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Gentric, Caroline (19..-....).

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Works: 16 works in 21 publications in 2 languages and 21 library holdings
Roles: Opponent, Other, Thesis advisor, Author
Publication Timeline
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Most widely held works by Caroline Gentric
Optimisation dynamique et commande non linéaire d'un réacteur de polymérisation en émulsion by Caroline Gentric( Book )

3 editions published in 1997 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

La demande de polymères de propriétés spécifiques et de haute performance est actuellement très forte. Par ailleurs, l'amélioration de la productivité, et la maitrise du fonctionnement des réacteurs de polymérisation sont essentielles. L'optimisation et la commande des procédés de polymérisation revêtent par conséquent une très grande importance pour l'industrie des polymères. En raison des difficultés de modélisation, de la forte non linéarité des systèmes mis en jeu, du manque de mesures en ligne, l'optimisation et la commande de ces réacteurs sont cependant particulièrement ardues. Ceci est d'autant plus vrai pour des procédés complexes tels que la polymérisation en émulsion. Cette étude porte sur l'optimisation dynamique et la commande non linéaire d'un réacteur discontinu de copolymérisation en émulsion du styrène et de l'alpha-méthylstyrène. Un modèle dynamique du système, indispensable au développement d'algorithmes d'optimisation et de commande non linéaire, à d'abord été développé. Il s'agit d'un modèle de tendance, qui permet la description des principales variables du procède. L'optimisation dynamique a consisté à rechercher des profils de température permettant de maximiser la productivité, tout en imposant des contraintes sur la qualité du produit final et sur la capacité de refroidissement du réacteur. Elle a montré que, pour une réaction de polymérisation en émulsion, cet objectif pouvait être réalisé en maintenant une température maximale pendant l'étape de nucléation, et en diminuant ensuite la température suivant la masse molaire souhaitée du polymère final. Une étude en simulation de la commande non linéaire géométrique du réacteur a montré de bonnes performances de ce type de commande pour la poursuite de profils de température. Un estimateur d'état est par ailleurs indispensable pour effectuer une telle commande : le filtre de Kalman étendu a été utilisé et a permis une bonne estimation des principales variables. Enfin, l'étude expérimentale a permis de valider les différentes étapes du travail
Etude expérimentale et numérique de séparateurs gaz-liquide cyclindriques de type cyclone by Rainier Hreiz( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This work focuses on the experimental study and numerical simulation of the GLCC, a gas-liquid cyclone separator developed for the oil industry.The experiments are conducted on an air-water pilot. In a first step, visual observations were used to characterize the system operation according to the incoming flow rates. The influence of system's geometry and the fluid's properties are also considered.In a second step, the hydrodynamics of the vortex flow in the separator is studied by laser Doppler velocimetry.This experimental study, focusing on the important role of the vortex filament, allowed to explain for the first time various aspects of turbulent swirling flows. The analysis of the results also highlights the many limitations of the theoretical model used to design the GLCC.On the numerical side, the swirling flows in pipes are studied via the CFD commercial code Fluent 6.3. The results show that CFD can correctly reproduce the single-phase vortex flow.However, for multiphase flow simulations, it is shown that the current simulation techniques are not suitable to simulate this type of flow
Étude expérimentale et numérique de la dispersion d'aérosols dans le sillage d'une roue de véhicule by Fabien Gérardin( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Whilst it is common knowledge that fuel combustion in a motorised vehicle generates gaseous and particulate pollution, particles emission caused by a travelling vehicle is accounted for to a much lesser extent. Whether a vehicle is moving on motorways, roads, unpaved roads or industrial soils, it projects particles that are naturally present on the ground. This case represents a significant diffuse emission source, depending principally on the speed of the vehicle, on the load and on the humidity of the road surface material. Studying