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Dissertations / Theses on the topic 'Chaleur spécifiques'
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Pasturel, Mathieu. "Modification par hydruration des propriétés structurales et physiques des intermétalliques CeTX (T = Mn, Ni, Cu ; X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn)." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010063.
Full textAbstract:
Les propriétés physiques des intermétalliques CeTX (T = élément de transition, X = élément np1 ou np2) dépendent de la force de l'hybridation Jcf entre les électrons 4f du cérium et ceux de la bande de conduction. L'insertion d'hydrogène dans ces composés modifie à la fois le volume molaire et la densité d'états au niveau de Fermi, et donc Jcf. Au cours de ce travail, la modification par hydruration des propriétés structurales, magnétiques et électriques des familles suivantes a été étudiée: (i) CeNiX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) qui présentent un caractère de valence intermédiaire du cérium; (ii) CeCuX (X = Ga, Si, Ge, Sn) qui présentent un état trivalent du cérium et l'apparition d'un ordre magnétique à basse température; (iii) CeMnX (X = Si, Ge) qui présentent un ordre magnétique du cérium et du manganèse. Les résultats sont discutés en faisant le parallèle entre les propriétés structurales (sites d'insertion de l'hydrogène) et les propriétés physiques.
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Oçafrain, Arlette. "Mise en oeuvre et utilisation de la méthode de l'échangeur thermique (HEM) pour l'obtention de monocristaux à applications spécifiques et de céramiques supraconductrices orientées." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00160029.
Full textAbstract:
L' étude d'une technique originale de croissance cristalline, basée sur l'utilisation d'un échangeur thermique et nommée HEM (Heat Exchanger Method), a été entreprise. Un dispositif expérimental a été développé et optimisé. La modélisation des échanges thermiques a conduit a l'élaboration d'un code de calcul numérique. Ce dernier est valide par confrontation des résultats de la simulation aux données expérimentales obtenues lors de la croissance d'un matériau école, le germanium. Le champ d'application de la technique HEM a alors été étendu à l'obtention de céramiques texturées du supraconducteur à haute température critique YBa2Cu3O7-x. Après une étude de la microstructure des textures, un mécanisme de texturation est proposé. Enfin, des cristaux du compose NaMgF3 (perovskite) sont obtenus par HEM. Leur étude en température, par observation des domaines ferroélastiques et par spectroscopie Raman, révèle l'existence d' une seule transition de phase.
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Girod, Clément. "Chaleur spécifique à basse température dans l'état normal des cuprates supraconducteurs." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALY029.
Full textAbstract:
Depuis leur découverte en 1986, les cuprates supraconducteurs ne cessent d'intriguer les physiciens en raison de leurs températures critiques supraconductrices records et de la complexité de leur diagramme de phase, qui réserve son lot de mystères. Ma thèse porte sur l'étude de ces matériaux, dont je présente une revue de littérature dans le premier chapitre. Durant mon doctorat, j'ai étudié la chaleur spécifique de ces matériaux avec une technique de calorimétrie adaptée aux contraintes de champs magnétiques intenses. Cette technique expérimentale est un outil de choix pour déterminer les propriétés électroniques de ces systèmes, tout en étant sensible à la présence de transitions de phases, comme je le montre dans le deuxième chapitre. Le dispositif de calorimétrie utilisé, présenté dans le troisième chapitre, est spécifiquement développé pour permettre les mesures en champs magnétiques intenses jusqu'à 35 T et à basse température jusqu'à 0.3 K, ce qui permet d'étudier l'état normal des cuprates jusqu'aux plus basses températures, lorsque la supraconductivité est détruite par le champ magnétique. Mes travaux de thèse portent principalement sur l'étude de deux régions du diagramme de phase des cuprates et font l'objet des quatrième et cinquième chapitres de cette thèse. Premièrement, la phase pseudogap, dans laquelle j'ai cherché à observer les signatures thermodynamiques d'une transition de phase au dopage p* où cette phase disparaît. Deuxièmement, dans la phase où existe un ordre de charge, dans le but de déterminer la nature de la surface de Fermi après reconstruction par cet ordre. Dans le quatrième chapitre, je présente les résultats de l'étude sur la transition à p* dans les composés Nd-LSCO et Eu-LSCO, que j'ai étendue à LSCO, Bi2201 et Tl2201. Dans ces cinq composés, nous observons une augmentation de la chaleur spécifique électronique à l'approche de p*, associée à une dépendance en température logarithmique au voisinage de p*. Ces signatures sont communément observées au voisinage de points critiques quantiques et mettent en évidence de nouvelles propriétés de la phase pseudogap. Dans le cinquième chapitre, je présente mon étude de l'ordre de charge de Hg1201, un cuprate modèle pour l'étude de la reconstruction de la surface de Fermi. Nous observons que la densité d'états électroniques que nous obtenons en calorimétrie est trois fois plus élevée que celle déterminée à partir de mesures d'oscillations quantiques. Ceci remet en question l'hypothèse que la surface de Fermi de Hg1201 reconstruite par l'ordre de charge serait constituée d'une unique poche d'électronsSince their discovery in 1986, cuprate superconductors are still a puzzle, mainly because of their record-breaking superconducting critical temperatures and the complexity of their phase diagram, which still holds its share of mysteries. My thesis is about the study of these materials, upon which I give a literature survey in the first chapter. During my PhD, I studied the specific heat of these materials. This experimental technique is a powerful tool for harvesting electronic properties and is at the same time sensitive to phase transitions, as I explain in the second chapter. The calorimetric setup I used, detailed in the third chapter, was designed to allow for the measurement of specific heat in a high magnetic field environment up to 35 T, for temperatures down to 0.3 K, which allowed me to study the normal state of cuprates down to the lowest temperatures, when superconductivity is quenched by the magnetic field. My PhD work is mainly focused on the study of two regions of the phase diagram of cuprates that are the subject of the fourth and fifth chapters of this thesis. Firstly, in the pseudogap phase, where I looked for thermodynamic signatures of the transition at the doping p* where this phase ends. Secondly, in the charge order phase, aiming to bring elements to better determine the nature of the Fermi surface after reconstruction by this order. In the fourth chapter, I present the results of the study on the transition at p* in compounds Nd-LSCO and Eu-LSCO, that I extended to LSCO, Bi2201 and Tl2201. In these five compounds, we observe an increase in the electronic specific heat when approaching p*, associated with a logarithmic temperature dependence close to p*. These signatures are commonly observed around quantum critical points and bring out new properties of the pseudogap phase. In the fifth chapter, I present my study of the charge order phase of Hg1201, a model system for studying the Fermi surface reconstruction. We observe that the electronic density of states measured by calorimetry is three times larger than the one obtained from quantum oscillations measurements. This leads us to question the hypothesis that the reconstructed Fermi surface of Hg1201 by the charge order would consist in a single electron pocket
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Lima, Filho Severiano da Silva. "Influence du transfert massique sur les champs thermique et dynamique : étude expérimentale et modélisation." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30220.
Full textAbstract:
L'objet du present memoire concerne les transferts de masse et de chaleur entre une paroi verticale saturee d'eau chaude et l'air ambiant. Afin de chiffrer l'influence du transfert de masse sur les transferts de chaleur, deux plaques, l'une seche l'autre humide, de meme dimensions, ont ete utilisees. La hauteur de ces plaques etant de 20 cm et les ecarts de temperature de l'ordre de la dizaine de degres, les nombres de rayleigh thermiques et massiques sont de l'ordre de 10#6, le nombre de lewis etant proche de l'unite. On expose les equations de conservation de la masse, de la quantite de mouvement, de l'energie et de la concentration des especes. Adoptant les hypotheses classiques de la couche limite bidimensionnelle en regime permanent, on aboutit aux solutions non-semblables representatives du probleme pose conformement aux resultats obtenus par ferreira. Les moyens de mesure utilises sont ensuite decrits en detail: l'interferometrie holographique en temps reel pour l'obtention du champ de temperature dans la couche limite et la velocimetrie laser a effet doppler pour celle du champ de vitesse. La derniere partie du memoire est consacree a la presentation des resultats experimentaux ainsi qu'a leur analyse critique. On releve d'abord que la comparaison theorie-experience donne toute satisfaction, sauf vers l'exterieur de la couche limite. Par ailleurs, la confrontation entre les resultats obtenus au voisinage de la plaque seche et ceux au voisinage de la plaque humide montre que les flux de chaleur obtenus par evaluation de la pente a l'origine du profil de temperature et les debits massiques sont sensiblement augmentes par la presence du transfert de masse. L'ensemble des resultats presentes constitue une justification solide de la modelisation numerique des echanges couples de chaleur et de masse proposee par ferreira
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Grassi, Henri. "Études expérimentales et théoriques du complexe de transfert de charge TEA (TCNQ)₂." Nice, 1987. http://www.theses.fr/1987NICE4116.
Full textAbstract:
Étude de la conductivité et de la diffusion thermiques ; détermination du libre parcours moyen des phonons. Mise en évidence d'une transition de phase du second ordre entre 200 et 250 K et proposition d'un mécanisme. Détermination de la répartition des charges sur les deux conformations du cation par un calcul ab-initio. Caractérisation des discontinuités réversibles de la conductivité électrique d'aiguilles du TEA (TCNQ)₂ et de mMEtbBZ (TCNQ)₂
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Ziat, Djamel. "Étude de systèmes magnétiques par rotations de spins de muons et chaleur spécifique." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10159.
Full textAbstract:
Ce manuscrit décrit les projets de recherche qui ont porté sur l’étude de deux familles
de matériaux magnétiques frustrés. La première partie traite de la réalisation d’expériences
de chaleur spécifique sur le pyrochlore Sm2Ti2O7. Ces expériences ont eu lieu dans un
réfrigérateur à dilution 3He-4He, à l’Université de Sherbrooke, dont le fonctionnement
est décrit en amont. Ces expériences ont notamment permis l’étude de ce matériau aux
températures inédites de 160 mK, où une transition magnétique du second ordre a été
mise en évidence. La deuxième partie de ce mémoire porte sur l’étude des perovskites 6H,
Ba3MRu2O9, à l’aide de la technique de rotation de spins de muons (mSR). Un chapitre de ce
manuscrit est consacré à la description de cette technique, et les expériences ont eu lieu au
centre de recherche TRIUMF, à Vancouver. Cette technique consiste à sonder le magnétisme
local des matériaux placés dans un cryostat, afin de pouvoir remonter à la configuration
magnétique de leur état fondamental. Contrairement à laRMN, la techinque de mSR présente
le grand avantage de pouvoir sonder des matériaux avec des moments nucléaires nuls, et
des expériences pouvant être réalisées sans l’application de champ externe, garantissant la
conservation de l’état fondamental des matériaux étudiés. Nos expériences ont été réalisées
sur quatre échantillons, avec M = La, Lu, In et Y, et bien que de précédentes études par
diffraction de neutrons n’ont révélé aucune ordre magnétique à longue portée dans deux de
ces composés, nos expériences ont pu mettre en évidence l’existence d’un état fondamental
avec un faible moment magnétique. Enfin, l’importance des résultats de ces deux projets
réside dans le fait d’avoir observé un état fondamental ordonné même si ces états n’ont pas
pu être sondé à l’aide d’autres techniques, du fait des faibles moments magnétiques des
matériaux étudiés.
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Brillon, Charles. "Le crossover dimensionel dans la chaleur spécifique du modèle de Hubbard demi-rempli." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2007. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4770.
Full textAbstract:
Un des modèles théoriques les plus susceptibles d'expliquer le fonctionnement des supraconducteurs à haute température critique (SHTC) est le modèle de Hubbard . On comprend de plus en plus ce qui se passe en une dimension (1D) puisque sa solution est connue. Cependant, les calculs de chaleur spécifique montrent que la nature des excitations du modèle en 1D et en 2D (deux dimensions) n'est vraisemblablement pas la même dans les régimes dits de fort et faible couplage. On peut observer ce qui se passe entre les régimes 1D et 2D en introduisant un paramètre d'anisotropie variant continûment, soit: une intégrale de saut interchaîne t[indice]y , telle que 0 ? t[indice]y ? t[îndice]x ; t[indice]x représente ici l'intégrale de saut entre deux atomes voisins d'une même chaîne. On utilise ici la méthode Monte Carlo quantique développée par Blankenbecler, Scalapino et Sugar (MCQ) (BSS), combinée à une nouvelle technique de calcul de la chaleur spécifique dont l'idée de base est de calculer une dérivée aux différences finies en deux points assez peu éloignés l'un de l'autre, de telle sorte que l'on peut utiliser les mêmes configurations de champs de Hubbard-Stratonovich pour ces deux points et ainsi espérer réduire les effets des fluctuations statistiques. Si l'on se sert du nombre de bosses dans la chaleur spécifique comme critère pour discrimer les régime 1D et 2D (une bosse en 1D et deux bosses en 2D), on conclut que le crossover 1D-2D se situe entre t[indice]y ? 0.4t[indice]x et t[indice]y ? 0.6t[indice]x .
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Boudenne, Abderrahim. "Étude expérimentale et théorique des propriétés thermophysiques de matériaux composites à matrice polymère." Paris 12, 2003. https://athena.u-pec.fr/primo-explore/search?query=any,exact,990002111180204611&vid=upec.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l’étude expérimentale et théorique des propriétés thermophysiques de composites constitués de charges d’aluminium (Al) et de cuivre (Cu) dispersées dans une matrice polypropylène (PP). Le travail présenté est consacré dans un premier temps à l’amélioration d’un dispositif expérimental de mesure simultanée de la conductivité et de la diffusivité thermique. La caractérisation d’échantillons connus nous a permis de valider cette méthode de mesure. Par la suite, différents composites PP/Cu et PP/Al ont été réalisés pour diverses concentrations et granulométries de charges. Des mesures de chaleur spécifique, de conductivité et de diffusivité thermique de ces composites ont permis de mettre en évidence l’effet de la taille et de la concentration en charges sur leur comportement thermophysiqueThis work is devoted to the experimental and theoretical study of thermophysical properties of polymer matrix composites containing aluminium (Al) and cooper (Cu) powders dispersed in a polypropylene (PP) matrix. The first objective was the improvement of a simultaneous thermal conductivity and diffusivity measurement method. The characterisation of reference samples allowed the validation of the measurement protocol. Thereafter, several PP/Cu and PP/Al composites were achieved for various concentrations and particles sizes. Measurements of specific heat, thermal conductivity and diffusivity of theses composites showed the effect of concentration and particle size effect on the thermophysical behaviour of these composites
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Salmi, Redha. "Dispositif de mesure de la chaleur spécifique de petits échantillons : application à l'YBa2Cu3O[7-[delta]]." Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10196.
