Modelling the influence of palmitic, palmitoleic, stearic and oleic acids on apparent heat resistance of spores of Bacillus cereus NTCC 11145 and Clostridium sporogenes Pasteur 79.3

International audienceHeat resistance of spores is affected by many factors such as temperature, pH, water activity (aw) and others. Previous studies have reported that free fatty acids can affect the germination and growth of bacterial spores. In this study, we investigated the influence of free fatty acids in heating medium or in recovery medium on the heat resistance of spores of Bacillus cereus NTCC 11145 and Clostridium sporogenes Pasteur 79.3. Four free fatty acids were studied: palmitic, palmitoleic, stearic and oleic acid. During thermal treatments, the impact of these FFA in heating media was generally low, but the presence of free fatty acids in the recovery medium highly decreases bacterial spore apparent heat resistance, particularly with unsaturated fatty acids. A mathematical model was developed to describe and quantify the influence of free fatty acids in recovery media on the D-values. The z'FFA parameter values which quantify the impact of free fatty acids were determined. The variation of this parameter value according to the free fatty acid type was compared with MIC value variation given in the literature. The model enables the decrease in D-values in the presence of free fatty acids to be estimated. The high concentrations of free fatty acids in liver or canned duck may explain the microbial stability with low sterilization values applied

Reinforcement and tear propagation in reinforced elastomers

L'ajout de charges (agrégat de taille submicronique) dans une matrice élastomère apporte des propriétés physiques qualitativement différentes de celles de la matrice pure : module complexe dépendant de la température, forts effets non linéaires, forte dissipation... Ces propriétés sont liées à la nature de la matrice et des charges, à leur fraction volumique, et enfin à la force des interactions charge / matrice. Nous présentons d'abord les différents systèmes et la caractérisation de leurs propriétés mécaniques, de façon à clarifier le rôle des différents paramètres.La cristallisation sous traction du caoutchouc naturel a un effet important sur ses propriétés mécaniques. Nous l'avons donc mesurée quantitativement dans chacune des formulations. Nous montrons que le taux de cristallisation à la rupture est toujours de l'ordre de 13%. La nature de l'interface silice / matrice a un effet sur les propriétés mécaniques mais pas sur la cristallisation. Nous avons ensuite étudié le comportement en traction simple d'échantillons pré-entaillés. Nous montrons que la plus grande résistance à la propagation d'entaille du caoutchouc naturel renforcé est corrélée à la présence d'instabilités de propagation (rotation d'entaille). Les mécanismes physiques à l'origine de la rotation d'entaille ne sont pas compris. Nous décrivons la dynamique de propagation des rotations à différentes échelles, et les caractéristiques des rotations.La combinaison de la cristallisation induite et de la présence des charges induit dans le matériau une très grande anisotropie qui pourrait être à l'origine des rotations.The subject of this PhD thesis is the resistance to tear of reinforced elastomers. The general context of this work is related to the performances of reinforced elastomers, specifically silica reinforced natural rubber, as regards various usage properties : wear of tyre tread, fatigue and tear resistance of tyre flanks, etc. Wear and fatigue mechanisms are very complex. This PhD thesis is a first step towards understanding these mechanisms. We focussed on the parameters which control ultimate properties (resistance to failure, resistance to tear propagation) of uniaxially stretched samples. Reinforced elastomers are nanocomposite materials made of an elastomer matrix in which submicrometric filler particles or aggregates are dispersed. Adding fillers considerably enhances usage properties, specifically ultimate properties. Mechanical and physical properties qualitatively different from those of the pure elastomer matrix are induced: a strongly temperature dependent complex modulus, strong non linear effects (Payne effect), large dissipation, hysteresis, plasticity and long time recovery (Mullins effect). The material parameters which have an influence on the properties are: the nature of the elastomer matrix (natural or synthetic rubber) and of the reinforcing fillers (carbon black or silica), the volume fraction and dispersion state of the fillers, the nature and strength of interactions at filler-matrix interfaces.This work is an experimental study of the resistance to failure and to tearing of uniaxially stretched samples. The various systems which have been studied are presented first. Their mechanical properties have been characterized in the various regimes of strain amplitude. The various samples have been compared systematically in order to clarify the effect of the various material parameters.Natural rubber crystallizes under strain. This phenomenon is very sensitive to the formulation of the various materials and has a tremendous effect on mechanical and ultimate properties. Thus, we have measured quantitatively the amount of crystallinity induced as a function of the applied strain during elongation cycles and up to sample failure. The influence of the nature and volume fraction of the fillers and of the matrix-filler interfaces has been studied. The crystallinity is close to 13% in all studied materials. In samples filled with silica, the nature of the filler-matrix interactions (covalent coupling vs no coupling) has very little influence on crystallization, whereas it modifies strongly the mechanical properties.Then we have studied the resistance to failure of uniaxially stretched pre-notched test samples. Within a macroscopic approach, we have related the ultimate property (energy density at break) to the various tear propagation modes which are observed. We have studied the effect of temperature and drawing speed. It has been shown that the higher resistance to failure of reinforced natural rubber is related to the appearance of spectacular instabilities of the propagation direction (the so-called ‘tear rotation’). The appearance of tear rotation is specific to pre-notched reinforced natural rubber samples. The physical mechanisms responsible for tear rotation are not yet fully understood. The combination of reinforcement due to fillers and of strain-induced crystallization may lead to a strong anisotropy of the elastic material constant of the material in front of the tear tip, and this might be the driving force for tear rotation. The rotation length has been identified as an important parameter which correlates well to the ultimate properties. The tear propagation is described at various scales. The typical length scales associated to tear rotation which are observed have been related to the material properties

