Titre : Contribution des informations expérimentales et expertes à l’amélioration des modèles linéaires d’étalonnage multivarié en spectrométrie

Auteur : Jean-Claude Boulet

Résumé : Les spectres contiennent de l’information sur la composition d’échantillons. Cette information est extraite au moyen d’une première famille d’outils chimiométriques, les étalonnages. Une deuxième famille d’outils, les prétraitements, est destinée à enlever une information spectrale nuisible. Etalonnages et prétraitements sont construits à partir de deux types d’informations: (1) les informations expérimentales basées sur l’expérience; (2) les informations expertes basées sur la connaissance a priori. L’objectif de la thèse est d’étudier les complémentarités et synergies entre ces deux types d’informations. Après une étude bibliographique, un modèle général commun aux étalonnages et prétraitements est proposé. L’information utile ou nuisible contenue dans un spectre est obtenue par projection orthogonale de ce spectre (selon un métrique Sigma) sur une matrice P dont les colonnes constituent une base de l’espace vectoriel associé à l’information utile ou nuisible. Selon les cas, l’information utile est conservée alors que l’information nuisible est éliminée. Le modèle général est ensuite implémenté par deux nouvelles méthodes. L’IDC-Improved Direct Calibration est une méthode d’étalonnage direct utilisant conjointement des informations expérimentales et expertes. Ensuite VODKA-PLSR est une généralisation de la PLSR. Un vecteur r est mis en évidence, il permet d’inclure de l’information experte dans le modèle. En conclusion ce travail permet une vision plus synthétique des modèles existants, propose deux nouveaux modèles d’étalonnage et ouvre de nombreuses possibilités pour créer de nouveaux modèles d’étalonnage et de prétraitement.

Ecole : Institut National d’Etudes Supérieures Agronomiques de Montpellier

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Titre : Préparation de synthons biosourcés issus de tannins de châtaigniers des Cévennes pour application aux résines époxy et aux retardateurs de flamme

Auteur : Valeriia Karaseva

Résumé : Le changement climatique accélère la dégradation de l’état sanitaire du châtaignier causé initialement par le manque de sylviculture et d’exploitation du fait du parcellement important de la forêt cévenole. Ainsi, la pérennité de la châtaigneraie dans cette région est en question. Les acteurs de terrain ont décidé d’agir en interpelant les scientifiques pour explorer de nouvelles solutions dans le domaine « bois chimie », la qualité du bois rendant peu rentable la filière bois d’œuvre traditionnelle. La chimie verte apparaît comme une voie possible en raison de la richesse de cette essence en extractibles telles que les tanins ellagiques et l’acide ellagique. Le projet de thèse avait pour objectif d’étudier l’utilisation d’extraits de bois de châtaignier dans les domaines des retardateurs de flamme et des résines époxy biosourcées. La première partie du travail a permis de produire des extraits avec des compositions variées et d’étudier les relations entre composition et propriétés thermiques des extraits. Les proportions relatives entre les deux familles moléculaires présentes dans les extraits, saccharides et composés phénoliques, ont induit des variations dans les valeurs d’énergie de combustion et de taux de résidus. La deuxième partie du travail a permis d’évaluer l’efficacité de deux extractibles phénoliques du bois de châtaignier, l’acide gallique et l’acide ellagique, pour l’ignifugation d’une résine époxy par voie additive. La comparaison avec leurs dérivés boratés indique une amélioration des propriétés ignifuges des matériaux par une action en phase condensée. La troisième partie de la thèse a été consacrée à la synthèse de prépolymères époxy à partir d’acide ellagique, substituts potentiels du diglycidyl éther de bisphénol A. L’introduction des groupements fonctionnels époxydes, caractéristiques des prépolymères époxy, a été réalisée par allylation des hydroxyles phénoliques de l’acide ellagique puis oxydation des doubles liaisons allyliques. La formulation du prépolymère avec deux durcisseurs a permis de produire des résines dont les propriétés ignifuges sont supérieures à celles de la référence pétrosourcée.

Ecole : Montpellier SupAgro

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Titre : Microfiltration tangentielle appliquée à l’oenologie : compréhension et maîtrise des phénomènes de colmatage

Auteur : Youssef El Rayess

Résumé : La clarification des vins par procédés membranaires en particulier la microfiltration tangentielle a toujours été limitée par le colmatage, générant des flux de perméation faibles incompatibles avec la rentabilité économique. La compréhension, la maîtrise, ainsi que l’anticipation des phénomènes de colmatage font l’objet de ce travail. Dans un premier temps, la contribution individuelle puis en mélange des composés du vin (tannins, pectines, mannoprotéines et levures) au colmatage d’une membrane céramique multicanaux a été évaluée. Une approche fondamentale a permis de proposer des mécanismes de colmatage : la présence des pectines induit les flux de perméation les plus faibles en formant un gel à la surface de la membrane tandis que les levures semblent au contraire avoir un effet protecteur dans le cas d’un vin brut. Parce qu’il représente le flux au-delà duquel un colmatage irréversible apparaît à la surface de la membrane, le flux critique pour l’irréversibilité est un paramètre clef pour contrôler le colmatage. Dans le cas de la filtration de vin, aucun flux critique n’a pu être déterminé ce qui a conduit à définir un critère identifiant une zone de travail où le degré de colmatage reste acceptable. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l’étude de la filtration dynamique (RVF) pour une éventuelle application dans le secteur vinicole. Cette technique est testée en présence de deux membranes organiques différentes: PES (hydrophile) et PTFE (hydrophobe). Les observations ont permis de mettre en évidence l’efficacité du système contre le colmatage des membranes PES induite par l’action de l’agitateur. Le colmatage des membranes PTFE est énormément affecté par les interactions molécules/membrane rendant la filtration dynamique inefficace pour lutter contre le colmatage de ces membranes.

Ecole : Institut National Polytechnique de Toulouse

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