Full textAbstract:
Nous presentons dans ce memoire la mise au point et la realisation d'un dispositif experimental pour la mesure de la chaleur specifique de petits echantillons. Nous utilisons pour cela une technique alternative permettant d'obtenir de grandes resolutions. Pour pouvoir mesurer la chaleur specifique d'echantillons de masse inferieure a 100 microgrammes, nous avons mis au point un procede de fabrication d'un porte-echantillon de chaleur specifique equivalent a un cristal d'y#1ba#2cu#3o#7##x de 30 a 50 microgrammes. Pour atteindre une resolution relative superieure a 0,01 pourcent, nous avons optimise un dispositif electronique dont l'etage d'amplification fonctionne a la temperature de l'helium liquide. Nous avons teste notre dispositif experimental en mesurant la chaleur specifique d'un monocristal d'y#1ba#2cu#3o#7##x pres de la transition supraconductrice
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Bouayad, Houssine. "Contribution à la caractérisation thermique de matériaux multicouches : problèmes de l'homogéneisation." Limoges, 1993. http://www.theses.fr/1993LIMO0214.
Full textAbstract:
La determination des caracteristiques des materiaux homogenes et isotropes est a l'heure actuelle facilement realisable, leur conductivite thermique peut etre calculee a partir de la diffusivite thermique a, de la chaleur massique cp et de la masse volumique d'apres la relation =acp. Cependant, cette relation n'est plus applicable pour des materiaux tels que les multicouches. Nous voulons determiner directement, d'une part la diffusivite thermique d'une couche de ceramique projetee sur un substrat metallique, d'autre part, la diffusivite thermique de materiaux ceramiques pris en sandwich entre deux materiaux identiques. Dans ce travail, nous etudions les conditions qui permettraient de considerer un materiau multicouche comme un materiau homogene
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Schehr, Grégory. "Thermodynamique et dynamique hors d'équilibre de systèmes élastiques désordonnés." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066482.
Full text
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Briard, Anne-Julie. "Caractérisations thermodynamique et structurale de mélanges multiparaffiniques synthétiques et réels : aspects de leur cristallisation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2002_BRIARD_AJ.pdf.
Full textAbstract:
La présence des n-alcanes dans les effluents pétroliers pose un problème pour l'industrie pétrolière, car ils cristallisent, lors d'un abaissement de température, en formant des dépôts solides paraffiniques. La modélisation thermodynamique de la formation de ces dépôts solides repose sur l'écriture des conditions d'équilibre solide/liquide et la performance prédictive de ce modèle dépend du choix, pour chaque phase, de la meilleure représentation possible. Afin de définir le comportement des phases solides paraffiniques, cette étude s'est donc focalisée sur la caractérisation des propriétés structurales et thermodynamiques d'un grand nombre de mélanges synthétiques et réels, de distribution identique à celle des fractions paraffiniques rencontrées, soit dans les bruts pétroliers et les gazoles, soit dans les cires pétrolières et les paraffines. Dans un premier temps, l'étude de la cristallisation de mélanges n-aires synthétiques, de distribution exponentielle décroissante, a permis de cerner les processus de cristallisation et de mettre en évidence l'influence de paramètres tels que la température, le nombre de n-alcanes et la composition de la distribution sur le nombre de solutions solides cristallines formées. Dans un second temps, l'étude calorimétrique systématique de n-alcanes purs a abouti à l'établissement d'expressions analytiques simples pour représenter l'ensemble des grandeurs de changement de phase et des capacités calorifiques en phases solide et liquide en fonction de la longueur de chaîne du n-alcane considéré, expressions qui permettent de mettre en évidence des grandeurs d'excès pour les mélanges étudiés. Pour tous les mélanges complexes, on peut conclure que la phase solide ordonnée présente une 1 forte non idéalité, qui dépend des paramètres de la distribution paraffinique (fraction en non n-alcanes, nombre de n-alcanes, allure de la loi de distribution,. . . ), et la phase liquide, un comportement athermique. Finalement, grâce aux mesures des enthalpies de formation des phases solides des mélanges multiparaffiniques, nous avons testé les aptitudes prédictives du modèle Uniquac adapté, dans la restitution des grandeurs d'excès des phases solidesThe crystallization of normal paraffin hydrocarbons in middle distillate fuels and petroleum cuts bas been shown to be at the origin of real problems for refiners and diesel-fuel consumers in very cold regions. Thermodynamic calculations of paraffinic crude oil crystallization are based on equations of solid/liquid equilibria and the ir capacity to fit and predict experimental data depend on the choice of the best model for each phase. To understand the behaviour of these solid deposits, the aim of this study is to determine and to compare the structural and thermodynamic properties of a great number of synthetic mixtures and wax es, whose n-alkane molar concentration distributions are similar to that observed in crude and diesel oils or in petroleum waxes. First, the crystallization study of synthetic mixtures, with decreasing distribution of alkanes (as in paraffinic crude oil) allows to detlne crystallization process and to underline the influence of parameters, like temperature, length and composition of the distribution, on the number of crystallized solid solutions. Secondly, n-alkanes calorimetrie studies lead to the determination of simple analytical expressions to represent thermodynamic properties (temperatures and enthalpies of phase change, heat capacities of solid and liquid phases) as a function of carbon atom number. These relations allow to bring out the existence of excess properties for paraffinic mixtures. For ail synthetic mixtures and waxes studied, the ordered solid phase shows a great deviation to ideality, and the liquid phase, an athermal behaviour. Finally, the measurement of solid solutions formation enthalpies of multicomponent paraffinic systems permit to test the predictive capacity of the Uniquac model, for the restitution of solid phases excess properties
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Camirand, Christian. "Étude de la chaleur spécifique et de la conductivité thermique des hydrures métalliques par calorimétrie différentielle." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2000. http://depot-e.uqtr.ca/3139/1/000668315.pdf.
Full text
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Barthélemy, Quentin. "Etudes par RMN, µSR et chaleur spécifique de liquides de spins quantiques dans des matériaux à géométrie kagome." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP065.
Full textAbstract:
Le modèle d’Heisenberg antiferromagnétique pour des spins 1/2 sur le réseau kagome joue un rôle clé dans la recherche d’états quantiques exotiques, dont les liquides de spins qui, par dopage, pourraient engendrer de la supraconductivité. Malgré son apparente simplicité, la nature de l'état fondamental et du spectre d'excitations reste très débattue. Grâce à un nombre croissant de matériaux kagome, chacun ayant ses propres déviations par rapport au modèle d’Heisenberg, il devient possible de confronter expérience et théorie et d'étudier l'effet des perturbations inhérentes aux différents matériaux. Le travail expérimental décrit dans ce manuscrit présente deux volets. L’herbertsmithite ZnCu₃(OH)₆Cl₂, dont le réseau magnétique est formé par des plans kagome géométriquement parfaits représente la meilleure matérialisation du modèle d’Heisenberg à ce jour (J~180 K). Comme attendu pour un liquide de spin, il ne présente pas d’ordre magnétique à basse température mais une dynamique de spin persistante. La présence d’impuretés magnétiques inter-plans et l’interaction de Dzyaloshinskii-Moriya (Dz~0.06J) sont les perturbations dominantes. Grâce à une étude locale par RMN de l'¹⁷O sur un monocristal, nous avons pu mesurer les susceptibilités statique et dynamique des plans kagome à basse température, et nous prouvons que le spectre d'excitations est sans gap. L’état fondamental stabilisé est donc distinct des états de type VBC et de nombreux états liquides de spins avec gap. L’analyse de la susceptibilité statique est compatible avec un modèle fermionique de cônes de Dirac, désormais proposé dans la plupart des travaux numériques. La chaleur spécifique intrinsèque aux plans kagome ne peut être mesurée que sous des champs magnétiques intenses. Elle complète nos informations sur la densité d’états à basse énergie et la nature des excitations. Sa quasi-indépendance en champ jusqu'à 34 T semble en contradiction avec la nature fermionique des excitations, qui devraient former des poches de Fermi sous champ. Pourtant, comme prévu pour des particules de Dirac, la densité d’états semble s’annuler à température nulle. Bien que la nature exacte des excitations reste donc incertaine, nos résultats limitent fortement les développements théoriques futurs. En outre, grâce à la RMN et à la chaleur spécifique, nous avons également pu identifier des transitions induites par le champ à très basse température, et nous ébauchons un premier diagramme de phases. Nous avons également utilisé la µSR pour sonder la robustesse de l'état liquide de spins, qui persiste au moins jusqu'à 28 kbar. Nous présentons ensuite les systèmes isolants yttrium-kapellasites YCu₃(OH)₆OxCl₃-x, avec x=0 et x=1/3, deux variantes de l’herbertsmithite, issus de tentatives infructueuses de dopage de l'herbertsmithite par substitution des cations de zinc divalents par des cations monovalents ou trivalents. Dans ces composés aussi à base de cuivre, la structure exclut la présence d’impuretés magnétiques inter-plans. Les propriétés de l'état fondamental sont déterminées à l'aide de mesures thermodynamiques macroscopiques et de µSR sur des échantillons polycristallins. Le composé x=0 présente un réseau kagome géométriquement parfait mais son état fondamental est ordonné à longue portée, attribué à une forte interaction de Dzyaloshinskii-Moriya. Le réseau kagome légèrement distordu du composé x=1/3 est à l’origine d’échanges anisotropes, mais son état fondamental présente toutes les caractéristiques d’un liquide de spins. Toutefois, nous montrons au moyen d’une étude comparative de RMN du ³⁵Cl sur des échantillons du composé x=1/3, que les monocristaux développent un magnétisme statique, à l’inverse des échantillons polycristallins. Pour le composé x=1/3, nous concluons que l'interaction de Dzyaloshinskii-Moriya et/ou le réseau magnétique distordu sont certainement à l'origine de la transition magnétique à basse températureThe kagome Heisenberg antiferromagnet decorated with quantum spins is a fascinating model where to look for exotic quantum states including the elusive spin liquids. Despite its apparent simplicity, there is still no consensus on the exact nature of the ground state and of the excitation spectrum. The current availability of quantum kagome materials, each with their own deviation to the pure Heisenberg model, allows to confront a fair amount of experimental results to theoretical predictions and study the effect of perturbations inherent to real materials. The experimental work presented in this manuscript examines two directions.First, we focus on the emblematic herbertsmithite ZnCu₃(OH)₆Cl₂, with perfect kagome planes. It is the closest materialization of the pure Heisenberg model so far (J~180 K) and exhibits attributes of a quantum spin liquid at low temperatures, with the absence of magnetic long-range order and the persistence of spin dynamics. As main perturbations, we can mention magnetic impurities between the kagome planes and a finite out-of-plane Dzyaloshinskii-Moriya component (Dz~0.06J). With a comprehensive ¹⁷O NMR study on a high-quality single crystal, we were able to measure the intrinsic (kagome) low-temperature static spin susceptibility and spin dynamics, and we show unambiguously that the excitation spectrum is gapless, at variance with valence bond crystal states and numerous spin liquid candidates that are characterized by gapped excitations. Moreover, the disclosed static spin susceptibility restores some convergence with a fermionic Dirac cone model now advocated for in most numerical works. To shed another light on the low energy density of states, we measured the specific heat on high-quality single crystals. The kagome intrinsic specific heat is obtained in high magnetic fields only: at low magnetic fields, another dominant contribution prevents any conclusive analysis. Remarkably, the kagome specific heat is found to be almost field-independent up to 34 T. This seems to be at odds with a fermionic nature for the excitations, which in such a case would form field-induced Fermi pockets. Yet, as expected for Dirac particles, the density of states appears to vanish in the zero-temperature limit. Although the exact nature of the excitations remains unclear, our results severely constrain future theoretical developments. Further, thanks to NMR and specific heat, we were also able to identify field-induced transitions or crossovers at very low temperatures, and we present a tentative phase diagram. We also used µSR to investigate the robustness of the spin liquid state, which extends at least up to 28 kbar. Second, we introduce two new closely related materials, that implement interesting variants of herbertsmithite: the insulating yttrium kapellasites YCu₃(OH)₆OxCl₃-x, with compositions x=0 and x=1/3. These two compounds are fortuitous outcomes of the ongoing – and still unsuccessful – effort for doping herbertsmithite, by replacing the divalent zinc cations by monovalent or trivalent cations. In yttrium kapellasites, copper ions also build a kagome lattice with antiferromagnetic in-plane couplings, and the structure forbids interlayer impurities. The ground state properties are determined using bulk thermodynamics and µSR on powdered samples. The x=0 compound has a perfect kagome geometry but displays an ordered ground state, which is attributed to a large Dzyaloshinskii-Moriya anisotropy. The x=1/3 compound has a slightly distorted kagome geometry displaying anisotropic interactions, but exhibits features of spin liquid physics. Yet, we show with a comparative ³⁵Cl NMR study, that single crystal samples of the latter material actually develop static magnetism at variance with the polycrystalline samples. We conclude that Dzyaloshinskii-Moriya anisotropy and/or the modified kagome magnetic lattice in the x=1/3 compound are likely at the origin of the low-temperature magnetic transition
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Gaudin, Gilles. "Etude du régime thermiquement activé de l'effet tunnel d'aimantation par mesures de chaleur spécifique dépendante de la fréquence." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10197.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude expérimentale et numérique du régime thermiquement activé de l'effet tunnel d'aimantation. Les aimants moléculaires sont des systèmes très bien caractérisés, formés de molécules magnétiques toutes identiques arrangées réguliérement dans un réseau. L'étude présentée est basée sur des mesures de chaleur spécifique dépendante de la fréquence réalisées sur l'un d'entre eux, le Fe8 de spin S=10. Une interprétation de telles mesures montre qu'elles donnent accès à la dynamique d'un système avec les avantages de la chaleur spécifique : accès à toutes les excitations. La grandeur mesurée, définie dans le cadre de la réponse linéaire a une signification physique et sa partie imaginaire est reliée à la dissipation d'énergie libre. Un nanocalorimètre à haute résolution a été développé. Sa chaleur spécifique est très faible, typiquement de l'ordre de 1nJ/K à 2K et il permet la mesure d'échantillons, couches minces directement déposées sur le porte-échantillon ou monocristaux, de moins e 1[mu]g avec une résolution [delta]C/C = 10-3 à 10-4, dans une gamme de températures de 100 mK à 10 K sous champ magnétique. Les mesures effectuées sur le Fe8 en fonction de la température et du champ magnétique montrent des signatures claires de l'effet tunnel résonant. Elles permettent d'obtenir le temps de relaxation de l'aimantation d'un puits à l'autre. Un modèle développé sur la base d'une description de Fe8 en multiplet S = 10, de l'interaction spin-phonon et d'un élargissement supplémentaire dû à une distribution de champs magnétiques reproduit les résultats expérimentaux de façon excellente. Il permet de mettre en évidence de nouvelles excitations qui ne peuvent être décrites dans le multiplet S = 10 et que nous pensons dues à des transitions dans des multiplets excité.
