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Les résultats de trois années d’expérimentation de cultures intermédiaires en région limoneuse à l’Université catholique de Louvain ont permis d’évaluer l’intérêt de plusieurs espèces de graminées et légumineuses en culture pure ou en mélange. Les performances ont été jugées sur leur capacité à prélever l’azote du sol, à produire un fourrage en quantité et en qualité suffisantes et à fournir un couvert répondant à différents critères agronomiques pendant l’interculture. Les résultats montrent que les graminées en culture pure ou en mélange avec légumineuses sont aptes à réduire de manière significative la quantité d’azote minéral du sol en début de période de drainage, pour autant que la proportion de non légumineuse constitue au moins 50 % du mélange. La biomasse produite par la plupart des couverts permet de récolter un fourrage d’appoint qui peut s’avérer utile en cas de pénurie. Experiments on catch crops were carried out over a period of three years in the loamy region of Belgium at the Catholic University of Louvain. The results were used to evaluate the performance of certain species of grass and legume, in pure or mixed culture. The performance of each species was judged according to its ability to take up nitrogen (catch crops), to produce forage of a sufficient quality and to meet certain agronomic criteria for intercropping. The results showed that grasses in pure culture or when mixed with legumes were able to significantly reduce soil nitrogen at the beginning of the drainage period, provided that the proportion of non-legumes constituted at least 50% of the mixture. Biomass produced by most of the tested crops can be harvested as complementary forage, which can be useful in times of shortage.

RESUME :Le but de cet article est d'étudier comment la naissance et la croissance d'une économie estsusceptible d'affecter le fonctionnement de son environnement modélisé sous la forme d'uncycle naturel. Afin de mettre en évidence les facteurs qui stabilisent le système formé par lecycle naturel et l'économie et ceux qui au contraire sont susceptibles de le déstabiliser et de leconduire à l'effondrement, différents cas de figure sont envisagés selon la nature (i) des coûtsmarginaux d'extraction d'une ressource renouvelable faisant partie du cycle et (ii) des impactsde la pollution sur l'environnement. ABSTRACT:The aim of this article is to study how the birth and growth of an economy could affect itsenvironment modelled as a natural cycle. In order to underline the factors that stabilises thesystem formed by the natural cycle and the economy and those that are likely to destabilise andlead it to collapse, we study different cases depending on the form of (i) the marginal extractioncosts of a renewable resource included in the cycle and (ii) the impact of pollution on theenvironment. info:eu-repo/semantics/published

Nowadays, hydrocarbons combustion is the main way to generate energy for human activities. However, the intensive use of the combustion leads to abundant emission of pollutants. CO2 is a pollutant inevitably formed in hydrocarbon flames. This chemical compound is a greenhouse effect gas, which is responsible to the detected global warming. Biofuels, such is ethanol, are actually widely used, as they do not increase the total quantity of green house effect gases in the atmosphere. Indeed, these fuels can be produced from biomass, which have absorbed equivalent amounts of CO2 than those emitted during their combustion. Mainly for this reason, the use of biofuels is currently in constant progress. Therefore, the understanding of each step of ethanol combustion and the development of an accurate oxidation mechanism are of high importance. So, one of the aims of this study consists to investigate ethanol and acetaldehyde combustion, this second chemical compound being an key intermediate specie during the ethanol combustion. