Dissertations / Theses: 'Compression de poudres'

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Bonnefoy, Vincent. "Modélisation du comportement de poudres métalliques et céramiques en compression." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0105.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans l'obtique d'un transfert de compétences entre laboratoires universitaires et industriels métallurgie des poudres. Ses objectifs correspondent à deux réalités:la réalité industrielle dont l'intérêt se tourne vers la simulation numérique de la mise en forme comme outil de conception et la réalité universitaire qui se propose de répondre au besoin industriel en développant les moyens et méthodes nécessaires. Une première partie illustre l'approche proposée pour aboutir à la simulation numérique de la mise en forme d'une pièce industrielle. Successivement, les étapes de caractérisation expérimentale, de modélisation du comportement et de résolution numérique sont traitées et analysées. La comparaison entre les pièces simulées et réelles permet de valider la démarche et d'offrir des perspectives d'optimisation. Deux aspects particuliers sont ensuite approfondis en raison de leur caractère critique au sein du procédé et de la démarche exposée. Ainsi, le problème du frottement aux iterfaces poudre/outils est abordé dans une deuxième partie. L'étude expérimentale de nouveaux types d'outils (matériaux et revêtements) apporte un début de réponse aux préoccupations industrielles concernant la maîtrise de ce phénomène limitant du procédé. Enfin, une troisième partie est consacrée aux aspects plus purement liés à la modélisation du comportement des poutres. L'analyse d'une base de données expérimentale sur cinq poutres de natures distinctes permet de cerner l'influence de leurs caractéristiques sur leurs comportements et jette notamment les bases d'un nouveau concept. Une synthèse bibliographique des modèles appliqués à la métallurgie des poutres vient compléter ces concidérations pour favoriser l'adéquation entre une modélisation et le matériau traité. La conclusion fait le point sur la démarche de simulation numérique et synthétise les apports du présent travail dans le cadre du transfert de compétence envisagé.

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Frachon, Arnaud. "Modélisation et simulation numérique de la compression en matricede poudres métalliques." Grenoble INPG, 2002. http://www.theses.fr/2002INPG0073.

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Roure, Sophie. "Densification des mélanges de poudres WC-Co : de la compression au frittage." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0222.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif de prevoir le comportement des melanges wc-co lors du compactage et leur evolution au cours du frittage, en s'interessant particulierement a l'influence de la geometrie des microstructures sur la densification du materiau. Lors de l'etude macroscopique de la compression a froid, un test de compressibilite est etabli pour caracteriser l'aptitude de ces melanges a se comprimer selon les parametres de la poudre et les conditions de l'essai. Ce test fournit une loi de compressibilite intrinseque du melange et un coefficient relatif a la fluidite de la poudre et a son frottement aux parois. Les resultats des essais effectues sont interpretes a l'aide d'une analyse micromecanique du comportement d'empilements composites de particules. Au cours du frittage, l'etude macroscopique de la densification par dilatometrie determine l'evolution du retrait en fonction des parametres du procede, des caracteristiques du melange et de la densite a vert. Un interet particulier est porte a la part de densification realisee en phase solide. On montre que celle-ci est reliee a un rearrangement des grains wc qui se poursuit jusqu'a la formation d'un empilement stable de ces grains. En parallele, une etude microscopique quantitative par analyse d'images caracterise les etats comprime et fritte et l'evolution d'un etat a un autre. Elle permet d'etablir qu'en phase solide l'ecoulement du liant et le rearrangement des grains wc sont deux phenomenes simultanes. Finalement, une modelisation de la densification des melanges wc-co est proposee, qui integre les caracteristiques geometriques instantanees de l'empilement, propres au systeme etudie, au sein d'une approche cinetique globale simple

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Huvier, Corine. "Consolidation de poudres métalliques par compression isostatique et chocs laser : microstructures et propriétés d'agglomérés obtenus avec des poudres de cuivre allié." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2266.

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Abstract:

Le but de ce travail est d'etudier les mecanismes de densification et de consolidation d'agglomeres de poudres metalliques soumis a des chocs laser. Nous avons donc procede a des tirs laser sur des poudres de cuivre allie, pre-compactees par compression isostatique a froid. L'etude microstructurale par analyse d'images, montre que les chocs laser permettent d'atteindre des densites proches de 100% sur 0,5 mm d'epaisseur sous la surface impactee. L'effet de densification est fonction de la densite initiale et de la deformabilite des grains; il serait optimal pour un taux de porosite initial proche de 20%. Nous avons montre a partir de premiers resultats, l'interet de la microscopie acoustique pour l'etude non destructive des microstructures de densification. Une etude comparative des proprietes mecaniques a ete menee entre comprimes, comprimes-impactes et comprimes-frittes, par la mise en uvre de plusieurs de plusieurs types de tests. Nous deduisons de mesures et d'observations meb, que la resistance mecanique et la ductilite des zones denses sont intermediaires entre celles d'echantillons compactes sous 1000 mpa et celles d'echantillons frittes pre-compactes sous 250 mpa. Deux modeles de compression a froid ont ete modifies de maniere a tenir compte de la compressibilite intrinseque du solide. L'introduction de ces modeles dans l'equation d'etat des chocs laser a permis d'etablir des profils de pression dans la direction de propagation des ondes de choc. Les pressions ainsi calculees sont correlees aux proprietes mecaniques. L'analyse sur la base de modeles theoriques, des mesures de vitesses d'ultrasons dans les comprimes, montre que l'evolution du module relatif est fonction du nombre et des aires de contacts. Les methodes statiques fournissent des valeurs de module qui, compte tenu de la sollicitation et de la nature des deformations, seraient davantage en relation avec les forces de cohesion inter-particulaires

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Kadiri, Moulay Saddik. "Compression de poudres pharmaceutiques et interaction avec l'outillage. Analyse expérimentale et modélisation numérique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2004. http://oatao.univ-toulouse.fr/7392/1/kadiri.pdf.

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Abstract:

L'objet de cette thèse est l'étude de poudres pharmaceutiques au cours de la compression en matrice. Une étude expérimentale de caractérisation des propriétés mécaniques des poudres, des comprimés et du frottement entre la poudre et l’outillage a été réalisée. Par ailleurs, pour étudier la relation entre les propriétés des poudres et celles du comprimé formé, un modèle de comportement mécanique a été proposé dans le cadre de la mécanique des milieux continus compressibles. Les paramètres matériaux du modèle ont été identifiés à partir des données expérimentales. La formulation mathématique du problème aux limites de la compression dans un outillage rigide se ramène à un problème d'optimisation avec contraintes qui est résolu par éléments finis. Les simulations numériques ont été réalisées sur plusieurs formes de comprimés. Les résultats montrent que le modèle rend bien compte du comportement de la poudre en compression et fournit un outil de suivi de la densité pendant la compression.

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Taktak-Jama, Sanaa. "Contribution a l'etude du comportement en compression de poudres et de leurs melanges : optimisation de leur aptitude a la compression." Lille 2, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL2P267.

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Pontier, Catherine. "Les phosphates de calcium apatitiques en compression : de la chimie aux qualités d'usage." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA114817.

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Bonnenfant, Denis. "Analyse théorique et expérimentale du comportement de composites particulaires modèles en vue de leur mise en forme par compaction à chaud." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22100.

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Abstract:

L'obtention de materiaux composites a matrice metallique peut se faire par un procede de metallurgie des poudres, la compaction isostatique a chaud. L'objectif de ce travail est de contribuer a la comprehension des mecanismes de densification de tels materiaux. Pour cela, nous avons mis au point un dispositif experimental original, permettant, au moyen d'un scanner a rayons x, de suivre en continu les deformations d'une eprouvette soumise a une sollicitation triaxiale. On utilise un materiau modele, melange de billes de pmma ayant un comportement a chaud viscoplastique, et de billes de verre rigides. A partir de ces experiences, il a ete possible d'analyser l'influence de la fraction d'inclusions rigides, de leur taille, ainsi que de la contrainte deviatorique, sur la densification. Nous proposons ensuite un modele, formule a partir d'un resultat de borne variationnelle sur le potentiel macroscopique de deformation, et independant du comportement viscoplastique de la phase matrice. Ce modele prend en compte la porosite et les inclusions au moyen d'estimations basees sur un schema autocoherent. On propose egalement un moyen de prendre en compte les tailles respectives des inclusions et des grains de matrice. Ensuite, ce modele est compare aux resultats experimentaux sur le pmma, ainsi qu'aux resultats issus de la litterature

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Kerboul, Geneviève. "Etude de l'endommagement des produits céramiques crus par émission acoustique." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0103.

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Abstract:

Le pressage à sec est une opération délicate du procédé d'élaboration classique des matériaux céramiques la plupart des défauts détectés sur les produits frittés trouvent en effet naissance lors de cette étape. La mise en forme des poudres céramiques e été étudiée ici par la technique non destructive de l'émission acoustique (EAJ, avec pour objectif de détecter, dès leur initiation, les défauts dans les comprimés. Un système original de traitement du signal a été conçu afin d'analyser la valeur efficace des signaux acoustiques émis lors du pressage sur des presses hydrauliques industrielles, mais comportant un mono-outillage, Les trois poudres testées : mélange mixte de UD2 et Pu02, U02, Al203, ont révélé leur signature acoustique. Ces signatures montrent clairement les phases de la montée en pression et du démoulage. Les comprimés sains fournissent les signatures de référence. Leur forme dépend des caractéristiques physiques des poudres et de le méthode de pressage utilisée. Leur comparaison aux signatures acoustiques obtenues pour les comprimés défectueux permet de distinguer aisément et en temps réel les signaux dus à le création de défaut· dans le comprimé, ainsi qu'incidemment ceux liée aux dérives des conditions opératoires de pressage, Une large gamme de défauts est ainsi identifiable : End-capping, fissures transversales et superficielles, éclata, feuillets,. . . Le degré d'endommagement du matériau est quantifié par l'analyse de la distribution des valeurs efficaces, et confirmé par un examen visuel direct des comprimés et des pastilles, Cette analyse permet de définir un critère simple et ajustable d'acceptation ou de rejet des comprimés défectueux, critère qui reste bien sur lié final. Ce critère devrait être applicable pour la détection, ln situ et en temps réel, de l'initiation des défauts dans les comprimés élaborés sur des presses industrielles multi poinçons
Dry-pressing is a delicate operation in common elaboration process of ceramics. Most of the flews, detected in the final product are created at this stage. Forming of ceramic powders have been here investigated by the non destructive technique of Acoustic Emission (AE), in order to detect flaws in pellets as soon as they are crested, An original system of signal processing have been developed permitting analysis of root mean square (RMS) values of AE signals generated during compaction on industrial hydraulic presses, equipped with a single tool. Three powders have been tested (bland of (U02,Pu02), U02, Al203) and have revealed their acoustic signature. These AE signatures clearly show the phases of compression and ejection, Flawless pellets provide reference signatures. Their pattern depends on the physical properties of powders and on the pressing technique used, The comparison with the signatures obtained for defective pellets permits easy and real time characterization of the signals due to the initiation of defects as well as those related to variations of operational pressing conditions. A broad range of defects as thus recognisable : End-capping, transverse and superficial cracks, plinters, delamination. . . The degree of damage is assessed by analysis of RMS distribution, and confirmed by visual examination of green and sintered pellets. This analysis permits definition of a simple and flexible criterion of acceptance (or rejection) of defective pellets, in agreement with the specifications of the final product. This criterion would be used for in sit and real time detection of flaws, initiated in pellets elaborated on industrial multi-punches presses

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Rigondaud, Bernard. "Compression d'une poudre de nitrure d'aluminium : Influence d'une impulsion ultrasonore." Limoges, 1988. http://www.theses.fr/1988LIMO4022.