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Sá, Leandro de. "Etude des propriétés des systèmes désordonnés à basses températures : mesures de chaleur spécifique dans des quartz irradiés aux neutrons." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10095.
Full text
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Pulvin, Sylviane. "Stabilité thermique et biochimique de systèmes enzymatiques : comportement spécifique avec des substrats ou produits gazeux." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPE089.
Full textAbstract:
La première partie de la thèse est consacrée à l'étude et à l'application de systèmes enzymatiques produisant des gaz. Deux aspects sont abordés : 1) un aspect production avec l'hydrogénasse de Desulfovibrio gigas. Apres avoir étudié sa réactivation, cette enzyme est immobilisée pour la production d'hydrogène en continu; 2) un aspect analytique avec la mise au point d'une méthode basée sur la séparation du gaz produit, de la phase liquide. Un modèle théorique en bon accord avec les résultats expérimentaux est présenté. La seconde partie concerne l'étude et la mise en œuvre d'enzymes thermostables extraites d'une archaebactérie Sulfolobus solfataricus; 3) une étude cinétique de la bêta-galactosidase a permis de mettre en évidence un double phénomène d'inhibition ou d'activation par excès de substrat en fonction de la température. Un modèle mécanistique minimum est présenté et apparait en bon accord avec le mécanisme postulé; 4) un aspect plus appliqué a été abordé avec l'alcool déshydrogénase. Après avoir montré qu'une enzyme pouvait fonctionner en phase gazeuse, un nouveau type de bioréacteur gaz-solide a été mis au point.
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Bustin, Olivier. "Relaxation structurale des matériaux vitrifiables par calorimétrie à balayage modulé." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-289.pdf.
Full textAbstract:
La possibilité de mesurer une chaleur spécifique complexe Cp*(Oméga) dépendant de la fréquence a été montrée en 1985 par Birge et al. La technique (SCC) développée à cette occasion et non commercialisée ne permet d'accéder qu'à la quantité k Cp* ( k : conductivité thermique) et ne présente pas la commodité d'emploi des DSC. Une DSC à modulation de la température (MDSC) a été récemment développée et présente a priori la capacité d'explorer simultanément la dynamique des relaxations enthalpiques et les propriétés thermodynamiques traditionnelles. Nous avons complété et précisé les analyses théoriques existantes des signaux de la MDSC, et démontré la possibilité d'effectuer des mesures de Cp* avec cet appareil. Nous avons montré expérimentalement la possibilité d'accéder à une telle grandeur et identifié les conditions opératoires optimales d'une telle mesure. Les corrections du déphasage ont notamment été abordées. Une large part du travail a consisté à tester la validité des données de la MDSC en les comparant à celles d'autres techniques. Nous avons montré qu'elle fournit une mesure de Cp* comparable à celle fournie par la technique SCC. Cette comparaison porte à la fois sur les temps caractéristiques et la forme des fonctions de relaxation. Nous avons également montré que les données (fragilité et non exponentialité) déduites des techniques MDSC et diélectrique sont cohérentes. En réalisant des études comparatives sur différents composés, nous avons également pu constater la sensibilité de la MDSC, son aptitude à mesurer les énergies d'activation des processus relaxationnels et donc à différencier finement les indices de fragilité. En outre la MDSC s'avère être une excellente technique de substitution à l'analyse diélectrique lorsque les relaxations diélectriques basses fréquences sont occultées par la présence de défauts conducteurs. Nous avons réalisé une simulation numérique des signaux de la MDSC qui confirme sa capacité à mesurer Cp*. Elle nous a permis de déterminer la vitesse la plus propice à la mesure de Cp*.
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Leinekugel-Le-Cocq-Errien, Aude-Ysoline. "Synthèse et caractérisation structurale et thermodynamique de céramiques de type hollandite destinées au conditionnement spécifique de césium." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2085.
Full textAbstract:
La hollandite Ba1Cs0,28Fe0,82Al1,46Ti5,72O16 est envisagée comme matrice potentielle de confinement du Cs. Ce travail a pour objectif la caractérisation physico-chimique de ce matériau par DRX classique et au seuil d'absorption de Ba et Cs, MET et calorimétrie. Deux modes de synthèse sont employés : voie alcoxyde et voie sèche. Après frittage, les deux voies de synthèse mènent à une hollandite quadratique présentant une structure modulée incommensurable (groupe d'espace I4/m(00)00) avec distribution de vecteurs de modulation. Avant frittage, le matériau obtenu par voie alcoxyde contient 3 phases : une hollandite quadratique similaire à celle ci-dessus, une hollandite monoclinique ne contenant que du Cs et une phase de faible longueur de cohérence ne contenant que du Ba. Par voie sèche, la hollandite I4/m est obtenue dès la calcination. Par calorimétrie de dissolution en sel fondu, l'enthalpie de formation de la hollandite a été déterminée pour remonter à son enthalpie libre de formationThis thesis deals with the characterization of the Ba1Cs0. 28Fe0. 82Al1. 46Ti5. 72O16 hollandite envisaged for Cs containment. Used techniques are based on both classical powder XRD and synchrotron radiation powder XRD at the absorption threshold of Ba and Cs, TEM and calorimetry. Two synthesis routes have been investigated: an alcoxyde route and a “dry” route. After sintering, both syntheses lead to an incommensurate modulated tetragonal hollandite structure (space group: I4/m(00)00) with a modulation vector distribution. Before sintering, the material obtained by the alcoxyde route is composed of three phases: a tetragonal hollandite like above, a monoclinic Ba-free hollandite and a weak-coherence-length phase containing only Ba. In contrasts, the “dry” route already leads to the tetragonal hollandite at this step of the synthesis. High temperature oxide melt solution calorimetry was used to derive standard enthalpy of formation of hollandite to deduce its free enthalpy of formation
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Tlili, Radhouan. "Études des transferts dans les matériaux hétérogènes." Thesis, Paris Est, 2010. http://www.theses.fr/2010PEST1092.
Full textAbstract:
L'usage des matériaux composites dans les différents domaines technologiques (microélectronique, aéronautique, transports…) ne cesse de croître. Une telle augmentation vient du fait qu'il est possible de développer de nouveaux matériaux avec des propriétés adaptées à une application bien préc ise en combinant les propriétés physiques des différents constituants. Dans le travail de thèse, nous nous intéressons à l'étude des propriétés thermophysiques, électriques et diélectriques de composites à base de matrice polymère chargée avec des fibres naturelles et/ou de particules minérales. L'objectif final étant d'une part d'accroître notre connaissance sur le mécanisme de transfert (thermique, électrique et diélectrique) au sein des matériaux composites et d'autre part, de développer une méthode de mesure des propriétés thermophysiques des matériaux à différentes températures (-20°C etlt; T etlt; 180°C)The use of composite materials in various fields of technology (microelectronics, aerospace, transportation ...) continues to grow. Such an increase is that it is possible to develop new materials with properties tailored to a specific application by combining the physical properties of different constituents.In the thesis, we focus on the study of thermophysical properties, electrical and dielectric of composites based on polymer matrix loaded with natural fibers and/or mineral particles.The final goal is to increase our knowledge on the mechanism of transfer (thermal, electrical and dielectric) in composite materials and secondly, to develop a method for measuring thermophysical properties of materials at different temperatures (-20°C etlt; Tetlt; 180°C)
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Pesty, François. "Cascade de transitions de phase induites par le champ magnétique dans le métal organique (TMTSF) ₂ClO₄." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112166.
Full textAbstract:
Le conducteur organique (TMTSF) ₂ClO₄ présente à basse température une transition métal - Onde de Densité de Spin (O. D. S) induite par un fort champ magnétique. Les propriétés de transport électronique sont expliquées par une quantification en niveaux de Landau des orbites électroniques, couplée à un ajustement du vecteur de nesting de l’O. D. S. On se trouve ainsi face à une situation originale dans laquelle la surface de Fermi est déformable : lorsque le champ varie, le niveau de Fermi est maintenu au-dessus du dernier niveau de Landau rempli. Cependant, cette condition ne peut être vérifiée indéfiniment. Quand la distorsion de l’O. D. S. Devient trop importante, le système minimise son énergie totale en diminuant d’une unité le nombre de niveaux de Landau remplis. Ceci est réalisé au prix d’un saut de vecteur de nesting, une transition de phase étant associée à chaque saut. Les mesures de chaleur spécifique présentées ici ont permis de préciser le mécanisme responsable de ces transitions. Elles ont été possibles grâce à la mise au point d’un nouveau nanocalorimètre, réalisé à l’aide d’une technique de microlithographie sur film mince. Les résultats obtenus mettent en évidence l’existence de plusieurs phases O. D. S distinctes. Par ailleurs, le caractère B. C. S. De la transition métal - O. D. S. Indique que le gap ouvert au niveau de Fermi est du même ordre de grandeur que la température critique (TC = 1. 3 K à 61 k Oe)A metal - Spin Density Wave (SDW) transition occurs in the organic conductor (TMTSF) ₂ClO₄ when a magnetic field is applied. A Landau level quantization connected with an adjustment of the SDW nesting vector accounts for the electronic transport properties. This is a novel situation, for which the Fermi surface can deform itself: As the field is varied, the Fermi level remains above the last fully filled Landau level. This condition cannot be satisfied indefinitely. When the SDW distortion becomes too important, the system minimizes its total energy by decreasing by one unit the number of fully filled Landau levels. This is made at the cost of a nesting vector jump. A phase transition is associated with each jump. The specific heat measurements presented in this thesis help specify the physical mechanism which is responsible for the transitions. In order to perform these measurements, we developed a new nanocalorimètre, with the help of thin film microlithography techniques. The results reveal the existence of several SDW phases. Otherwise the B. C. S. Character of the metal - SDW transition shows that the gap opened at the Fermi level has the same order of magnitude as the critical temperature (TC = 1. 3 K at 61 k Oe)
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Rossi, Claude. "Méthode d'analyse statistique des titrages acido-basiques en solutions aqueuses diluées : étude thermodynamique de la dissociation des acides polyacrylique et polyméthacrylique." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11034.
Full textAbstract:
La methode de titrage presentee permet l'etude experimentale rigoureuse des acides faibles dans un domaine de dissociation tres etendu. Elle trouve sa double originalite dans la methode d'etalonnage de la pile de mesure potentiometrique et dans le mode d'obtention du degre de dissociation de l'acide faible. La technique experimentale conduit a des mesures de ph stables meme en milieu peu tamponne. Le comportement des acides polyacrylique et polymethacrylique en solutions aqueuses diluees est decrit en terme de changement de conformation. Les courbes de titrages presentent une analogie entre les deux types de polymeres analyses. L'enthalpie libre standard et l'enthalpie standard de transition par motif monomere sont determinees a six temperatures differentes entre 278,15 k et 328,15 k, ainsi que l'enthalpie experimentale de dissociation en fonction du degre de dissociation. L'entropie de deprotonation et la capacite calorifique molaire apparente des acides polyacrylique et polymethacrylique pris a la concentration 2. 10#-#2 moll#-#1 (exprimee par rapport au motif monomere) ont ete etudiees par potentiometrie en solution saline aqueuse les resultats ainsi obtenus sont en bon accord avec ceux d'aures origines, validant ainsi les possibilites de la potentiometrie pour la determination des grandeurs thermodynamiques en cause. Une precipitation de l'acide polyacrylique, observable a faible dissociation, est fonction de la temperature et de la concentration en sels de sodium. Cette precipitation provoque une perturbation des valeurs prises par les fonctions thermodynamiques analogue a celle accompagnant le changement de conformation de l'acide polymethacrylique
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Cueille, Marylène. "Contribution à la modélisation multiphysique, électromagnétique, thermique et hydrodynamique, appliquée à la dosimétrie des systèmes d'exposition aux rayonnements électromagnétiques non ionisants." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/c90f6585-566a-443f-a042-5cf6e0682005/blobholder:0/2007LIMO4042.pdf.
