitation series are provided by four regional climate models (DMI, ARP, SMH and ICT) from the European program ENSEMBLES, forced by two global climate models (GCM): ECHAM and ARPEGE. The regional climate model outputs (precipitation and air temperature) are compared to the observations in terms of statistical distribution. The analysis was performed at the seasonal scale for precipitation. We found out that RCM precipitation must be corrected before being introduced as MBBH inputs. Thus, a non-parametric quantile-quantile bias correction method together with a dry day correction is employed. Finally, simulated runoff generated using corrected precipitation from the regional climate model SMH is found the most acceptable by comparison with runoff simulated using observed precipitation data, to reproduce the temporal variability of mean monthly runoff. The SMH model is the most accurate to reproduce the occurrence of dry days but still underestimates them. From the statistical distribution point of view, corrected SMH precipitation data introduced into the MBBH model were not able to reproduce extreme runoff values generated by observed precipitation data during validation (larger than 80 mm/month). This may be due to the SMH weakness in reproducing moderate and high rainfall levels even after bias correction. This approach may be considered as a way to use regional climate models (RCM) model outputs for studying hydrological impacts.

Recently, patients have been looking for complementary and natural therapies, particularly herbal medicine. Faced with self-medication and the multitude of advices found on the Internet, the pharmacist is an important consulting partner when delivering plants. In this thesis, nineteen medicinal plants are listed in the French Pharmacopoeia (XIth Edition): birch (Betula pendula L.), borage (Borrago officinalis L.), heather (Erica cinerea L.), buchu (Barinus betulina Thunb.), restharrow (Oninis spinosa L.), quack grass (Elytrigia repens L.), juniper (Juniperus communis L.), sour cherry (Prunus cerasus L.), orthosiphon (Orthosiphon stamineus Benth.), nettle (Urtica dioïca L.), mouse-ear hawkweed (Hieracum pilosella L.), dandelion (Taraxacum officinale Weber), horsetail (Equisetum arvense L.), elderberry (Sambucus nigra L.), linden (Tilia sp.), goldenrod (Solidago virgaurea L.), and the Canada fleabane (Erigeron canadensis L.). These plants have diuretic properties and are used in the case of water retention, slimming regimen or urinary lithiasis. For an easy use in the pharmacy, they are presented on an indication board. Following this infatuation, the chemist is often the first person consulted by patients to take medicinal advices. He must propose the most adapted plant(s), ensuring there is no contra-indication to use them, to verify the lack of drug interactions, to be able to know the limits of his advices and to recall the rules for a good use.; Depuis quelques années, les patients sont à la recherche de thérapeutiques complémentaires et naturelles comme la phytothérapie. Face à l’automédication et les nombreux conseils trouvés sur Internet, le pharmacien officinal tient un rôle important de conseil lors de la délivrance de plantes. Il est abordé dans ce mémoire dix-neuf plantes médicinales inscrites à la Pharmacopée française (XIème Édition) : le bouleau (Betula pendula L.), la bourrache (Borrago officinalis L.), la bruyère (Erica cinerea L.), le buchu (Barosma betulina Thunb.), la bugrane (Oninis spinosa L.), le chiendent (Elytrigia repens L.), le genévrier (Juniperus communis L.), le griottier (Prunus cerasus L.), le lamier blanc (Lamium album L.), l’orthosiphon (Orthosiphon stamineus Benth.), l’ortie (Urtica dioïca L.), la piloselle (Hieracum pilosella L.), le pissenlit (Taraxacum officinale Weber), la prêle (Equisetum arvense L.), la reine des prés (Filipendula ulmaria L.), le sureau (Sambucus nigra L.), le tilleul (Tilia sp.), la verge d’or (Solidago virgaurea L.) et la vergerette du Canada (Erigeron canadensis L.). Ces plantes – dotées de propriétés diurétiques et utilisées en cas de rétention d’eau, de régime amincissant ou de lithiase urinaire – sont présentées sous forme de tableaux pour une utilisation facilitée à l’exercice officinal. Suite à cet engouement, le pharmacien officinal est souvent la première personne vers qui le patient se tourne. Il doit proposer la ou les plantes les plus adaptées en s’assurant de l’absence de contre-indication à l’emploi, vérifier l’absence d’interaction(s) médicamenteuse(s), être en mesure de connaître les limites de son conseil et rappeler les règles de bon usage.

Crop systems and plant roots can modify the soil water retention properties. 5. International EcoSummit: Ecological Sustainability: Engineering Change

La rhizosphère, en tant qu’environnement microbien et physico-chimique spécifique influencé par les racines, est le lieu privilégié des interactions sol-microorganismes- plante. Ces interactions sont fondamentales pour la diversité et la productivité des agrosystèmes, entre autres dans les processus de minéralisation. Hot-spot d’activité biologique, la rhizosphère est aussi un milieu où, en interaction avec la biologie, les propriétés physico-chimiques se différencient : l’agrégation, la densité, la porosité et les transferts d’eau et de nutriments seraient modifiés par rapport au sol « moyen ». Réciproquement, ces conditions physico-biologiques spécifiques de la rhizosphère pourraient induire des comportements particuliers (résistance ? résilience ?) des microorganismes et des plantes vis-à-vis de stress environnementaux, notamment les sécheresses. En particulier, la production de mucilages/exopolysaccharides (EPS) par les racines et les microorganismes pourrait avoir un rôle important dans ces interactions-rétroactions biologie-propriétés hydriques. Nous avons testé ces hypothèses appliquées au compartiment microbien dans le cadre d’une expérimentation en champs (culture de maïs, ANR Azodure). Au cours de deux campagnes de prélèvements (printemps et été) nous avons prélevé du sol rhizosphérique et du sol moyen correspondant et caractérisé ces échantillons d’un point de vue physicochimie (rétention en eau, EPS) et microbiologique (biomasse active, structure catabolique, stabilité de la respiration microbienne après une perturbation de sécheresse et température élevée). Nous avons constaté que les sols rhizosphériques présentaient des biomasses microbiennes, une stabilité face au stress hydrique et thermique, des quantités d’EPS et des valeurs de rétention en eau plus élevées que les sols moyens. De plus, nous avons mis en évidence des corrélations entre rétention en eau et quantités d’EPS dans les sols, confirmant le rôle des EPS dans les propriétés hydriques des sols. Ces résultats sont plus prononcés en été qu’au printemps. Ces résultats obtenus in situ, suggèrent que la spécificité physico-chimique de l’environnement rhizosphérique (liée en partie à la présence des EPS) pourrait favoriser la stabilité des communautés microbiennes y vivant vis-à-vis des stress de type sécheresse et canicule. Mieux connaître ces interactions au sein de la rhizosphère entre propriétés hydriques locales, modifiées, du sol et comportements microbiens vis-à-vis des stress hydriques, nous permettra de mieux appréhender la réponse de la plante et de la microflore du sol, dans un contexte agronomique de changement climatique avec des périodes de déficit hydrique plus intenses et plus fréquentes.