Étude du renforcement et de la propagation d’entaille dans les élastomères renforcés

The subject of this PhD thesis is the resistance to tear of reinforced elastomers. The general context of this work is related to the performances of reinforced elastomers, specifically silica reinforced natural rubber, as regards various usage properties : wear of tyre tread, fatigue and tear resistance of tyre flanks, etc. Wear and fatigue mechanisms are very complex. This PhD thesis is a first step towards understanding these mechanisms. We focussed on the parameters which control ultimate properties (resistance to failure, resistance to tear propagation) of uniaxially stretched samples. Reinforced elastomers are nanocomposite materials made of an elastomer matrix in which submicrometric filler particles or aggregates are dispersed. Adding fillers considerably enhances usage properties, specifically ultimate properties. Mechanical and physical properties qualitatively different from those of the pure elastomer matrix are induced: a strongly temperature dependent complex modulus, strong non linear effects (Payne effect), large dissipation, hysteresis, plasticity and long time recovery (Mullins effect). The material parameters which have an influence on the properties are: the nature of the elastomer matrix (natural or synthetic rubber) and of the reinforcing fillers (carbon black or silica), the volume fraction and dispersion state of the fillers, the nature and strength of interactions at filler-matrix interfaces.This work is an experimental study of the resistance to failure and to tearing of uniaxially stretched samples. The various systems which have been studied are presented first. Their mechanical properties have been characterized in the various regimes of strain amplitude. The various samples have been compared systematically in order to clarify the effect of the various material parameters.Natural rubber crystallizes under strain. This phenomenon is very sensitive to the formulation of the various materials and has a tremendous effect on mechanical and ultimate properties. Thus, we have measured quantitatively the amount of crystallinity induced as a function of the applied strain during elongation cycles and up to sample failure. The influence of the nature and volume fraction of the fillers and of the matrix-filler interfaces has been studied. The crystallinity is close to 13% in all studied materials. In samples filled with silica, the nature of the filler-matrix interactions (covalent coupling vs no coupling) has very little influence on crystallization, whereas it modifies strongly the mechanical properties.Then we have studied the resistance to failure of uniaxially stretched pre-notched test samples. Within a macroscopic approach, we have related the ultimate property (energy density at break) to the various tear propagation modes which are observed. We have studied the effect of temperature and drawing speed. It has been shown that the higher resistance to failure of reinforced natural rubber is related to the appearance of spectacular instabilities of the propagation direction (the so-called ‘tear rotation’). The appearance of tear rotation is specific to pre-notched reinforced natural rubber samples. The physical mechanisms responsible for tear rotation are not yet fully understood. The combination of reinforcement due to fillers and of strain-induced crystallization may lead to a strong anisotropy of the elastic material constant of the material in front of the tear tip, and this might be the driving force for tear rotation. The rotation length has been identified as an important parameter which correlates well to the ultimate properties. The tear propagation is described at various scales. The typical length scales associated to tear rotation which are observed have been related to the material properties.L'ajout de charges (agrégat de taille submicronique) dans une matrice élastomère apporte des propriétés physiques qualitativement différentes de celles de la matrice pure : module complexe dépendant de la température, forts effets non linéaires, forte dissipation... Ces propriétés sont liées à la nature de la matrice et des charges, à leur fraction volumique, et enfin à la force des interactions charge / matrice. Nous présentons d'abord les différents systèmes et la caractérisation de leurs propriétés mécaniques, de façon à clarifier le rôle des différents paramètres.La cristallisation sous traction du caoutchouc naturel a un effet important sur ses propriétés mécaniques. Nous l'avons donc mesurée quantitativement dans chacune des formulations. Nous montrons que le taux de cristallisation à la rupture est toujours de l'ordre de 13%. La nature de l'interface silice / matrice a un effet sur les propriétés mécaniques mais pas sur la cristallisation. Nous avons ensuite étudié le comportement en traction simple d'échantillons pré-entaillés. Nous montrons que la plus grande résistance à la propagation d'entaille du caoutchouc naturel renforcé est corrélée à la présence d'instabilités de propagation (rotation d'entaille). Les mécanismes physiques à l'origine de la rotation d'entaille ne sont pas compris. Nous décrivons la dynamique de propagation des rotations à différentes échelles, et les caractéristiques des rotations.La combinaison de la cristallisation induite et de la présence des charges induit dans le matériau une très grande anisotropie qui pourrait être à l'origine des rotations