Full textAbstract:
L’essor des nouvelles technologies utilisant les micro-ondes ne fait que renforcer les questions sur d’éventuels risques sanitaires. Le développement et la caractérisation des systèmes d’exposition utilisés pour les études biologiques nécessitent une dosimétrie complète. Un aspect du problème réside dans la maîtrise des effets thermiques, conduisant à une formulation multi-physique. Dans ce cadre, un outil de simulation adapté aux études bioélectromagnétiques et intégrant l’électromagnétisme, la thermique et l’hydrodynamique est présenté. La méthode numérique, utilisée pour la résolution des équations de la thermique, est basée sur un schéma « différences finies » pour permettre un couplage avec l’électromagnétisme et ainsi intégrer la dépendance de la permittivité avec la température, et les effets en transitoire. L’étude de deux dispositifs, à fort et faible gradients de température, montre l’influence des phénomènes de conduction et de convection thermiquesThe rise of new technologies using microwave strengthens questions about possible health risks. The development and the characterisation of exposure systems dedicated for biological studies require an accurate dosimetry. An aspect of this issue relies on the control of thermal effects. The resulting multiphysic problem requires the development of a numerical tool fitted to bioelectromagnetic studies and that processes electromagnetism, thermodynamics and hydrodynamics all together. The use of a finite difference scheme to solve the heat equations will allow a link with electromagnetism to integrate the permittivity dependence with temperature, and transitional effects. The influence of the thermal conduction and thermal convection is shown in The study of two exposure setups, involving high and low temperature gradient
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Cormerais, Mickaël. "Caractérisation expérimentale et modélisation des transferts thermiques au sein d'un turbocompresseur automobile : application à la simulation du comportement transitoire d'un moteur diesel à forte puissance spécifique." Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2046.
Full textAbstract:
Dans le domaine de la propulsion automobile, la prise en compte des problèmes environnementaux (diminution des rejets des gaz à effets de serre), ainsi que la raréfaction des carburants fossiles ont contribué à redonner de l'importance à la baisse de la consommation. Une voie possible pour atteindre cet objectif est d'augmenter la puissance spécifique du moteur à régime constant ("Down-sizing"). La diminution du brio liée à l'augmentation du temps de réponse du moteur ("Time lag") due à l'utilisation de turbocompresseur à hauts taux de détente est actuellement un des verrous technologiques qui limitent le "Down-Sizing" des moteurs. Pour contrer cet aspect négatif, les constructeurs tentent d'adapter au mieux les turbocompresseurs aux moteurs en s'appuyant sur des codes de simulation d'un ensemble moteur complet. Une analyse des modèles inclus révèle que pour les turbocompresseurs, une interpolation dans les champs de fonctionnement des turbomachines est simplement utilisée. Dans ce cadre, la compression et la détente sont supposées adiabatiques. Cette hypothèse, dans le cas de moteurs fortement suralimentés est contredite par l'expérience, et les logiciels de simulation moteur deviennent alors imprécis pour certains points de fonctionnement. Dans ce contexte ce mémoire présente des méthodes innovantes afin de caractériser et de modéliser les transferts thermiques au sein d’un turbocompresseur et leur incidence sur le fonctionnement des moteurs à combustion interne. La démarche mise en oeuvre pour comprendre et analyser les phénomènes thermiques au sein d'un turbocompresseur se base sur une caractérisation expérimentale sur un banc d'essais turbocompresseur développé au laboratoire des puissances en jeu afin de modéliser par la suite les transferts thermiques principaux. Enfin cette démarche se termine par une étude de l'influence des transferts thermiques sur le fonctionnement d'un moteur à combustion interne en régime stabilisé et lors des phases transitoiresIn the field of the automobile propulsion, environmental issues (drastic reduction of greenhouse gases) and diminishing fossil fuels supplies enhance the need of fuel consumption reduction. To reach this goal, it is possible to increase the engine specific power at constant rotational speed (Downsizing). The alteration of the transient performance of the engine is then a limitation of the expected benefits of downsizing. Engine manufacturers try to improve turbocharger matching using simulation code. An analysis of the models included in those codes shows that the turbochargers performance calculations is based on a simple interpolation in the turbochargers maps. The major assumption is in that case that compression and expansion are adiabatic. For high turbocharged engines, experiments on test bench show that this assumption is not acceptable: simulate codes provide then inaccurate results for certain operating points. In this context, this study proposes new methods to experimentally specify and to model heat transfers in turbochargers and evaluates the ncidence of heat transfers in the turbocharger on the engine performances. The experimental set up developed in the laboratory aims to understand and evaluate the repartition of heat transfers in the different parts of the turbocharger and then to propose a model of this repartition. Finally, the influence of heat transfers in the turbocharger of the engine performances is investigated for steady and transient engine running conditions
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Mançour-Billah, Abdellatif. "Élaboration, études structurale et physique de monocristaux de séléniures ternaires de molybdène MMo6Se8 à base de métaux de transition 3d." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN10130.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude des séléniures ternaires connus sous le nom de phases de Chevrel. Ces composés séléniés cristallisent dans un système triclinique. Leur grande originalité réside dans une occupation particulière des ions 3d dans la cavité 2 et non dans la cavité 1. Cette occupation préférentielle entraîne une interaction métal-molybdène (d-d) importante avec des électrons d localisés et donc un transfert moindre sur le cluster donnant ainsi des propriétés physiques spécifiques. Grâce à une technique de cristallogénèse par fusion à haute température, des cristaux de taille convenable ont été isolés. Des études de susceptibilité magnétique ont mis en évidence l'existence d'un ordre magnétique à basse température. La nature de cet ordre magnétique a été confirmée par diffraction neutronique et études de chaleur spécifique. Des études de résistivité ont montré un comportement de type semi-métal. De nombreuses solutions solides de substitution sur le site chalcogène ont été isolées et leur structure cristalline déterminée. Leur étude révèle des propriétés originales (système rhomboédrique et changement du comportement magnétique).
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Zougmoré, François. "Automatisation de mesures de chaleur spécifique : propriétés thermodynamiques à très basses températures des alliages amorphes métalliques supraconducteurs Zr(1-x)Cu(x) préparés par pulvérisation cathodique." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10061.
Full textAbstract:
Technique d'elaboration, caracterisation et etudes structurales "fines" de zr::(1-x)cu::(x). Presentation d'une technique transitoire de mesure de chaleur specifique a tres basse temperature (80 mk-7k). Etude systematique des proprietes thermodynamiques et supraconductrices du systeme a-zr::(100-x)cu::(x) (x=19-20, 20, 27, 32, 38 et 48)
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Wang, Kang. "Structure électronique et stabilité des cristaux quasi-périodiques." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112150.
Full textAbstract:
La structure atomique des quasi-cristaux (Q. C. ) est caractérisée par un ordre à grande distance et des éléments de symétrie incompatibles avec l'invariance par translation. Dans le cadre de cette thèse, nous avons effectué des études de la structure électronique de la phase Q. C. Icosaédrique de l'A1LiCu et de l'A1MnSi, ainsi que sur les phases cristallines correspondantes de l'A1MnSi. Afin de caractériser l'effet de la quasi-périodicité et de la symétrie icosaédrique sur la structure électronique, nous avons effectué des mesures de la chaleur spécifique à basse température à l'aide d'un nouvel outil très performant que nous avons développé, qui s'adapte à des échantillons de très faible capacité calorifique. Les résultats indiquent une forte réduction de la densité d'états électroniques au niveau de Fermi pour la phase Q. C. De l'A1LiCu et l'existence d'un pseudo-gap au cœur des états liés virtuels pour celle de l'A1MnSi, ceci suggère que ces phases sont effectivement stabilisées par une condition semblable à celle de Hume-Rothery-Jones: le système est particulièrement stable lorsque la zone de Brillouin se trouve au voisinage de la surface de Fermi. La symétrie icosaédrique constitue un facteur extrêmement favorable à cette stabilité car elle engendre une large dégénérescence des vecteurs d'onde dans l'espace réciproque et une haute sphéricité de la pseudo-zone de Brillouin. Nous avons ainsi montré que les phases Q. C. Icosaédriques peuvent être classées selon la morphologie de la pseudo-zone de Brillouin: la phase Q. C. De l''A1LiCu appartient ainsi à la classe 'H' et celle de l'A1MnSi à la classe 'K'. Des caractères magnétiques inhabituels de la phase Q. C. De l'A1MnSi peuvent également être mis en relation avec les propriétés de la symétrie icosaédrique.
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Michon, Bastien. "Point critique quantique de la phase pseudogap dans les cuprates supraconducteurs." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11815.
Full textAbstract:
Cette thèse expérimentale explore les propriétés du point critique de la phase pseudogap
dans le diagramme de phase des cuprates supraconducteurs. Dans une première partie, j'expose
un état de l'art sur les connaissances du diagramme de phases température-dopage (T-p) de
ces systèmes. De récentes études montrent une chute importante de la densité de porteurs
électroniques au voisinage du point critique, suggérant une reconstruction de la surface Fermi.
Pour comprendre la nature exacte de la transition de phases liée à cette reconstruction, j'ai
réalisé des mesures complémentaires de transport thermique et de chaleur spécifique sous champ
magnétique intense sur les familles La1.8-xSrxEu0.2CuO4 et La1.6-xSrxNd0.4CuO4.
Dans une deuxième partie, après une introduction théorique sur la chaleur spécifique et le
transport thermique, je détaille comment ces deux grandeurs ont été mesurées. En particulier,
une technique originale de mesure de la chaleur spécifique a été mise au point pour combiner
haute résolution et précision absolue en champ magnétique intense et basse température.
Différents modèles thermiques et électroniques ont été développés pour comprendre et analyser
les mesures, et ont permis d'optimiser les différents montages de chaleur spécifique selon les
gammes de température.
Dans une troisième partie, je présente l'ensemble des résultats obtenus en transport thermique
et chaleur spécifique. Le transport thermique confirme la chute de la densité de porteur
dans l'état normal (sans supraconductivité) des cuprates déjà observée en transport électrique
sous champ intense. Par ailleurs, j'ai montré que cette chute existe également au sein de la
phase supraconductrice (à champ magnétique nul), soulevant le fait qu'elle n'est influencée ni
par la présence de la supraconductivité ni par le champ magnétique. Dans l'état normal, la loi
de Wiedemann-Franz est respectée prouvant le caractère métallique de la phase pseudogap.
La chaleur spécifique électronique montre un comportement non classique à proximité du
point critique. Ce comportement anormal est caractérisé par une dépendance logarithmique
en fonction de la température au dopage critique p* correspondant à la chute du nombre de
porteurs. De plus, ces mesures suggèrent une divergence de la masse effective à p* en fonction
du dopage. Ces deux observations sont la signature d'un point critique quantique localisé à
T = 0K et p = p* dont l'origine est discutée dans la dernière partie. Les différentes classes
d'universalités possibles sont discutées et une comparaison avec d'autres composés (fermions
lourds, pnictures) possédant un point critique quantique est présentée.Abstract : This experimental PhD thesis explores the properties of the pseudogap critical point in the phase diagram of superconducting cuprates. In a first part, I present a state of the art of these systems, in particular, their temperature-doping phase diagram. Recently, electrical transport shows a dramatic drop in the electronic carrier density near the pseudogap critical point, suggesting a Fermi surface reconstruction. To understand the phase transition related to this reconstruction, I performed high magnetic field measurements of thermal transport and specific heat on La1.8−xSrxEu0.2CuO4 and La1.6−xSrxNd0.4CuO4 cuprates. In a second part, after a theoretical introduction on specific heat and thermal transport, I detail how these two quantities were measured. In particular, I developed an AC specific heat technique to combine high resolution and absolute accuracy in high magnetic field and low temperature. Several thermal and electronic models were developed to understand and analyze the measurements, and to optimize the set-ups according to the temperature range. In a third part, I present the results obtained from thermal transport and specific heat measurements. Thermal transport confirms the drop in carrier density in the normal state (without superconductivity) of cuprates, already observed in high magnetic field electrical transport. Moreover, this drop also exists within the superconducting phase (in zero magnetic field), showing that it is neither influenced by superconductivity nor by magnetic field. In the normal state, the Wiedemann-Franz law is satisfied, proving the metallic behavior of the pseudogap phase. Electronic specific heat shows a non-classical behavior in the vicinity of the critical point. This abnormal behavior is characterized by a logarithmic dependence as a function of temperature at the critical doping p* corresponding to the drop in the carrier density. Moreover, these measurements suggest a diverging effective mass at p* as a function of doping. These two observations are the signature of a quantum critical point located at T = 0K and p = p*, whose origin is discussed in the last part. I discuss the possible universality classes, and I compare with others compounds (heavy fermions, pnictides) which present a quantum critical point.