National audience

International audience

International audience; In this work, we continue the modelling of the digestion in the small intestine, started in a previous article, by investigating the effects of dietary fibre. We recall that this model aims at taking into account the three main phenomena of the digestion, namely the transit of the bolus, the degradation of feedstuffs and the absorption through the intestinal wall. In order to study the role of dietary fibre on digestion, we model their two principal physiochemical characteristics which interact with the function of the small intestine, i.e. viscosity and water holding capacity. This leads us to consider some features of digestion which have not been taken into account previously, in particular the interrelationship between the evolution of dry matter and water in the bolus. The numerical results are in agreement with the positive effect of insoluble dietary fibre on the velocity of bolus along the small intestine and on its degradation. These results highlight the negative effect of soluble dietary fibre on digestion. Although, this model is generic and contains a large number of parameters, to our knowledge, it is among the first qualitative dynamical modelling of fibre influence on intestinal digestion.

This thesis focuses on water retention at high relative humidity (RH) (92-100%) and dessiccation shrinkage under moderate temperature (60-80°C) for two high performance concretes CEMI and CEMV (from Andra), in relation with their microstructure.To investigate the origins of the variations in water saturation degree Sw at high RH, both concretes are dried at RH=92, 98 and 100%, from the fully saturated state. For both concretes, sampling affects significantly Sw. For CEMI at 100%RH, sample size also affects Sw, due to surface drying (desorption); at 92 and 98%RH, CEMI is no longer sensitive to surface drying effects; it is sensitive to experimental conditions (RH, T). CEMV is affected by sample size whatever the RH, but not by experimental conditions.From 60°C drying temperature, the relationship between shrinkage and relative mass loss presents four distinct phases. CEMI concrete is dried at 65°C until phase 3 or 4, and then submitted to a coupled poro-mechanical and gas permeability test. For the same sample tested in phase 3 and then 4, a difference in solid skeleton incompressibility modulus Ks is measured, which is significantly lower than the differences in Ks due to sampling.With the Scanning Electron Microscope, the solid phases and morphology of both concretes are quantified. CEM I and CEM V comprise identical phases, even portlandite, yet CEM V concrete has some specific phases, owing to the addition of slag and fly ash. The C-S-H in CEM V have a lower C/S ratio than in CEM I. The (C/S) ratio remains similar when comparing between three different batches. Besides, millimetric pores vary significantly, owing to differences in manufacturing; Cette thèse étudie la rétention d’eau à haute HR et le retrait sous température modérée des bétons CEMI et CEMV de l’Andra, en lien avec leur microstructure.Pour étudier l’origine des variations de Sw à haute HR, du béton est séché à HR= 92-100%. Pour les deux bétons, l’échantillonnage influe significativement sur Sw. Pour le CEMI, à HR=100%, la taille joue aussi, en lien avec un mécanisme de séchage par désorption de surface ; à HR=92&98%, ce béton n’est plus sensible aux effets de surface ; il est sensible aux conditions expérimentales. Pour le CEMV, l’effet de la taille existe quelle que soit l’HR, mais il est peu sensible aux conditions expérimentales.A partir de 60°C, le retrait de dessiccation présente quatre phases en fonction de la perte de masse relative. Pour le béton CEMI séché jusqu’en phase 3 ou 4, la possible rigidification de la matrice solide est investiguée par un essai couplé de poro-élasticité et transport de gaz. Pour un même échantillon en phase 3 puis en phase 4, on mesure une légère augmentation du Ks ; la perméabilité au gaz est significativement plus sensible au confinement. Par contre, la rigidification du matériau est limitée en comparaison de l’effet d’échantillonnage.Au MEB, les phases et la morphologie des bétons sont quantifiées. Le CEM I et le CEM V ont des phases solides identiques, mais le CEM V comprend des phases spécifiques (ajout de laitiers et cendres volantes). Les C-S-H du CEM V ont un rapport C/S globalement plus bas que le CEM I. Ce rapport reste similaire pour trois gâchées différentes. Par contre, l’occurrence de pores millimétriques varie significativement, du fait de modes de mise en oeuvre sensiblement différents

This thesis focuses on water retention at high relative humidity (RH) (92-100%) and dessiccation shrinkage under moderate temperature (60-80°C) for two high performance concretes CEMI and CEMV (from Andra), in relation with their microstructure.To investigate the origins of the variations in water saturation degree Sw at high RH, both concretes are dried at RH=92, 98 and 100%, from the fully saturated state. For both concretes, sampling affects significantly Sw. For CEMI at 100%RH, sample size also affects Sw, due to surface drying (desorption); at 92 and 98%RH, CEMI is no longer sensitive to surface drying effects; it is sensitive to experimental conditions (RH, T). CEMV is affected by sample size whatever the RH, but not by experimental conditions.From 60°C drying temperature, the relationship between shrinkage and relative mass loss presents four distinct phases. CEMI concrete is dried at 65°C until phase 3 or 4, and then submitted to a coupled poro-mechanical and gas permeability test. For the same sample tested in phase 3 and then 4, a difference in solid skeleton incompressibility modulus Ks is measured, which is significantly lower than the differences in Ks due to sampling.With the Scanning Electron Microscope, the solid phases and morphology of both concretes are quantified. CEM I and CEM V comprise identical phases, even portlandite, yet CEM V concrete has some specific phases, owing to the addition of slag and fly ash. The C-S-H in CEM V have a lower C/S ratio than in CEM I. The (C/S) ratio remains similar when comparing between three different batches. Besides, millimetric pores vary significantly, owing to differences in manufacturing; Cette thèse étudie la rétention d’eau à haute HR et le retrait sous température modérée des bétons CEMI et CEMV de l’Andra, en lien avec leur microstructure.Pour étudier l’origine des variations de Sw à haute HR, du béton est séché à HR= 92-100%. Pour les deux bétons, l’échantillonnage influe significativement sur Sw. Pour le CEMI, à HR=100%, la taille joue aussi, en lien avec un mécanisme de séchage par désorption de surface ; à HR=92&98%, ce béton n’est plus sensible aux effets de surface ; il est sensible aux conditions expérimentales. Pour le CEMV, l’effet de la taille existe quelle que soit l’HR, mais il est peu sensible aux conditions expérimentales.A partir de 60°C, le retrait de dessiccation présente quatre phases en fonction de la perte de masse relative. Pour le béton CEMI séché jusqu’en phase 3 ou 4, la possible rigidification de la matrice solide est investiguée par un essai couplé de poro-élasticité et transport de gaz. Pour un même échantillon en phase 3 puis en phase 4, on mesure une légère augmentation du Ks ; la perméabilité au gaz est significativement plus sensible au confinement. Par contre, la rigidification du matériau est limitée en comparaison de l’effet d’échantillonnage.Au MEB, les phases et la morphologie des bétons sont quantifiées. Le CEM I et le CEM V ont des phases solides identiques, mais le CEM V comprend des phases spécifiques (ajout de laitiers et cendres volantes). Les C-S-H du CEM V ont un rapport C/S globalement plus bas que le CEM I. Ce rapport reste similaire pour trois gâchées différentes. Par contre, l’occurrence de pores millimétriques varie significativement, du fait de modes de mise en oeuvre sensiblement différents