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and soot are also pollutants formed in rich hydrocarbon flames. Their emissions are hazardous as these species are responsible for both health and environmental problems. It has been previously identified that some fuel additives, such as oxygenated compounds, can inhibit the production of those pollutants. The understanding of such process requires fundamental studies of the effects of additives on PAHs and soot formation in flames. So, the second main objective of the present research consists to investigate effects of the addition of oxygenated compounds (ethanol, acetaldehyde and acetic acid) on soot precursors in ethylene flames. To achieve these goals, for each oxygenated fuels, the experimental mole fraction profiles of chemical species (stable, radical and intermediates) have been firstly measured in three flat premixed flames which have different equivalence ratios. Those flames are stabilised at low pressure on a burner. The experimental setup used consists of a molecular beam mass spectrometer system (MBMS) combined with electron impact ionization (EI). Those results give information about chemical process involved during the combustion of those fuels. Then, the effects of the addition of those oxygenated compounds in ethylene flames have been experimentally investigated. Identification and measurement of chemical species in additive/C2H4/O2/Ar flames have been performed by Gas Chromatography at different heights above the burner. This experimental method has allowed the detection of small hydrocarbons, such as PAHs and soot precursors. In order to identify the additive’s effects, those experimental results were compared with data measured in two C2H4/O2/Ar flames. Finally, a kinetic study was conducted in order to simulate all experimental data measured. It required the building of a kinetic mechanism composed of 857 reactions involving 141 chemical species, by thoroughly reviewing the available literature. This mechanism ensures a reasonably good modelling of the combustion of ethanol, acetaldehyde and acetic acid over the wide range of experimental conditions investigated and are also suitable for the modelling of soot precursors in rich ethylene flames. The validity of the mechanism has also been checked against other experimental results concerning ethanol (oxidation in a JSR at 1 and 10atm, ignition in a shock tube, combustion in partially-premixed, and non-premixed flames, laminar burning velocities). By using this mechanism, the kinetic schemes occurring in these flames have been established and effects of oxygenated additives have been characterised. De nos jours, la combustion d’hydrocarbure est la principale voie de production d’énergie pour l’homme. Malheureusement, l’usage intensif de la combustion résulte en d’abondantes émissions de divers composés nuisibles pour l’environnement. Le CO2 fait partie de ceux-ci et est inévitablement formé dans des flammes d’hydrocarbures. Ce composé est un gaz à effet de serre, et une grande partie de la communauté scientifique reconnaît aujourd’hui que l’augmentation des teneurs atmosphériques en ce gaz est un facteur responsable du réchauffement climatique global observé. Afin de ne plus accentuer les concentrations atmosphériques de ce gaz, il a été envisagé d’utiliser des biocarburants tels que de l’éthanol. Comme ceux-ci sont produits à partir de biomasse ayant préalablement absorbé du CO2, l’utilisation de tels combustibles ne doit a priori pas engendrer une accumulation de ce gaz. Principalement pour cette raison, l’utilisation de biocarburants est en progression continuelle ces dernières années. Dès lors, il est important d’améliorer la compréhension des processus chimiques intervenant lors de la combustion de l’éthanol. Dans cette optique, cette étude s’est intéressée à la combustion de l’éthanol et de l’acétaldéhyde qui est un intermédiaire-clé lors de la combustion de ce biocarburant. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les particules de suie sont deux autres types de polluants couramment produits dans des flammes. Leur émission est jugée problématique principalement par le fait que ces composés sont cancérigènes. Une des solutions envisagées pour limiter leur formation est d’utiliser des additifs aux combustibles traditionnels, dont notamment des composés oxygénés. Cependant, le mode d’action de tels additifs n’est actuellement pas clairement identifié. C’est pourquoi la deuxième partie de cette étude s’est intéressée aux effets d’ajout de trois composés oxygénés (éthanol, acétaldéhyde et acide acétique) dans des flammes riches d’éthylène. Les objectifs des recherches qui ont été entreprises sont donc d’étudier successivement la combustion de l’éthanol, de l’acétaldéhyde et de l’acide acétique dans des flammes où ils sont l’unique combustible, et d’ensuite caractériser leur impact lorsqu’ils complètent