On the game coloring index of F+-decomposable graphs

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Les marges alluviales endiguées du Rhône : Trajectoires d’atterrissement, états des lieuxhydro-sédimentaire et sanitaire, perspectives opérationnelles

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Carottages et géophysique des annexes fluviatiles de Donzère et Baix-le-Logis-Neuf

Ce présent rapport constitue le livrable de l’Axe A1.a concernant les carottages des annexes fluviatiles de DZM et BLN et les travaux de géophysique aquatique effectués sur le RCC de DZM dans le cadre de l’Axe C5.4. Ce travail compile les résultats d’analyses granulométriques, MO, radionucléides, POPs de 2 carottes sédimentaires (DZM-C01 et DZM-C04) au niveau des annexes fluviales du RCC de DZM et parachève ainsi l’objectif « OSR 5 » de 6 carottes dans des contextes de déposition et/ou RCC différents. Les résultats révèlent des signaux concordants entre hypothèse de sédimentation et indicateurs géochimiques : la diminution de la granulométrie pouvant être interprétée comme consécutive à la mise en dérivation en 1952 ; pic des PCBs pouvant correspondre aux années 70/80, etc. En outre, l’application exploratoire du Ground Penetrating Radar (GPR) en milieu aquatique s’est révélée concluante, corroborée par la carotte aquatique DZM-C01 qui témoigne de séquences sédimentaires pertinentes en rapport aux réflecteurs observés sur le radargramme. A BLN, les analyses des radargrammes (GPR) et de la granulométrie des carottes constituaient la partie exploratoire visant à caractériser les états initiaux et l’impact des aménagements sur les dynamiques sédimentaires. Elles ont permis de mieux caractériser les dépôts sédimentaires et l’impact des aménagements en déterminant trois unités sédimentaires : unités « pré-Girardon », « pré-dérivation » et « post-dérivation. A noter que la carotte BLN-C02 étant dans un casier Girardon ayant connu une sédimentation « pré » et « post » -dérivation, on y observe un décrochage « granulométrique » (BLN C02) « contraire » à ce que l’on constate en plaine alluviale (cas de BLN-C03 et Vauclin et al., 2020) avec des sédiments qui seraient plus grossiers en post-dérivation (partie haute de la carotte) et plus fins avant celle-ci (partie basse de la carotte). Ceci pourrait s’expliquer par un fonctionnement par « débordement » spécifique aux casiers Girardon : les flux entrants ne peuvent avoir lieu que pour des débits assez forts pour transporter des sédiments par-dessus la digue, jouant ainsi sur la capacité de transport et laissant entrer des sédiments légèrement plus grossiers (sableux). A noter que cette piste interprétative mériterait un approfondissement par le biais d’analyses complémentaires afin de vérifier les chronologies et de déterminer s’il n’y a pas eu de remobilisation sédimentaire