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Abstract:

Ce travail se divise en deux parties principales. La première est relative à la compression uniaxiale simple d'une poudre de niturure d'aluminium. Après avoir caractérisé la poudre non tassée, nous avons mis en évidence, à travers l'évolution microstructurale des échantillon spendant la compression, le rôle primordial que jouent les agglomérats au cours de cette étape. Nous avons proposé un modèle de réarrangement tenant compte de la présence d'agglomérats, s'appuyant notamment sur les résultats des mesures de porosité ouverte en fonction de la pression et sur l'allule du graphe [1/masse volumique - Ln pression]. Il fait apparaître deux mécanismes : [1] une densification par réarrangement interparticulaire. La porosité initialement bimodale, ne présente plus qu'une classe de pores à l'issue de ce processus (conservation des agglomérats). [2] La poudre forme un continuum lorsque débute le second mécanisme. La densification se déroule alors par déformation et/ou fragmentation des agglomérats puis réarrangement. La seconde partie présente l'adaptation d'une impulsion vibratoire ultrasonore à la compression uniaxiale traditionnelle et l'étude de l'optimisation de ses paramètres en regard des caractéristiques finales des comprimés en cru (fréquence de la vibration, durée, amplitude et pression d'application des ultra-sons). Cette partie est une étude complémentaire de la précédente. En déterminant et comparant l'évolution de la microstructure par porosimétrie au mercure pour chacun de ces deux modes opératoires, nous avons pu mettre en évidence une diminution du volume et de la taille moyenne de la porosité ouverte à la pression de mise en forme égale. L'effet bénéfique de l'assistance ultrasonore sur le comprimé en cru s'est vérifié après frittage.

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Barraud, Elodie. "Synthèse et caractérisation de borures, carbures et nitrures de M (M=Hf ou Zr) à partir de mélanges de poudres à base de HfCl₄ ou MO₂ activés mécaniquement : essais préliminaires de frittage de poudres de HfB₂." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL049N.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'élaboration de borures, carbures et nitrures à base de zirconium ou de hafnium à partir de poudres de chlorures et d'oxydes de ces éléments activés par mécanosynthèse ou broyage à haute énergie. L'intérêt tient à la valorisation de sous-produits de l'industrie nucléaire par la mise au point d'une nouvelle voie de synthèse de composés utiles pour celle-ci par un procédé bien plus simple que ceux actuellement employés. La synthèse des composés s'est déroulée en trois étapes: broyage, traitement thermique et lavage. Les mécanismes réactionnels intervenant à chacune de ces trois étapes ont été étudiés pour l'ensemble des mélanges. Les produits de la mécanosynthèse ont été caractérisés principalement par diffraction des rayons X, par analyses thermiques, par microscopies à balayage et à transmission, par spectrométrie de masse et infra-rouge. Les conditions de broyage (temps de broyage, quantité de réactifs), ont été optimisées, dans le but d'obtenir des produits« purs». Après traitement thermique sous atmosphère neutre, les mélanges ont été lavés à l'acide chlorhydrique et/ou à l'alcool, dans le but d'extraire les sous-produits de la réaction. Les microstructures des produits obtenus ont été caractérisées. Lorsque les borures sont synthétisés à partir de chlorures de hafnium, la morphologie des monocristaux se présente sous forme soit de grains facettés, soit de nanobâtonnets d'un diamètre de l'ordre d'une centaine de nanomètres, suivant la composition du mélange initial. Les conditions nécessaires à l'obtention des nanobâtonnets ont été mises en évidence, ce qui a permis de formuler des hypothèses quant à leur mode de croissance. Dans le cas particulier des borures de hafnium, une étude de leur mise en forme par pressage à chaud a été effectuée
In this work, we have studied the synthesis ofborides, carbides and nitrides of zirconium and hafnium, from powders of chlorides and oxides by mechanosynthesis or bail milling. The interest is to synthesize by a new way, Jess complicated than those usually applied, useful compounds for nuclear industry and to increase the value of secondary products of this industry. The compounds have been synthesized in three stages : bail milling, thermal treatment and washing. The reactional mechanisms have been investigated for ail mixtures at every stage. The products of mechanosynthesis have been characterized mainly by X-ray diffraction, thermal analysis, scanning and transmission electronic microscopy, mass and infra-red spectroscopy. The ball milling conditions (duration and amount of reagents) have been optimized to obtain pure products. After thermal treatrnent under flowing neuter atmosphere, the mixtures have been washed by hydrochloric acid and / or alcohol to extract the secondary products of the reaction. The microstructures of products have been characterized. When the bor ides are synthesized from hafnium tetrachloride, according to the composition of original mixture the morphology of single cristals is either facetted grains or nanorods, the diameter of wich is around 100 nm. We have shown the conditions necessary to obtain the nanorods and we have suggested hypotheses to explain their growth mechanism. In the particular case of hafnium borides, their densification by hot pressing bas been investigated

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Jerier, Jean-François. "Modélisation de la compression haute densité des poudres métalliques ductiles par la méthode des éléments discrets." Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10242.

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Abstract:

Ce mémoire de thèse synthétise trois années de recherches dédiées à l’étude numérique et théorique de la compression à haute densité de poudres métalliques. Des différentes phases qu’intègrent la métallurgie des poudres, la phase de compression à froid de la poudre est l’une des phases les plus sensibles de ce procédé de fabrication, car elle influence les propriétés mécaniques de la pièce finale. Il est donc nécessaire de mettre en place une approche numérique qui permet de contrôler et d’optimiser la compression de poudre jusqu’à de fortes valeurs de compacité (compacité supérieure à 0:9). Pour cela, nous proposons de reproduire par la méthode des éléments discrets le comportement de la poudre observé expérimentalement sous différents types de chargement. A ce jour, les simulations via cette méthode sont limitées à une valeur de compacité ne dépassant pas 0:85. Pour dépasser ces limitations, nous présentons un modèle de contact implémenté dans un code éléments discrets libre (Yade). Ce nouveau modèle de contact est développé sur la base de la loi de contact normal qui intègre le terme de densité locale des particules dans son expression, afin de prendre en compte l’incompressibilité des grains se produisant à des valeurs de compacité supérieures à 0:85. Dans le but de procéder à des simulations plus réalistes, un nouvel algorithme géométrique de génération d’empilements de sphères polydisperses est développé. Ce nouvel outil numérique est capable de générer très rapidement de grands assemblages de sphères en contact tout en contrôlant différents paramètres comme la distribution de la compacité, la taille minimale et maximale des sphères. Avec le modèle de contact capable de reproduire l’interaction entre les grains et la création d’un algorithme pouvant générer des assemblages de sphères similaires à un tas de poudres, nous procédons à des simulations de compression isostatique et en matrice pour différents types de poudres (cuivre, aluminium, fer). Les résultats obtenus sont directement comparés à ceux issus des simulations éléments finis multi-particules et de l’expérience. Ces comparaisons permettent ainsi de valider et de tester la robustesse du modèle de contact développé. Pour finir, nous investiguons sur la base de nos divers développements validés, l’évolution d’une poudre d’aluminium avec un gradient de compacité au cours d’une compression en matrice
This Ph. D. Manuscript synthesises three years of research dedicated to numerical and theoretical studies of high density powder compaction. During cold compaction process, the compaction stage is among the most sensitive powder metallurgy’s stages, because it has a strong impact on the mechanical properties of the final part. It is necessary to find a numerical approach to control and to optimize the high density powder compaction (density value above 0:9). We propose to model by the discrete element method the behaviour of powder which is observed experimentally under different loading paths. To date, the discrete element simulations are not able to model the powder compaction for high density values (density is limited at 0:85). To go beyond this limit, we present a contact model implemented into a discrete element open-source software (Yade). This new contact model is based on a normal contact law which integrates in its expression the local density parameter. This new local variable takes into account the incompressibility of the material which appears at density values above 0:85. In order to realize more realistic simulations, a new geometric algorithm to generate polydisperse sphere packings is developed. This new numerical tool is able to generate very fast large sphere assemblies with different properties controlled by the user as: density distribution, the minimal and maximal size of spheres. With the contact model capable of reproducing the granular interaction up to high density value and the geometric algorithm which generates sphere assemblies similar to powder, we realize simulations of isostatic and closed die compaction for various types of powder (copper, aluminium, iron). The results are directly compared with those obtained by multi-particle finite element method and by experimental tests. These comparisons allow to validate and test the robustness of the contact model developed here. Finally, we investigate the evolution of aluminium powder assembly composed with an initial graded density distribution during the closed die compaction

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Godinaud, Ghislaine. "Une modélisation de la compression des poudres : application à la production industrielle de comprimés pharmaceutiques." Bordeaux 1, 1991. http://www.theses.fr/1991BOR10547.

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Abstract:

Un modele mathematique de compression des poudres est propose; il fait intervenir deux variables conservatives (densite et quantite de mouvement) et une variable non conservative (porosite). Ce modele est analyse dans la perspective d'une technique numerique de splitting, mettant en uvre un traitement lagrangien de la convection, adapte a la simulation d'un etat compacte stable. Les schemas numeriques correspondants sont ensuite rigoureusement construits et mis en uvre pour une exploitation s'appliquant a la production industrielle de comprimes pharmaceutiques

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Chen, Yuan. "Contribution à la modélisation de la compression des poudres par une méthode d'éléments discrets mailles." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0157.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée au procédé de compression à froid de poudres industrielles. La poudre initialement lâche est comprimée afin de produire des pièces de formes complexes. La déformation de l'empilement granulaire est analysée pour développer des modèles de comportement mécanique permettant la simulation numérique du procédé industriel. La poudre est idéalisée par un empilement de particules discrètes. Chaque particule est elle-même modélisée comme une sphère maillée par éléments finis. Pour différents empilements, des comparaisons systématiques entre les modèles numériques et des données expérimentales sont réalisées. L'analyse est concentrée sur l'interaction entre les particules et le comportement global en termes de réponse force-déplacement lors de la compression. La précision des modèles numériques est analysée et confirmée pour de hautes densités relatives jusqu'à des valeurs de l'ordre de 0,95. Les modèles ainsi établis sont finalement mis en œuvre pour simuler les effets des chemins de chargement et pour mener des comparaisons pour le cas de poudres industrielles réelles
During cold compaction processes loose powder is pressed under tooling action in order to produce complex shaped engineering components. The analysis of the plastic deformation of granular packings is of fundamental importance to develop models dedicated to computer simulation of industrial forming processes. The powder is idealized by a discrete granular particle assembly. Each particle is modelled as sphere with finite element discretization. The mate rial properties of particles is elastoplastic and friction law is introduced for each contact pair. For various packings, a comparison between numerical models and experimental data is made, the analysis is focused on the interaction between particles and the global response expressed in force¬displacement curve during compaction. The accuracy of the numerical models is analysed for high relative densities up to 0. 95

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Barois-Cazenave, Aude. "Étude du comportement des systèmes granulaires soumis au cisaillement et à la compression : application aux poudres cosmétiques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL103N.