de l’éthylène comme combustible de flammes riches. Dans un premier temps ces recherches se sont attelées à acquérir des donnés expérimentales propres à ces systèmes. Ainsi, pour chaque composé oxygéné, trois flammes plates, laminaires et unidimensionnelles ont été stabilisées à basse pression sur un brûleur. Leurs compositions ont été déterminées par spectrométrie de masse à échantillonnage par faisceau moléculaire (MBMS). Il a ainsi été possible de déterminer la structure de ces flammes, c’est-à-dire l’évolution des fractions molaires de leur constituant en fonction de la distance au brûleur. L’interprétation de ces résultats a permis de mettre en évidence quelques informations sur les processus chimiques intervenants dans ces flammes. Par la suite, chacun de ces composés a été étudié lorsqu’ils sont ajoutés dans les gaz frais de flammes riches d’éthylène. L’identification et la quantification des espèces présentes dans ces flammes ont été réalisées par chromatographie en phase gazeuse. Cette technique expérimentale a permis de suivre l’évolution des fractions molaires en fonction de la distance au brûleur d’un grand nombre de composés chimiques dont certains précurseurs à la formation des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Ces résultats expérimentaux ont été comparés à ceux mesurés dans deux flammes de référence brûlant uniquement de l’éthylène. L’efficacité de chacun des composés oxygénés pour diminuer la production de ces précurseurs a ainsi pu être caractérisée. Dans un second temps, cette étude a visé l’élaboration d’un modèle capable de reproduire toutes les données expérimentales acquises. Cette partie a nécessité le développement d’un mécanisme cinétique dans lequel 141 espèces distinctes réagissent au travers de 857 réactions. Ce mécanisme se base sur plusieurs études antérieures. Il permet globalement de simuler correctement tous les résultats expérimentaux mesurés dans les flammes ainsi que certaines autres mesures précédemment publiées et propres à la combustion ou à l’oxydation de l’éthanol (profils mesurés en réacteur, délais d’auto-inflammation,…). Sur base de ce mécanisme, il a finalement été possible d’identifier tous les processus chimiques intervenant lors de la combustion des différents combustibles étudiés et de caractériser l’influence des composés oxygénés dans les flammes riches d’éthylène. (CHIM 3) -- UCL, 2011

Les Etudes Probabilistes de Sûreté (EPS) de niveau 2 en centrale nucléaire visent à identifier les séquences d’événements pouvant correspondre à la propagation d’un accident d’un endommagement du cœur jusqu’à une perte potentielle de l’intégrité de l’enceinte, et à estimer la fréquence d’apparition des différents scénarios possibles. Ces accidents sévères dépendent non seulement de défaillances matérielles ou d’erreurs humaines, mais également de l’occurrence de phénomènes physiques, tels que des explosions vapeur ou hydrogène. La prise en compte de tels phénomènes dans le cadre booléen des arbres d’événements s’avère difficile, et les méthodologies dynamiques de réalisation des EPS sont censées fournir une manière plus cohérente d’intégrer l’évolution du processus physique dans les changements de configuration discrète de la centrale au long d’un transitoire accidentel. Cette thèse décrit l’application d’une des plus récentes approches dynamiques des EPS – la Théorie de la Dynamique Probabiliste basée sur les Stimuli (SDTPD) – à différents modèles de déflagration d'hydrogène ainsi que les développements qui ont permis cette applications et les diverses améliorations et techniques qui ont été mises en oeuvre. Level-2 Probabilistic Safety Analyses (PSA) of nuclear power plants aims to identify the possible sequences of events corresponding to an accident propagation from a core damage to a potential loss of integrity of the containment, and to assess the frequency of occurrence of the different scenarios. These so-called severe accidents depend not only on hardware failures and human errors, but also on the occurrence of physical phenomena such as e.g. steam or hydrogen explosions. Handling these phenomena in the classical Boolean framework of event trees is not convenient, and dynamic methodologies to perform PSA studies are expected to provide a more consistent way of integrating the physical process evolution with the discrete changes of plant configuration along an accidental transient. This PhD Thesis ...