Dike fields as drivers and witnesses of twentieth-century hydrosedimentary changes in a highly engineered river (Rhône River, France)

International audienceHydraulic structures, such as groyne fields, were commonly used to channelize European and North American rivers, thus forming engineered margins on the edges of the active channel. On the Rhône River (France), which was corrected with dike fields (classical groyne fields and specific ones closed with a longitudinal submersible dike; i.e., closed fields) and equipped with numerous dams (mid-twentieth century), the engineered margins have mostly been filled with fine sediments and become terrestrial. On the 11 km bypassed studied reach (middle Rhône), 55.6 ha in 167 dike fields (i.e., 75 % of the cumulated surface) have been subject to terrestrialization (i.e., the transformation of aquatic areas into terrestrial ones). Our study aimed to understand the trajectory of dike fields that serve as both drivers (e.g., inducing in-dike fine sediment trapping) and witnesses (e.g., informing the diversion impact) of hydrosedimentary changes. We combined geohistorical analyses (aerial photographs, riverbed elevations, and water levels) and GIS modeling, as well as topographic and ground-penetrating radar surveys (GPR), to emphasize the terrestrialization patterns and hierarchize the drivers and processes involved. We obtained a classification of diachronic patterns (five types) that highlight local recurrences and specificities (inherited forms) in the terrestrialization trajectory. Topographic and GPR surveys complemented our data, shedding light on the main characteristics of sediment deposits (volumes, thicknesses) and structural units. We also determined that the contribution to terrestrialization of phase 1 (channelized state; 1900s–1970s) is lower than that of phase 2 (channelized and bypassed state; 1970s–2000s), at 42 % (23.4 ha) and 58 % (32.2 ha), respectively. In phase 1, fine sediment deposition leads to deposit construction, triggered by the dike field setting, which shapes spaces with reduced shear stresses. The riverbed incision (induced by channelization) is shallow on this reach, so its contribution (by lowering the water level) is considered negligible. In phase 2, terrestrialization is mainly provoked by the diversion-induced drop in water level that has caused the retraction of the active channel and promoted its abandoned edges as new terrestrial margins. Understanding the evolution of these ecotones made it possible to adjust our recommendations in terms of management and restoration. It also highlights the relevance of strategic dike field reconnections to support the river by recreating gradients of hydrological connectivity (which are favorable to habitat diversity)

Carottages et géophysique des annexes fluviatiles de Donzère et Baix-le-Logis-Neuf