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Abstract:

Cette étude vise à étudier les poudres et leur comportement lorsqu'elles sont soumises au cisaillement et à la compression. Elle s'attache plus particulièrement à un choix de poudres utilisées dans les industries cosmétiques. Elle a permis de confirmer et d'étendre des connaissances acquises dans le domaine de la compression des poudres et de développer une nouvelle voie de caractérisation des systèmes granulaires basée sur une technique rhéologique. Une synthèse bibliographique présente et définit les poudres, leurs propriétés, les opérations qu'elles peuvent subir telles que mélange et compression. Elle présente un certain nombre de méthodes et techniques utilisées afin de suivre et de comprendre la compression, puis de caractériser les compacts obtenus. Puis, une deuxième partie, expérimentale, présente deux types de systèmes granulaires étudiés : des systèmes granulaires modèles et des poudres industrielles parmi celles utilisées en industries cosmétiques. La troisième partie concerne l'étude rhéologique des systèmes granulaires. Elle présente une nouvelle méthode de caractérisation rhéologique de ces systèmes, basée sur les méthodes classiquement utilisées en rhéologie des fluides et adaptée en vue de travailler sur les poudres. Elle propose également un modèle théorique comparant différents temps caractéristiques pour les systèmes granulaires. Ce modèle propose une famille d'équations permettant de représenter les différents comportements rhéologiques observables pour ces systèmes granulaires. Cette méthode expérimentale et ce modèle théorique sont ensuite appliqués aux poudres industrielles. Enfin, la quatrième partie est une étude de l'influence des paramètres opératoires de compression (vitesse de compression, force maximale appliquée, géométrie de compression. . . ). Elle permet aussi de dégager l'importance de la formulation par l'étude de l'influence de la nature des mélanges étudiés, de la présence ou non de liant (de l'eau dans notre cas). . . Ces études d'influence ont été réalisées en corrélant l'état de compression (porosité, taux de vide) des poudres d'une part et leur solidité d'autre part (résistance à la rupture ou à la pénétration) avec les paramètres de compression.

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Serris, Eric. "Influence des conditions de compression sur les propriétés physico-chimiques des comprimés issus de poudres organiques." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00089185.

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Abstract:

La compression des poudres est un procédé largement répandu et concerne, par exemple, 60% de la production de l'industrie pharmaceutique. Malgré cette importance, les connaissances scientifiques sur cette opération restent encore partiellement empiriques. Nous avons donc tenté au cours de cette thèse d'approfondir la connaissance des phénomènes qui se déroulent lors de la compression. L'objectif de ce travail était d'étudier l'influence des paramètres du procédé sur les propriétés d'usage des comprimé, pour modéliser les phénomènes, et dégager les conditions optimum de fabrication.
Dans un premier temps, nous avons caractérisé tous les phénomènes (réarrangement granulaire, fragmentation, déformations plastiques et visqueuses) qui se déroulent lors du cycle de compression grâce à l'étude de l'émission acoustique produite lors de la compression. L'étude des trois poudres différentes utilisées dans ce travail (aspirine, amidon et produit A) a donné des résultats montrant que la fragmentation et réarrangement granulaire initial sont es responsables majeurs de l'émission acoustique en cours de compression.
L'étude du cycle de compression a été menée pour dégager l'influence de chaque partie du cycle (montée en pression, palier isobare, descente en pression et temps avant démoulage) sur les propriétés (la porosité relaxée et la résistance à la rupture) des comprimés de produits purs, ou de mélanges. De plus, cette étude nous a permis d'améliorer les modèles existants avec notamment une modélisation de l'évolution de la porosité lors du palier isobare ainsi qu'une modélisation géométrique de l'élasticité.
Pour finir une étude de la dissolution des comprimés de mélanges aspirines / amidons a été menée. Comme l'aspirine comprimée seule se dissout lentement, il faut lui adjoindre un délitant comme l'amidon de maïs. Nous avons vérifié que le principal paramètre qui joue sur la vitesse de dissolution des comprimés de mélanges est la fraction massique en amidon. Un modèle de prévision du délitement des comprimés utilisant l'analyse d'image permet de prévoir la taille initiale des fragments d'aspirine en contact avec l'eau et donc de mener à bien une étude cinétique.

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Toussaint, Franck. "Etude expérimentale et simulation numérique de la mise en forme par compression et frittage de poudres." Phd thesis, Grenoble INPG, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00266456.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'obtenir un outil numérique permettant de simuler et d'optimiser le procédé de mise en forme par compression et frittage de poudres métalliques. La démarche proposée repose sur une étude expérimentale du comportement des matériaux, une modélisation phénoménologique et l'utilisation du modèle dans un code éléments finis. Une étape de validation des calculs à partir de pièces fabriquées en milieu industriel complète la démarche. La première partie de ce manuscrit est consacrée à l'étude de poudres métalliques (mélanges fer-graphite et carbure de tungstène-cobalt). Une vaste étude expérimentale a plus particulièrement été entreprise sur le mélange fer-graphite. Les conditions expérimentales à adopter pour obtenir le comportement intrinsèque du matériau ont été étudiées. Une loi élastoplastique isotrope à une variable d'écrouissage a été ensuite retenue pour simuler la compression d'une pièce de référence complexe. La confrontation entre résultats numériques et expérimentaux montre quelques écarts qui sont discutés. Les déformations au cours du frittage sont étudiées sur les mélanges de poudres de carbure de tungstène et de cobalt à partir d'essais de dilatométrie. Les résultats expérimentaux ont permis d'identifier les paramètres d'une loi phénoménologique simple. La seconde partie de ce travail est consacrée à l'étude de pâtes d'hexaferrite de strontium destinées à la fabrication d'aimants permanents. Le comportement du matériau a été étudié sous diverses sollicitations mécaniques et thermiques. Nous avons montré que la simulation de la compression d'un segment ferrite à partir d'une approche monophasique était mal adaptée parce qu'elle n'était pas suffisamment représentative des phénomènes observés. Enfin les retraits anisotropes au cours du frittage ont été calculés à partir d'un modèle thermoélastique. L'agrément obtenu entre les résultats numériques et expérimentaux valide les calculs proposés.

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Chaffois, Serge Henri. "Modélisation numérique des sols pulvérulents sollicites au cisaillement ou en compression triaxiale vraie : Application aux tunnels et aux pieux." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0011.

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Abstract:

Actuellement les ingénieurs essayent de concevoir des structures intégrant des états tridimensionnels de contrainte. Ainsi, nous étudions le comportement des pulvérulents soumis à des sollicitations triaxiales vraies de cisaillement et de compression. L'analyse bibliographique montre que la théorie de la plasticité est applicable à ce type de sol compressible et dilatant. Nous proposons donc une loi de comportement à domaine fermé possédant huit paramètres simples et connus. Les hypothèses de ce modèle sont justifiées sur des essais de laboratoire et des simulations sont faites. La partie cisaillement de ce modèle nous a permis de calculer par la méthode des éléments finis la stabilité du front de taille d'un tunnel ainsi que le comportement d'un pieu sollicité par une force axiale
Nowadays, engineers try to realize structures using tridimensional state of stress So, we study the behaviour of cohesion-less soils under true triaxial stresses of shear and compression. The analyse of references show that theory of plasticity is appropriated to this kind of dilatant and cohesionless soil. In this way, we propose a cap model with eight simple and well-known parameters. Hypothesis of this model are justified on laboratory tests and some simulations are maked. The shear part of this model is used to calculate by finite element method the stability of tunnel face and the behavoiur of a pile loaded by an axial force

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VIOT, PHILIPPE. "Modelisation du comportement viscoplastique des poudres metalliques developpement d'un nouveau dispositif experimental de compression oedometrique a chaud." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10261.

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Abstract:

L'objectif principal de cette these est de developper un dispositif original de compression en matrice a hautes temperatures afin de completer les bases de donnees existantes necessaires a l'identification des lois de comportement decrivant la densification des poudres metalliques. Les deux sollicitations compression isostatique a chaud et compression simple sont couramment utilisees pour identifier les parametres des modeles comme celui d'abouaf et correspondent respectivement a des etats de contrainte purement isotrope et tres proche de l'etat purement deviatoire. Il manquait un essai intermediaire, l'essai de compression oedometrique a chaud dont la difficulte principale reside dans la mesure de la contrainte radiale a haute temperature pendant la densification de l'echantillon de poudre. Apres une etude bibliographique des modelisations envisagees permettant de caracteriser le comportement viscoplastique des materiaux poreux, le deuxieme chapitre decrit en detail le nouveau dispositif de compression oedometrique a chaud. Le troisieme chapitre est consacre a sa mise au point particulierement delicate puisque les conditions en temperatures sont extremement severes. Cette optimisation a ete realisee en effectuant les compressions oedometriques sur de la poudre de cuivre pour les temperatures comprises entre 360 et 560\c. Le quatrieme chapitre presente les resultats obtenus sur de la poudre industrielle de ta6v en compression simple, en compression isostatique a 800 et 925\c et pour les essais de compression oedometrique a 800\c. Une etude de la loi d'evolution du rapport des contraintes radiale et axiale est menee. Dans le dernier chapitre, l'insuffisance du modele d'abouaf a decrire simultanement les trois sollicitations

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Dubiez-Le, Goff Sophie. "Comportement et endommagement d'un superalliage élaboré par compression isostatique à chaud." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001863.

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Abstract:

Cette étude concerne l'analyse du comportement et de l'endommagement du superalliage Udimet 720 élaboré par compression isostatique à chaud (CIC). Cette nuance est envisagée pour la réalisation de disques de turbine des futurs Réacteurs à Haute Température (RHT). Le choix du matériau pour disque de turbine RHT repose sur les critères suivants: une bonne résistance en fluage jusqu'à 700°C, un bon comportement sous environnement de type hélium impur, une mise en œuvre possible sous forme d'un disque de 1,5 m de diamètres.