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Guillou, François. "Différents matériaux à effet magnétocalorique : aspects fondamentaux et applicatifs." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2031.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l’étude de différents matériaux –en priorité des oxydes- pour la réfrigération magnétique (RM). Les travaux se sont articulés autour de quatre axes : (1) la recherche de matériaux à fort effet magnétocalorique (EMC), (2) la physique de l’EMC et ses caractérisations, (3) la production de matériau pour des tests directs à l’ambiante, et (4) quelques prolongements hors du cadre de la RM. (1) La mise en ordre du site A des manganites (R1-xAExMnO3) ou leur utilisation dans des super-réseaux se sont révélées être de nouveaux modes d’ajustement de l’EMC autour de la température ambiante. Autour d’une transition de premier ordre (TPO), il a été observé un EMC intense dans Eu0. 58Sr0. 42MnO3. Des EMC significatifs ont aussi été mesurés autour d’une transition ferrimagnétique dans Mn3O4, ou autour d’une transition inédite de spin et de valence dans Pr0. 49Sm0. 21Ca0. 3CoO3. L’existence d’un EMC géant a été confirmée dans Ni45Co5Mn37. 5In12. 5 par mesures de capacité calorifique. (2) Des questions sur la détermination de l’EMC par les méthodes magnétiques mais aussi calorimétriques ont fait l’objet d’études détaillées, en particulier dans le cas des TPO impliquant des phénomènes de séparation de phases et d’histoire magnéto-thermique. (3) Deux systèmes La1-xKxMnO3 et Pr1-xSrxMnO3 ont été étudiés pour des applications à l’ambiante. Des premiers résultats sont rapportés sur un régénérateur en plaques de Pr0. 65Sr0. 35MnO3. (4) Des phénomènes spécifiques dans Mn3O4 (nouvelle transition en dessous de Tc), dans Pr0. 49Sm0. 21Ca0. 3CoO3 (transition couplée de valence et de spin) ou dans Eu0. 58Sr0. 42MnO3 (état verre de spin) ont fait l’objet d’études complémentairesThis thesis reports on the study of several materials –mainly oxides– with the aim of applications in magnetic refrigeration (MR). Four main aspects were addressed: (1) Research of materials with high magnetocaloric effect (MCE), (2) MCE physics and its experimental characterizations, (3) production of material for direct tests in a MR device at room temperature, and (4) additional studies beyond the scope of MR. (1) The A-site ordering in manganites (R1-xAExMnO3) or their incorporation in super-lattices were found to be new ways to adjust the MCE around room temperature. As an example of a first-order transition (FOT), we investigated the case of Eu0. 58Sr0. 42MnO3 which led to an intense MCE, as expected. Significant MCEs were also measured around the second-order ferrimagnetic transition in Mn3O4, and around a spin and valence states transition in Pr0. 49Sm0. 21Ca0. 3CoO3. The existence of giant MCE was confirmed in the Heusler alloy Ni45Co5Mn37. 5In12. 5 by heat capacity measurements. (2) Some controversies about the MCE determination by magnetic and calorimetric methods were addressed in detail. Special attention was paid to the case of FOTs when they exhibit phenomena such as phase separation and/or magneto-thermal history. (3) Two systems (La1-xKxMnO3 and Pr1-xSrxMnO3) were investigated for applications at room temperature. Preliminary results are reported on a regenerator constituted of Pr0. 65Sr0. 35MnO3 plates. (4) Peculiar phenomena encountered in Mn3O4 (a new transition below TC), in Pr0. 49Sm0. 21Ca0. 3CoO3 (a coupling between valence and spin states transitions) or Eu0. 58Sr0. 42MnO3 (spin-glass state) were the subject of dedicated studies
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Kattan, Munzer. "Comportement de la phase amorphe dans des polyesters thermoplastiques soumis à des traitements thermomécaniques." Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ROUES004.
Full textAbstract:
Comportement de la phase amorphe dans des polyesters thermoplastiques soumis à des traitements thermomécaniques. Des polyesters thermoplastiques initialement amorphes ont été soumis à un traitement mécanique (mono-étirage) et/ou à un traitement (recuit isotherme). Nous avons dans un premier temps étudié l'influence de l'architecture macromoléculaire sur les phénomènes de relaxations. Ces études ont été menées principalement par deux techniques d'analyse thermique : l'analyse des courants de dépolarisation thermostimulés (C. D. T. S. ) et l'analyse enthalpique différentielle (A. E. D. ) Les mouvements locaux observés à la relaxation secondaire sont attribués aux deux composantes B1 et B2. La composante B2 est due aux mouvements de vilebrequin tandis que B1est due aux mouvements des groupes carboxyles polaires qui apparaissent à plus basses température. Ces mouvements non coopératifs apparaissent dans la totalité de la phrase amorphe et le modèle classique à deux phases est suffisant pour expliquer les variations de cette relaxation. En ce qui concerne la transition vitreuse, l'interprétation des phénomènes observés à cette transition a besoin a priori du modèle à trois phases. Un modèle à trois phases, comprenant une phase amorphe, une phase cristalline et une phase mésomorphe intermédiaire (amorphe rigide), est proposé pour décrire l'organisation de matériaux. En effet, nous avons mis en évidence la présence de deux topologies de la phase amorphe : une phase amorphe mobile désordonnée et une phase amorphe rigide ne subissant pas la transition vitreuse. Cette dernière phase peut apparaître dans les polymères étirés à partir d'un taux d'étirage supérieur à 2 et dans les polymères recuits (semi-cristallins). De plus, la présence d'une phase cristalline dans les polymères étirés ou recuits est le facteur principal qui augmente le pourcentage de phase amorphe rigide et la distribution des temps de relaxation à la transition vitreuse.
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Delbreilh, Laurent. "Etude de l'hétérogénéité et de la métastabilité de phases amorphes polymères par analyse des transitions et des phénomènes relaxationnels lents." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30279.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est l'étude de la phase amorphe des polymères et de son évolution pendant les modifications physiques engendrées au cours de traitements thermiques. Nous avons étudié le phénomène de relaxation structural dans l'état vitreux des polymères amorphes au travers des évolutions qu'il provoque sur les modes de retard " basses températures " du polycarbonate et sur sa transition vitreuse. Dans la zone sous-vitreuse, un phénomène de compensation dépendant du vieillissement physique a été mis en évidence pour les paramètres d'activation diélectriques et enthalpiques. D'autre part, l'apparition d'une phase cristalline dans le polyéthylène térephtalate a permis l'observation de 2 composantes de relaxation aussi bien par la technique de fluage thermostimulé que par celle de courant thermostimulé de polarisation. L'évolution des 2 composantes alphaL et alphaU est bien représentative d'une évolution structurale de la phase amorphe pendant l'apparition des cristallitesThe goal of this work is the study of polymers amorphous phase and its evolution during the physical modifications generated during thermal treatments. We studied the phenomenon of structural relaxation in vitreous amorphous polymers through evolutions it causes on the “low temperatures” retardation modes of polycarbonate and on its glass transition. In the temperature range just below the glass transition, a compensation phenomenon depending on physical ageing was highlighted for the dielectric and enthalpic activation parameters. In addition, the growth of a crystalline phase in polyethylene terephthalate allowed the observation of two components of relaxation as well by the technique of thermo-stimulated creep as by that of thermo-stimulated polarisation current. The evolution of these two components alphaL and alphaU is representative of structural evolution of the amorphous phase during the growth of crystallites
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Tavakoli-Ghinani, Adib. "Transport de phonons dans le régime quantique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY090/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse est consacré à la mesure de transport de chaleur par les phonons dans le régime quantique dans des systèmes confinés à très basse température.Le contexte de ce sujet est de soumettre ces systèmes à deux conditions extrêmes : basse température et faibles dimensions et de comprendre les propriétés thermiques fondamentales issues de ces limites.Les échantillons étudiés au cours de cette thèse sont des structures suspendues (membrane ou nanofil) ; elles sont élaborées à partir de nitrure de silicium amorphe (SiN).En abaissant la température, les longueurs caractéristiques des phonons comme le libre parcours moyen ou la longueur d'onde dominante des phonons augmentent. Lorsque ces longueurs caractéristiques dépassent les dimensions latérales du système, la diffusion sur les surfaces (boundary scattering) régira les propriétés thermiques. Dans cette limite de diffusion, le transport des phonons va de la diffusion aux surfaces (régime de Casimir) au régime balistique (limite quantique). Dans ce régime balistique, le courant de chaleur peut être exprimé en utilisant le modèle de Landauer. La conductance thermique est alors exprimée par: K=N_α q T où, N_α est le nombre de modes vibratoires peuplés, q=((π²k_B^2)T)⁄3h est la valeur universelle du quantum de conductance thermique et T est le coefficient de transmission.Dans ce travail, les mesures de conductance thermique de nanofils suspendus ont été effectuées jusqu'à très basse température. Une plate-forme de mesure ayant une sensibilité sans précédent a été développée pour mesurer la variation d'énergie inférieure à l'attojoule. Ces nouveaux capteurs permettent de mesurer les propriétés thermiques du guide d'onde de phonon 1D dans le régime quantique du transport de chaleur. Nous montrons que le coefficient de transmission est le facteur dominant qui définit la valeur de conductance thermique. Ce coefficent dépend de la dimension et de la forme des réservoirs ainsi que de la nature du matériau utilisé ce qui rend difficile la mesure du quantum de conductance thermique. Nous montrons que dans toutes les structures de SiN mesurées, le transport thermique pourrait être dominé par des excitations de faible énergie qui existent dans les solides amorphes (a-solides).Le deuxième ensemble important d'expériences concerne la chaleur spécifique. Nous avons étudié les propriétés thermiques de membranes suspendues de SiN très minces que l'on pense être des cavités de phonon 2D. Nous montrons que la dépendance en température de la chaleur spécifique s'écarte du comportement quadratique comme prévu à très basse température. Les modèles pertinents donnant une explication quantitative des résultats sont encore à l'étude. La présence de systèmes à deux niveaux dans les matériaux amorphes pourrait être une explication possible de la valeur absolue élevée de la chaleur spécifique observéeThis PhD entitles Phonon heat transport in the quantum regime is based on the analysis of the thermal properties of confined systems at very low temperature.The context of this subject is putting the systems in two extreme conditions (low temperature and low dimensions) and understand the fundamental thermal properties coming from these limits.The studied samples during this PhD that are suspended structures (membrane or nanowire) are elaborated from amorphous silicon nitride.By lowering the temperature, the phonon characteristic lengths like the mean free path or the phonon dominant wavelength increase. When these characteristic lengths exceed lateral dimensions of the system, the boundary scattering will govern the thermal properties. In the boundary scattering, phonon transport goes from boundary limited scattering (Casimir regime) to ballistics regime (quantum limit). In this ballistic regime, the heat current can be expressed using the Landauer model. The thermal conductance is then expressed as: K=N_α q T where N_α is the number of populated vibrational modes, q=((π²k_B^2)T)⁄3h is the universal value of quantum of thermal conductance, and T is the transmission coefficient.In this work, thermal conductance measurements of suspended nanowires have been performed down to very low temperature. A measurement platform having an unprecedented sensitivity have been developed that can measure a variation of energy smaller than the attojoule. These new sensors allow the measurement of thermal properties of 1D phonon waveguide in the quantum regime of heat transport. We show that the transmission coefficient is the dominant factor that set the thermal conductance value. It depends on the dimension and the shape of the reservoirs, and the nature of the material in use rendering difficult the measurement of the quantum of thermal conductance. We show that in all of the SiN structures, the thermal transport could be dominated by low energy excitations that exist in amorphous solids (a-solids).The second important set of experiments concerns the specific heat. We have studied suspended the thermal properties of very thin SiN membranes that are thought to be 2D phonon cavities. We show that the temperature dependence of the specific heat departs from the quadratic behavior as expected at very low temperature. The true models giving a quantitative explanation of the results is still under consideration. The presence of tunneling two-level systems in amorphous materials could be one possible explanation for the high absolute value of specific heat that has been measured
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Leclercq, Bérangère. "Etude de la conductivité thermique de matériaux à base de zircone : Relation avec la composition et la microstructure dans des systèmes binaires et ternaires." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0018.
Full textAbstract:
Cette étude a pour but de mieux comprendre le transfert de chaleur dans une couche céramique isolante, de type barrière thermique, afin d'en améliorer les capacités d'isolation thermique. Un calcul de la conductivité thermique intrinsèque a permis de proposer différentes compositions : binaires (zircone partiellement ou complètement stabilisée par des oxydes de terres rares) et ternaires (comportant un oxyde trivalent et un oxyde pentavalent). Les matériaux correspondant ont été élaborés sous forme dense et leurs propriétés thermiques déterminées. Les systèmes complètement stabilisés sont constitués pour la plupart de la phase cubique. La structure des compositions partiellement stabilisées est constituée d'un mélange de phases cubique, quadratique métastable et/ou monoclinique. La diffusivité thermique a été détermiée par méthode flash laser ou par microscopie photothermique infrarouge. La chaleur spécifique a été mesurée par DSC. Les résultats expérimentaux ont montré que : - Dans les systèmes binaires, la conductivité thermique d'une zircone complètement stabilisée est inférieure à celle d'une zircone partiellement stabilisée pour un stabilisant donné. - Le remplacement de l'yttrium par un autre dopant permet d'abaisser la conductivité thermique. - Pour un taux de lacunes d'oxygène donné, la conductivité thermique diminue avec le taux de dopants, qu'ils soient Y+Nb ou Y+Ta. La conductivité thermique de ces matériaux varie peu en fonction de la température. La concentration en défauts ponctuels est le facteur le plus influent sur la conductivité thermique et, pour des fortes concentrations, le libre parcours moyen des phonons serait déterminé par la distance entre les défauts ponctuels. Au vu des résultats obtenus, il est possible de proposer plusieurs compositions de céramiques, envisageables comme barrière thermique, dont la conductivité thermique est nettement plus faible que celle de la zircone yttriée partiellement stabilisée actuellement employée.
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Leuliet, Jean-Claude. "Comportements hydraulique et thermique des échangeurs à plaques traitant des produits non-newtoniens." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10450.
Full textAbstract:
Le traitement thermique des fluides est une opération quotidienne, que ce soit dans l'industrie chimique ou dans l'industrie agro-alimentaire. L'échangeur de chaleur à plaques et joints est un des nombreux outils mis à la disposition des utilisateurs pour répondre à cette demande. Si, jusqu'à présent, cet échangeur a été largement utilisé pour le traitement de fluides peu visqueux au comportement rhéologique Newtonien, l'existence, notamment dans le domaine alimentaire, de nombreux fluides complexes nous a amené à étudier, pour deux types d'échangeur à plaques (à chevrons et à cannelures droites). Les comportements hydrodynamique et thermique de ces appareils traitant des fluides non-Newtoniens. La viscosité accrue de ces fluides nous a conduit à explorer les régimes d'écoulement peu souvent abordés dans la littérature, à savoir les régimes laminaire et de transition
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Hingana, Hugues. "Contribution à l'étude des propriétés des plasmas à deux températures - application à l'argon et à l'air." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00567193.
