Morpho-chemistry in secondary sludge filtration cakes: a case study

International audienceLight Microscopy, Transmission Electron Microscopy (TEM, EDXS), and Fourier Transform Infra Red MicroSpectroscopy (FTIRMS) were used to describe the organization and chemical distribution of major constituents in a sludge filtration cake. Samples were obtained from a municipal wastewater treatment plant using conventional ferric chloride and lime sludge conditioning.Various samples collected at different stages of the process were embedded in an Epoxy resin after acetone-dehydration, and sectioned using an ultra-microtome. The thickness of the sections was adapted to the experimental techniques used. TEM showed that in the activated sludge, bacterial colonies, isolated bacteria and debris are trapped within a gel matrix of exocellular polymeric substances, whereas those same components are compacted and distorted in the filtration cake. Furthermore, conditioning chemicals appeared in the cake as amorphous aggregated colloids and acicular particles which do not form inside the colonies. A chemical mapping was obtained by determining and integrating FTIR bands characteristics of specific components of the cake. Preliminary results showed that the amounts of resin can be used to assess the relative compacity at different levels of the cake

Infrared and microwaves at 5.8 GHz in a catalytic reactor

An improved micro-reactor cell for IR spectroscopic studies of heterogeneous catalysis was built around a 5.8 GHz microwave cavity. The reactor can operate at 20 bars and with conventional heating up to 720 K, with reactant gas flows velocities (GHSV) from 25 000 to 50 000 h−1. The temperature of the sample under microwave irradiation was measured by time resolved IR emission spectroscopy. The first experiment performed was the IR monitoring of the desorption of carbonates induced by irradiating an alumina sample by microwaves at 5.8 GHz

Energy exchange modelling between the surface of an extensive green roof and a photovoltaic panel

La densification et l'artificialisation croissante du milieu urbain ont induit de nombreux impacts négatifs à l'échelle de la ville et rendent ce milieu ultra contraint d'un point de vue des besoins d'énergie et du confort thermique. De plus, la demande en énergie a considérablement augmenté et le secteur du bâtiment est responsable, à lui seul, de 44% de l'énergie consommée en France chaque année. Les impacts négatifs sont d'ores et déjà perceptibles pour les habitants et le phénomène d'Ilot de Chaleur Urbain (ICU) est observé dans la plupart des grandes métropoles. L'ensemble des toitures planes en ville représente environ 20 à 25% de la surface totale de la ville. Cependant, ces surfaces sont globalement inexploitées alors qu'elles sont le lieu privilégié pour les échanges thermiques et hydriques entre le bâtiment et son environnement. Une solution intéressante pour végétaliser le milieu urbain et favoriser la production d'énergie en ville consiste à introduire des toitures végétales extensives sur les toitures planes associées à des panneaux photovoltaïques. La toiture végétalisée permet de répondre à un certain nombre de fonctions écosystémiques et les panneaux photovoltaïques produisent de l'électricité sur le lieu de consommation. Ces dernières années cette solution n'a pas été perçue comme une opportunité et les deux systèmes ont plutôt été mis en concurrence. Dans ce contexte, cette thèse doit permettre d'évaluer les impacts individuels et réciproques, qu'ils soient positifs ou négatifs, des deux sous-systèmes lorsqu'ils sont associés. En effet, il est attendu que le flux d'évapotranspiration de la toiture végétalisée induise un abaissement de la température des cellules photovoltaïques, favorisant la production électrique. Les travaux menés ont permis d'évaluer expérimentalement la performance de parcelles végétalisées sur la production électrique des panneaux photovoltaïques. De plus, plusieurs modèles ont été développés pour simuler le comportement thermique des panneaux en fonction des conditions météorologiques dans lesquelles ils se trouvent à l'aide la méthode de Monte Carlo. Ces modèles ont été appliqués à l'évaluation de la performance énergétique à l'échelle du système photovoltaïque seul mais également à l'échelle du bâtiment afin de déterminer ses besoins en énergie (chauffage et climatisation). Un modèle Monte Carlo a aussi été mis en place à l'échelle de la cellule photovoltaïque avec des premiers résultats prometteurs pour de tels systèmes en condition réelles de fonctionnement.The increasing densification and artificialization of the urban environment have induced many negative impacts on the scale of the city and make this environment ultra-constrained from the point of view of energy needs and thermal comfort. Moreover, energy demand has increased considerably and the building sector alone is responsible for 44% of the energy consumed in France each year. The negative impacts are already perceptible for the inhabitants and the phenomenon of Urban Heat Island (UHI) is observed in most large cities. The total surface of flat roofs in a typical city represents about 20 to 25% of the city. However, these surfaces are globally unexploited although they are the privileged place for thermal and mass transfers between the building and its environment. An interesting solution to green the urban environment and promote energy production in the city consists in the introduction of extensive green roofs on flat roofs associated with photovoltaic panels. The vegetated roof allows to fulfill ecosystemic functions and the photovoltaic panels produce electricity at the place of consumption. In recent years this solution has not been seen as an opportunity and the two systems have instead been put in competition. In this context, this thesis is intended to evaluate the individual and reciprocal impacts, both positive and negative, of the two subsystems when combined. Indeed, it is expected that the evapotranspiration flow of the green roof induces a lowering of the temperature of the photovoltaic cells, favouring the electrical production. The work carried out has allowed to experimentally evaluate the performance of vegetated plots on the electrical production of photovoltaic panels. In addition, several models were developed to simulate the thermal behavior of the panels according to the weather conditions in which they are located using the Monte Carlo method. These models were applied to evaluate the energy performance at the scale of the photovoltaic system alone but also at the scale of the building in order to determine its energy needs (heating and cooling needs). A Monte Carlo model has also been implemented at the scale of the photovoltaic cell with promising first results for such systems in real operating conditions