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DUBIEZ-LE, GOFF Sophie. "Comportement et endommagement d'un superalliage élaboré par compression isostatique à chaud." Ecole nationale supérieure des mines de Paris, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1352.

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Tarlier, Nicolas. "Application de la simulation de compression pour l’étude comportementale et l’analyse des performances de poudres de mannitol DC." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT177.

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Abstract:

Le travail réalisé concerne l’étude de la fonctionnalité et des performances des poudres de mannitol en compression directe en s’appuyant sur la simulation de compression sur presse rotative comme outil d’investigations. Dans le contexte réglementaire actuel, il est important pour les industriels, fournisseurs d’excipients pharmaceutiques, d’approfondir leurs connaissances des matériaux afin de répondre aux critères de qualité des médicaments et aux exigences de l’industrie pharmaceutique. Le mannitol est un excipient très largement utilisé en formulation pharmaceutique et notamment pour la conception de comprimés. L’objectif essentiel de cette Etude vise à mieux connaître et maîtriser la qualité de cette matière première afin de pouvoir améliorer, voire optimiser ses performances en compression directe. A l’aide d’une série de tests de caractérisation physiques, physico-chimiques, mécaniques et de compression sur les poudres de mannitol, nous avons pu identifier, dans un premier temps, un certain nombre de critères qui nous ont permis d’émettre des hypothèses et d’établir des axes de travail afin d’analyser le comportement de ces poudres en compression. Les résultats obtenus ont également permis de mettre en avant, à l’aide de l’étude de la compressibilité et des modèles mathématiques associés, un mécanisme de déformation prédominant sur les poudres de mannitol de compression directe. De nombreux prototypes ont fait l’objet d’une investigation approfondie dans une seconde partie, permettant de valider ces hypothèses et d’identifier les paramètres et mécanismes responsables des performances en compression des poudres de mannitol.Globalement, les travaux de recherche conduits dans cette thèse ont permis d’améliorer les connaissances sur les performances en compression des poudres de mannitol de la société Roquette Frères dans des conditions réelles d’utilisation, semblables aux presses rotatives industrielles, et en fournissant des résultats expérimentaux validés et modélisés
This work focuses on the study of the functionality and performance of directly compressed mannitol powder using a rotary tablet press simulator as an investigation tool. For regulatory authority, it is essential for industrial - pharmaceutical raw material suppliers, to deepen their knowledge about materials to satisfy the drug quality standards and Pharmaceutical industry requirements. Mannitol is a widely used raw material in pharmaceutical formulations for the design of tablets. The main objective of this study is to have a better control and knowledge about this raw material quality, in order to improve and optimize the performance of mannitol in direct compression.Using a series of physical, physico-chemical, mechanical and compression studies on mannitol powders, we identified some criteria that allowed us to emit hypotheses and build a line of work to analyze the powders behavior under compression. The results also allowed us - using compressibility and associated mathematical models - to study the predominant deformation mechanism of directly compressed mannitol powders. Various mannitol prototypes were studied in a second part, permitting to validate these hypotheses and identify parameters and mechanisms affecting tableting performance.Overall, the research work achieved in this thesis have improved the knowledge about compression performance of mannitol powders from Roquette Frères SA company in tablet production used conditions, similar to industrial rotary tablet press, and providing validated and modeled experimental results

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Sauzéat, Emmanuel. "Composition et microstructure des bétons de poudres réactives : effets des traitements thermiques et du traitement compressif." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL113N.

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Abstract:

Les bétons de poudres réactives (BPR) sont des bétons à ultra-hautes performances, caractérisés par le choix rigoureux de leur composants initiaux et par des traitements post-prises. Les propriétés exceptionnelles étant dues à la qualité de leur phase liante, l'objectif de cette étude est de décrire l'évolution de cette phase, et en particulier des C-S-H, en fonction de plusieurs traitements post-prises à 20°C, 90°C, 200°C et 250°C. Dans ce but, on utilise plusieurs techniques analytiques qui permettent d'aborder la composition et l'ordre local des phases présentes, leur cristallochimie, leur minéralogie, leur agencement, l'état de la porosité à plusieurs échelle d'analyse, l'état de l'eau et les propriétés d'hydratation des C-S-H. Les résultats sont recoupés et interprétés dans le cadre d'un modèle descriptif de la phase C-S-H qui s'appuie sur ses propriétés gonflantes. Dans un premier temps on établit la spécificité des BPR par rapport aux BO et BHP en montrant en particulier qu'ils sont organisés à moyenne distance. On montre ensuite que les traitements thermiques à 90°C sont caractérisés par une organisation particulière du volume poreux et une très faible connectivité qui engendre des conditions hydrothermales légères. Dans ces conditions, on observe un épaississement statistique des feuillets des C-S-H en même temps qu'une augmentation légère de leur cristallinité. Lorsque la température de traitement augmente et atteint 200°C ou 250°C, les C-S-H subissent de façon transitoire des conditions hydrothermales poussées qui entrainent une forte augmentation de leur cristallinité, un épaississement statistique de leur feuillet et la synthèse de xonotlite dans les bulles d'air. Dans un second temps, l'eau est expulsée des BPR qui se déshydratent et se fracturent fortement, entrainant une augmentation importante de leur porosité accessible et de la taille moyenne des pores.

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Drissi-Alami, Hanane. "Physique de la compression : influence des cadences de production des machines à comprimer sur les caractéristiques physiques et le comportement des poudres pharmaceutiques." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30254.

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Abstract:

Ce travail a pour principal objectif de montrer: que le comportement des poudres pharmaceutiques au cours de la compression depend a la fois du taux et de la vitesse de deformation imposes; de proposer une methode d'etude susceptible de caracteriser le comportement des produits pulverulents sensibles aux cadences de production des machines a comprimer. Compte tenu d'un certain nombre de travaux de recherches realises dans le domaine pharmaceutique et des connaissances deja acquises dans l'industrie des ceramiques, il a ete montre que les poudres pharmaceutiques se comportent comme des solides elasto-viscoplastiques, de ce fait, leur comportement au cours de la compression ne depend pas simplement du temps de compression mais de la vitesse de deformation imposee sur les poudres. Une approche du comportement dynamique des poudres est proposee. La constante obtenue a partir de cette relation, qui dans une certaine mesure caracterise l'elasticite apparente des poudres, a ete egalement etudiee en utilisant deux cadences de production differentes; il a ete observe qu'elle permet de prevoir toute anomalie de comportement du melange selon le taux et la vitesse de deformation imposes

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Alvain, Olivier. "Caractérisation, modélisation et simulation numérique de la mise en forme de pièces par compression et frittage de poudres dures." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0037.

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Abstract:

Cette these s'interesse au procede de fabrication de pieces par compression a froid et frittage de poudres dures, telles que les carbures cementes. Elle vise a apporter une meilleure comprehension des mecanismes impliques dans ce procede et a fournir un outil de simulation permettant de predire les caracteristiques de la piece (densite, geometrie, contraintes) au cours des differentes etapes de sa realisation. Une approche macroscopique, basee sur la mecanique des milieux continus, a ete adoptee a cet effet. La caracterisation experimentale du comportement de la poudre sous diverses sollicitations mecaniques et thermiques a ete effectuee, ce qui a permis d'identifier les parametres des lois de comportement retenues. Cette modelisation a ete appliquee a la simulation de la fabrication de pieces industrielles, de complexite variable. Nous avons montre que le choix de la methode de caracterisation de la compression etait determinant sur la precision qui pouvait etre atteinte avec la simulation. Pourvu que le type de deformations rencontrees dans le dispositif experimental adopte soit suffisamment representatif des phenomenes regissant la distribution de matiere dans la piece, il est possible d'anticiper de facon tout a fait acceptable les efforts en cours de compression, la distribution de densite dans le comprime a vert et les dimensions finales apres frittage.

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Tita-Goldstein, Amal. "Mise en forme des poudres par compression : influence du procédé et de la formulation pour la maitrise des propriétés d'usage." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0238/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude de liens entre les propriétés mécaniques de comprimés modèles composés de billes de verre et les caractéristiques physico-chimiques des liants, constitués de sucres et préparés sous forme de sirops. Le procédé de fabrication consiste en une méthode modifiée de compression humide. Deux paramètres de formulation ont été testés : le taux de saturation en sirop et sa concentration massique. Nous en avons tiré une variable unique qui est la fraction massique de sucre ajoutée aux billes de verre. Ces paramètres se sont avérés essentiels dans la maîtrise de la tenue mécanique des comprimés. Il en est de même pour leurs conditions de stockage. Une corrélation linéaire a été établie entre une activité de l'eau, définie comme critique, du fructose, du galactose, du glucose, du lactose et du saccharose et l'apparition du phénomène de transition vitreuse pour chacun de ces sucres, engendrant une chute brutale dans la résistance mécanique de leurs comprimés respectifs. Le taux de cristallisation des sucres et l'absence d'anomérie sont aussi des paramètres qui semblent être à l'origine d'une meilleure tenue mécanique des comprimés
This work focuses on the study of relationships between the mechanical properties of model compacts composed by glass beads and the physicochemical characteristics of binders consisting of sugars and prepared in the form of syrups. Fructose, galactose, glucose, lactose and sucrose were used in this study. The manufacturing process consists in a modified wet compression method. Two formulation parameters were tested: the saturation ratio and the mass concentration of the syrup. We deduced from them a single variable which is the mass fraction of sugar added to the glass beads. These parameters were essential in controlling the mechanical strength of the compacts. It has been shown that storage conditions also influence tablets properties. A linear correlation was established between a specific water activity value, defined as critical, and the glass transition temperature for each of sugars, resulting in a collapse in mechanical strength of the compacts. The rate of crystallization of sugar and the absence of anomeric forms are also parameters that seem to be targeted in order to increase compacts mechanical strength

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Bach, Si Quoc. "Développement, caractérisation et modélisation de bétons de poudres réactives à impact environnemental réduit." Nantes, 2014. http://www.theses.fr/2014NANT2093.