the aerodynamic behaviour of air in the vicinity of wheels under real conditions is not easy from an experimental point of view and numerical models are difficult to validate. Insufficient knowledge of this issue and the complexity of this type of aerodynamic behaviour support the preferred option of studying a simple case, such as an isolated wheel The goal of this work is to provide background information on the aerosol spreading in the field close to a vehicle rotating wheel. From a state of the art on this issue, this study was to assess the airflow and particles experimental behaviour around a wheel integrating the presence of patterns on the surface of the tire. While not claim a comparative study between different pattern geometries, this work is to highlight the differences between flow around a smooth wheel and patterned wheel. This research is based on the experimentation extended to the simulation. It will be the bases for a reflection on the possibilities of devices development to reduce dust emissions caused by the movement of industrial vehicles
Etude de la dissolution du dioxyde d'uranium en milieu nitrique : une nouvelle approche visant à la compréhension des mécanismes interfaciaux by Céline Delwaulle( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le retraitement du combustible nucléaire irradié passe par une étape de séparation de l'uranium, du plutonium et des produits de fission qui le constituent, notamment par une étape de dissolution en milieu nitrique. Dans une démarche d'amélioration continue et pour optimiser le procédé quel que soit le combustible, il est nécessaire de comprendre les phénomènes physico-chimiques, cinétique et hydrodynamiques mis en jeu lors de la dissolution, pour permettre une modélisation de ce procédé à des fins de prévision. L'état de l'art ne permet de donner que des indications limitées car il repose sur des études macroscopiques dans des réacteurs de plusieurs centaines de millilitres. Les conclusions qui peuvent en être tirées sont donc soumises à la superposition de phénomènes microscopiques liés à la complexité du milieu nitrique, à des solides à dissoudre dont la composition et plus généralement la nature sont mal définies. Il est donc nécessaire de passer par une autre démarche qui consiste à décomposer et analyser les différents processus mis en jeu. Un modèle mettant en œuvre un couplage entre hydrodynamique et cinétique de dissolution d'un solide en présence d'espèces autocatalytiques est alors proposé. Ce modèle a permis de mettre en évidence la nécessité de réaliser des observations des concentrations des espèces au niveau de l'interface réactionnelle. Un réacteur miniaturisé a alors été conçu, et des expériences ont été menées sur des billes de cuivre, simulant le combustible, et ont permis d'obtenir de premières observations de bulles de gaz formées en cours de dissolution. Une méthode originale de suivi du pH in-situ au niveau de l'interface a été mise au point : un marqueur fluorescent a permis de visualiser les acidités in-situ et une cartographie du pH a pu être dressée en cours de dissolution, de même qu'une visualisation directe des processus de transfert avec mesure des couches-limites de diffusion. Cette méthode a enfin pu être transposée en zone nucléarisée sur du dioxyde d'uranium et a conduit à la compréhension et la modélisation du procédé de dissolution en milieu nitrique
Production de biohydrogène par fermentation sombre : cultures, impact des hétérogénéités spatiales et modélisation d'un bioréacteur anaérobie by Benoit Chezeau( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

A ce jour, le contexte énergétique mondial est dominé par une utilisation massive des énergies fossiles non-renouvelables et épuisables par nature. La production de biohydrogène de 2ème génération issu de déchets organiques par le procédé de fermentation sombre constitue donc une solution attractive pour diversifier le mix énergétique actuel. Dans ce cadre, l'objectif de ce travail est d'étudier l'influence de la qualité du mélange sur l'efficacité de la voie fermentaire sombre. En effet, les conditions d'agitation mécanique (type d'agitateur, vitesse d'agitation) et la viscosité du digestat (fonction des intrants en cours de culture), comptent parmi les paramètres abiotiques les moins étudiés à ce jour dans ce procédé. Or, l'agitation joue un rôle clé puisqu'elle doit permettre non seulement d'homogénéiser la phase liquide riche en bactéries, en substrats organiques, en métabolites et en biogaz soluble, mais aussi de favoriser les échanges de matière