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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.

L'objectif de cet article est d'étudier le changement climatique dans le bassin versant de l'Ogooué : évolution récente et impact sur les écoulements. Pour cela, les données hydropluviométriques de ce bassin ont été analysées au moyen du test de Pettitt. Les résultats de cette étude révèlent une diminution statistiquement significative des modules annuels que le test de Pettitt situe en 1972-73, mais rien de tel pour les pluies à ce même pas de temps. Les écarts des moyennes décennales à la moyenne interannuelle montrent cependant des liens plus nets entre ces variables, se traduisant essentiellement par une diminution synchrone au cours des décennies 1970 et 1980. Cette diminution est suivie d'une reprise au cours des deux décennies d'après (1990 et 2000), laquelle s'estompe à nouveau au cours de la décennie 2010. Les écoulements des saisons pluvieuses (printemps et automne) ont enregistré les modifications les plus importantes, suite aux variations des régimes pluviométriques des saisons sèches (hiver et été) qui les précèdent. La saison sèche d'hiver a connu entre les décennies 1970-1990 une diminution importante des précipitations qui a provoqué une chute des écoulements du printemps. Le rehaussement et la flexion respectivement notés au cours des décennies 2000 et 2010 s'accompagnent des mêmes tendances dans les écoulements du printemps. A l'inverse, entre les décennies 1980-1990, il a été noté une hausse conjointe des pluies d'été et des écoulements d'automne. La flexion des pluies d'été observée depuis la décennie 2000 est également perceptible dans les écoulements d'automne. Ces résultats pourraient servir à renforcer les capacités de gestion des ressources en eau dans le bassin versant concerné et dans la région. Ils apportent également de nouveaux éléments pour étudier et comprendre la variation saisonnière et la disponibilité de l'eau douce en aval, dans les estuaires et les zones côtières des rivières régionales. The objective of this article is to study climate change in the Ogooue watershed: recent evolution and impact on flows. For this, the hydropluviometric data of this basin were analyzed using the Pettitt test. The results of this study reveal a statistically significantdecrease in runoff that the Pettitt test situates in 1972-73, but nothing like that for rainfallat this same time scale. The decadal deviations from the inter-annual average, however, show clearer links between these variables, resulting mainly in a synchronous decrease during the 1970s and 1980s. This decrease is followed byanincreaseduring the 1990s and 2000s, which diminished again during the 2010s. The flows of the rainy seasons (spring and autumn) recorded the most significant modifications, following variations in the rainfall patterns of the dry seasons (winter and summer) that precede them. The winter dry season recorded a significant decrease in rainfall between the decades 1970 and 1990, which caused a drop in spring flows. The increasingand decreasing respectively noted during the 2000s and 2010s are accompanied by the same trends in the spring flows. Conversely, between the decades 1980 and1990,there was a joint increase in summer rainfall and autumn flows. The decrease in summer rainfall observed since the 2000s is also noticeable in the autumn flows. These results could be used to strengthen water resources management capacities in the watershed concerned and the region. They also provide new insights to study and understand seasonal variation and availability of freshwater downstream, in estuaries and coastal areas of regional rivers.

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

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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 ...

Traditionnellement, seule la géothermie profonde était envisagée. Actuellement, les différentes formes de géothermies peu profondes et de faible enthalpie sont plus accessibles car elles présentent moins de risques financiers et environnementaux. Leur multiplication, notamment pour couvrir les besoins énergétiques de (gros ou nombreux) bâtiments, permet à ces systèmes de participer pleinement à la transition énergétique en cours. Ces systèmes géothermiques peu profonds ne requièrent aucune anomalie du gradient géothermique local. Néanmoins, lorsque des pompages et réinjections sont envisagés dans des aquifères peu profonds, les conditions hydrogéologiques influencent fortement l’efficacité (rendement) et la durabilité des systèmes installés mais aussi leur éventuel impact sur la quantité et la qualité des ressources en eaux souterraines. Les différents types de systèmes géothermiques peu profonds sont brièvement présentés, puis l’accent est mis sur les systèmes par doublets en aquifère et sur les anciennes mines.