Full textAbstract:
Dans le domaine des plasmas thermiques, de nombreux procédés industriels sont caractérisés en supposant l'équilibre thermique. Cependant ces conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des bords des plasmas crées par des arcs électriques ou des jets de plasmas. Les écarts à l'équilibre modifient alors considérablement la cinétique chimique du milieu et peuvent affecter le procédé étudié. La compréhension, l'analyse et la prédiction de ces procédés demandent alors une modélisation physique du plasma à deux températures (2T). Cette modélisation s'appuie sur le calcul préalable des propriétés du plasma 2T, calcul qui fait l'objet de cette thèse. La première partie de ce travail est consacrée au calcul de la composition d'un plasma à 2T. Il existe dans la littérature plusieurs théories permettant de calculer les densités des espèces pour un plasma hors équilibre mais l'originalité de ce travail se trouve dans l'établissement d'une loi « pseudo cinétique » régissant le peuplement des espèces. La seconde partie concerne le calcul des propriétés thermodynamiques. Elle s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de telles propriétés. Un effort particulier est fait pour séparer les contributions des électrons et celles des particules lourdes dans les échanges d'énergie. La dernière partie de cette thèse est dédiée aux calculs des coefficients de transport. Nous évoquons les grandes lignes de calculs des propriétés intermédiaires avant de présenter les différentes théories existantes dans la littérature. Tous les résultats ont été validés par confrontation du calcul à l'ETL avec la littérature.
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Blanc, Christophe. "Nanoscale structuration effects on phonon transport at low temperatures." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY079/document.
Full textAbstract:
Cette thèse, intitulé « Effet de structuration à l'échelle du nanomètre sur le transport de phonon à basse température » c'est déroulé pendant trois ans au sein du groupe Thermodynamique et Biophysique des Petits Systèmes de l'Institut Néel.Il s'agit de comprendre et de contrôler le transport de chaleur au sein d'échantillons ayant des variations de l'ordre du nanomètre. Ces échantillons ont surtout été des nanofils suspendus en silicium. La fabrication a été réalisée au sein de l'Institut Néel. Lors de ces trois années, trois résultats importants ont été réalisés.Tout d'abord, il a fallu vérifier que le transport de chaleur ne soit pas dominé par un effet dû aux contacts entre le nanofil suspendu et le bain thermique. Cela a pu être mis en évidence grâce à la concordance entre les mesures et le modèle appelé Casimir-Ziman. Mais cela a surtout été vérifié avec des fils dont la jonction au bain thermique a été adaptée afin de permettre une transmission proche de l'unité. Ces fils profilés ayant la même conductance thermique que les fils avec une jonction abrupte au bain thermique, cela prouve que la transmission est toujours proche de 1.Ensuite des mesures sur des fils dont la section est ondulée ont permis de montrer une réduction de la conductance thermique. Cette réduction est expliquée par la présence de rétrodiffusion des phonons à la surface, ce qui entraîne une grande réduction de leur libre parcours moyen. Ainsi, les phonons dans un nanofil droit ont un libre parcours moyen jusqu'à 9 fois plus grand que dans ces nanofils à la section ondulée. Des simulations avec la méthode de Monte-Carlo ont permis de mettre en évidence cet effet.Si ces premiers résultats ont été réalisés pour des fils de silicium monocristallin, le dernier travail a porté sur l'étude d'échantillon en nitrure de silicium. Ce matériau est un matériau amorphe. La physique du transport de chaleur au sein des matériaux amorphes n'est pas encore complètement comprise. Cependant les mesures faites sur ces matériaux montrent un comportement similaire, tant qualitatif que quantitatif, pour presque tous les matériaux amorphes. Nous avons donc mesurés des échantillons de différentes sortes, afin de vérifier si ce comportement était toujours valable, lorsque la dimension de l'échantillon est réduite. Le résultat de nos mesures est que la dimension joue un rôle sur le transport. Tout comme dans les matériaux cristallins, la basse dimension de l'échantillon va limiter le transport de chaleur. Cependant le transport dans les échantillons de basses dimensions montre le même comportement qualitatif que les matériaux amorphes massifs. Ce travail peut permettre de donner des pistes pour la compréhension du transport de chaleur au sein des matériaux amorphes.En conclusion ce travail m'a permis de fabriquer puis de mesurer le transport de chaleur dans différents types d'échantillons. Les résultats obtenus permettent une meilleur connaissance du transport des phonons, et donc aident à ouvrir la voie vers un meilleur contrôle du transport de la chaleurThis PhD entitled "Nanoscale structuration effect on the phonon transport at low temperature" take place for three years in the Thermodynamique et Biophysique des Petits Systèmes of the Institut Néel.The context of this PhD is to understand and control the heat transport in samples with variations at the nanoscale. These samples were mostly suspended silicon nanowires. The production was performed in the Néel Institute. During these three years, three important results have been demonstrated.First, we verify that heat transport is not dominated by an effect due to the contact between the suspended nanowire and the thermal bath. This has been demonstrated by the agreement between the measurements and the model called Casimir-Ziman. It was also mainly verified with wires whose junction to the thermal bath has been adapted to allow transmission close to unity. These profiles nanowires have the same thermal conductance as a nanowire with abrupt junction to the thermal bath. This proves that the transmission is always close to 1.Then measurements on nanowires whose section is corrugated have shown a reduction in thermal conductance. This reduction is explained by the presence of backscatter phonons at the surface, resulting in a large reduction of their mean free path. Thus, the phonons in a smooth nanowire have a mean free path up to 9 times greater than in these corrugated nanowires. Simulations with the Monte-Carlo method also demonstrate this effect.If these first results were achieved for monocrystalline silicon nanowires, my last work has focused on the study sample of silicon nitride. This material is an amorphous one. Physics of heat transport in amorphous materials is not yet fully understood. However, measurements on these materials show a similar behavior, both qualitatively and quantitatively, for almost all amorphous materials. We have measured samples of different kinds, to see if this behavior was still valid when the sample size is reduced. The result of our measurements is that the size plays a role in transport. As in crystalline materials, the small sample size will limit the heat transport. However transport in low-dimensional samples shows the same behavior qualitatively as in bulk amorphous materials. This can help provide clues for understanding the heat transport in amorphous materials.In conclusion, this work has allowed me to make and measure the heat transport in different types of samples. The results allow a better knowledge of the phonon transport, thus helping to pave the way towards a better control of heat transport
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Guillou, Francois. "Différents matériaux à effet magnétocalorique : Aspects fondamentaux et applicatifs." Phd thesis, Université de Caen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00648672.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude de différents matériaux -en priorité des oxydes- pour la réfrigération magnétique (RM). Les travaux se sont articulés autour de quatre axes : (1) la recherche de matériaux à fort effet magnétocalorique (EMC), (2) la physique de l'EMC et ses caractérisations, (3) la production de matériau pour des tests directs à l'ambiante, et (4) quelques prolongements hors du cadre de la RM. (1) La mise en ordre du site A des manganites (R1-xAExMnO3) ou leur utilisation dans des superréseaux se sont révélées être de nouveaux modes d'ajustement de l'EMC autour de la température ambiante. Autour d'une transition de premier ordre (TPO), il a été observé un EMC intense dans Eu0.58Sr0.42MnO3. Des EMC significatifs ont aussi été mesurés autour d'une transition ferrimagnétique dans Mn3O4, ou autour d'une transition inédite de spin et de valence dans Pr0.49Sm0.21Ca0.3CoO3. L'existence d'un EMC géant a été confirmée dans Ni45Co5Mn37.5In12.5 par mesures de capacité calorifique. (2) Des questions sur la détermination de l'EMC par les méthodes magnétiques mais aussi calorimétriques ont fait l'objet d'études détaillées, en particulier dans le cas des TPO impliquant des phénomènes de séparation de phases et d'histoire magnéto-thermique. (3) Deux systèmes La1-xKxMnO3 et Pr1-xSrxMnO3 ont été étudiés pour des applications à l'ambiante. Des premiers résultats sont rapportés sur un régénérateur en plaques de Pr0.65Sr0.35MnO3. (4) Des phénomènes spécifiques dans Mn3O4 (nouvelle transition en dessous de Tc), dans Pr0.49Sm0.21Ca0.3CoO3 (transition couplée de valence et de spin) ou dans Eu0.58Sr0.42MnO3 (état verre de spin) ont fait l'objet d'études complémentaires.
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Aoulmi, Aïssa. "Contribution à l'étude des propriétés thermodynamiques des hydrocarbures polycycliques, aromatiques et des alcanes à longue chaine." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL140N.
Full textAbstract:
Les propriétés thermodynamiques des fluides pétroliers, en particulier les propriétés PVT, dépendent fortement de la nature des constituants lourds. Il est donc très important de disposer d'informations sur ce type de constituants. Le but de notre travail est une contribution à la mesure des propriétés thermodynamiques de tels constituants et de leurs mélanges et leur corrélation par des méthodes de contribution de groupes. Nous avons mesuré les capacités calorifiques de 23 hydrocarbures en phase liquide. Les résultats sont utilisés pour vérifier la méthode de contribution de groupe de Benson dans le cas d'hydrocarbures lourds et l'extension de sa validité à des températures élevées. Pour accéder aux fonctions thermodynamiques de mélanges, nous avons effectué les mesures de 13 systèmes de solubilités et 13 systèmes d'enthalpie de mélanges. Le traitement thermodynamique de ces mélanges est réalisé au moyen des méthodes de contribution de groupes de Larsen, Gmehling et Kehiaian
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Kilian, Ondrej. "The lattice dynamics of lead chalcogenides." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10081/document.
Full textAbstract:
Nous présentons ici les dispersions de phonons calculées de manière Ab-initio pour les trois chalcogénures de plomb PbS, PbSe et PbTe. Les branches acoustiques obtenues sont en très bon accord avec les expériences d'IXS ("Inelastic Neutron Scattering" - spectroscopie par diffraction inélastique de neutrons). La chaleur spécifique calculée concorde elle aussi avec les résultats expérimentaux. Enfin, le minimum particulièrement marqué de la branche optique transverse (TO) en Gamma induit par la quasi-ferroélectricité est reproduit de manière qualitative. Par ailleurs, nous observons dans nos calculs une chute prononcée sur la branche optique longitudinale (LO) en Gamma. Par le passé, cette baisse était associée à l'écrantage du champ électrique (associé au mode LO) par des porteurs libres suite à la présence d'impuretés. Mais nos calculs montrent que cela persiste même dans le cas de cristaux parfaits de chalcogénures de plomb. Nous expliquons cette chute comme une "quasi-Anomalie de Kohn" associée au faible gap électronique au point de haute symétrie L. Nous montrons que ce gap peut être réduit à zéro à la suite d'une compression de 1.8% de la constante de maille du cristal.Dans ce cas, les bandes de conduction et de valence montrent un croisement linéaire, les modes TO et LO en Gamma sont dégénérés, et une Anomalie de Kohn très forte apparaît sur le mode LO. Nos travaux apportent par ailleurs un support théorique pour l'interprétation des spectres Raman en fonction du diamètre des nanocristaux de séléniure de plomb (PbSe). En effet,le pic Raman de premier ordre se situe aux alentours de 136 cm-1 (et le pic de second ordre est situé au double de cette fréquence). Ils se décalent vers le haut avec la réduction du diamètre du nanocristal. Nous interprétons ce comportement inhabituel comme un confinement quantique du phonon optique longitudinal (LO). Cette hypothèse est validée par les calculs ab-initio des phonons de films de PbSe, avec une épaisseur allant jusqu'à 15 couches. Ces calculs tiennent compte des effets causés par l'environnement diélectrique. Le mode LO orienté perpendiculairement aux films est en effet décalé vers le haut en fréquences lorsque l'épaisseur des couches se réduit.Notre travail propose un point de départ à l'investigation du couplage électron-phonon dans le matériau massif et dans les nanocristaux de chalcogénures de plomb. Ceci pourra contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes d'absorption de photons et à l'utilisation de ces matériaux pour les dispositifs d'émission et d'absorption de lumièreWe present ab-initio phonon dispersion relations for the three lead chalcogenides PbS, PbSe, and PbTe. The acoustic branches are in very good agreement with inelastie neutron-seattering data. Also calculations of the specific heat give good agreement with experimental data. The pronounced minimum of the transverse-optical (TO) branch at Gamma due to the near ferroelectricity of the lead chalcogenides is qualitatively reproduced. ln addition, we find a pronounced dip in the longitudinal-optieal (LO) branch at Gamma. This dip was previously explained as the effect of "free carriers" due to the presence of impurities. The calculations demonstrate that it persists also in the case of pure lead chalcogenides. We explain the dip as a "near Kohn anomaly"which is associated with the small electronic band gap at the high-symmetry point L. We show that this band-gap can be reduced to zero upon compression of the crystal lattice constant by 1.8%. In this case, the conduction and valence bands at L display a linear crossing, the TO and LO mode at Gamma are degenerate, and a very pronounced Kohn anomaly in the LO mode occurs. Furthermore, we have given theoretical and computational support for the interpretation of the diameter dependence of the Raman spectra of lead selenide nanocrystals. The first order Raman peak at about 136cm-1 and its second order overtone at twice this wave number move up in energy with decreasing nanocrystal radius. We interpret this anomalous behavior in terms of quantum confinement of the longitudinal optical (LO) phonon. This interpretation is validated by ab-initio calculations of the phonons of PbSe slabs with up to fifteen layers, taking into account the effects of dielectric embedding. The LO mode perpendicular to the slab shifts indeed upwards with decreasing layer thickness. Our work provides the starting point for the investigation of electron-phonon coupling in bulk and nanocrystalline lead chalcogenides, which should help to better understand the photon absorption mechanisms and the use of these materials in light-harvesting and light-emitting devices
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Charrier, Aurélia. "Cryoréfrigérateur à tube à gaz pulsé pour applications spatiales travaillant à basses températures (4K-10K)." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI060.