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Abstract:

La production de béton à Ultra Haute Performance (BUHP) a permis d'élargir le domaine d'emploi des bétons exposés à un environnement agressif, grâce à la haute performance ses propriétés mécaniques et de durabilité. La haute performance obtenue sur les BUHP est en partie due à sa faible porosité. Un BUHP qui se caractérise par une valeur faible de porosité et par de petits agrégats de taille maximale inférieure à 600 m est appelé Bétons de Poudres Réactives (BPR). Les bétons de poudres réactives (BPR) sont des matériaux cimentaires de nouvelle génération apparus en début des années 90. Leur principale particularité réside dans le très faible dosage en eau, le fort dosage en superplastifiant reducteur d'eau et la finesse des matériaux utilisés (ciment, fumée de silice, quartz broyé, sable fin). Ils sont notamment utilisés dans les ouvrages de génie civil nécessitant une haute performance. L'ajout de fumée de silice au ciment conduit à une augmentation des performances pour le BPR. Cette augmentation est due à la production supplémentaire de cilicate de calcium hydraté (CHS) par la réaction pouzzolanique. Les travaux réalisés dans cette thèse portent sur les propriétés des BPR, et en particulier le retrait chimique, la résistance en compression et la d'hydratation. Ces trois caractéristiques des BPR sont mesurée expérimentalement et sont calculées à l'aide d'un modèle développé aussi dans ce travail. Le modèle développé est basée sur le modèle de cinétique d'hydratation du ciment contenant la fumée de silice (FS). L'analyse et la comparaison entre les résultats expérimentaux et les résultats du modèle de prédiction sont relatées dans cette thèse. L'analyse et la comparaison visent à connaître l'effet de la concentration de la fumée de silice sur ces trois caractéristiques. Le contenu du mémoire de la thèse, se compose d'une étude bibliographique sur les propriétés du béton, une description des matériaux utilisés et méthodes d'essai pour l'analyse, la formulation du modèle de prédiction et la comparaison des résultats obtenus par le modèle et par l'expérimentation.

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Rebeyrat, Stéphane. "Influence d'un traitement de phosphatation sur le comportement en oxydation haute température et sur la consolidation par compression uniaxiale et frittage de poudres de fer." La Rochelle, 2002. http://www.theses.fr/2002LAROS091.

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Abstract:

En vue de prévenir la corrosion, les revêtements ou traitements de surface ne peuvent être efficaces que s'ils concernent de manière uniforme la totalité d'une surface à protéger. Toute dégradation superficielle peut s'avérer très préjudiciable. Dans le cadre de la métallurgie des poudres, il est possible de permuter deux étapes du procédé. Si le traitement est réalisé sur une poudre métallique avant la mise en forme, on peut obtenir l'équivalent d'un traitement "à cœur" du matériau. Cette étude a été consacrée à l'influence d'un traitement de phosphatation sur la consolidation et le comportement en oxydation haute température de poudres de fer. Les différents éléments permettant de caractériser le revêtement (DRX, XPS et MET) ont montré que celui-ci, de faible épaisseur, présentait une structure amorphe constituée de longues chaînes de polyphosphates reliées entre elles par des cations de fer. Dans la gamme de température 250ʿC-700ʿC et sous air artificiel, le traitement de phosphatation ralentit nettement les cinétiques d'oxydation des poudres de fer. Deux stades distincts sont clairement mis en évidence. Le ralentissement global du phénomène d'oxydation des poudres phosphatées ne survient que pendant le stade initial durant lequel la formation d'hématite -Fe2O3 est favorisée. Le second stade suit un processus proche de l'oxydation du fer non traité. L'oxydation des comprimés et des comprimés frittés révèle que le traitement de phosphatation initial procure une amélioration de la résistance à l'oxydation moins significative comparée aux échantillons massifs ou pulvérulents. Néanmoins aucune modification de comportement du matériau lors de la mise en forme ne peut être décelée lorsque les grains de poudres sont revêtus. De plus, les propriétés mécaniques apparentes des agglomérés augmentent dans ce dernier cas. Pendant le frittage, le revêtement de phosphate joue un rôle de liant qui entraîne un renforcement des caractéristiques mécaniques
In order to prevent corrosion, surface coatings or treatments can only be effective if they cover uniformly the surface to be protected. Any surface deterioration can be very prejudicial. Within the techniques of powder metallurgy, it is possible to permute two stages of the process. If the treatment is carried out on a metal powder before compaction, one can obtain the equivalent of a inner treatment of the material. This study was devoted to the influence of a phosphatizing treatment on consolidation and on the behavior against high temperature oxidation of iron powders. The various elements making possible to characterize the coating (XRD, XPS and TEM) showed that this one had a low thickness and an amorphous structure made up of long polyphosphate chains connected between them by iron ions. In the range of 250ʿC-700ʿC and under artificial air, the treatment of phosphatizing clearly slows down the oxidation kinetics of iron powders. Two distinct stages are clearly highlighted. The deceleration of the oxidation of phosphated powders occurs only during the initial stage during which the formation haematite -Fe2O3 is favored. The second stage follows a process close to the oxidation of untreated iron. The oxidation of compacted and sintered agglomerates reveals that the initial treatment of phosphatizing gets an improvement of oxidation resistance less significant compared with the massive or powder samples. Nevertheless no modification of behavior during compaction can be detected when the powder grains are treated. Moreover, the apparent mechanical properties of the agglomerates increase in this last case. During sintering, the phosphate coating plays a role of a binder which involves a reinforcement of the mechanical characteristics

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N'Dri-Stempfer, Berthe. "Etude de l'influence des procédés de granulation et de compression sur la couleur des compacts de poudres et de granules." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG4210.

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Abstract:

La mise en forme d'une poudre par compression permet de lui donner une forme et des caractéristiques pouvant assurer une ou plusieurs fonctions telles que des caractéristiques morphologiques, granulométriques, physiques et mécaniques. Cependant, certaines caractéristiques sont peu étudiées : ce sont les propriétés psychosensorielles comme la couleur. La couleur d'une poudre est une fonction complexe faisant intervenir les propriétés optiques du matériau mais également les caractéristiques morphologiques (formes et distributions de formes) et granulométriques (tailles et distributions de tailles) des particules et leur assemblage (compacité). L'objectif de notre étude est de comprendre les phénomènes intervenant au cours de la compression d'une poudre ou de granulés, et leurs incidences sur la couleur et la texture couleur des compacts. Une méthodologie de caractérisation de ces fonctions a été mise en place grâce à la spectrophotométrie (spectres de réflectance) et l'imagerie numérique (granulométries par analyse d'image et variogrammes). Cette approche analytique, associée à l'analyse des phénomènes de densification sous contrainte et sous tassement, a mis en évidence le rôle de la formulation sur la répartition d'un pigment organique dans une matrice de poudres blanches (talc et cellulose). Les analyses comparatives montrent bien le lien étroit qui existe entre les étapes de compression, de granulation humide et les écarts colorimétriques observés sur les compacts. Les procédés de granulation (mélangeur à haut cisaillement et lit d'air fluidisé) et de compression ont une réelle incidence sur la couleur et la texture couleur des compacts réalisés.

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Nicolle, Cyril. "Mise en forme de poudres de bore par compression isostatique à chaud : détermination des propriétés rhéologiques et simulation numérique du procédé." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS058.

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Abstract:

La compression isostatique à chaud (CIC) est le seul procédé qui permette d'élaborer des échantillons totalement denses en bore pur. A partir d'une poudre de bore compactée de facon isostatique à froid, on obtient un échantillon en cru qui est placé dans un conteneur en titane. Un cycle de CIC à une température de 1500°C et avec une pression d'argon de 150 MPa est alors applique à cet échantillon. Afin d'optimiser le cycle de CIC et pour prévoir la déformée finale d'une pièce, on a recours à la simulation numérique du procédé en utilisant un code de calcul par éléments finis. La modélisation du comportement mécanique de la poudre de bore à haute température est alors nécessaire. Pour ce faire un grand nombre d'essais de CIC et de compression uniaxiale ont été effectués pour des densités relatives de 0,65 à 1 et des températures de 1300 à 1550°C. La loi d'Abouaf, qui a été utilisée pour cette modélisation, permet de décrire correctement l'ensemble des résultats expérimentaux. Par ailleurs, la taille des grains des échantillons densifiés a été analysée par microscopie électronique à balayage, par EBSD et par microscopie optique, et on a pu montrer qu'il n'y avait pas d'évolution de la microstructure du bore pendant le procédé de CIC. La simulation numérique des deux expériences, compression uniaxiale et CIC, a ensuite été réalisée avec le modèle identifié pour le bore à l'aide du logiciel Zébulon 7. Dans le premier cas, on utilise cet outil pour interpréter les résultats expérimentaux avec des hypothèses réalistes. Dans le cas de la CIC, on peut prédire la déformée et la densité finale d'une pièce. Ces calculs ont été effectués pour les cylindres expérimentaux et pour une pièce de validation en forme de tube, et les résultats sont en bon accord avec les observations expérimentales.

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Elisée, Philippe. "Influence de l'état de cristallisation du lactose et de l'hydratation sur les propriétés rhéologiques des poudres de lait écrémé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL024N.

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Abstract:

La poudre de lait écrémé, soumise à l'action de sollicitations, a été étudiée dans le but de mettre en évidence le lien entre son comportement et ses attributs physiques et physicochimiques. Trois groupes de méthodes d'étude des propriétés rhéologiques ont été mis en œuvre et modélisés: le cisaillement, la compression uniaxiale, la relaxation. La résistance au cisaillement a été abordée à l'aide d'un appareil de type casagrande. Il a permis de déterminer l'angle de frottement interne ainsi que la cohésion. La compressibilité a été déterminée au moyen d'une machine universelle d'essai de traction-compression couplée à un gamma densimètre. Cette mise au point d'une nouvelle méthode de densimétrie en continu a rendu possible le calcul: de l'indice de compressibilité et la cohésion, pour l'ensemble et pour une zone interne du lit de poudre; des modules rhéologiques (module apparent d'élasticité, le module sécant, et le module tangent initial). Les tests de relaxation ont révélé que la poudre possède un comportement viscoélastique. Toutes ces méthodes sont appliquées à l'étude de l'influence des conditions hygrométriques (humidités relatives variant de 11 à 80%) et de l'état conformationnel du lactose (amorphe ou cristallin). Le dosage du lactose cristallin est suivi grâce à une adaptation originale de l'analyse par diffraction de rayons X. Ces techniques ont abouti à différencier le comportement rhéologique des poudres selon les changements physico-chimiques du lactose apparaissant au cours de sa réhydratation. La cristallisation du lactose s'opérant aux a#w supérieures à 0,39 facilite l'écoulement du lait en poudre dans la mesure où on peut faire obstacle a la prise en masse qu'elle induit nécessairement

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Arlot, Richard. "Développement de poudres coercitives et anisotropes de Sm2(Fe(1-x)Cox)17N-3 pour la fabrication d'aimants liés anisotropes." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10236.