The work I did during my 2 month work experience at the end of my university course is related in these pages. I have taken part in the INRA project known as AZODURE. This trial was initiated in 2014 and was setup on three plots located on Isère/porte des Alpes territory (IPA, 38). The goal of this study is to develop a new technology of Poaceae seeds inoculation using the PGPR bacteria Azospirillum lipoferum CTR1 so that she will be used as an alternative technique of farming. During these two months I have worked on: « Determine the initial state on water retention of the plot ‘Plateau’». The aim of this work is to realize a diachronic follow-up on the retention property of this plot., Le présent rapport relate les travaux effectués durant mes deux mois de stage de fin de formation. Ce stage a été réalisé à l’INRA d’Avignon sur le projet AZODURE. Ce projet a été mis en place à partir de l’année 2014 sur trois parcelles situées sur le territoire d’Isère/porte des Alpes (IPA , 38).Il a pour but de développer une technologie d’inoculation de semences de céréales par la bactérie PGPR Azospirillum lipoferum CTR1 pour qu’elle puisse être adoptée dans la décennie à venir comme une méthode alternative de culture.Ma contribution sur ces deux mois de stage a principalement consisté à « Déterminer les caractéristiques initiales de rétention en eau sur la parcelle ‘Plateau ‘». Ceci dans le but de réaliser a posteriori un suivit diachronique des propriétés de rétentions en eau de cette parcelle.

L’exsudation de la viande représente la perte de fluide du muscle sans application de force mécanique. Elle est d’une grande importance dans la mesure où elle conditionne le rendement technologique du produit et donc sa valeur marchande. La caractérisation physico-chimique de la viande de dromadaire de la population Sahraoui a révélé une perte de poids élevée, expliquée essentiellement par la vitesse de chute du pH et son amplitude., The drip loss is the loss of fluid from muscle without mechanical force. It is of great importance as it determines the technological performance of the product and therefore its market value. The biochemical characterization of the Sahraoui population camel meat showed higher drip loss, mainly explained by the rate and extent of pH fall.

In building materials, such as mortars, cellulose ethers (CE) are used as water-retention agents. They prevent the loss of water due to absorption into the substrate during curing stage. They maintain wet conditions for proper hardening and final properties. However, the cause of retention remains unknown. First, we show through filtration tests and usual characterization methods (microscopy, light scattering) that CE solutions are composed of polydisperse aggregates of several tens of microns in diameter. We then show that a CE solution passing through a model porous medium (sieve) progressively block the sieve, even if the mesh size is much larger than the aggregates diameter, due to a statistical effect of blocking. This jamming effect also occurs during the flow through a 3D porous medium (stacks of glass beads), which led to the stopping of the fluid after a certain penetration depth of the medium. Finally, coming back to the retention standard tests with the real material (mortar) and comparing them to the filtration test we show that the latter is a good alternative test to characterize the CE retention capacity; Les éthers de cellulose (EC) sont des agents rétenteurs d'eau très utilisés dans les matériaux de construction: ils limitent fortement la perte d'eau due principalement à l'absorption dans le substrat pendant la cure, favorisant ainsi les réactions d'hydratation du ciment nécessaires à la prise qui assurent de bonnes propriétés mécaniques pour le matériau final. Cependant les causes exactes de ce phénomène de rétention d'eau restent encore incomprises à ce jour. Dans ce travail de thèse, afin d'analyser les mécanismes de la rétention, nous tentons de mieux comprendre pourquoi et comment les transferts hydriques sont modifiés en présence d'EC. Dans un premier temps, nous montrons, grâce à des tests de filtration et par les méthodes usuelles de caractérisation (microscopie, diffusion de la lumière) que les EC en solution forment des agrégats polydisperses de plusieurs dizaines de microns de diamètre. Nous montrons ensuite qu'une solution d'EC passant à travers un matériau poreux modèle (tamis) bouche progressivement ce tamis, même si la taille de maille est nettement supérieure à celle des agrégats, du fait d'un effet de blocage statistique. Cet effet de coincement se produit également lors de l'écoulement à travers un milieu poreux 3D (empilements de billes de verre), ce qui conduit à l'arrêt du fluide après une certaine hauteur de pénétration dans le milieu. Enfin, en revenant aux tests standards de rétention avec le matériau réel (mortier) puis en les comparant au test de filtration à travers un tamis nous montrons que ce dernier est un bon test alternatif qui permet de caractériser la capacité de rétention des EC

The use of olive mill wastewater (OMW) by agricultural spreading constitutes an alternative among the solutions proposed. The experiment was carried out in Sidi Bou Ali (Tunisia), with three treatments, T0, T1 (25 m3/ha) and T2 (50 m3/ha) during four months. By means the physical capillary model for porous media, pF curves were established and the effects of OMW on the soil physical characteristics were studied. It was concluded that the OMW, for the two applied doses, induced a decrease in water retention for all tensions. An increase in saturated state hydraulic conductivity was obtained in a more pronounced manner in the case of topsoil for all dates. These results confirm the migration process of OMW from the topsoil to the underlying horizon. Such soil modifications are already required in order to establish a mulch on the soil surface so as to reduce the evaporation water losses., L’épandage agricole des margines constitue une alternative parmi les solutions permettant de les valoriser. L'expérimentation a été réalisée à Sidi Bou Ali (Tunisie), avec trois traitements, T0 (Contrôle) T1 (25 m3/ha) et T2 (50 m3/ha) pendant quatre mois. Par l’application du modèle capillaire physique du milieu poreux, des courbes de pF ont été établies et les effets des margines sur les caractéristiques physiques du sol ont été étudiés. Il a été conclu que les margines ont induit une diminution de la rétention d'eau à toutes les teneurs. Une augmentation de la conductivité hydraulique saturée a été obtenue d'une manière plus prononcée dans le cas de la couche arable pour toutes les dates. Ces résultats confirment le processus de migration des margines de la surface à l'horizon sous-jacent. Ces modifications du sol sont déjà tenues en vue d'établir un mulch pour réduire les pertes d'eau par évaporation., L'applicazione agricola di acque reflue dei frantoi oleari (ARO) è un'alternativa tra le opzioni per migliorarla. L'esperimento è stato effettuato a Sidi Bou Ali (Tunisia), con tre trattamenti, T0, T1 (25 m3/ha) e T2 (50 m3/ha) per quattro mesi. Attraverso il modello fisico capillare del mezzo poroso, le curve pF sono state stabilite e gli effetti delle ARO sulle caratteristiche fisiche del suolo sono stati studiati. Si è concluso che le ARO hanno indotto una riduzione della la ritenzione idrica per tutte le tensioni più marcate. Un aumento di conduttività idraulica satura è stato ottenuto in modo più pronunciato nel caso dello strato superficiale per tutte le concentrazioni. Questi risultati confermano il processo di migrazione di ARO dal topsoil all'orizzonte sottostante. Tali modifiche del suolo sono già tenute al fine di stabilire un pacciame sulla superficie del suolo per ridurre le perdite di evaporazione dell'acqua., EQA - International Journal of Environmental Quality; Vol 5 (2010); 1-6