Full textAbstract:
Certaines missions d'astrophysique embarquent des détecteurs infrarouges ou X qui sont refroidis à des températures subkelvin via un système cryogénique qui comporte soit un bain d'hélium (comme pour Herschel), soit un réfrigérateur Joule-Thomson (comme pour Planck) pour le pré-refroidissement de l'étage subkelvin. Un doigt froid à tube à gaz pulsé ayant les mêmes performances qu'un Joule-Thomson pourrait offrir un certain nombre d'avantages pour les futures chaines cryogéniques (pas de pré-refroidissement nécessaire, simplicité d'intégration, fiabilité accrue).L'objectif de cette thèse concerne l'étude et la réalisation d'un doigt froid à tube à gaz pulsé 4K qui pourrait remplacer une machine Joule-Thomson. Deux principaux axes d'étude ont été menés parallèlement : des études sur les matériaux régénérateur et des études de performances. Des développements technologiques portant sur le régénérateur (étude et mise en forme de différents matériaux ayant des anomalies de chaleur spécifique à basse température) ont été menés afin d'améliorer les performances d'un doigt froid à tube à gaz pulsé haute fréquence (30Hz) travaillant avec de l'hélium 4.Cette thèse a permis d'obtenir la meilleure performance mondiale en terme de température limite en utilisant de l'hélium 4 et avec un pré-refroidissement à 20K. Une température limite de 3,86K a été obtenue et une puissance froide de 25mW est disponible à 5K. Cette thèse a également permis d'étudier l'effet du gaz réel sur le comportement de la machine, en particulier grâce à des mesures de profils de température du régénérateur. Cinq configurations différentes de régénérateur (variation de la répartition de chaleur spécifique le long du régénérateur froid) ont été testées. Elles ont permis de mieux comprendre le rôle de la répartition de la chaleur spécifique dans le régénérateur. Ces différentes mesures ont été complétées avec des études de fluctuations de températures pariétales réalisées à l'aide d'une centrale d'acquisition rapide (toutes les millisecondes)Some astrophysics missions embark infrared or X detectors which are cooled down to subkelvin temperatures using a cryogenic cooling system that features helium bath (like for the Herschel satellite) or a Joule-Thomson cryocooler (like for the Planck satellite) for the precooling of the subkelvin cooling stage. A pulse tube cold finger which would have the same performances as a Joule-Thomson cryocooler could offer some advantages for future cryogenic chains (no need of precooling, simplicity of integration, increased reliability).The goal of this PhD is the making and the study of a pulse tube cold finger working at temperature around 4K which could replace a Joule-Thomson cryocooler. Two main lines have been worked on simultaneously : studies on materials for the cold regenerator and studies on the cold finger performances. Technological developments on the cold regenerator (including study and shaping of different materials with specific heat anomalies at low temperature) have been performed to enhance the performances of a cold finger working at high frequency (30Hz) with helium 4.The work done during this PhD led to the best no-load temperature never achieved using helium 4 and with a precooling of 20K. A no-load temperature of 3.86K has been obtained and 25mW of cooling power are available at 5K. In addition the effect of real gas on the cryorefrigerator operation has been studied in particular thanks to the measurement of regenerator thermal profiles. Five configurations with different regenerator fillings (variation of the distribution of the specific heat along the cold regenerator) have been tested. These five tests led to a better understanding of the role of the distribution of the specific heat in the regenerator. These measurements have been completed with studies of regenerator wall temperature fluctuations recorded thanks to a fast data acquisition system (each millisecond)
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Leduc, Caroles. "Réseaux corporels sans fil en ondes millimétriques : antenne, propagation et interaction avec le corps." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S084/document.
Full textAbstract:
Récemment la bande 60 GHz a été mise en avant pour le développement des réseaux de communication sans fil centrés sur le corps humain. Cet intérêt de la bande 60 GHz pour les applications BAN (Body Area Network) s'explique par les avantages clefs qu'elle procure par rapport aux bandes de fréquence plus basses (possibilité de débits de données supérieurs à 7 Gbit/s, réduction des interférences avec les réseaux voisin, compacité des dispositifs, etc). Le nombre d'application de communication BAN est amené à croître dans les années à venir avec le déploiement de la 5ème génération de réseaux de télécommunications mobiles. Afin de protéger efficacement les utilisateurs des expositions générées par ces applications BAN à 60 GHz, il est nécessaire de se pencher sur les problématiques de réduction du couplage corps/antennes, mais également sur l'évaluation et la quantification du niveau d'exposition du corps à 60 GHz. Pour cela, les travaux de thèse ont été organisés suivant trois axes de recherche : le premier consiste à mettre en évidence et à quantifier l'impact de certains choix de conception en matière d'antennes sur le couplage avec le corps humain ; le second porte sur les outils et les méthodes utilisés pour estimer l'impact thermique d'une exposition électromagnétique 60 GHz sur le fantôme équivalent de la peau ; et le troisième propose une nouvelle approche à la fois dosimétrique et thermique pour évaluer et analyser le couplage corps/antennes en bande millimétriqueThe 60-GHz frequency band has been identified recently as attractive for body centric wireless communication development. Indeed, this band has several key advantages compared to lower frequency bands as high data rates above 7 Gbit/s, low risks of interference with neighboring wireless networks and compact devices. With the development of the future 5th generation of mobile networks in the millimeter-wave band, the number of BAN applications at 60 GHz should increase. To avoid health effects and protect user against an electromagnetic exposure of BAN devices at 60 GHz, the reduction of the coupling between human body and antennas, as well as the evaluation and quantification of exposure are main research aspect of the thesis. The main thesis contributions are divided in three parts: a quantification of antenna design effects on the interactions between human body and antennas; a study of tools and methods used to assess thermal effects due to 60 GHz exposure on a skin-equivalent phantom; and a new dosimetric and thermal approach to evaluate interaction between human body and BAN antennas at 60 GHz
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Méasson, Marie-Aude. "La skutterudite PrOs4Sb12 : supraconductivité et corrélations." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012062.
Full textAbstract:
La skutterudite PrOs4Sb12 est le premier composé à fermion lourd supraconducteur à base de Praséodyme. Cette thèse s'attache à répondre à plusieurs questions le concernant comme la détermination de l'intensité de la renormalisation de la masse des quasi-particules, la nature et le mécanisme à l'origine de la supraconductivité et la nature intrinsèque ou extrinsèque de la double transition supraconductrice vue en chaleur spécifique.
Nous proposons une interpolation de la chaleur spécifique en phase normale en tenant compte des interactions magnétiques entre ions Pr. Nous extrayons alors un terme électronique de chaleur spécifique compris entre 300 et 750mJ/K2.mol(Pr). L'analyse du saut en chaleur spécifique à la transition supraconductrice confirme que les quasi-particules lourdes sont impliquées dans la supraconductivité et que la supraconductivité est en régime de couplage fort. Des caractérisations systématiques par chaleur spécifique, résistivité et susceptibilité indiquent que la double transition apparaît dans les meilleurs échantillons. Néanmoins nous apportons les premiers doutes sérieux sur sa nature intrinsèque, parce que nous avons trouvé plusieurs échantillons avec une unique transition étroite et parce qu'une forte dispersion dans la valeur du rapport des deux sauts en chaleur spécifique a été mise en évidence. De plus, en établissant les diagrammes de phase supraconducteurs sous champ magnétique et sous pression jusqu'à 4.2 GPa par chaleur spécifique alternative, nous montrons que les deux transitions
supraconductrices Tc1 et Tc2 présentent des comportements similaires. Nous avançons l'hypothèse que le fort changement dans l'évolution des Tc sous pression au dessus de 2 GPa est dû à un changement de nature de la supraconductivité (impliquant des fluctuations puis uniquement phononique à respectivement basse et haute pression) en lien avec l'augmentation du gap de champ cristallin des ions Pr sous pression. L'analyse du second champ critique Hc2(T) montrent la présence d'au moins deux bandes supraconductrices et conclue à la nature singulet du spin des paires de Cooper. Une forte distorsion du réseau de vortex, constante avec le champ et la température, est obtenue par diffraction de neutrons. Des mesures supplémentaires ou un nouveau calcul seraient nécessaires pour trancher entre une explication basée sur la présence de zéros dans le gap supraconducteur et une analyse basée sur la topologie de la surface de Fermi en symétrie Th.
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Devoille, Laurent. "Contribution à l'étude des composés magnétiques isolants quasi-unidimensionnels CuGeO3 et NaV2O5 par mesures thermiques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10141.
Full text
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Aliane, Abdelkader. "Développement de bolomètre refroidi à 0,1 K pour une détection X dans la gamme 100 eV – 10 keV." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00387573.
Full textAbstract:
Les missions d'astronomie X de nouvelle génération (IXO par exemple) sont à l'étude. Ces missions seront équipées de miroirs X de grande surface effective, à bande passante étendue vers les hautes énergies et à haute résolution angulaire. Ceci implique l'utilisation au plan focal de détecteurs spectro-imageurs de performances en rapport, améliorés en terme de taux de comptage, de bande passante en énergie et de résolution spectrale par rapport aux CCDs qui constituent la base des instruments actuels. Le travail réalisé dans cette thèse consiste en l'extrapolation à la détection X de matrices de bolomètres IR déjà développées au LETI pour la mission spatiale HERSCHEL. Les études réalisées ont consisté à adapter l'impédance des senseurs silicium à la mesure des signaux impulsionnels engendrés par des interactions X avec le détecteur, à réaliser des matrices d'absorbeurs pixellisés sur poignée silicium à partir de microfeuilles de tantale (Ta) qui ont été traitées et fournies par des laboratoires en collaboration avec le LETI. Nous avons validé une technologie de report de ces matrices absorbeur sur matrices senseur par hybridation par bille d'indium. Nous avons optimisé l'hybridation en terme de capacité calorifique. Nous avons réussi à réaliser un prototype de matrice 8 x 8 pixels libérés et hybridés. Tous les procédés technologiques mis en point sont collectifs et extrapolables à des matrices de grandes dimensions (32 X 32 pixels).
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Bennani, Faïçal. "Contribution à l'étude des solutions solides ternaires antiferromagnétiques." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10039.
Full textAbstract:
Mesures de la chaleur massique de solutions solides MNO-COO-NIO par microcalorimétrie adiabatique au moyen d'un appareillage amélioré et automatisé. Détermination du point de neel des solutions solides ; séparation des contributions élastique et magnétique à la chaleur massique et calcul de l'entropie et de l'énergie magnétiques
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Pourtier, Emilie. "Les lanthanides dans les fluides géologiques : étude expérimentale des propriétés thermodynamiques standard et des solubilités." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133813.
Full textAbstract:
Les propriétés thermodynamiques standard (PTS) des lanthanides (Ln3+) sont nécessaires pour prévoir leur transport dans les fluides hydrothermaux.De nouvelles PTS (volumes et capacités calorifiques molaires apparentes) des Ln3+ ont été déterminées jusqu'à 300°C et 300 bars à l'aide d'un densimètre à tube vibrant et d'un calorimètre différentiel à écoulement, en utilisant des solutions de triflates de (La3+, Nd3+, Gd3+, Yb3+). L'anion triflate (CF3SO3), stable à haute température, ne complexe pas avec Ln3+. Les PTS de HCF3SO3 et de NaCF3SO3 sont mesurées pour obtenir les PTS de CF3SO3.
D'autre part la solubilité du pôle pur de la monazite (NdPO4) étudiée entre 300°C et 800°C, à 2 kbars, dans H20 et H20+NaCl, par perte de masse et par dilution isotopique, est prograde pour des pH neutres. L'étude de la spéciation de Nd3+ à 650°C et à 300°C, à 2 kbars, montre que seules les espèces hydroxylées sont présentes.
Ces données permettent la révision des paramètres de Ln3+ dans le modèle HKF.
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Martinni, Ramos de Oliveira Henrique. "Etude des couplages thermomécaniques dans des fils super-élastiques nanostructurés nickel-titane." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI069/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est une étude expérimentale du comportement thermo-mécanique superélastique d'un fil nanocristallin Ti-50.9Ni at.% Ni en alliage à mémoire de forme (SMA) (diamètre 0.5 mm), après subir un cold work (CW). Les AMF sont capables d'induire des changements de température importants lorsqu'ils sont chargés mécaniquement. Ce phénomène est dû à un important couplage thermomécanique présent dans cette transformation de phase solide entre les phases Austénite (A) et Martensite (M).La chaleur latente par unité de masse (ΔH) tout au long de la transformation de phase est l'énergie responsable de cette variation de température. La détermination de ΔH est généralement effectuée par calorimétrie à balayage différentiel (DSC). Cependant, pour les SMA nanocristallins, les résultats DSC obtenus ne sont pas concluants sur la détermination de cette propriété.Dans ce travail, une méthode utilisant la corrélation d'image numérique (DIC) et les mesures de champ thermique (TFM) a été utilisée pour analyser les couplages thermomécaniques lors d'une transformation de phase induite par contrainte. Des champs cinématiques et thermiques ont été acquis lors d'essais de traction superélastiques réalisés sur des fils CW NiTi soumis à différentes températures de traitements thermiques (TTT) allant de 523 à 598 K pendant 30 min. Un tel traitement thermique à basse température favorise une boucle totalement superélastique sans plateau de contrainte et sans déformation de type Lüders. En supposant un modèle thermique uniforme, les sources de chaleur impliquées lors du chargement cyclique ont été estimées. Cette puissance thermique par unité de masse a été comparée à la puissance mécanique et intégrée au fil du temps pour obtenir l'équilibre énergétique. De plus, grâce à une analyse thermodynamique basée sur l'énergie libre de Gibbs, les valeurs de ΔH, ainsi que la fraction de martensite, ont été estimées au cours des transformations de phase A-M directe et inverse M-A. L'analyse des résultats a conduit aux conclusions suivantes: (1) Les puissances et énergies thermiques et mécaniques présentaient une dépendance significative vis-à-vis du TTT. (2) Malgré l'effet important des valeurs du TTT sur les réponses mécaniques et thermiques, les ΔH obtenues étaient très proches pour tous les TTT et dans la même gamme de valeurs fondée dans la littérature pour un alliage Ti-50.9Ni at.% Ni entièrement recuit testé par technique DSC. (3) Pour une deformation donnée, la fraction de martensite augmente avec l'augmentation de TTT. (4) Pour une contrainte imposée de 4,5%, la fraction de martensite augmente de 30% à 40% en augmentant le TTT de 523K à 598KThis PhD thesis is an experimental study of the thermomechanical superelastic behaviour of a Ti-50.9Ni at.% Ni Shape Memory Alloy (SMA) nanocrystalline thin wire (diameter 0.5 mm), in a Cold Worked (CW) state. SMAs are capable of inducing important temperature change when they are mechanically loaded. This phenomenon is due to an important thermomechanical coupling present in this solid phase transformation between Austenite (A) and Martensite (M) phases. The latent heat per unit of mass (∆H) throughout the phase transformation is the energy responsible of this temperature variation. The determination of ∆H is generally performed by differential scanning calorimetry (DSC). However, for nanocrystalline SMAs, the obtained DSC results are non conclusive on the determination of this property.In this work, a method using digital image correlation (DIC) and thermal field measurements (TFM) was used to analyse the thermomechanical couplings during a stress induced phase transformation (SIPT). Kinematics and thermal full fields were acquired during superelastic tensile tests performed on the CW NiTi wire submitted to different heat treatments temperatures (HTT) ranging from 523 to 598 K during 30 min. Such a heat treatment at low temperature promoted a fully superelastic loop without stress plateau and no Lüders-like deformation. Assuming a uniform thermal model, the heat sources involved during the cyclic loading were estimated. This thermal power per unit of mass was compared to the mechanical one and integrated over the time to get energy balance. Further, through a thermodynamic analysis based on the Gibbs free energy, the values of ∆H, as well as the martensite fraction, were estimated during the forward A-M and reverse M-A phase transformations. The analysis of the results led to the following conclusions: (1) Thermal and mechanical powers and energies presented a significant dependence on the HTT. (2) Despite the strong effect of the values of the HTT on mechanical and thermal responses, the obtained ∆H were very close for all HTT and in the same range of values founded in the literature for a fully annealed Ti-50.9Ni at.% Ni alloy tested via DSC technique. (3) For a given strain, martensite fraction increases with increasing HTT. (4) For an imposed strain of 4.5%, the martensite fraction increases from 30% to 40% when increasing HTT from 523K to 598K
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Lach, Adeline. "Modélisation thermodynamique des propriétés d’excѐs des saumures naturelles et industrielles." Thesis, Pau, 2015. http://www.theses.fr/2015PAUU3021/document.