Modélisation des échanges énergétiques entre la surface d’une toiture végétalisée extensive et un panneau photovoltaïque

The increasing densification and artificialization of the urban environment have induced many negative impacts on the scale of the city and make this environment ultra-constrained from the point of view of energy needs and thermal comfort. Moreover, energy demand has increased considerably and the building sector alone is responsible for 44% of the energy consumed in France each year. The negative impacts are already perceptible for the inhabitants and the phenomenon of Urban Heat Island (UHI) is observed in most large cities. The total surface of flat roofs in a typical city represents about 20 to 25% of the city. However, these surfaces are globally unexploited although they are the privileged place for thermal and mass transfers between the building and its environment. An interesting solution to green the urban environment and promote energy production in the city consists in the introduction of extensive green roofs on flat roofs associated with photovoltaic panels. The vegetated roof allows to fulfill ecosystemic functions and the photovoltaic panels produce electricity at the place of consumption. In recent years this solution has not been seen as an opportunity and the two systems have instead been put in competition. In this context, this thesis is intended to evaluate the individual and reciprocal impacts, both positive and negative, of the two subsystems when combined. Indeed, it is expected that the evapotranspiration flow of the green roof induces a lowering of the temperature of the photovoltaic cells, favouring the electrical production. The work carried out has allowed to experimentally evaluate the performance of vegetated plots on the electrical production of photovoltaic panels. In addition, several models were developed to simulate the thermal behavior of the panels according to the weather conditions in which they are located using the Monte Carlo method. These models were applied to evaluate the energy performance at the scale of the photovoltaic system alone but also at the scale of the building in order to determine its energy needs (heating and cooling needs). A Monte Carlo model has also been implemented at the scale of the photovoltaic cell with promising first results for such systems in real operating conditions.La densification et l'artificialisation croissante du milieu urbain ont induit de nombreux impacts négatifs à l'échelle de la ville et rendent ce milieu ultra contraint d'un point de vue des besoins d'énergie et du confort thermique. De plus, la demande en énergie a considérablement augmenté et le secteur du bâtiment est responsable, à lui seul, de 44% de l'énergie consommée en France chaque année. Les impacts négatifs sont d'ores et déjà perceptibles pour les habitants et le phénomène d'Ilot de Chaleur Urbain (ICU) est observé dans la plupart des grandes métropoles. L'ensemble des toitures planes en ville représente environ 20 à 25% de la surface totale de la ville. Cependant, ces surfaces sont globalement inexploitées alors qu'elles sont le lieu privilégié pour les échanges thermiques et hydriques entre le bâtiment et son environnement. Une solution intéressante pour végétaliser le milieu urbain et favoriser la production d'énergie en ville consiste à introduire des toitures végétales extensives sur les toitures planes associées à des panneaux photovoltaïques. La toiture végétalisée permet de répondre à un certain nombre de fonctions écosystémiques et les panneaux photovoltaïques produisent de l'électricité sur le lieu de consommation. Ces dernières années cette solution n'a pas été perçue comme une opportunité et les deux systèmes ont plutôt été mis en concurrence. Dans ce contexte, cette thèse doit permettre d'évaluer les impacts individuels et réciproques, qu'ils soient positifs ou négatifs, des deux sous-systèmes lorsqu'ils sont associés. En effet, il est attendu que le flux d'évapotranspiration de la toiture végétalisée induise un abaissement de la température des cellules photovoltaïques, favorisant la production électrique. Les travaux menés ont permis d'évaluer expérimentalement la performance de parcelles végétalisées sur la production électrique des panneaux photovoltaïques. De plus, plusieurs modèles ont été développés pour simuler le comportement thermique des panneaux en fonction des conditions météorologiques dans lesquelles ils se trouvent à l'aide la méthode de Monte Carlo. Ces modèles ont été appliqués à l'évaluation de la performance énergétique à l'échelle du système photovoltaïque seul mais également à l'échelle du bâtiment afin de déterminer ses besoins en énergie (chauffage et climatisation). Un modèle Monte Carlo a aussi été mis en place à l'échelle de la cellule photovoltaïque avec des premiers résultats prometteurs pour de tels systèmes en condition réelles de fonctionnement