In building materials, such as mortars, cellulose ethers (CE) are used as water-retention agents. They prevent the loss of water due to absorption into the substrate during curing stage. They maintain wet conditions for proper hardening and final properties. However, the cause of retention remains unknown. First, we show through filtration tests and usual characterization methods (microscopy, light scattering) that CE solutions are composed of polydisperse aggregates of several tens of microns in diameter. We then show that a CE solution passing through a model porous medium (sieve) progressively block the sieve, even if the mesh size is much larger than the aggregates diameter, due to a statistical effect of blocking. This jamming effect also occurs during the flow through a 3D porous medium (stacks of glass beads), which led to the stopping of the fluid after a certain penetration depth of the medium. Finally, coming back to the retention standard tests with the real material (mortar) and comparing them to the filtration test we show that the latter is a good alternative test to characterize the CE retention capacity; Les éthers de cellulose (EC) sont des agents rétenteurs d'eau très utilisés dans les matériaux de construction: ils limitent fortement la perte d'eau due principalement à l'absorption dans le substrat pendant la cure, favorisant ainsi les réactions d'hydratation du ciment nécessaires à la prise qui assurent de bonnes propriétés mécaniques pour le matériau final. Cependant les causes exactes de ce phénomène de rétention d'eau restent encore incomprises à ce jour. Dans ce travail de thèse, afin d'analyser les mécanismes de la rétention, nous tentons de mieux comprendre pourquoi et comment les transferts hydriques sont modifiés en présence d'EC. Dans un premier temps, nous montrons, grâce à des tests de filtration et par les méthodes usuelles de caractérisation (microscopie, diffusion de la lumière) que les EC en solution forment des agrégats polydisperses de plusieurs dizaines de microns de diamètre. Nous montrons ensuite qu'une solution d'EC passant à travers un matériau poreux modèle (tamis) bouche progressivement ce tamis, même si la taille de maille est nettement supérieure à celle des agrégats, du fait d'un effet de blocage statistique. Cet effet de coincement se produit également lors de l'écoulement à travers un milieu poreux 3D (empilements de billes de verre), ce qui conduit à l'arrêt du fluide après une certaine hauteur de pénétration dans le milieu. Enfin, en revenant aux tests standards de rétention avec le matériau réel (mortier) puis en les comparant au test de filtration à travers un tamis nous montrons que ce dernier est un bon test alternatif qui permet de caractériser la capacité de rétention des EC

Weathering processes transform hard fresh rock into regolith materials, composed of weathered bedrock and soils. The thickness of the weathered bedrock layer varies greatly, attaining several meters under certain climatic and lithologic conditions. The hydrology of catchments on bedrock is strongly controlled by the hydrologic functioning of these weathered bedrock layers, and the understanding and modeling of this functioning requires a knowledge of their hydraulic properties, such as their water retention curves. There are few references available on the water retention curve of weathered bedrock. To fill this gap, we measured the water retention characteristic of highly weathered Plomelin leucogranodiorite in replicate core samples. The study of weathered granite samples showed that their mean water retention curves differed significantly from those estimated for soil samples of the same grain size distribution using a pedotransfer function and for other granites with the same weathering index. Even if one can generate hypotheses to explain the observed differences, the three approaches we used to compare our results cannot replace the experimental approach to generate the water retention curve of a material such as weathered granite. In addition to enriching the body of work on water retention curves of weathered bedrocks, the results of this work suggest that there is a need for developing a database of retention properties of weathered bedrocks in parallel with the development of a model based on factors more appropriate than the weathering index.

Cellulose ethers (CE) are commonly used as additives to improve the quality of cement-based materials. As admixtures, they improve the properties of mortars such as workability, open time and water retention. This study is devoted to improve the knowledge on the influence of cellulose ethers on the freshly-mixed mortars water retention. The aims of this thesis are to identify they key structural parameters of the CE which influence the water retention and to clarify the water retention mechanisms of CE in freshly mixed mortars.In this frame, the influence of cellulose ethers molecular parameters was explored. The results demonstrated that molecular weight is the key parameter concerning the water retention capacity of mortars. On the contrary, the substitution degrees seem to have a lower impact on this property. To understand water retention mechanisms, two ways were investigated. The first hypothesis is that there is a relationship between the rheological behavior of mortars and their ability to retain water upon contact with a substrate. The rheological study showed that CE are viscosity modifiers. Moreover, for CE with the same substitution parameters, mortar’s viscosity and its water retention seem to go hand in hand. However, this relationship is not so simple. Indeed, the water retention properties were measured for different mortars with close consistencies. This comparison demonstrated that the ability of mortars to retain water cannot be determined from its rheological behavior. In addition, other molecules such as starch derivatives, showed an opposite trend: the higher the consistency, the lower the water retention. Thus, mortar’s consistency is not the only parameter which can explain water retention capacities of CE-admixed mortars.The second hypothesis proposed to explain water retention properties is that cellulose derivatives form a diffusion barrier to water into the fresh mortar, because CE used to form film. The ability of polymers to reduce water mobility was investigated using two techniques of nuclear magnetic resonance (NMR): NMR field gradient and relaxometry NMR. Using these two techniques, it was shown that the EC have no effect on the diffusion coefficient of water in the volume and surface of solids. A study conducted by relaxometry NMR highlighted the importance of the amount of water trapped temporarily at the surface of solids.; Les éthers de cellulose (EC) sont des adjuvants couramment introduits dans les mortiers pour améliorer leurs propriétés. Malgré le retard d’hydratation du ciment engendré par ces polysaccharides, ils sont capables d’améliorer la maniabilité et la rétention d’eau des matériaux cimentaires.Cette étude a été initiée afin d’accroître les connaissances sur l’effet des EC sur la rétention d’eau des mortiers à l’état frais. L’objectif est double : identifier les paramètres physico-chimiques jouant un rôle clé et clarifier les mécanismes d’action de dérivés cellulosiques dans les matériaux cimentaires.Pour ce faire, grâce à un large panel d’EC, l’influence des paramètres structuraux des molécules a été élucidée. Les résultats ont démontré que la masse moléculaire était un paramètre primordial alors que les degrés de substitution des groupements greffés sur la molécule ont un impact négligeable sur la rétention d’eau des mortiers. Pour comprendre les mécanismes d’action des EC dans les phénomènes de rétention d’eau, deux pistes ont été explorées. La première a consisté à savoir s’il existait une relation entre le comportement rhéologique des mortiers et leur capacité à retenir l’eau lors d’un contact avec un substrat. L’étude rhéologique a montré que les EC sont des agents viscosants et que pour des EC ayant des degrés de substitution identiques, la viscosité et la rétention d’eau du mortier semblent aller de paire. Cependant, cette relation n’est pas aussi simple. En effet, des propriétés de rétention d’eau différentes ont été mesurées pour des mortiers ayant des consistances voisines. La capacité des mortiers à retenir l’eau ne peut donc pas être déterminée uniquement à partir de son comportement rhéologique. Par ailleurs, d’autres molécules telles que les dérivés de l’amidon, ont mis en évidence une évolution opposée de la rétention d’eau avec les propriétés rhéologiques. Ainsi, la consistance d’un mortier ne peut pas à elle seule expliquer les phénomènes de rétention d’eau des mortiers adjuvantés avec les éthers de cellulose.La seconde hypothèse souvent avancée pour expliquer les propriétés de rétention d’eau est que les dérivés cellulosiques forment une barrière de diffusion à l’eau dans le mortier. La capacité des polymères à former des films a été étudiée à l’aide de deux techniques de résonance magnétique nucléaire (RMN) : la RMN à gradients de champ et la relaxométrie RMN. A l’aide de ces deux techniques, il a été montré que les EC n’ont aucun effet sur le coefficient de diffusion de l’eau dans le volume et à la surface des solides. Une étude temporelle menée par relaxométrie a mis en avant l’importance de la quantité d’eau piégée transitoirement à la surface des solides.