Full textAbstract:
Les saumures naturelles sont des ressources en eau de plus en plus convoitées et utilisées par les industriels, que ce soit pour la production d’eau potable (dessalement de l’eau de mer…) ou pour la récupération de substances valorisables (le lithium, le potassium, le magnésium, la silice …). Les saumures industrielles sont aussi souvent utilisées dans différents procédés comme fluides caloporteurs ou lors d’extraction de minerai (phosphore, alumine…). Cependant, ces solutions aqueuses complexes présentent des propriétés thermodynamiques qui s’écartent de celles des solutions aqueuses diluées (dites idéales). Des approches de calcul spécifiques sont alors nécessaires pour pouvoir déterminer ces propriétés. Cette étude s’intéresse au calcul des propriétés thermodynamiques d’excès (coefficient osmotique, capacité calorifique, densité …) de ces systèmes. Celles-ci dépendent toutes de la dérivée de l’énergie libre de Gibbs d’excès (G^ex) par rapport à la concentration en sels dissous, à la température ou à la pression. Suite à une revue bibliographique des différents modèles thermodynamiques permettant de calculer l’énergie libre de Gibbs d’excès, le modèle de Pitzer a été sélectionné pour décrire les propriétés d’excès d’un système contenant c cations, a anions et n espèces neutres. Les propriétés thermiques et volumiques ont été, dans un premier temps, établies pour un système contenant des espèces neutres avant d’être implémentées dans le logiciel PhreeqC, logiciel de géochimie qui permettait déjà le calcul du coefficient osmotique, de l’activité de l’eau et du coefficient d’activité. Le logiciel issu de cette modification, PhreeSCALE, permet désormais, lorsque les paramètres d’interaction de Pitzer sont connus, de calculer les propriétés d’excès telles que le coefficient osmotique, la capacité calorifique ou la densité d’une saumure en tenant compte de la spéciation exacte de la solution. Dans le cas où les paramètres d’interaction sont à déterminer, PhreeSCALE peut être couplé à des logiciels d’optimisations pour établir de nouveaux jeux de paramètres, calés sur les propriétés mesurées des solutions. Les applications de cette étude s’appuient sur plusieurs systèmes qui sont soit des saumures industrielles, soit des saumures naturelles. Le système NaOH-H2O a été sélectionné en raison des salinités élevées dans l’eau (jusqu’à 29 mol.kgw-1 à 25°C). Pour représenter au mieux l’ensemble des propriétés sur toute la gamme de concentrations, la dissociation partielle de l’espèce NaOH a dû être prise en compte. Les autres systèmes étudiés sont des saumures chlorurées, plus caractéristiques des saumures naturelles. Une approche par étape a permis d’établir les paramètres d’interaction pour cinq systèmes binaires (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2 et BaCl2). Puis, des systèmes ternaires et un système quinquénaire composés de ces cinq électrolytes, ont été étudiés. Dans chaque cas, la capacité calorifique et la densité ont été déterminées. Finalement des abaques, tenant compte des conditions de température et de pression, ont pu être tracées pour le système NaCl-H2ONatural brines are water resources that are increasingly sought and used by industrialists both to produce drinking water (e.g. seawater desalinisation) or retrieve economically exploitable substances (lithium, potassium, magnesium, silica, etc.). Industrial brines are often used in various processes as coolants or in ore processing (phosphorus, alumina, etc.). However, the thermodynamic properties of these complex aqueous solutions differ somewhat from those of so-called "ideal" diluted aqueous solutions. Specific calculation methods must therefore be used to determine these properties. This study focuses on calculating the thermodynamic excess properties of these systems (osmotic coefficient, heat capacity, density, etc.). All of these depend on the derivative of the excess Gibbs free energy (G^ex) in relation to the concentration of dissolved salt, temperature or pressure. A literature survey of thermodynamic models capable of calculating excess Gibbs free energy was done and the Pitzer model was chosen to describe the excess properties of a system containing c cations, a anions and n neutral species. Thermal and volumetric properties were determined for a system containing neutral species and these were then added to PhreeqC, a geochemical model that makes it possible to calculate the osmotic coefficient, water activity, and the activity coefficient. The resulting model, PhreeSCALE, now makes it possible, when the Pitzer interaction parameters are known, to calculate excess properties such as the osmotic coefficient, the heat capacity, and the density of a brine, taking into account the precise speciation of the solution. If the interaction parameters must be determined, PhreeSCALE can be coupled with optimisation software to determine new parameter sets based on properties measured in solution. The applications of this study are based on several systems that are either industrial or natural brines. The NaOH-H2O system was chosen because of its high salinities in water (up to 29 mol.kgw-1 at 25 °C). To best represent all of the properties over the entire range of concentrations, the partial dissociation of the NaOH species had to be considered. The other systems studied are chloride brines, which are more like natural brines. A multi-step approach made it possible to determine the interaction parameters for five binary systems (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2, and BaCl2). Ternary systems and one quinary system made up of all five electrolytes were then studied. In each case, the heat capacity and the density were determined. Charts taking into account temperature and pressure conditions were drawn for the NaCl-H2O system
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TSOBNANG, François. "Étude des phases onde de densité de spin induites par le champ magnétique dans les conducteurs organiques quasi-unidimensionnels : rôle du désordre." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002745.
Full textAbstract:
Le rôle du désordre sur les phases onde de densité de spin induites par le champ magnétique (ODSIC) a été étudié sur un monocristal de (TMTSF)2ClO4. Les propriétés à basse température de ce conducteur organique quasi-unidimensionnel dépendent de la vitesse de refroidissement au passage de la transition de mise en ordre des anions qu'il subit à 24 kelvins. Nous avons utilisé cet effet de cinétique pour contrôler le taux de désordre dans l'échantillon. Nos investigations ont été effectuées à l'aide de mesures calorimétriques: d'une part, des mesures simultanées de la chaleur spécifique et de l'effet magnétocalorique en champ variable, et d'autre part, des mesures de la chaleur spécifique en champ fixe. Nous avons mis en évidence un nouveau comportement multicritique en un point de la ligne de transition du second ordre, qui sépare la phase métallique et les sous-phases ODSIC. La criticité de ce point passe de "tétracritique" à bicritique lorsque le désordre augmente. Le point "tétracritique" peut être interprété comme le résultat de la superposition de deux sous phases-ODSIC adjacentes. Nous rapportons aussi un effet de dépairage de paires électron-trou induit par le désordre non magnétique Ce dépairage diffère du comportement universel. De plus l'écart par rapport à ce dernier dépend du champ magnétique. Enfin il n'est pas monotone en fonction du champ. Par ailleurs, les mesures que nous avons effectuées montrent que la mise en ordre des anions n'influence pas directement les réentrances partielles de l'état métallique dans les sous-phases ODSIC entre 3 et 7 teslas. Ceci permet de penser que, dans ce domaine de champs magnétiques, la bande interdite ouverte dans le spectre d'énergie du fait de la mise en ordre des anions ne serait pas directement responsable des réentrances.
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El, Hafid Moulay El Hassan. "Cristallogenèse exploratoire, structure cristalline et propriétés physiques des deux nouveaux composés dans le système PbO-Fe2O3-P2O5." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14867/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail nous avons découvert un nouvel oxyphosphate PbFe3O(PO4)3 dont nous avons déterminé la structure par diffraction des rayons X sur monocristal entre 293 K et 973 K (monoclinique, groupe d’espace P21/m, a = 7,55826 Å, b = 6,3759 Å, c = 10,4245 Å et β = 99,956°, Z = 2, à température ambiante). La mesure de la susceptibilité magnétique statique et les mesures de chaleur spécifiques effectuées sur monocristaux révèlent l’existence d’une séquence inhabituelle de transitions de phase de type ferromagnétiques à Tc1 = 31,8 K, T2 = 23,4 K et Tc3 = 10 K. La mesure de la susceptibilité alternative suggère l’existence d’une dynamique type vitreuse entre ~20 K et Tc3. Nous avons réussi une première extraction des valeurs des exposants critiques (β, γ et δ) par les mesures de la susceptibilité magnétique alternative à la fois sur les poudres et les monocristaux de PbFe3O(PO4)3 et nous avons trouvé des valeurs compatibles avec celles prédites par la théorie du champ moyen.Nous avons aussi étudié et caractérisé les poudres de la série des composés AFe3O(PO4)3 (A=Ca, Sr, Pb) par la diffraction des rayons X, la microsonde Castaing (EPMA) couplée avec spectroscopie à dispersion de longueur d’onde (WDS), la spectroscopie optique et Raman, les mesures calorimétriques (DSC et chaleur spécifique) et les mesures magnétiques. Les mesures d’aimantation, de susceptibilité magnétique et de chaleur spécifique effectuées sur les poudres de la série des composés AFe3O(PO4)3 (A=Ca, Sr, Pb) ont confirmé la succession des trois transitions du second ordre de type ferromagnétique s’étendant sur l’intervalle de température 32 – 8 K. Les mesures de la réflexion diffuse révèlent l’existence de deux bandes d’absorption à 1047 et 837 nm dans les poudres de PbFe3O(PO4)3 et de SrFe3O(PO4)3, avec des sections efficaces ~10-20 cm2 typiques des transitions intraconfigurationnelles interdites de spin et dipolaire électrique forcée.L’exploration du système PbO-Fe2O3-P2O5 a conduit à la découverte d’une nouvelle phase de type Langbeinite et de composition chimique Pb3Fe4(PO4)6, dont la structure cristalline est déterminée par diffraction des rayons X à température ambiante sur monocristaux (P 21 3, Z=4, a=9,7831(2) Å). Cette phase ne subit aucune transition de phase sur la gamme de température 350 – 6 K et ne présente aucun type d’ordre à longue portée jusqu’à 2 KA new oxyphosphate compound PbFe3O(PO4)3 has been discovered. Its crystal structure was characterized by single crystal X-ray diffraction (XRD) between 293 and 973 K (monoclinic symmetry P 21/m, a = 7.5826 Å, b = 6.3759 Å, c = 10.4245 Å and = 99.956 °, Z = 2, at room temperature). DC magnetic susceptibility and specific heat measurements performed on single crystals unveiled an unusual sequence of second order ferromagnetic-like phase transitions at Tc1 = 31.8 K, T2 = 23.4 K and Tc3 ~ 10 K. AC magnetic susceptibility suggests a glassy-like dynamics between ~ 20 K and Tc3. A first extraction of the critical exponents (β,γ,δ) was performed by ac magnetic susceptibility in both PbFe3O(PO4)3 powders and single crystals and the values were found to be consistent with mean-field theory.AFe3O(PO4)3 (A= Ca, Sr and Pb) powder compounds were studied by means of X-Ray diffraction (XRD), from 300 to 6 K in the case of A=Pb, electron-probe microanalysis (EPMA) coupled with wavelength dispersion spectroscopy (WDS), Raman and diffuse reflectance spectroscopies, specific heat and magnetic properties measurements. Magnetization, magnetic susceptibility and specific heat measurements carried out on AFe3O(PO4)3 (A= Ca, Sr and Pb) powders firmly establish a series of three ferromagnetic (FM)-like second order phase transitions spanned over the 32 – 8 K temperature range. Diffuse reflectance measurements reveal two broad absorption bands at 1047 and 837 nm, in both PbFe3O(PO4)3 and SrFe3O(PO4)3 powders, with peak cross sections ~10-20 cm2 typical of spin-forbidden and forced electric dipole transitions.Further exploration of the PbO-Fe2O3-P2O5 system led to the discovery of a new langbeinite phase, Pb3Fe4(PO4)6, the crystal structure of which was solved by room temperature single crystal XRD (P 21 3, Z=4, a=9,7831(2) Å). This phase does not undergo any structural phase transition down to 6 K nor any kind of long range ordering down to 2 K