Polymer encapsulation of ruthenium complexes for biological and medicinal applications

International audienceSome Ru complexes have extremely promising anticancer or antibacterial properties, but the poor H2O solubility and/or low stability of many Ru complexes in aqueous solution under physiological conditions and/or metabolic or biodistribution profiles prevent their therapeutic use. To overcome these drawbacks, various strategies have been developed to improve the delivery of these compounds to their target tissues. The first strategy is based on physical encapsulation of Ru complexes in carriers, such as polymeric micelles, microparticles, nanoparticles and polymer–lipid hybrids, which enables the delivery and controlled release of the active Ru drug candidate. The second strategy involves covalent conjugation of the Ru complex to a polymer to give a prodrug that can be converted into the active drug at a more controllable rate. In this Review, we provide an overview of recent developments in polymer encapsulation of Ru complexes for biological and medicinal applications. We place particular emphasis on how polymer structure affects Ru delivery

Polymer encapsulation of ruthenium complexes for biological and medicinal applications

International audienceSome Ru complexes have extremely promising anticancer or antibacterial properties, but the poor H2O solubility and/or low stability of many Ru complexes in aqueous solution under physiological conditions and/or metabolic or biodistribution profiles prevent their therapeutic use. To overcome these drawbacks, various strategies have been developed to improve the delivery of these compounds to their target tissues. The first strategy is based on physical encapsulation of Ru complexes in carriers, such as polymeric micelles, microparticles, nanoparticles and polymer–lipid hybrids, which enables the delivery and controlled release of the active Ru drug candidate. The second strategy involves covalent conjugation of the Ru complex to a polymer to give a prodrug that can be converted into the active drug at a more controllable rate. In this Review, we provide an overview of recent developments in polymer encapsulation of Ru complexes for biological and medicinal applications. We place particular emphasis on how polymer structure affects Ru delivery

Thermal characterization of a photovoltaic panel under controlled conditions

International audienc

Modélisation électrique d’une cellule photovoltaïque et interprétation physique renouvelée à l’aide d’espaces de chemins

National audienc

Photo-génération, transfert et conversion d'énergie électronique en espaces de chemins pour le design inverse de procédés solaires

National audienc

Modélisation électrique d’une cellule photovoltaïque et interprétation physique renouvelée à l’aide d’espaces de chemins

National audienc