Information extracted from water retention properties are commonly used to evaluate soil structure. The objective of this work was to derive and test a soil entropy measure of pore size distributions (SH) from the parameters of a water retention model that assumes a log-normal distribution of soil pores. The SH function uses information on saturated and residual water contents and geometric mean pore size and geometric standard deviation. The SH function was tested with water retention data taken from separate published studies on soil textural class averages, soil compaction, and structural development in the rhizosphere. Values of SH ranged from −0.07 to about 4. Lower values were found in textural classes dominated by clay and in compacted soils; SH values were between 48% and 100% greater in soil aggregates from the rhizosphere of three crops than in aggregates sampled away from the roots. Compaction decreased the values of entropy by decreasing the values of geometric mean and/or standard deviation characterizing a pore size distribution. Soil entropy SH was correlated to saturated hydraulic conductivity from compaction studies (P < 0.001). Similar trend was followed by Ks and SH estimated from textural averages. The proposed SH function is a potentially useful measure of soil structure that is not restricted to a particular mathematical model of soil-water retention. Further improvement of SH should distinguish between porosity related to texture from porosity associated to soil structure.

Cellulose ethers (CE) are commonly used as additives to improve the quality of cement-based materials. As admixtures, they improve the properties of mortars such as workability, open time and water retention. This study is devoted to improve the knowledge on the influence of cellulose ethers on the freshly-mixed mortars water retention. The aims of this thesis are to identify they key structural parameters of the CE which influence the water retention and to clarify the water retention mechanisms of CE in freshly mixed mortars.In this frame, the influence of cellulose ethers molecular parameters was explored. The results demonstrated that molecular weight is the key parameter concerning the water retention capacity of mortars. On the contrary, the substitution degrees seem to have a lower impact on this property. To understand water retention mechanisms, two ways were investigated. The first hypothesis is that there is a relationship between the rheological behavior of mortars and their ability to retain water upon contact with a substrate. The rheological study showed that CE are viscosity modifiers. Moreover, for CE with the same substitution parameters, mortar’s viscosity and its water retention seem to go hand in hand. However, this relationship is not so simple. Indeed, the water retention properties were measured for different mortars with close consistencies. This comparison demonstrated that the ability of mortars to retain water cannot be determined from its rheological behavior. In addition, other molecules such as starch derivatives, showed an opposite trend: the higher the consistency, the lower the water retention. Thus, mortar’s consistency is not the only parameter which can explain water retention capacities of CE-admixed mortars.The second hypothesis proposed to explain water retention properties is that cellulose derivatives form a diffusion barrier to water into the fresh mortar, because CE used to form film. The ability of polymers to reduce water mobility was investigated using two techniques of nuclear magnetic resonance (NMR): NMR field gradient and relaxometry NMR. Using these two techniques, it was shown that the EC have no effect on the diffusion coefficient of water in the volume and surface of solids. A study conducted by relaxometry NMR highlighted the importance of the amount of water trapped temporarily at the surface of solids., Les éthers de cellulose (EC) sont des adjuvants couramment introduits dans les mortiers pour améliorer leurs propriétés. Malgré le retard d’hydratation du ciment engendré par ces polysaccharides, ils sont capables d’améliorer la maniabilité et la rétention d’eau des matériaux cimentaires.Cette étude a été initiée afin d’accroître les connaissances sur l’effet des EC sur la rétention d’eau des mortiers à l’état frais. L’objectif est double : identifier les paramètres physico-chimiques jouant un rôle clé et clarifier les mécanismes d’action de dérivés cellulosiques dans les matériaux cimentaires.Pour ce faire, grâce à un large panel d’EC, l’influence des paramètres structuraux des molécules a été élucidée. Les résultats ont démontré que la masse moléculaire était un paramètre primordial alors que les degrés de substitution des groupements greffés sur la molécule ont un impact négligeable sur la rétention d’eau des mortiers. Pour comprendre les mécanismes d’action des EC dans les phénomènes de rétention d’eau, deux pistes ont été explorées. La première a consisté à savoir s’il existait une relation entre le comportement rhéologique des mortiers et leur capacité à retenir l’eau lors d’un contact avec un substrat. L’étude rhéologique a montré que les EC sont des agents viscosants et que pour des EC ayant des degrés de substitution identiques, la viscosité et la rétention d’eau du mortier semblent aller de paire. Cependant, cette relation n’est pas aussi simple. En effet, des propriétés de rétention d’eau différentes ont été mesurées pour des mortiers ayant des consistances voisines. La capacité des mortiers à retenir l’eau ne peut donc pas être déterminée uniquement à partir de son comportement rhéologique. Par ailleurs, d’autres molécules telles que les dérivés de l’amidon, ont mis en évidence une évolution opposée de la rétention d’eau avec les propriétés rhéologiques. Ainsi, la consistance d’un mortier ne peut pas à elle seule expliquer les phénomènes de rétention d’eau des mortiers adjuvantés avec les éthers de cellulose.La seconde hypothèse souvent avancée pour expliquer les propriétés de rétention d’eau est que les dérivés cellulosiques forment une barrière de diffusion à l’eau dans le mortier. La capacité des polymères à former des films a été étudiée à l’aide de deux techniques de résonance magnétique nucléaire (RMN) : la RMN à gradients de champ et la relaxométrie RMN. A l’aide de ces deux techniques, il a été montré que les EC n’ont aucun effet sur le coefficient de diffusion de l’eau dans le volume et à la surface des solides. Une étude temporelle menée par relaxométrie a mis en avant l’importance de la quantité d’eau piégée transitoirement à la surface des solides.

absent

International audience; Due to seasonal environmental changes (i.e. water table, hygrometry) the pillars of mines in chalk are often submitted to variations of the degree of water saturation. These changes could affect the short and long term stability of pillars in the underground quarries. Experimental investigations have been conducted on saturated, partially saturated and dry chalk. In this context, the concepts and the methods of mechanics unsaturated soils have been applied to partially saturated chalks. Water retention properties and a series of high pressure controlled suction odometer compression tests were carried out on the samples of the chalk from the pillars of the abandoned Estreux mine (France). These results show that the yield stress of chalk increases when the water saturation decreases. They have been simulated by means of the Barcelona Basic Model - BBM (Alonso et al., 1990) allowing to account the swelling and collapse under wetting at constant vertical load; En raison du changement saisonnier environnemental (i.e. niveau d'eau, hygrométrie), les piliers des carrières sont soumis régulièrement aux variations du degré de saturation. Ces changements ont donc une grande influence sur la stabilité des piliers à court terme et aussi à long terme dans les carrières souterraines. Des investigations expérimentales ont été menées sur la craie saturée, non saturée et sèche. Dans ce contexte, les concepts et les méthodes de sols non saturés ont été appliquées pour ces études. Les caractéristiques de rétention de la craie et une série d'essais d'oedomètre haute pression à succion contrôlée ont été réalisés. La craie est prélevée des piliers dans la carrière abandonnée d'Estreux (France). Les résultats montrent que la surface de charge se développe lors de la diminution de saturation. Ils ont été simulés par le modèle de Barcelone - BBM (Alonso et al, 1990) permettant de rendre compte de l'effondrement et aussi du gonflement sous remouillage avec une charge constante