La problématique du changement climatique constitue un enjeu capital pour les prochaines années sur le plan environnemental, socio-économique et politique. Des solutions politiques, scientifiques et sociales sont requises pour limiter la hausse du réchauffement de la planète à des seuils tolérables pour permettre à la nature et aux sociétés de s'adapter. C'est sur ce point que le rôle des médias d'information pèse sur la balance. Ils possèdent une dynamique relativement à sa construction dans la scène publique, ils peuvent orienter l’attention du public sur ce problème en améliorant sa compréhension et influencer la politique climatique. Par le recours au processus du cadrage de l'information, qui vise à sélectionner et à souligner certains aspects d'une problématique, les médias écrits nationaux généralistes belges francophones, de référence et populaires, construisent un sens sur le changement climatique. Notre étude se concentre sur l'examen de ces représentations et de leurs interactions, synchroniquement et diachroniquement, entre 2001 et 2012 dans les quotidiens Le Soir, La Libre Belgique et La Dernière Heure. D'abord nous analysons sa couverture médiatique et ensuite le cadrage (framing), perçu comme stratégie discursive des médias, de ses différentes approches. Nous démontrons que il existe onze cadres, dans les articles de presse et les éditoriaux, qui par leur présence dominante ou latente offrent au public des schémas d'interprétation spécifiques concernant ses causes, ses conséquences et ses solutions. Essentiellement, deux cadrages principaux se distinguent: un politique et un scientifique. Le premier vise à appuyer la solution politique au niveau international pour régler le problème du réchauffement, le second vise à rendre concrets ses effets pour le public. Ils véhiculent des idéologies relatives à la certitude sur les causes anthropiques et à l'inaction de la classe politique globale. Parallèlement, un cadrage alarmisme insiste sur les risques climatiques négatifs et un cadrage conflit se centre sur l'opposition entre l'État fédéral belge et les Régions, et celle entre les États-Unis et l'Union européenne, concernant l'application du Protocole de Kyoto. Les représentations alternatives par les thématiques de la santé publique, de l'adaptation des sociétés développées, du développement économique durable, des conflits relatifs aux impacts du réchauffement et du changement de paradigme de consommation énergétique occidental sont absentes. Doctorat en Information et communication info:eu-repo/semantics/nonPublished

Introduction. Dans un monde qui cherche à se défaire de sa dépendance à la pétrochimie, le concept de bioraffinage de la biomasse forestière est de plus en plus étudié. Dans une recherche de valorisation maximale des composants de cette biomasse, la transformation de fibres de cellulose en nanocellulose séduit de plus en plus l’industrie papetière par sa haute valeur ajoutée.Littérature. Le concept de bioraffinage forestier intégré vise l’adaptation des usines de pâte à papier en bioraffineries où un maximum de coproduits sont valorisés. Au départ de la cellulose contenue dans la pâte, deux types de nanocellulose peuvent être obtenus en déstructurant les fibres selon différents moyens. Comme elle génère des coproduits valorisables, l’hydrolyse enzymatique constitue un moyen de production de nanocellulose mais doit néanmoins être combinée à des traitements mécaniques. La production de nanocellulose au départ de pâte à papier chimique est une étape de fin de chaine qui peut même s’envisager sans modifier le fonctionnement des usines actuelles. La viabilité économique de cette production et la taille du marché potentiel sont l’objet d’études récentes qui s’avèrent encourageantes.Conclusions. La nanocellulose est un biomatériau d’avenir dont le domaine d’application ne cesse de grandir. La cellulose contenue dans la pâte à papier peut servir de matière première à la production de nanocellulose à l’aide de prétraitements enzymatiques générateurs de coproduits valorisables. Cette production peut s’intégrer dans une usine chimique classique de pâte et constituer ainsi un élargissement de la gamme de produits proposés par l’industrie papetière. Enzymatic hydrolysis to produce nanocellulose in an integrated forest biorefinery strategy. A reviewIntroduction. In a world that seeks to break free from petrochemicals, the concept of forest biomass biorefinery is increasingly being studied as a way to maximize the value of the components of this biomass. Due to the high added value expected when transforming cellulose fibers into nanocellulose, this technology is highly attractive to the pulp and paper industrial world.Literature. The concept of integrated forest biorefinery is to adapt existing pulp mills so as to maximize the value of the co-products. Through the use of various methods, two types of nanocellulose may be obtained from the cellulose in the pulp. Due to its production of valuable byproducts, enzymatic hydrolysis is an interesting method to use for this purpose, but it must be combined with mechanical post-treatments. The production of nanocellulose from chemical pulp takes place in the final step of pulp production, and could be implemented without modifying the existing mills. The economic viability of this mode of production and the potential market size are the subject of recent studies that appear encouraging.Conclusions. Nanocellulose is a promising biomaterial whose field of application continues to grow. Cellulose in wood pulp can be used as a raw material for the production of nanocellulose using enzymatic pre-treatments that generate valuable co-products. This process can be integrated into a conventional chemical pulp mill and constitutes a broadening of the products available to the pulp and paper industry.