liquide-bactéries et liquide-gaz. Cependant, pour atteindre la qualité de mélange requise, il faut faire face à deux contraintes : d'une part il faut maintenir un niveau acceptable de stress mécanique pour les bactéries du consortium ; d'autre part, la puissance mécanique consommée par l'agitation doit rester limitée pour assurer la viabilité économique du procédé. Dans ce travail, les effets combinés de la viscosité du digestat et de la vitesse d'agitation des mobiles sur la production de biohydrogène dans un bioréacteur ont été étudiés dans un premier temps. Les résultats ont montré une influence significative de ces deux facteurs sur la productivité en biohydrogène qui a pu être reliée au nombre adimensionnel de Reynolds et au régime d'écoulement du digestat. Un maximum de productivité a été observé lors de la transition laminaire-turbulent. Dans un deuxième temps, des méthodes de détermination du temps de mélange (conductimétrie, décoloration chimique, Fluorescence Induite par Nappe Laser) et du transfert de matière liquide-gaz (désoxygénation/oxygénation) ont été mises en oeuvre dans les mêmes conditions de viscosité et d'agitation afin de rechercher les étapes limitantes pouvant expliquer les évolutions observées lors des essais de fermentation. Les résultats ont montré que transfert interfacial et mélange ne sont limitants qu'en régime laminaire, alors que les faibles productivités en régime turbulent résultent vraisemblablement d'une interaction entre la turbulence et les agrégats bactériens. Ensuite, l'écoulement dans le bioréacteur a été modélisé par une approche de type Mécanique des Fluides Numérique (CFD) et analysé par une méthode de Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) afin de déterminer les échelles spatiales locales de la turbulence et de pouvoir les comparer à la dimension caractéristique des agrégats bactériens. Les mesures locales confirment les hypothèses émises à partir des valeurs moyennes observées. Finalement, un modèle de type ADM1 (Anaerobic Digestion Model N°1) standard a été modifié en prenant en compte les ions lactate et un modèle hydrodynamique de type « cascade de cellules » dans le but de simuler la production de biohydrogène en systèmes batch et continu. Les simulations sont en bon accord avec les résultats expérimentaux dans les deux modes de culture en supposant un réacteur parfaitement mélangé. En conclusion, l'ensemble de ce travail confirme que la viscosité du digestat et les conditions de mélange sont effectivement des paramètres essentiels à prendre en compte pour l'optimisation et l'extrapolation du procédé de fermentation sombre
Étude des procédés d'amplification de cellules souches mésenchymateuses humaines by Céline Martin( )

1 edition published in 2016 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'essor des thérapies régénératives au cours des 10 dernières années a entraîné un effort de recherche important, mais l'obtention des cellules souches humaines en quantité suffisante reste cependant encore problématique, notamment concernant les cellules souches mésenchymateuses (CSM). Ces travaux ont donc mis en œuvre une approche à la croisée de la biologie et du génie des procédés afin d'identifier les verrous limitant la croissance des CSM. L'étude des méthodes d'intensification de culture a été entreprise grâce à l'utilisation de microporteurs et d'une plateforme de minibioréacteurs de 200~mL. Puis le développement d'un milieu de culture sans sérum a été testé dans le but de maximiser la croissance cellulaire dans des conditions biochimiques contrôlées. Les CSM humaines en tant que modèle type en thérapie cellulaire ont été démontrées comme extrêmement sensibles aux phases de congélation/décongélation, aux variations de température, à un vieillissement prématuré et nécessitant un milieu de culture complexe riche en facteurs de croissance et d'adhérence. Suite à cette étude, plusieurs écueils pourront être évités lors de la montée en échelle d'un procédé de culture de CSM afin d'intégrer leurs paramètres biologiques intrinsèques aux paramètres d'ingénierie des bioréacteurs (transfert de chaleur, contraintes hydrodynamiques, surface d'adhérence)
Développement d'une méthodologie de la «modélisation compartimentale» des systèmes en écoulement avec ou sans réaction chimique à partir d'expériences de traçage et de simulations de mécanique des fluides numérique by Jérémie Haag( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