Particle aggregation is a commonly observed phenomenon in many types of soils, such as natural clays and agricultural soils. These soils contain porous aggregates, often separated by large, interaggregate pores. Two levels of intra- and interaggregate porosity are, therefore, present in these soils. Depending on the size and strength of the aggregates, aggregation may alter the water retention and mechanical behavior of the soil and make it different from that of a reconstituted soil of the same mineralogy. The present work is aimed at studying the mechanical behavior of unsaturated, aggregated soils with respect to soil structure effects. It involves theoretical developments, a multi-scale experimental study, and constitutive modeling. As a first step, the theory of multiphase mixtures was used to evaluate effective stress and to derive the coupled hydro-mechanical governing equations for a double porous soil. In this way, from the outset, the field variables and the required constitutive equations were identified. In the first experimental part, a new suction-controlled oedometer was developed for investigating the stress-strain response and water retention properties of the soil. The tests were carried out on reconstituted and aggregated samples of silty clays with an average aggregate size of about 2 mm. The results were interpreted in terms of a Bishop's type effective stress, suction, void ratio, and degree of saturation. From the tests carried out on the aggregated samples, an apparent preconsolidation stress was seen which depends not only on stress state and stress history, but also on the soil structure. The results of unsaturated tests revealed that the apparent effective preconsolidation stress increases with suction for both reconstituted and aggregated soils; however, the rate of increase is higher for aggregated soils. The results showed that the virgin compression curve of aggregated soils is on the right side of the normal consolidation line of the corresponding reconstituted soil. The two curves, however, tend to converge at higher values of stress when the aggregated structure is progressively removed by straining. It was observed that the degree of saturation in aggregated samples can increase during mechanical loading under constant suction because of the empty inter-aggregate pores being closed during the compression. In the following experimental part, soil structure and its evolution were tested using a combination of three methods: mercury intrusion porosimetry (MIP), environmental scanning electron microscopy (ESEM), and neutron tomography. Results of the MIP and ESEM tests revealed a homogeneous fabric with a uni-modal pore size distribution for the reconstituted soil, and a bi- or multimodal pore size distribution for the aggregated soil. Comparison of different observations revealed that the larger pores in the aggregated soil disappear as a result of mechanical loading or wetting. The non-destructive method of neutron tomography was used to assess the evolution of the aggregated soil structure during oedometric loading. An important observation was that the change in the volume fraction of macropores is mainly associated with irreversible deformations. Tomography results also suggest similarity of the water retention behavior for single aggregates and the reconstituted soil matrix. Based on the experimental results, a new constitutive framework was proposed for the extension of the elasto-plastic models of reconstituted soils to aggregated soils. Using this framework, a new mechanical constitutive model, called ACMEG-2S, was formulated within the critical state concept and the theory of hardening elasto-plasticity. A parameter called "degree of soil structure" was introduced to quantify the soil structure physically in terms of macroporosity. Evolution of this parameter, as a state parameter, was then linked to the plastic strains. The apparent effective preconsoliodatoin pressure in aggregated soils was introduced as an extension of the effective preconsolidation pressure of the reconstituted soil. The extension is controlled by two multiplicative functions in terms of suction and the degree of soil structure. These functions describe the gain in the apparent preconsolidation pressure due to the current fabric of the soil at the current suction. The model adopts the effective stress and suction as stress variables. It uses non-linear elasticity and two mechanisms of plasticity. In addition to the mechanical model, an improved water retention model was proposed which incorporates the combined effects of suction, volume change, and the evolving double porous fabric. The proposed mechanical model, coupled with the water retention model, unifies the combined effects of partial saturation, inter-particle bonding, and soil fabric. The model was then used to simulate the experiments carried out during the course of this study. Simulations showed that the model could successfully address the main features of the behavior of aggregated soils. Typically, it can reproduce the non-linearity of stress-stress response under virgin compression and the increase of degree of saturation during compression at constant suction. Finally, the model was examined for its capability in reproducing the behavior of structured bonded soils. With for the appropriate set of parameters, the model can reasonably reproduce the mechanical behavior of saturated bonded soils reported in the literature.

Cellulose ethers are of universal use in factory-made mortars, though their influences on mortar properties at a molecular scale are poorly understood. Especially, a main issue deals with the control of secondary effects generated by these admixtures such as cement hydration retardation. In this frame, a study of the impact of cellulose ethers molecule parameters on cement hydration was carried out. Low influence of molecular weight was observed. On the contrary, our results emphasize that the substitution degree appears as the key parameter of the hydration delay mechanism. Moreover, cellulose ethers are very stable in alkaline media.We also show that the ability of cellulose ethers to complex calcium ions is negligible. Degradation of cellulose ethers and its impact on the cement hydration kinetics does not seem to be significant. Finally, a minor impact of cellulose ethers on the dissolution of anhydrous phases was observed. On the contrary, adsorption and conductometric experiments show a great influence of these admixtures on the nucleation-growth processes of calcium-aluminate hydrate, C-S-H and portlandite.; Les éthers de cellulose sont systématiquement introduits dans les formulations des mortiers industriels. Les conséquences macroscopiques de ces adjuvants sur la réaction d'hydratation du ciment sont parfaitement connues, mais elles n'en restent pas moins inexpliquées. Ce projet a été initié afin d'accroître notre compréhension des interactions organo-minérales intervenant dans les mortiers.Pour ce faire, le mode d'action de l'éther de cellulose sur la cinétique d'hydratation du ciment a été élucidé. Contrairement à la masse moléculaire du polymère, le degré de substitution des groupements greffés sur la molécule est le paramètre clef. En outre, les éthers de cellulose apparaissent très stables en milieu alcalin. Ainsi, les produits de dégradation de type carboxylate sont en trop faible concentration pour induire le retard d'hydratation constaté. Finalement, il apparaît que les éthers de cellulose ont un impact mineur sur la dissolution des différentes phases anhydres. Au contraire, ces adjuvants présentent un effet important sur la germination-croissance de certains hydrates comme les hydroaluminates de calcium, l'hydrosilicate de calcium et la portlandite.