Les progrès réalisés durant ces dernières années dans le domaine de la microélectronique et notamment vis-à-vis de l'augmentation exponentielle de la densité d'intégration des composants et des systèmes a participé activement à l'apparition et au développement de systèmes portables communicants de plus en plus performants et polyvalents. La R&D dans les technologies de stockage d'énergie n'a pas suivi cette tendance d'évolution très rapide ; ce qui constitue un handicap majeur dans les évolutions futures des systèmes portables. La transmission d'énergie sans fils sur des distances considérables (plusieurs dizaines de mètres) grâce aux microondes constitue une solution très prometteuse pour pallier aux problèmes d'autonomie dans le cas des systèmes sans fils communicants. De plus, du fait de l'omniprésence des ondes électromagnétiques dans notre environnement avec des niveaux plus ou moins importants, la récupération et l'exploitation de cette énergie libre est également possible. La rectenna (Rectifying Antenna) est le dispositif permettant de capter et de convertir une onde électromagnétique en une tension continue. Plusieurs travaux de thèse axés sur l'étude et l'optimisation de la rectenna ont été réalisés au sein du laboratoire. Ces travaux avaient montré que pour des faibles niveaux de champs les tensions délivrées par la rectenna sont généralement très faibles et inexploitables. Aussi, comme la majorité des micro-sources d'énergie et à cause de son impédance interne, les performances de la rectenna dépendent fortement de sa charge de sortie. Ainsi, le développement d'un système d'interfaçage de la rectenna est nécessaire afin de pallier ces manquements inhérents du convertisseur RF/DC. Ce genre de système d'interfaçage est généralement absent dans la littérature à cause des faibles niveaux de puissance exploités. Par conséquent, la rectenna est très souvent utilisée tel quelle ; ce qui limite fortement le champ applicatif. Dans ce projet de recherche, un système de gestion énergétique de la rectenna complètement autonome a été conçu, développé et optimisé afin de garantir les performances optimales de la rectenna quelques soient les fluctuations de la puissance d'entrée et celles de la charge de sortie. Le circuit d'interfaçage permet également de fournir à la charge des niveaux de tension utilisables. Le système réalisé est basé tout d'abord sur l'utilisation d'un convertisseur DC/DC résonant pouvant fonctionner d'une manière complètement autonome à partir de niveaux très bas de la tension et de la puissance de la source. Ce convertisseur permet donc de garantir l'autonomie du système en éliminant la nécessité d'une source d'énergie auxiliaire. A cause de ses faibles performances énergétiques, ce convertisseur ne sera utilisé que durant la phase de démarrage. L'efficacité du système en termes de rendement énergétique et d'adaptation d'impédance est garantie grâce à l'utilisation d'un convertisseur Flyback fonctionnant dans son régime de conduction discontinu. Ainsi, une adaptation d'impédance très efficace est réalisée entre la rectenna et la charge de sortie. Ce convertisseur principal fonctionnera durant le régime permanent. Les deux convertisseurs ont été optimisés pour des niveaux de tension et de puissance aussi bas que quelques centaines de mV et quelques μW respectivement. Des mesures expérimentales réalisées sur plusieurs prototypes ont démontré le bon fonctionnement et les excellentes performances prédites par la procédure de conception ; ce qui nous permet de valider notre approche. De plus, les performances obtenues se distinguent parfaitement vis-à-vis de l'état de l'art. Enfin, en fonction de l'application désirée, plusieurs synoptiques d'association des deux structures sont proposés. Ceci inclut également la gestion énergétique de la charge de sortie. Latest advancements in microelectronic technologies and especially with the exponential increase of components and devices integration density have yield novel high technology and polyvalent portable systems. Such polyvalent communication devices need more and more available energy. Nonetheless, research in energy storage technology did not evolve with a similar speed. This constitutes a substantial handicap for the future evolution of portable devices. Wireless energy transfer through large distances such as tens of meters using microwaves is a very promising solution in order to deal with the autonomy problem in portable devices. In addition, since electromagnetic waves are ubiquitous in our environment, harvesting and using this free and available