This PhD deals with modelling of chemical reactors with the “compartmental modelling” approach, which consists in dividing the system into a network from a dozen to several hundreds of interconnected volumes, called compartments. The structure of the network is deduced from tracer experiments, technical information about the chemical reactor and computational fluid dynamics flow simulations. This method provides a good compromise between computation time and results accuracy. When they are properly set-up, compartmental models give similar predictions, in terms of chemical reactions, as those of CFD simulations with a shorter calculation time and a more concrete representation of the reactor behavior. Every study from the literature is devoted to a specific reactor with a particular approach that cannot be straightforwardly transposed to other reactors. The aim of this PhD is to provide a contribution to the development of the most general possible methodology and to develop an automatic tool of generation and resolution of the differential equations system which must be solved. In the first chapter, a state of the art is proposed, defining the field of application of our method, in order to identify the most relevant division methods and the different methods to calculate the exchange between compartments. In the second chapter, a general methodology for compartmental modelling is developed. A versatile approach is proposed, consisting in dividing the reactor in identical slices. The calculation of exchange between compartments, both due to convection and turbulence, is presented in detail, with the description of three calculation methods for turbulent exchange. An interface has been developed, allowing to build any network of compartments. From this interface, the equations are written and solved automatically. The methodology is applied in the third chapter to an unfavorable case for slice cutting. This has allowed to test the limit of this approach. In particular, two points have been studied: (1) the applicability of division into identical slices and (2) the comparison between the turbulent exchange calculation methods. The first test has proved the robustness of the division approach but the second test has not allowed to establish whether one calculation method is better than another. Finally, the methodology has been promoted and transferred by implementing the developed algorithms within a commercial software. This software allows to simulate the dispersion of reactive and non-reactive (tracers) species, in model containing hundreds of compartments organized in identical slices
Extrapolation des réacteurs agités gaz-liquide par modélisation tridimensionnelle de l'hydrodynamique, transferts et cinétique by Vincenzo Cappello( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Dans le cadre de la production de bio-carburants, les fermenteurs agités aérés sont utilisés la culture de micro-organismes car ils permettent d'assurer un bon transfert d'oxygène entre gaz et liquide, tout en homogénéisant de manière efficace la concentration en substrats. Dans le cas de la production d'enzyme par le champignon filamenteux Trichoderma reesei (une étape clef de la production d'éthanol 2G), le transfert d'oxygène est dégradé par la rhéologie non-newtonienne du moût fermentaire. Par ailleurs, les volumes fermentaires nécessaires aux futures unités de production de bioéthanol sont tellement élevés, de l'ordre de plusieurs centaines de m3 ou plus, que l'homogénéité des substrats n'est plus assurée.Dans ce contexte, la finalité des travaux présentés était de développer un outil de prédiction de performances et d'extrapolation des fermenteurs aérés, basé sur la mécanique des fluides numériques (ou CFD : Computational Fluid Dynamics), et permettant de coupler l'hydrodynamique, la rhéologie, le transfert de matière ainsi que le métabolisme simplifié des microorganismes. Pour arriver à cela, plusieurs étapes expérimentales ont été préalablement menées.Les tailles de bulles présentes dans divers milieux (filtrat fermentaire, milieux modèles) ont été caractérisées à l'aide d'une technique de sonde optique développée à IFPEN lors de travaux antérieurs, mais encore jamais appliquée aux milieux non-newtoniens. Ces mesures inédites de tailles de bulles ont été complétées par la caractérisation du transfert gaz/liquide (kLa) dans chaque système étudié, et la combinaison des différents résultats a permis de développer un modèle de coefficient de transfert (kL) à implémenter dans le modèle CFD. Par ailleurs, des caractérisations hydrodynamiques de type Temps de mélange (par colorimétrie et traitement d'image) et Vélocimétrie (par tube de Pavlov) ont été menées dans les milieux