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Abstract:

Notre etude a consiste a developper de nouveaux procedes susceptibles de permettre l'optimisation des performances magnetiques du compose sm#2(fe#1##xco#x)#1#7n#y. En ce sens, nous avons etudie les mecanismes physico-chimiques et metallurgiques mis en jeu lors du developpement d'une microstructure permettant l'obtention de poudres fortement coercitives et anisotropes, et les methodes d'application de ces poudres (aimants lies). Alors que le procede hddr et la nitruration sous champ magnetique intense (8 t) se sont montres favorables au developpement d'une microstructure coercitive et isotrope, nous avons montre que le broyage en solution organique contenant un agent tensio-actif (aerosol ot) constituait une bonne alternative au developpement de poudre coercitive et anisotrope. En protegeant les surfaces des particules par le depot d'une faible quantite de zinc, nous avons montre allons qu'il est possible d'accroitre la stabilite des proprietes des poudres broyees. Nous obtenons ainsi pour la poudre composite zn#0#. #2/sm#2(fe#0#. #9co#0#. #1)#1#7n#y des valeurs de flux records, avec 15. 1 kg d'aimantation remanente et 15. 9 kg d'aimantation a saturation et un produit energetique (bh#m#a#x) de 46. 8 mgoe. Mais c'est pour le compose zn#0#. #6/sm#2(fe#0#. #9co#0#. #1)#1#7n#y que nous avons obtenu le meilleur compromis performance/stabilite. En modifiant les conditions experimentales, nous avons diminue la quantite de zno composant le depot et accru encore la stabilite des composes (beta-zn#0#. #6/sm#2(fe#0#. #9co#0#. #1)#1#7n#y). Finalement, nous avons montre qu'il est possible de fabriquer des aimants lies anisotropes a partir de poudres de zn#z/sm#2(fe#0#. #9co#0#. #1)#1#7n#y. Ces aimants performants (18-20 mgoe) presentent une bonne stabilite thermique et une bonne resistance a la corrosion.

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Saint-Cyr, Baptiste. "Modélisation des matériaux granulaires cohésifs à particules non convexes : Application à la compaction des poudres d'UO2." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00660146.

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Abstract:

On s'intéresse à la modélisation des matériaux granulaires composé d'agrégats non convexes et cohésifs en vue d'application à la rhéologie des poudres d'UO2 . L'inﬂuence du degré de non-convexité des particules est analysé en termes de grandeurs macroscopiques (frottement interne et cohésion de Coulomb) et de paramètres micro-mécaniques tels que l'anisotropie de la texture et la transmission des efforts. Il apparaît en particulier que la compacité évolue d'une manière complexe avec la non-convexité et que la résistance au cisaillement augmente mais sature sous l'effet d'imbrication entre agrégats. Des modèles simples sont introduits pour décrire ces comportements en termes de paramètres micro-mécaniques. De même, des études systématiques par cisaillement, compaction uniaxiale et compression simple montrent que la cohésion interne augmente avec la non-convexité mais est fortement contrôlée par les conditions aux limites et l'apparition de bandes de cisaillement ou de concentrations de contraintes.

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Jolly, William. "Particules d'acier nitrurées : étude de la densification et caractérisations microstructurales des matériaux frittés à vocation tribologique." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2261/document.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse consistait à développer d'une technologie de mise en forme de poudres d'aciers faiblement alliés nitrurées afin d'introduire le nitrure ε-Fe2-3N dans la masse de la pièce mécanique.Pour atteindre cet objectif, deux voies ont été étudiées :- réaliser des pièces frittées à partir de poudre d'acier nitrurée ou nitrurée-enrobée (contenant une teneur importante en nitrure ε),- nitrurer et densifier une poudre d'acier pendant l'étape de frittage.La nitruration d'une poudre d'acier 4140 lors du frittage en CIC s'est avérée insuffisante vis-à-vis des teneurs en nitrure ε nécessaires pour l'application industrielle.L'étude de la stabilité, en CIC, de la poudre d'acier 4140 nitrurée a démontré la conservation des nitrures γ' et ε en grande proportion jusqu'à des températures de 650°C, quel que soit la nature du cycle de CIC appliqué. L'étude de la stabilité, à 600°C, de poudres d'acier nitrurées placées en capsules scellées a montré une légère dénitruration de ces poudres pendant le traitement.Des essais de densification de ces poudres d'acier nitrurées ont ensuite été réalisés par frittage SPS puis CIC. Afin de densifier les particules d'acier nitrurées, nous avons choisi d'utiliser un liant. Les essais de frittage SPS ont permis de mettre en évidence les paramètres expérimentaux les plus pertinents pour l'obtention d'un matériau dense et comportant le nitrure ε, et de proposer des préconisations sur les compositions acier-liant. Ces compositions ont été testées en CIC avec succès. Deux d'entre elles ont ainsi permis l'obtention de matériaux denses aux propriétés tribologiques et mécaniques satisfaisantes pour l'application industrielle
The aim of this Ph.D thesis was to develop a technology to shape nitrided low-alloyed steels powders to introduce the ε-Fe2-3N nitride in the volume of the mechanical component.To achieve this goal, two approaches were considered:- the sintering of coated nitrided steel powder or nitrided steel powder (containing a high content of ε nitride),- the simultaneous densification and nitriding of low-alloy steel powder during the sintering step.Nitriding 4140 steel powder during hot isostatic pressing (HIP) does not allow producing sufficient ε-phase content for industrial application.The stability study of nitrided 4140 steel powder during HIP shows that a huge proportion of nitrides (γ' and ε) is conserved at 650°C, regardless of the HIP cycle. The stability study, at 600°C, of nitrided steel powders placed in sealed evacuated glass tubes, shows a slight denitriding of these powders during the process.Thus, densification of these nitrided steel powders was made by spark plasma sintering (SPS) and HIP. To densify the nitrided steel particles, we have used a copper-phosphorous binder. From SPS experiments, we have deduced the most relevant experimental parameters to obtain a dense material containing ε-phase, and we have proposed recommendations on the composition of nitrided steel-binder mixture. The identified compositions were successfully sintered by HIP. Two of them allow obtaining dense materials with interesting tribological and mechanical properties for industrial application

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Frinculeasa, Imbert Atena. "Approche des proprietes de compressibilite et comprimabilite des systemes granulaires pharmaceutiques : aspects methodologiques et de modelisation (doctorat : pharmacotechnie et biopharmacie)." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA114807.

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Pavier, Edith. "Caractérisation du comportement d'une poudre de fer pour le procédé de compression en matrice." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0042.

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Abstract:

Ce travail consiste a caracteriser le comportement mecanique d'une poudre de fer pour le procede de compression en matrice. Dans la premiere partie l'etude est situee dans le contexte industriel. Pour cela, le procede industriel ainsi que les defauts pouvant apparaitre lors de celui-ci sont presentes. Un de ces defauts est la non homogeneite en densite. Il est du principalement aux frottements existant entre la poudre et la paroi de la matrice. Ce phenomene est etudie dans la seconde partie. L'evolution du coefficient de frottement est regardee en fonction de la distance de deplacement, de la densite, de l'effort normal et de la vitesse de deplacement. Une expression analytique, permettant de predire la valeur du coefficient de frottement minimal en fonction des trois derniers parametres cites ci-dessus, est proposee. Dans la troisieme partie, sont presentes les resultats de la caracterisation experimentale du comportement elasto-plastique du materiau. Pour cela, differents essais mecaniques ont ete realises : essais de cisaillement, de traction, de compression simple et de compression en matrice. A partir d'essais triaxiaux, la dependance du comportement au chemin de chargement a ete mise en evidence, ainsi que la forme des surfaces de charge et des potentiels. Dans la derniere partie, a partir des resultats marquants de la caracterisation experimentale, les points forts et les points faibles de differents modeles, utilises dans les codes de calculs, ont ete mis en evidence.

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Lasalmonie, David. "Compression isostatique à chaud de poudre de superalliage base nickel : simulation aux cotes et évolution microstructurale." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10046.

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Abstract:

La compression isostatique a chaud de poudres metalliques permet de fabriquer des pieces completement denses, pouvant comporter des geometries complexe impossible a realiser par usinage. Ceci permet alors de produire en une seule etape des pieces qui, habituellement, sont realisees par formage et assemblage. Dans cette optique, la forme du moule dans lequel est versee la poudre determine entierement la forme de la piece finale. La methode utilisee pour optimiser la forme du moule afin d'obtenir une piece ayant les cotes desirees, est basee sur la simulation numerique du cycle de mise en forme. La validite de ce procede est donc basee sur la valeur predictive de la simulation. L'etude presentee ici porte sur la simulation de la densification de poudre de superalliage base nickel, le sy625, dans un conteneur en acier doux, le xc18. La simulation demande la constitution d'une base de donnees importante, tant pour la poudre que pour le conteneur. Nous avons tout d'abord determine les proprietes mecaniques et thermiques dependant de la temperature pour les deux materiaux par une etude bibliographique et experimentale. Les lois de fluage du xc18 et du sy625 dense ont ete determinees entre 850\c et 1150\c par des essais de compression simple. L'identification des parametres rheologiques du modele viscoplastique de densification utilise, celui d'abouaf, a ete realisee sur une large gamme de densite relative, entre 75% et 100% (densite relative de remplissage : 73%). Deux pieces de validation ont ete fabriquees dans le cadre de cette etude afin d'evaluer les performances de la simulation. La simulation par elements finis de la densification est realisee grace au logiciel precad. Les resultats de calculs en deux ou trois dimensions montrent une bonne prevision des deformations. Le modele d'abouaf et le logiciel precad dans sa version actuelle semblent donc apte a simuler la densification de pieces industrielles a partir de poudre de sy625. Nous avons enfin observe une recristallisation des grains dans le sy625 pendant la densification. Un plan d'experiences nous permet de prevoir la fraction recristallisee du sy625 elabore par cic et d'en deduire ses proprietes en fluage.

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Niang, Arame. "Étude du comportement en compression de poteaux en béton armé incorporant de la poudre de verre." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6199.

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Abstract:

Ce mémoire rend compte d'une étude sur le comportement en compression de poteaux en béton armé incorporant de la poudre de verre (PV). Trois séries de six poteaux ont été testés sous compression uniaxiale. Ces poteaux se différencient des points de vue géométriques, de la configuration des étriers, du nombre d'armatures longitudinales et transversales et du type de béton. Ainsi, le projet s'est effectué en trois phases. La phase I comprend les six poteaux de rapport eau-liants (E/L) des bétons égale à 0,40 dont trois sont confectionnés avec du béton contenant 0% de PV et les trois autres sont fabriqués avec le béton contenant 20% de PV en remplacement de la masse du ciment. Les phases II et III représentent les poteaux confectionnés avec les bétons de E/L = 0,55. Pour chaque phase, trois poteaux renfermant du béton avec 20% de PV en remplacement de la masse du ciment et trois autres dont le béton contient 0% de PV ont été testés. Les poteaux de la phase II ont été testés entre 28 et 30 jours et ceux de la phase III entre 90 et 92 jours. Les résultats montrent que pour un rapport E/L = 0,40, l'ajout de 20% de PV retarde la fissuration de l'enrobage de béton et améliore la capacité portante ainsi que la réponse post-pic des poteaux testés entre 28 et 30 jours. La ductilité des poteaux avec 20% de PV est similaire ou supérieure à celle des poteaux incorporant 0% de PV. Les bétons avec PV présentent une ténacité plus élevée que celle des bétons sans PV. Pour E/L = 0,55, la résistance en compression à 28 jours (cure dans chambre humide) et à 30 jours (cure sous jute) des cylindres de bétons avec 20% PV est faible. Les poteaux incorporant 20% de PV ont une capacité portante plus faible mais leur réponse post-pic est semblable à celle des bétons avec 0% de PV. L'énergie emmagasinée par les poteaux avec PV est plus faible que celle des poteaux avec 0% de PV. Pour E/L = 0,55, les résultats (charges à l'apparition des premières fissures, charges aux pics, charges à la première perte de l'enrobage) pour les colonnes avec PV testées entre 90 et 92 jours sont légèrement inférieurs à ceux avec 0% de PV. Toutefois, la différence est beaucoup plus petite qu'elle ne l'est dans le cas des poteaux de même rapport E/L et testés entre 28 et 30 jours. Un gain de ductilité dans le cas des poteaux incorporant de la PV et testé entre 90 et 92 jours est observé.