Cellulose ethers are of universal use in factory-made mortars, though their influences on mortar properties at a molecular scale are poorly understood. Especially, a main issue deals with the control of secondary effects generated by these admixtures such as cement hydration retardation. In this frame, a study of the impact of cellulose ethers molecule parameters on cement hydration was carried out. Low influence of molecular weight was observed. On the contrary, our results emphasize that the substitution degree appears as the key parameter of the hydration delay mechanism. Moreover, cellulose ethers are very stable in alkaline media.We also show that the ability of cellulose ethers to complex calcium ions is negligible. Degradation of cellulose ethers and its impact on the cement hydration kinetics does not seem to be significant. Finally, a minor impact of cellulose ethers on the dissolution of anhydrous phases was observed. On the contrary, adsorption and conductometric experiments show a great influence of these admixtures on the nucleation-growth processes of calcium-aluminate hydrate, C-S-H and portlandite.; Les éthers de cellulose sont systématiquement introduits dans les formulations des mortiers industriels. Les conséquences macroscopiques de ces adjuvants sur la réaction d'hydratation du ciment sont parfaitement connues, mais elles n'en restent pas moins inexpliquées. Ce projet a été initié afin d'accroître notre compréhension des interactions organo-minérales intervenant dans les mortiers.Pour ce faire, le mode d'action de l'éther de cellulose sur la cinétique d'hydratation du ciment a été élucidé. Contrairement à la masse moléculaire du polymère, le degré de substitution des groupements greffés sur la molécule est le paramètre clef. En outre, les éthers de cellulose apparaissent très stables en milieu alcalin. Ainsi, les produits de dégradation de type carboxylate sont en trop faible concentration pour induire le retard d'hydratation constaté. Finalement, il apparaît que les éthers de cellulose ont un impact mineur sur la dissolution des différentes phases anhydres. Au contraire, ces adjuvants présentent un effet important sur la germination-croissance de certains hydrates comme les hydroaluminates de calcium, l'hydrosilicate de calcium et la portlandite.

The main objective of this work is the study, by a multi-scales approach, of the behaviour of building stonesof monuments with respect to deterioration. To this end, two building limestones, of which a few maincharacteristics are very close (total porosity, mechanical resistance), are studied: white tuffeau, which islargely employed in constructions of castles of the Loire Valley, and Sébastopol stone, used in Paris area.First of all, an observation of the various types of in-situ weathering and a case study on a naturallydeteriorated stone were carried out in order to note the various morphologies of deterioration and to identifywater like the agent vector of the phenomena of deterioration.In the second time, a multi-scales characterization was carried out in order to observe the fresh stones fromthe point of view of their mineralogical constitution, the morphology of their porous media and especially oftheir water properties (water retention capacity, properties of transfer of water in liquid form and vapourform) but also of their hydro-mechanical behaviour.The last part is devoted to the durability of the building stones with the study of compatibility betweenstones used in restoration. Indeed, behaviours of the stones during an artificial ageing test are compared.The different reaction of the two stones in relation with this same process of deterioration is to be linked totheir very dissimilar water properties. At last, a formulation and a hydro-mechanical characterization ofjoints of mortar are proposed in order to determine the criteria of compatibility between the mortar and thestones.; L'objectif principal de cette thèse concerne l'étude, par une approche multi-échelles, du comportement despierres de monuments vis-à-vis de l'altération. A cet effet, deux pierres de construction, dont certainescaractéristiques principales sont assez semblables (porosité totale, résistance mécanique), sont étudiées : letuffeau blanc, qui est largement employé dans les constructions des châteaux du Val de Loire, et la pierre deSébastopol, utilisée en région parisienne.Tout d'abord, une observation des différents types de dégradations rencontrées in-situ ainsi qu'une étude decas sur une pierre altérée naturellement ont été réalisées afin de constater les différentes morphologiesd'altération et d'identifier l'eau comme l'agent vecteur des phénomènes d'altération.Dans un second temps, une caractérisation multi-échelles a été effectuée afin de bien connaître les pierresnon-altérées du point de vue de leur constitution minéralogique, de la morphologie de leur milieu poreux etsurtout de leurs propriétés hydriques (capacité de rétention d'eau, propriétés de transfert de l'eau sous formeliquide et sous forme vapeur) mais aussi de leur comportement hydro-mécanique.La dernière partie est consacrée à la durabilité des pierres mises en oeuvre avec l'étude de la compatibilitéentre les matériaux utilisées en restauration. En effet, le comportement des pierres durant un essai devieillissement artificiel est comparé. La réaction différente des deux pierres face à ce même processusd'altération est à relier directement à leurs propriétés hydriques très dissemblables. En dernier lieu, uneformulation et une caractérisation hydro-mécanique de joints de mortier est proposée afin de déterminer lescritères de compatibilité entre le mortier et les pierres en oeuvre.

The main objective of this work is the study, by a multi-scales approach, of the behaviour of building stonesof monuments with respect to deterioration. To this end, two building limestones, of which a few maincharacteristics are very close (total porosity, mechanical resistance), are studied: white tuffeau, which islargely employed in constructions of castles of the Loire Valley, and Sébastopol stone, used in Paris area.First of all, an observation of the various types of in-situ weathering and a case study on a naturallydeteriorated stone were carried out in order to note the various morphologies of deterioration and to identifywater like the agent vector of the phenomena of deterioration.In the second time, a multi-scales characterization was carried out in order to observe the fresh stones fromthe point of view of their mineralogical constitution, the morphology of their porous media and especially oftheir water properties (water retention capacity, properties of transfer of water in liquid form and vapourform) but also of their hydro-mechanical behaviour.The last part is devoted to the durability of the building stones with the study of compatibility betweenstones used in restoration. Indeed, behaviours of the stones during an artificial ageing test are compared.The different reaction of the two stones in relation with this same process of deterioration is to be linked totheir very dissimilar water properties. At last, a formulation and a hydro-mechanical characterization ofjoints of mortar are proposed in order to determine the criteria of compatibility between the mortar and thestones., L'objectif principal de cette thèse concerne l'étude, par une approche multi-échelles, du comportement despierres de monuments vis-à-vis de l'altération. A cet effet, deux pierres de construction, dont certainescaractéristiques principales sont assez semblables (porosité totale, résistance mécanique), sont étudiées : letuffeau blanc, qui est largement employé dans les constructions des châteaux du Val de Loire, et la pierre deSébastopol, utilisée en région parisienne.Tout d'abord, une observation des différents types de dégradations rencontrées in-situ ainsi qu'une étude decas sur une pierre altérée naturellement ont été réalisées afin de constater les différentes morphologiesd'altération et d'identifier l'eau comme l'agent vecteur des phénomènes d'altération.Dans un second temps, une caractérisation multi-échelles a été effectuée afin de bien connaître les pierresnon-altérées du point de vue de leur constitution minéralogique, de la morphologie de leur milieu poreux etsurtout de leurs propriétés hydriques (capacité de rétention d'eau, propriétés de transfert de l'eau sous formeliquide et sous forme vapeur) mais aussi de leur comportement hydro-mécanique.La dernière partie est consacrée à la durabilité des pierres mises en oeuvre avec l'étude de la compatibilitéentre les matériaux utilisées en restauration. En effet, le comportement des pierres durant un essai devieillissement artificiel est comparé. La réaction différente des deux pierres face à ce même processusd'altération est à relier directement à leurs propriétés hydriques très dissemblables. En dernier lieu, uneformulation et une caractérisation hydro-mécanique de joints de mortier est proposée afin de déterminer lescritères de compatibilité entre le mortier et les pierres en oeuvre.