visqueux aérés pour valider les simulations hydrodynamiques.Le modèle développé, basé sur une approche diphasique Eulérienne, et une description moyennée des champs de vitesse (approche dite RANS : Reynolds Averaged Navier-Stokes équations) est utilisé pour illustrer la dégradation du mélange lors de l'extrapolation de la production d'enzymes. Ce phénomène se traduit par l'apparition de gradients de concentrations en substrats (sucres, oxygène dis- sous). Les résultats issus du modèle seront utilisés pour guider les futurs développements technologiques de fermenteurs, ainsi que pour mener des cultures biologiques représentatives de type scale-down, en fermenteurs multizones. Les simulations numériques et les expériences de scale-down permettront d'évaluer la résistance des microorganismes aux gradients de concentrations en substrats subis dans les fermenteurs industriels
Développement et implémentation d'une stratégie systématique de développement de modèle se basant sur la planification optimale d'expériences by Zhengkun Jiang( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Adequate and accurate models describing quantitatively the syntheses of fine and pharmaceutical chemicals are essential to optimize the performances of chemical processes. However, it is difficult, time consuming and experimentally expensive to develop such models. Appropriate, efficient and systematic strategies for model development are therefore required. In this context, the aims of this work consist in methodological development, numerical implementation and experimental validation of a systematic model-development strategy. In the first stage of this work, a methodologically systematic model-development strategy, consisting of initial data acquisition, model development, model identification, model validation and model refining modules, is developed. In the initial data acquisition module, preliminary experiments are designed and performed to provide the basic information for the initial model development. Module development module is composed of three steps: model structure development, model structure analysis and model parameter development. Model structure development is based on the reaction network proposed within the reaction supernetwork containing all feasible chemical reactions and mass transfers. For model identification, validation and refining, the model-based experimental design is performed by taking into consideration several reactors, which enlarges the explored experimental windows. In the second stage of this work, in order to facilitate the application of the strategy, a software, integrating model parameter estimation, model evaluation, model-based experimental design for model refining and performance optimization, is developed using MATLAB R2014a. The initial version of the software is suitable for the liquid-phase reaction systems, 4 ideal reactors are taken into consideration: batch stirred-tank reactor, semi-batch stirred-tank reactor, continuous stirred-tank reactor and continuous tubular reactor. In the third stage of this work, the feasibilities and generalities of the developed strategy and strategy-based software are demonstrated with two experimental case studies, relating to the valorization of sunflower oil, namely, NaOH-catalyzed ethanolysis of sunflower oil and epoxidation of sunflower oil by performic acid generated in situ
Étude expérimentale et numérique des écoulements diphasiques et du diagnostic des échangeurs industriels à plaques et ondes by Selma Ben Saad( )

1 edition published in 2012 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ce travail concerne l'étude expérimentale et numérique de la distribution simple et double phase dans un échangeur à plaques et ondes. Des mesures expérimentales de débit et de pression et des visualisations par caméra rapide ont permis de caractériser l'écoulement du mélange eau/air à la pression atmosphérique et dans des conditions adiabatiques. Les simulations numériques par CFD ont permis de caractériser les pertes de charges en simple phase dans les ondes « serrated » et de simuler les régimes d'écoulement diphasiques (bulles, poches, bulles toriques,...) au niveau du distributeur. Des traçages au sel analysé par conductimétrie ont permis de caractériser les régimes d'écoulement diphasiques et de faire le diagnostic de l'échangeur : déterminer les défauts, leurs amplitudes et leurs localisations. Ces trois moyens : visualisation et mesure expérimentale des distributions des phases et des pertes de charges, simulation de type CFD et traçage ont mis en évidence les paramètres influant sur la distribution comme les alimentations des fluides, les propriétés physiques des fluides, la géométrie du distributeur, les régimes d'écoulement, afin d'améliorer les performances des systèmes avec échange thermique