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Teil, Maxime. "Imagerie 3D et simulation numérique pour l'étude multi-échelles de la compression d'une poudre constituée de grains déformables." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI086.

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Abstract:

Les travaux menés dans cette thèse ont pour objectif d’étudier le comportement mécanique d’une poudre constituée de grains déformables en utilisant, de manière complémentaire, des essais expérimentaux et des outils numériques. Pour cela, une poudre polymère est testée mécaniquement dans un micro-tomographe à rayons X afin de déterminer et d’analyser l’évolution de la microstructure au cours du chargement. L’analyse des images 3D rend possible la modélisation du milieu granulaire par la méthode des éléments finis multi-particules. Cette méthode permet de simuler le comportement d’un ensemble de grains interagissant par contact auxquels sont attribués une loi de comportement élasto-plastique. Une méthode a été complètement développée afin de permettre cette analyse multi-échelles. La réponse ainsi simulée du milieu granulaire est comparable à celle observée dans l’expérimentation.Le matériau constitutif du milieu granulaire est le polystyrène dont les géométries des grains sont relativement hétérogènes. La poudre est caractérisée mécaniquement par des essais de compression triaxiale de révolution menés à différentes pressions de confinement. Le dispositif de chargement triaxial est introduit dans un tomographe à rayons X afin de visualiser l’évolution de la microstructure granulaire au sein de l’échantillon pour plusieurs états de chargement. Un code de calcul de corrélation permet, à partir des volumes issus de la tomographie, de déterminer un champ de déplacement et, par la suite, un champ de déformation. L’analyse de la densité est également rendue possible grâce à la tomographie. Avec l’objectif d’étudier le comportement du milieu granulaire lors du chargement, les particules présentes dans les volumes issus de la tomographie sont identifiées individuellement, maillées puis introduites dans un modèle éléments finis multi-particules. Les conditions aux limites imposées à l’échantillon numérique sont générées en imposant aux grains en périphérie de l’échantillon des déplacements de même amplitude et de même direction que les déplacements calculés par la corrélation de volumes au niveau de ces mêmes grains.Les simulations numériques éléments finis sont menées sur des volumes contenant plusieurs centaines de grains. Les calculs de déformation moyenne de ces volumes permettent une comparaison directe avec les déformations déduites de la corrélation des images 3D. Cette comparaison indique que la méthode de génération des conditions aux limites pour la simulation mécanique par éléments finis est valide. Il a cependant été remarqué que l’étude localisée de la densification de la poudre pour les grandes déformations est dépendante de la taille du volume simulé. Un calcul de contrainte moyennée sur le volume simulé est également mené afin de déterminer localement l’état de contrainte dans l’échantillon pour un comportement supposé du matériau constitutif des grains. Plusieurs simulations, menées en différents sous-volumes de l’échantillon rendent possible la génération d’un champ de contrainte. Compte tenu du nombre de calculs nécessaires pour aboutir à cette génération, seule l’évolution de la contrainte sur l’axe médian de l’échantillon a été estimée concernant les résultats présentés. Le calcul de la contrainte axiale par la simulation présente un autre avantage : le choix de certaines propriétés mécaniques du matériau constitutif des grains dans la simulation permet de se rapprocher de la contrainte axiale mesurée sur l’échantillon réel et donc de caractériser les propriétés mécaniques des grains en interaction
The work achieved in this thesis aims to study the mechanical behaviour of a powder made of deformable grains using, in a complementary way, experimental tests and numerical methods. For that purpose, a polymeric powder is mechanically tested inside a micro-tomograph. Such an apparatus allows for acquiring 3D images in order to ascertain and analyse the evolution of the micro-structure during loading. The 3D image analysis is associated to the Multi-Particles Finite Element Method (MP-FEM) in order to obtain a numerical model of the granular medium. This method simulates the mechanical behaviour of a set of grains deforming according to an elastic-plastic constitutive law and interacting through contact. A comprehensive method was developed with the aim of allowing such a multi-scale analysis. The simulated mechanical response of the granular material is comparable to the experimental response.Polystyrene was chosen to be the constituent of the granular medium for which the grains morphology is relatively heterogeneous. The powder is mechanically characterised using triaxial compression tests, performed at various confining pressures. The loading device is inserted into an X-ray tomograph in order to observe the evolution of the granular micro-structure inside the sample at various loading steps. A numerical code is used to perform Digital Volume Correlation (DVC) on the volumes from the tomography to determine a displacement field, and then, a strain field. The density analysis is also made possible thanks to X-ray tomography. Aiming at the study of the granular medium during loading, the observed particles on the 3D images from tomography are individually identified, meshed and added into a multi-particles finite element model. The boundary conditions imposed to the numerical sample are generated by imposing to the grains located at the border of the sample, displacements of the same amplitude and the same direction than the displacements known from DVC at the same locations.The finite element simulations are carried out on subvolumes of the real experimental sample made of a hundred to several hundreds of grains. The mean deformation of the numerical sample is calculated and directly compared with the measured deformation from DVC on the corresponding subvolume. This comparison shows that the method to generate the boundary conditions in the mechanical simulation is correct. It is observed, nevertheless, that the study of the local densification of the powder at the high strains is dependent on the size of the simulated volume. The averaged stress tensor inside the simulated volume is also calculated in order to determine the stress state in the subvolume of the sample depending on the chosen constitutive material of the grains. Several simulations, performed at various subvolumes, make the generation of a stress field possible. Taking into consideration the number of calculations needed to achieve this task, only the evolution of the stress on the median axis of the sample was estimated in this work. Computing the axial stress with simulations has another benefit: the choice of some mechanical properties of the constitutive material of the grains in the simulation enables to reach the axial stress measured on the real sample, and thus, to characterise the mechanical properties of the grains in interaction

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Bouaziz, Olivier. "Modélisation thermomécanique du comportement d'une poudre d'acier inoxydable : application à la mise en forme par compression isostatique à chaud." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10175.

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Abstract:

La compression isostatique a chaud (cic) d'une poudre de 316ln est apparue une solution avantageuse pour la mise en forme de pieces en acier inoxydable austenitique du circuit primaire des reacteurs a eau pressurisee (rep). Dans le cadre de cette application, cette these a developpe la modelisation du procede. Dans un premier temps, les lois de comportement viscoplastiques du materiau de moule (acier 304l) et de la poudre d'acier 316ln ont ete determinees experimentalement entre 800 et 1125c par des essais de compression simple et de compression isotrope en palier de pression. Des essais isotropes complementaires a pression variable et/ou a temperature inferieure a 700c ont permis de completer la loi viscoplastique d'abouaf par une contribution plastique independante du temps. Ce modele a deux deformations inelastiques decrit alors la densification de la poudre de 316ln de 20 a 1125c pour des vitesses de mise en pression et de chauffage variees. Enfin, l'ensemble des parametres viscoplastiques, complete par une recherche bibliographique sur les proprietes thermiques et elastiques des materiaux mis en oeuvre, a ete introduit dans le code de calcul precad developpe au cea/cerem. La mise en forme d'une piece de validation axisymetrique ainsi que celles de deux pieces tridimensionnelles ont ete simulees. Ces pieces ont par ailleurs ete fabriquees et les mesures dimensionnelles ont ete alors comparees aux resultats des calculs 2d et 3d. Pour toutes ces pieces, les deformations sont prevues par la modelisation.

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Lecompte, Thibaut. "Etude expérimentale et numérique de la compression de poudre organique en presse à rouleaux, alimentée par une vis sans fin." Phd thesis, Grenoble INPG, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00126694.

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Abstract:

La granulation sèche de poudres organiques pose des problèmes : parfois il faut une mise au point très longue avant d'obtenir les paramètres optimaux de compaction ; d'autres fois on n'y parvient pas. Bien connaître l'aptitude à la compaction et à la granulation des poudres reste ainsi un enjeu très important pour les industriels qui utilisent ou produisent des matériaux sous forme de poudre.
L'objet de cette étude est donc de chercher à mieux appréhender les liens qui peuvent exister entre les caractéristiques de la poudre, les paramètres d'alimentation et de compaction du procédé et les caractéristiques des plaquettes produites lors de la compaction en presse à rouleaux. Ainsi, par des expériences simples réalisées sur la poudre, le but est de gagner du temps sur l'optimisation du procédé ou de ne pas en perdre (si on trouve le moyen de savoir si oui ou non le produit peut être compacté). L'aspect "granulation" n'est pas traité ici dans son ensemble : l'étude s'arrête avant le passage de la plaquette dans le granulateur. Afin de répondre au mieux aux attentes de Rhodia, nous avons travaillé en parallèle sur deux fronts : d'une part au niveau expérimental, une presse à rouleaux instrumentée a été réalisée, pour permettre de visualiser un certain nombre de paramètres instrumentaux au cours de la compaction : le couple, l'entrefer et la distribution de pression à la surface des rouleaux ; d'autre part au niveau simulation numérique, en modélisant le procédé sur un logiciel du commerce. L'objectif est de comprendre grâce au montage expérimental les paramètres qui ont une réelle influence sur l'état des compacts produits, et à un niveau intermédiaire sur les profils de pression entre les rouleaux. Nous voulons aussi valider les résultats de la simulation numérique en les confrontant aux résultats expérimentaux ; le but ultime étant de pouvoir travailler de manière prédictive à partir des tests simples sur la poudre de départ, et d'essais de simulation. En résumé, l'objectif de ce travail de thèse peut s'énoncer comme suit : "A partir d'une poudre donnée, être capable par des expériences simples de caractérisation et grâce à la modélisation (numérique ou non) de : 1/prédire si cette poudre pourra être compactée en presse à rouleaux ; 2/connaître les paramètres optimaux de compaction ; 3/ savoir quelle qualité (homogénéité, densité, cohésion) pourra être obtenue au mieux sur les plaquettes produites ; et tout ceci en s'attachant à réduire au maximum le temps dévolu aux expériences et aux calculs numériques."