energy is also possible. Rectenna (Rectifying Antenna) is the device that allows to collect and to convert an electromagnetic wave into DC power. Several thesis research projects focusing on studying and optimizing the rectenna was carried-out into the Ampere laboratory. It has been shown that for a low level of the electromagnetic field the voltage provided by the rectenna is ultra-low and thus impractical. Further, as it is the case for the majority of energy harvesting micro-sources, the performances of the rectenna depend highly with the loading conditions. So, the development of an interfacing circuit for the rectenna is a necessary task in order to relieve the RF/DC converter inherent flaws. As it is pointed out into the literature, such power management circuit is in most cases absent due to the ultra-low power levels. In most cases, the rectenna is used as it; which reduces strongly the applications area. Within this research project, an ultra-low power and fully-autonomous power management system dedicated to rectennas was developed and optimized. It allows to guarantee highest performances of the rectenna whatever are the fluctuation of the input power level and the output load conditions. In addition, this power management system allows to provide a conventional voltage level to the load. The first part of the developed system is composed by a resonant DC/DC converter which plays the role of start-up circuit. In this case, no external energy source is required even with low voltage and ultra-low power source conditions. Because of its general poor energetic performances, this resonant converter will be used only during the start-up phase. The second part of the developed system is composed by a Flyback converter operating in its discontinuous conduction mode. Using this mode, the converter realizes static and very effective impedance matching with the rectenna in order to extract the maximum available power whatever are the input and the output conditions. Furthermore, thanks to the optimization procedure, the converter shows excellent efficiency performances even for μW power levels based on a discrete demonstrator. Finally, the converter provides conventional voltage levels allowing to power standard electronics. Experimental tests based on discrete prototypes for the both converters show distinguish results for the start-up voltage, the impedance matching effectiveness and the efficiency as regard to the state of the art. 6

info:eu-repo/semantics/published

Le comportement électrochimique de deux composés issus de la biomasse, le furfural (FF) et le 5-hydroxyméthylfurfural (HMF) a été étudié sur plusieurs matériaux d’électrode (Au, Pt, Cu, C, Ag) dans les liquides ioniques (LIs) 1-butyl-1-méthylpyrrolidinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ([BMPyrr][NTf2]) et 1-butyl-3-méthylimidazolium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ([BMIm][NTf2]) ainsi que dans le solvant eutectique profond chlorure de choline/glycérol 1:2 (ChCl-Gly).Les techniques électrochimiques (voltampérométrie cyclique, électrolyses potentiostatiques à temps long) et spectroscopiques (FTIR in-situ, RMN haute résolution ex-situ) mettent en évidence deux mécanismes de réduction du FF qui dépendent du milieu utilisé. En [BMPyrr][NTf2], une vague voltampérométrique de réduction entre -2,30 et -2,43 V vs. Fc+/Fc est associée à la formation de l’alcool furfurylique et de deux diastéréoisomères de l’hydrofuroïne. En [BMIm][NTf2], une vague entre -2,13 et -2,30 V est associée à la formation d’un seul produit, la 2,2’-furoïne. Dans le premier milieu, un mécanisme semblable à celui de la réduction électrochimique directe observée en milieu aqueux ou organique a été proposé. Dans le deuxième cas, le mécanisme fait intervenir le carbène imidazol2-ylidène provenant du cation BMIm+ qui catalyse la formation de la 2,2’-furoïne. Dans le solvant eutectique profond ChCl-Gly, la formation de l’alcool furfurylique a été mise en évidence et l’influence de la morphologie de l’électrode (massive ou nanoparticules) sur ce processus été discutée. Concernant l’oxydation du furfural, la réactivité apparait identique dans les deux milieux LIs via la formation à 1,90 V d’un adduit entre l’anion NTf2- et le composé d’intérêt. Le HMF présente un comportement en réduction similaire dans les deux LIs via la présence de signaux voltampérométriques d’adsorption du composé à l’électrode. La spectroscopie FTIR in-situ indique que les fonctions hydroxyméthyle et carbonyle sont toutes deux affectées par la réaction. Cette même technique ...