Etude d'une colonne à bulles pour le traitement d'effluents par oxydation en voie humide by Clément Léonard( )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Wet Air Oxidation (WAO) is a process dedicated to degrade the organic matter contained in wastewater with the help of an oxidation reaction. WAO works at high pressure (10 - 30 MPa) and high temperature (373 - 613 K) using oxygen from air as oxidiser. WAO processes are carried out in bubble column reactors in order to maximise both the liquid residence time and the mass transfer of oxygen from the gas to the liquid, one of the key element of the process. The lack of available data and correlations, needed for the prediction of the parameters governing mass transfer in bubble columns working in WAO conditions, is then penalising. Measurements of gas holdup, bubble diameters and interfacial area in clear water and in presence of a pollutant (phenol), in reactive and non-reactive conditions, show major effects of superficial gas velocity, phenol concentration and saturation of the gas by water vapor. The primary bubble, formed at the gas distributor, and the column diameter, are important design parameters for the process optimisation. Measurement of the mass transfer coefficient by a new chemical technique using phenol oxidation shows that it depends primarily on the bubble diameter and on the gas and liquid velocities. This experimental work is completed by the development of correlations of the key parameters in WAO conditions, providing relevant elements for the design of WAO units working in continuous mode
Hydrodynamique dans les circuits de refroidissement industriels : influence sur les phénomènes d'encrassement, caractérisation et modélisation by Nicolas Jourdan( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les circuits de refroidissement industriels à tour aéroréfrigérante humide utilisent de l'eau naturelle (rivière ou mer) pour évacuer la puissance thermique du procédé industriel. L'eau provenant de l'environnement contient des matières en suspension ainsi que des espèces chimiques et biologiques. Elle subit un échauffement dans le circuit de refroidissement et une concentration de ces espèces par évaporation d'eau. Ces circuits sont donc soumis à un encrassement chimique (e.g. tartre), biologique (e.g. biofilm) et/ou particulaire (e.g. dépôts de matières en suspension sur les surfaces). Les écoulements dans les différentes parties du circuit jouent un rôle prépondérant sur la formation des dépôts. L'objectif de ce travail est de caractériser les écoulements dans les différentes parties des circuits de refroidissement et d'en proposer une modélisation pour appréhender les phénomènes d'encrassement. Une étude bibliographique a orienté le choix vers l'approche compartimentale, permettant une modélisation hybride multi-échelle (locale et système) qui découpe un système complexe en compartiments spatialement répartis pour en représenter l'hydrodynamique. Le modèle compartimental peut être implémenté avec tout modèle phénoménologique dépendant de l'hydrodynamique. Pour le construire, il a été nécessaire de caractériser les écoulements dans les parties d'un cas d'étude de circuit de refroidissement : les tubes du condenseur, les conduites en béton de transport de l'eau, le garnissage de la tour aéroréfrigérante et le bassin froid. Un dispositif expérimental à l'échelle pilote d'une tour aéroréfrigérante a été construit pour étudier les écoulements gaz/liquide des garnissages. Des simulations de mécanique des fluides numérique mono et diphasique (Volume of Fluid avec prise en compte des angles de contact) ont été réalisées pour les garnissages et le bassin froid. Des corrélations de la littérature ont permis d'étudier les conduites et les tubes de condenseur. Pour chaque partie du circuit il a été possible de déterminer : les distributions de conditions hydrodynamiques, notamment : vitesse, cisaillement, taux de présence de phase, épaisseur d'eau. Les méthodes mises en place peuvent être étendues à l'étude de tous les types de garnissages industriels. Pour l'encrassement, un modèle de croissance de biofilm tenant compte des limitations au transfert de matière au sein et à l'extérieur du biofilm et de l'effet du cisaillement a été développé sur la base d'informations expérimentales de la littérature sur plusieurs dispositifs industriels et différentes conditions opératoires. Les données hydrodynamiques et le modèle de biofilm ont été assemblés dans le modèle compartimental, qui permet ainsi la simulation du dépôt de biofilm dans l'ensemble du circuit en fonction des conditions de fonctionnement. Le modèle compartimental est donc un outil adéquat pour la modélisation de l'influence de l'hydrodynamique sur l'encrassement des circuits industriels