The study contains a large pan devoted to die new experimental developments. The tensiometer developed in the laboratory underwent an essential improvement. The direct measurement of the suction in the laboratory and in the field showed its reliability and confirmed the possibilityof direct measurement for long time. The direct measurement of the suction allowed die determination of the retention curve of the silt. The method of the instantaneous profiles allowed us in determine the permeability at nonsaturated state by performing infiltration tests. The comparisons made between the values calculated by means of a model and those measured for the main considered parameters (suction, volumetric water content) demonstrated the aptitude of the model to reproduce the state of the soil satisfactorily. We also studied die retention properties and volume change behaviour of the Romainville clay for suctions between 1 and 216 MPa., L'étude comporte une grande partie dédiée aux nouveaux développements expérimentaux. Le tensiomètre développé au laboratoire a subi une amélioration essentielle. Les mesures directes de la succion au laboratoire et in situ ont démontré sa fiabilité et confirmé la possibilité de longues durées de mesure directes. Les mesures directes de la succion ont permis la détermination de la courbe de rétention d'eau du limon. La méthode des profils instantanés a permis de déterminer la perméabilité l'état non saturé en utilisant des essais d'infiltration. Les comparaisons faites entre les valeurs calculées l'aide d'un modale et celles mesurées pour les principaux paramètres pris en compte (succion, teneur en eau volumique) ont permis de démontrer l'aptitude du modèle reproduire de façon satisfaisante l'état du sol. On a étudié aussi les propriétés de rétention et de variation de volume de l'argile verte de Romainville pour des succions entre 1 et 216 MPa.

Les propriétés hydrodynamiques de rétention d'eau et de conductivité hydraulique d'un sol dépendent non seulement de la teneur en eau et de la tension appliquée, mais également de la qualité de l'eau, en particulier de la salinité et la teneur en sodium. En effet, une trop forte teneur en sodium par rapport à la concentration en cations divalents et à la teneur totale en sel engendre la déstructuration du sol et la dispersion des minéraux argileux. Ces dégradations structurales affectent les propriétés hydrodynamiques et entraînent des problèmes agronomiques. Dans le cadre de cette étude, quatre faciès, une eau déminéralisée et trois familles de solutions à SAR et SPAR croissants, ont été infiltrées sur deux sols de la Moyenne Vallée du fleuve Sénégal, l'un de texture sableuse, l'autre de texture argileuse. Elle a été réalisée dans des conditions insaturées dans une gamme de pF de 0,17 à 0,97. L'infiltration a été suivie dans le temps par infiltrométrie à succion contrôlée et à lecture automatisée. Parallèlement à l'infiltrométrie, les courbes de rétention et de retrait ont été déterminées. Dans le sols sableux, la conductivité hydraulique à saturation, estimée à l'aide de l'équation de Gardner, varie de 3,85 x 10(exp 5) et 7,4 x 10(exp 4) cm/s alors qu'elle est comprise entre 1,6 x 10(exp 5) à 3,2 x 10(exp 4) cm/s dans ls sol argileux. Aucune tendance particulière ne permet de conclure à un effet de la qualité de l'eau sur l'infiltration cumulée et la conductivité hydraulique. Il en est de même pour la sorptivité et les paramétres de la courbe de rétention et de rétraction, paramètres respectivement proposés par van Genuchten et Braudeau. Cette absence apparente de résultats est vraisemblablement liée à un protocole expérimental inadéquat et à l'utilisation de modèles trop restrictifs. Quelques pistes de réflexion sur la méthode de terrain et les modèles utilisés sont présentées. (Résumé d'auteur)

117 ref. * INRA CR Orléans - Documentation centre - 45166 Olivet Diplôme : Dr. d'Université

Protein isolates from pea flour were prepared by extraction of protein at pH 7.0 or 9.0 which was followed by precipitation as isoelectric isolates or as proteinates. After spray-drying, chemical composition, water retention capacities, thickening properties, and flow behaviours were determined and compared to those of a soybean protein isolate (Supro 620).

* ref.; National audience

Knowledge of the soil water retention curve (SWRC) is essential for understanding and modeling hydraulic processes in the soil. However, direct determination of the SWRC is time consuming and costly. In addition, it requires a large number of samples, due to the high spatial and temporal variability of soil hydraulic properties. An alternative is the use of models, called pedotransfer functions (PTFs), which estimate the SWRC from easy-to-measure properties. The aim of this paper was to test the accuracy of 16 point or parametric PTFs reported in the literature on different soils from the south and southeast of the State of Para, Brazil. The PTFs tested were proposed by Pidgeon (1972), Lal (1979), Aina & Periaswamy (1985), Arruda et al. (1987), Dijkerman (1988), Vereecken et al. (1989), Batjes (1996), van den Berg et al. (1997), Tomasella et al. (2000), Hodnett & Tomasella (2002), Oliveira et al. (2002), and Barros (2010). We used a database that includes soil texture (sand, silt, and clay), bulk density, soil organic carbon, soil pH, cation exchange capacity, and the SWRC. Most of the PTFs tested did not show good performance in estimating the SWRC. The parametric PTFs, however, performed better than the point PTFs in assessing the SWRC in the tested region. Among the parametric PTFs, those proposed by Tomasella et al. (2000) achieved the best accuracy in estimating the empirical parameters of the van Genuchten (1980) model, especially when tested in the top soil layer., O conhecimento da curva de retenção de água (CRA) é essencial para compreender e modelar os processos hidráulicos no solo. No entanto, a determinação direta do CRA consome tempo, e o custo é alto. Além disso, é necessário grande número de amostras, em razão da elevada variabilidade espacial e temporal das propriedades hidráulicas do solo. Uma alternativa é o uso de modelos, que são chamados de funções de pedotransferência (FPT), que estimam a CRA por meio de propriedades do solo de fácil determinação. O objetivo deste estudo foi testar a acurácia de 16 FPT, pontuais ou paramétricas, existentes na literatura, em diferentes solos do sul e sudeste do Estado do Pará, Brasil. As FPT testadas foram propostas por Pidgeon (1972), Lal (1979), Aina & Periaswamy (1985), Arruda et al. (1987), Dijkerman (1988), Vereecken et al. (1989), Batjes (1996), van den Berg et al. (1997), Tomasella et al. (2000), Hodnett & Tomasella (2002), Oliveira et al. (2002) e Barros (2010). Utilizou-se um banco de dados contendo textura (areia, silte e argila), densidade do solo, carbono orgânico, pH do solo, capacidade de troca catiônica e CRA. A maioria das FPT testadas não demonstrou boa acurácia para estimar as CRA. As FPT paramétricas apresentaram melhor desempenho do que as FPT pontuais em estimar a CRA dos solos na região. Entre as FPT paramétricas, as propostas por Tomasella et al. (2000) obtiveram melhor acurácia em estimar os parâmetros empíricos do modelo de van Genuchten (1980), principalmente, quando testadas na primeira camada do solo.