Ce présent rapport constitue le livrable de l’Axe A1.a concernant les carottages des annexes fluviatiles de DZM et BLN et les travaux de géophysique aquatique effectués sur le RCC de DZM dans le cadre de l’Axe C5.4. Ce travail compile les résultats d’analyses granulométriques, MO, radionucléides, POPs de 2 carottes sédimentaires (DZM-C01 et DZM-C04) au niveau des annexes fluviales du RCC de DZM et parachève ainsi l’objectif « OSR 5 » de 6 carottes dans des contextes de déposition et/ou RCC différents. Les résultats révèlent des signaux concordants entre hypothèse de sédimentation et indicateurs géochimiques : la diminution de la granulométrie pouvant être interprétée comme consécutive à la mise en dérivation en 1952 ; pic des PCBs pouvant correspondre aux années 70/80, etc. En outre, l’application exploratoire du Ground Penetrating Radar (GPR) en milieu aquatique s’est révélée concluante, corroborée par la carotte aquatique DZM-C01 qui témoigne de séquences sédimentaires pertinentes en rapport aux réflecteurs observés sur le radargramme. A BLN, les analyses des radargrammes (GPR) et de la granulométrie des carottes constituaient la partie exploratoire visant à caractériser les états initiaux et l’impact des aménagements sur les dynamiques sédimentaires. Elles ont permis de mieux caractériser les dépôts sédimentaires et l’impact des aménagements en déterminant trois unités sédimentaires : unités « pré-Girardon », « pré-dérivation » et « post-dérivation. A noter que la carotte BLN-C02 étant dans un casier Girardon ayant connu une sédimentation « pré » et « post » -dérivation, on y observe un décrochage « granulométrique » (BLN C02) « contraire » à ce que l’on constate en plaine alluviale (cas de BLN-C03 et Vauclin et al., 2020) avec des sédiments qui seraient plus grossiers en post-dérivation (partie haute de la carotte) et plus fins avant celle-ci (partie basse de la carotte). Ceci pourrait s’expliquer par un fonctionnement par « débordement » spécifique aux casiers Girardon : les flux entrants ne peuvent avoir lieu que pour des débits assez forts pour transporter des sédiments par-dessus la digue, jouant ainsi sur la capacité de transport et laissant entrer des sédiments légèrement plus grossiers (sableux). A noter que cette piste interprétative mériterait un approfondissement par le biais d’analyses complémentaires afin de vérifier les chronologies et de déterminer s’il n’y a pas eu de remobilisation sédimentaire

Carottages et géophysique des annexes fluviatiles de Donzère et Baix-le-Logis-Neuf

Ce présent rapport constitue le livrable de l’Axe A1.a concernant les carottages des annexes fluviatiles de DZM et BLN et les travaux de géophysique aquatique effectués sur le RCC de DZM dans le cadre de l’Axe C5.4. Ce travail compile les résultats d’analyses granulométriques, MO, radionucléides, POPs de 2 carottes sédimentaires (DZM-C01 et DZM-C04) au niveau des annexes fluviales du RCC de DZM et parachève ainsi l’objectif « OSR 5 » de 6 carottes dans des contextes de déposition et/ou RCC différents. Les résultats révèlent des signaux concordants entre hypothèse de sédimentation et indicateurs géochimiques : la diminution de la granulométrie pouvant être interprétée comme consécutive à la mise en dérivation en 1952 ; pic des PCBs pouvant correspondre aux années 70/80, etc. En outre, l’application exploratoire du Ground Penetrating Radar (GPR) en milieu aquatique s’est révélée concluante, corroborée par la carotte aquatique DZM-C01 qui témoigne de séquences sédimentaires pertinentes en rapport aux réflecteurs observés sur le radargramme. A BLN, les analyses des radargrammes (GPR) et de la granulométrie des carottes constituaient la partie exploratoire visant à caractériser les états initiaux et l’impact des aménagements sur les dynamiques sédimentaires. Elles ont permis de mieux caractériser les dépôts sédimentaires et l’impact des aménagements en déterminant trois unités sédimentaires : unités « pré-Girardon », « pré-dérivation » et « post-dérivation. A noter que la carotte BLN-C02 étant dans un casier Girardon ayant connu une sédimentation « pré » et « post » -dérivation, on y observe un décrochage « granulométrique » (BLN C02) « contraire » à ce que l’on constate en plaine alluviale (cas de BLN-C03 et Vauclin et al., 2020) avec des sédiments qui seraient plus grossiers en post-dérivation (partie haute de la carotte) et plus fins avant celle-ci (partie basse de la carotte). Ceci pourrait s’expliquer par un fonctionnement par « débordement » spécifique aux casiers Girardon : les flux entrants ne peuvent avoir lieu que pour des débits assez forts pour transporter des sédiments par-dessus la digue, jouant ainsi sur la capacité de transport et laissant entrer des sédiments légèrement plus grossiers (sableux). A noter que cette piste interprétative mériterait un approfondissement par le biais d’analyses complémentaires afin de vérifier les chronologies et de déterminer s’il n’y a pas eu de remobilisation sédimentaire

Les marges alluviales endiguées du Rhône : Trajectoires d’atterrissement, états des lieuxhydro-sédimentaire et sanitaire, perspectives opérationnelles

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