Étude du comportement hydrodynamique de suspensions concentrées de particules d'hématite : sédimentation, comportement rhéologique et écoulement forcé dans une cellule inclinée by Sadjia Khelifi( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

This thesis aims to develop scientific and technological knowledge needed to design a pilot production of steel by electrochemical reduction of hematite particles suspended in an alkaline medium at 110°C in order to provide a reliable and environmentally friendly industrial process, as an alternative to the conventional process based on coal. The mixture considered contains a suspension of hematite of 12% by volume in an aqueous sodium hydroxide solution of 50% by weight. This thesis seeks to study the sedimentation and rheology of hematite suspensions and the hydrodynamic behavior of hematite particles in inclined cell and to quantify the possible phenomeno impact on the cathode
Évaluation des procédés de chromatographie multi-colonne pour la production industrielle d'anticorps monoclonaux by Nicolas-Julian Hilbold( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'industrie biopharmaceutique voit la plupart des thérapies basées sur les anticorps monoclonaux passer du statut de blockbuster à un marché de niche et personnalisé, dans un monde globalisé. Pour poursuivre le développement de nouveaux médicaments, les installations de production existantes et futures doivent accroître leur flexibilité et leur productivité. La chromatographie multi-colonne est l'un des outils potentiels pour y parvenir, comme elle l'a été au cours des dernières décennies pour la pétrochimie et l'industrie alimentaire. En parallèle, l'étape de capture protéine A reste incontournable pour toutes les lignes industrielles de purification grâce à sa spécificité et sa capacité à atteindre facilement un haut niveau de pureté en une seule étape. Ce travail de recherche est une évaluation des procédés de chromatographie multi-colonnes combinés à l'étape de capture protéine A pour augmenter la productivité et l'applicabilité des plateformes de purification actuelles aux activités de production clinique et commerciale. Dans chaque partie du travail, la technologie des colonnes de chromatographie pré-packées a été évalué en tant que facilitateur de procédé multi-colonnes, libérant les équipes opérationnelles des activités de package et des infrastructures associées. Un premier chapitre décrit la traditionnelle revue de la littérature et l'état actuel des connaissances dans le domaine concerné, ainsi qu'une description théorique de la chromatographie en général, et des processus multi-colonnes en particulier. Dans un deuxième chapitre, plusieurs résines protéine A récentes, disponibles sur le marché, ont été comparées dans le cadre de deux procédés multi-colonnes -la chromatographie séquentielle sur plusieurs colonnes (SMCC) et le procédé par Batch Parallèle- et comparées à un procédé traditionnel mono-colonne. Sur la base d'un logiciel de simulation et d'optimisation, les deux processus proposés ont été comparés en termes de gains et de performances. Des recommandations sur la résine et le type de procédé à choisir ont été proposées. Dans un troisième chapitre, l'impact des procédés multi-colonnes sur la qualité et la pureté résultante a été abordé par plusieurs séries d'expériences. L'impact de l'organisation séquentielle d'un processus SMCC a été évalué. L'impact du temps de séjour sur les étapes de lavage et d'élution a également été évalué, afin d'accélérer potentiellement l'étape de capture. Troisièmement, l'impact de la saturation de la résine sur la conception de l'étape de lavage a été évalué. Finalement, des études de cycling ont été réalisées pour détecter si les différents processus multi-colonnes avaient un impact différent sur la durée de vie et les performances de la résine. Dans un quatrième chapitre, un outil de calcul simplifié a été conçu pour proposer un dimensionnement simple des procédés multi-colonnes, tenant mieux compte des contraintes de production de Merck. Cet outil a été utilisé pour évaluer la performance des procédés Batch Parallèle pour deux études de cas. Enfin, dans un chapitre plus exploratoire, l'outil simplifié développé précédemment a été adapté pour évaluer la faisabilité et les contraintes principales des étapes de capture en continu, caractérisées soit par une étape de chargement continu, soit par une étape d'élution continue