Gouritin, Armelle (2013). "L'impact de l'adhe?sion de l'UE a? la Convention europe?enne des droits de l'Homme sur le lien entre droits de l'homme et politiques climatiques de l'UE" ("The EU accession to the European Convention on Human Rights: impact on the link between human rights and EU climate policies"), in Changements climatiques et droits de l'Homme : les options politiques de l'Union Europe?enne, C. Cournil and A.-S. Tabau (Eds), Bruylant, Oct. 2013, pp. 243-270

Wireless Sensor Networks (WSN) consist of tiny sensor nodes with embedded microcontrollers, low power radios, battery cells and sensors which are used to monitor environmental conditions such as temperature, pressure, humidity, and vibration. Today, these networks are used in a wide range of military, health, domestic, urban, industrial and environmental applications. Target coverage applications are those where several points of interest called targets must be continuously monitored by sensor nodes. In most target coverage applications, sensor nodes have a limited amount of energy and it is therefore critical to efficiently manage their energy consumption in order to extend the network lifetime. A common approach to tackle this problem is to alternate the operation of sensor nodes between active and sleep mode. The scheduling of appropriate subsets of sleep/active sensor nodes in order to maximize the network lifetime is an NP-hard problem called Maximum Lifetime Coverage Problem (MLCP). In this thesis, we aim at proposing new heuristics to the MLCP, while considering more realistic assumptions on lifetime and energy consumption of sensor nodes. Firstly, we propose two greedy heuristics with the assumption that the sensor nodes do not necessarily have the same lifetime. The first heuristic is based on an adaptive method while the second uses the idea of blacklist, which allows to optimize the management of least covered targets called critical targets. Secondly, by considering that the energy consumed by sensor nodes put in sleep mode is not negligible, we propose a third greedy heuristic that takes into account the remaining energy of the sensor nodes in the choice of the nodes to activate. Then, we propose a recurring approach for regular networks. We then study a family of hard instances of the MLCP, namely the sub-family of regular networks composed of odd-sized rings. We propose for this subclass, an analytical approach to obtain effective solutions which we conjecture optimality. Finally, we develop a system for air pollution monitoring and fire detection based on a wireless sensor network and we evaluate the network lifetime gain when an algorithm for the MLCP is integrated in such a system.; Les réseaux de capteurs sans fil (WSN) se composent de petits nœuds de capteurs dotés de microcontrôleurs intégrés, de radios à faible consommation, de batteries et de capteurs utilisés pour surveiller les conditions environnementales telles que la température, la pression, l'humidité et les vibrations. De nos jours, ces réseaux sont utilisés dans un large éventail d'applications militaires, sanitaires, domestiques, urbaines, industrielles et environnementales. Les applications de couverture de cibles sont celles où plusieurs points d’intérêt appelés cibles doivent être surveillés en permanence par des nœuds de capteurs. Dans la plupart des applications de couverture de cibles, les nœuds de capteurs ont une ressource d'énergie limitée et il est donc essentiel de gérer efficacement leur consommation d'énergie afin de prolonger la durée de vie du réseau. Une approche commune pour résoudre ce problème consiste à alterner le fonctionnement des nœuds de capteurs entre le mode actif et le mode veille. Le problème de former des sous-ensembles de nœuds de capteurs qui seront activés successivement pendant des durées définies tandis que les autres nœuds seront en veille, afin de maximiser la durée de vie du réseau, est NP-difficile et appelé MLCP (Maximum Lifetime Coverage Problem). Dans cette thèse, notre objectif est de proposer de nouvelles heuristiques pour le MLCP tout en considérant des hypothèses plus réalistes sur la durée de vie et la consommation énergétique des nœuds de capteurs. Tout d'abord, nous proposons deux heuristiques gloutonnes en supposant que les nœuds de capteurs n'ont pas nécessairement la même durée de vie. La première heuristique est basée sur une méthode adaptative tandis que la seconde utilise l’idée de liste noire, ce qui permet d’optimiser la gestion des cibles critiques, c’est-à-dire qui sont couvertes par un nombre minimal de capteurs. Ensuite, en considérant que l'énergie consommée par les nœuds de capteurs mis en veille n'est pas négligeable, nous proposons une troisième heuristique gloutonne qui prend en compte l'énergie résiduelle des nœuds de capteurs dans le choix des nœuds à activer. Puis, nous proposons une approche récurrente pour les réseaux réguliers. Nous étudions ensuite une famille d'instances difficiles du MLCP, à savoir la sous-famille des réseaux réguliers consitués par les anneaux de taille impaire. Nous proposons pour cette sous-classe, une approche analytique permettant d’obtenir des solutions efficaces dont nous conjecturons l’optimalité. Enfin, nous développons un système de surveillance de la pollution atmosphérique et de détection d'incendie basé sur un réseau de capteurs sans fil et nous évaluons le gain en termes de durée de vie du réseau lorsqu'un algorithme pour le MLCP est intégré dans un tel système.