Modélisation, simulation, optimisation et commande d'un procédé d'évaporation réactive assistée par plasma pour la production de couches minces d'oxyde de zinc by Asdrúbal Antonio Ramírez Botero( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Hydrogel poreux pour la reconstruction osseuse : élaboration, caractérisation et mise en œuvre dans un bioréacteur à perfusion by Jérôme Grenier( )

1 edition published in 2019 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La reconstruction de larges défauts osseux nécessite l'implantation de matrices jouant le rôle d'échafaudage, biocompatibles, biodégradables et capables de promouvoir la régénération osseuse. Cette thèse porte sur un biomatériau poreux dont certaines formulations ont déjà démontré leur potentiel de régénération osseuse chez le rat et la chèvre. Il est obtenu par lyophilisation d'un hydrogel de polysaccharides (pullulane et dextrane) réticulé chimiquement.Dans un premier temps, on s'intéresse à l'influence des paramètres du procédé d'élaboration sur la structure poreuse du biomatériau. Les matrices sont caractérisées à chaque étape du procédé : par rhéométrie en mode dynamique lors de la réticulation, par cryomicroscopie électronique à l'issue de la congélation, par microtomographie à rayon X à l'état déshydraté et enfin par microscopie confocale à l'état solvaté. Il apparaît que la structure poreuse obtenue à l'issue de la lyophilisation dépend fortement de la microstructure de la glace formée lors de l'étape de congélation : chaque pore résulte de la croissance d'un à quelques cristaux. Le nombre et la taille des grains de glace après solidification complète sont étroitement liés à la germination secondaire, un phénomène qui est exacerbé par la présence du réseau polymère.Deux paramètres d'élaboration contrôlant la structure poreuse sont particulièrement examinés : d'une part la quantité de réticulant introduit lors de la synthèse de l'hydrogel (qui modifie la longueur de corrélation du réseau polymère), d'autre part la température de germination lors de la congélation. Après sublimation de la glace, le biomatériau obtenu est extrêmement poreux (92 - 94%).L'efficacité d'ensemencement des matrices déshydratées est quantifiée à l'aide de suspensions de microsphères de différents diamètres et de suspensions de cellules : le seuil de coupure est de l'ordre du diamètre moyen des pores secs. Après hydratation (concomitante à l'ensemencement), la porosité est nettement plus faible (~ 30%) et le diamètre moyen des pores hydratés diminue d'un facteur 2 à 4 en fonction de la densité de réticulation.Dans un second temps, cette thèse met en place une démarche d'étude in vitro portant sur les interactions des cellules osseuses (ostéoblastes de souris) avec le biomatériau. L'objectif est de disposer d'un système d'étude mimant les conditions physiologiques afin d'optimiser les propriétés de régénération osseuse du biomatériau. Le choix d'un dispositif in vitro permet de faire l'économie d'expérimentations animales. Un bioréacteur à perfusion est choisi comme modèle d'étude car il permet un environnement 3D où les transferts de matière peuvent être contrôlés. Une caractérisation multi-échelle est mise en place : marquage biologique et microscopie confocale à l'échelle des amas cellulaires et des matrices, imagerie par résonnance magnétique à l'échelle du bioréacteur. Celle-ci est complétée par la simulation numérique de l'hydrodynamique et du transport d'oxygène dissous dans le bioréacteur où chaque phase (fluide, hydrogel, amas cellulaires) est décrite avec une résolution spatiale de 55 µm correspondant à celle de l'IRM. Les équations de Navier-Stokes et l'équation de convection-diffusion sont simulées à l'aide de méthodes de Boltzmann sur réseau, particulièrement adaptées aux géométries complexes. On étudie l'influence de la taille des amas cellulaires et de la densité d'amas sur le champ de concentration d'oxygène en vue d'optimiser leur viabilité.Cette thèse donne des éléments clés pour contrôler la microstructure d'un hydrogel poreux destiné à l'ingénierie tissulaire et fournit un protocole expérimental d'étude en bioréacteur à perfusion couplé à une modélisation numérique pour optimiser les propriétés d'usage du biomatériau
 
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