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Abdalla, Aly Hussein. "Optimisation et performance des bétons incorporant de la poudre de verre comme un remplacement partiel du ciment Portland." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6146.

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Abstract:

L'utilisation des ajouts cimentaires tel que, la fumée de silice, les cendres volantes et les laitiers est une activité courante au Canada en raison des conditions climatiques sévères. Au Québec, ces matériaux ne sont pas disponibles, ce qui implique leur transport sur des distances considérables. La poudre de verre est un matériau pouzzolanique fabriqué au Québec et présente ainsi l'avantage de remplacer partiellement ces matériaux cimentaires. Il est rapporté qu'un taux de remplacement partiel de 20% du ciment portland par la poudre de verre a des effets bénéfiques sur le développement des propriétés mécaniques et sur la durabilité du béton. Le taux d'incorporation optimal de la poudre de verre peut varier en fonction du rapport E/L, le dosage en liant et leur interaction. Il est difficile de déterminer l'effet de l'interaction entre lés paramètres de formulation sur les propriétés du béton par les méthodes conventionnelles. Alors, un plan factoriel composite à deux niveaux a été conçu pour déterminer l'effet des trois facteurs, ainsi que de leurs interactions sur les résistances en compression et la perméabilité aux ions chlore aux différents âges. Les facteurs modélisés dans ce plan factoriel sont; le rapport E/L, le taux d'incorporation de verre et le dosage en liant (kg/m [indice supérieur 3] ). Tous les modèles statistiques sont valides pour des rapports E/L entre 0,35 et 0,60, des pourcentages de la poudre de verre entre 10% et 40% et des dosages en liant entre 335 kg/m [indice supérieur 3] et 415 kg/m [indice supérieur 3]. Des mélanges de validation sont utilisés pour évaluer la fiabilité des modèles proposés. Le rapport entre les valeurs prédites et les valeurs mesurées se situe entre 0,83 et 1,15 ce qui indique une bonne fiabilité des modèles proposés. Le rapport E/L est le paramètre qui a le plus d'influence sur la résistance en compression à tous les âges et sur la perméabilité aux ions chlores à 28 jours. Par contre, le taux d'incorporation de la Poudre de verre a le plus d'influence sur la perméabilité aux ions chlore à 56, 91 et 180 jours grâce à la réactivité pouzzolanique de la poudre de verre. Des courbes iso-réponses sont établis pour comprendre l'évolution des propriétés du béton en fonction des différents paramètres de formulation. Elles montrent que l'incorporation de 20% de la poudre de verre aux bétons formulés avec un rapport E/L de 0,45 procure une perméabilité aux ions chlores inférieure à 1500 Coulombs à 56 jours. Cette valeur de perméabilité peut être obtenue à 56 jours en remplaçant 30% du ciment par la poudre de verre quelque soit le rapport E/L considéré. Une valeur de la résistance en compression à 28 jours de 35 MPa peut être obtenue en utilisant des bétons formulés avec un rapport E/L de 0,45 et incorporant 20% de poudre de verre. Cette valeur de la résistance à 28 jours peut être obtenue aussi avec des bétons formulés avec un rapport E/L de 0,42 et contenant 30% de poudre de verre. Des mélanges binaires et ternaires proportionnés avec un rapport E/L de 0,45 et incorporant de la poudre de verre affichent des bonnes propriétés mécaniques, ainsi que des bonnes caractéristiques de durabilité dans les milieux agressifs. Ces bétons développent des gains significatifs des propriétés mécaniques entre 28 et 91 jours. L'utilisation de la poudre de verre comme un ajout cimentaire alternatif présente une avenue très intéressante pour avoir des bétons durables et économiques.

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Abondance, Didier. "Modélisation thermomécanique d'un procédé de mise en forme aux cotes de pièces complexes par compression isostatique à chaud de poudre de TA6V." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10026.

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Abstract:

La compression isostatique a chaud (cic) aux cotes de poudre de ta6v peut etre une solution economique pour fabriquer des composants complexes de moteurs aeronautiques et spatiaux. L'objectif de cette etude etait de developper les outils de prediction de la geometrie finale et de la densite finale de telles pieces. Dans un premier temps, les lois de comportement viscoplastiques des materiaux de moule (304l, xc18) et du ta6v puis les fonctions rheologiques de la poudre ont ete determinees experimentalement a l'aide d'essais de c. I. C. Interrompus et de compression uniaxiale. Un ensemble coherent de donnees materiaux a ete ainsi obtenu dans une gamme de vitesse de deformation (10#-#5 a 10#-#3 s#-#1) typique du procede de c. I. C. Mais intermediaire entre celle du fluage et du forgeage. Nous avons ensuite fabrique trois pieces de validation, deux axisymetriques et une tridimensionnelle. Des mesures de densites relative et de dimensions de ces trois pieces ont ete realisees. En parallele des simulations numeriques ont ete effectuees en utilisant un code aux elements finis bidimensionnel, compact2, et les lois de comportement determinees precedemment. Les differences entre les geometries mesurees et modelisees sont en general faibles et valident l'utilisation de la loi d'abouaf pour representer le comportement de la poudre dans le cas des pieces industrielles considerees

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Mazor, Alon. "Modelling of roll compaction process by finiite element method." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2017. http://www.theses.fr/2017EMAC0009/document.

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Abstract:

Dans l’industrie pharmaceutique, la granulation sèche par compactage à rouleaux est un procédé d’agglomération de poudres en granulés pour améliorer les propriétés d’écoulement nécessaire pour le procédé de compression en matrice. Comprendre le procédé de compactage à rouleaux et optimiser l’efficacité de production est limitée par l’utilisation de l’approche expérimentale à cause du coût élevé des poudres, le temps des essais et la complexité du procédé. Dans ce travail, une méthode d’éléments finis en 3D, est développée dans le but d’identifier les paramètres critiques du matériau et du procédé pour le contrôle de la qualité de la production. Le modèle de comportement de Drucker-Prager Cap est utilisé pour décrire le comportement en compression de poudres et sa calibration est déterminée à partir des essais standard. Pour surmonter la complexité liée à l’existence de deux mécanismes différents, l’alimentation en poudre par une vis sans fin et le compactage entre les rouleaux, une nouvelle méthode d’interfaçage entre la méthode des éléments discrets (DEM) employée pour décrire l’écoulement dans l’alimentation et la méthode des éléments finis (FEM) utilisée pour le compactage entre les rouleaux est développée. Enfin, pour une modélisation de compactage de rouleaux plus réaliste, prenant en compte la variation de l’entrefer entre les rouleaux, une nouvelle approche de couplage Euler-Lagrange est proposée. Les résultats de simulations par éléments finis montrent clairement l’effet des différents paramètres du procédé sur les distributions de pression et de densité dans la zone de compactage. En outre, les résultats montrent que l'utilisation de plaques de confinement de la poudre entre les rouleaux, développe une distribution de pression et de densité non homogène dans le compact, avec une densité plus élevée au centre et plus faible aux bords. D'autre part, l’utilisation de rouleaux dont l’un est surmonté d’une jante de confinement, a montré une distribution de propriétés globalement plus uniforme sur la largeur du compact avec des valeurs légèrement plus élevées aux bords qu’au centre. La méthodologie combinant les méthodes DEM & FEM montre clairement une corrélation directe entre la vitesse des particules entraînées par la vis dans la zone d’alimentation et la pression du rouleau. Tous les deux oscillent avec la même période. Cela se traduit par un compact anisotrope avec un profile de densité variant de manière sinusoïdale le long de sa largeur. Afin d'étudier la capacité du modèle à prédire les propriétés des compacts produits par compactage à rouleaux, les prédictions par simulations numériques sont comparées aux données de la littérature et validées par des mesures spécifiques
In the pharmaceutical industry, dry granulation by roll compaction is a process of size enlargement of powder into granules with good flowability for subsequent die compaction process. Understanding the roll compaction process and optimizing manufacturing efficiency is limited using the experimental approach due to the high cost of powder, time-consuming and the complexity of the process. In this work, a 3D Finite Element Method (FEM) model was developed to identify the critical material properties, roll press designs and process parameters controlling the quality of the product. The Drucker-Prager Cap (DPC) model was used to describe the powder compaction behavior and was determined based on standard calibration method. To overcome the complexity involving two different mechanisms of powder feeding by the screw and powder compaction between rolls, a novel combined approach of Discrete Element Method (DEM), used to predict the granular material flow in the feed zone and the Finite Elements Method (FEM) employed for roll compaction, was developed. Lastly, for a more realistic roll compaction modelling, allowing the fluctuation of the gap between rolls, a Coupled-Eulerian Lagrangian (CEL) approach was developed. FEM simulation results clearly show the effect of different process parameters on roll pressure and density distribution in the compaction zone of powder between the rolls. Moreover, results show that using a cheek-plates sealing system causes a nonuniform roll pressure and density distribution with the highest values in the middle and the lowest at the edges. On the other hand, the resultant pressure and density distributions with the rimmed-roll obtained higher values in the edges than in the middle and overall a more uniform distribution. The combined DEM-FEM methodology clearly shows a direct correlation between the particle velocity driven by the screw conveyor to the feed zone and the roll pressure, both oscillating in the same period. This translates into an anisotropic ribbon with a density profile varying sinusoidally along its length. To validate the results, the simulations are compared with literature and experimentally measured values in order to assess the ability of the model to predict the properties of the produced ribbons

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Fruhauf, Jean-Baptiste. "ELABORATION ET CARACTERISATION MECANIQUE DE COMPOSITES A MATRICE TITANE RENFORCES PAR DES PARTICULES DE TIC." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2012. http://www.theses.fr/2012EMSE0670/document.

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Abstract:

Les propriétés spécifiques du titane en font un matériau de choix pour remplacer l’acier dans des applications où le poids est un paramètre de conception important. cependant, contrairement à l’acier, le titane souffre de mauvaises propriétés tribologiques. c’est pour répondre à cette problématique qu’il est envisagé de développer des composites à matrice métallique (cmm) titane renforcée par des particules de carbure de titane. dans le cadre de ce projet, plusieurs nuances de cmm à matrice ti ou ti-6al-4v contenants différentes fractions volumiques de particules de tic ont été élaborées par métallurgie des poudres. trois procédés ont été employés : le frittage libre, la compression isostatique à chaud et le filage. les différentes nuances ont ensuite été caractérisées du point de vue microstructurale (taux de densification, taille des grains) et mécanique (traction). la confrontation des résultats a permis d’établir un lien entre microstructure et propriétés mécaniques. dans l’optique d’étudier la mise en forme mais également d’améliorer les propriétés mécaniques, un post-traitement de type forgeage a été appliqué à la suite de la phase d’élaboration. excepté dans le cas des cmm filés, la présence de renforts entraîne l’apparition d’endommagement lors de la déformation à chaud. nous avons alors déterminé les conditions de forgeage les plus adaptées selon les nuances.finalement, à travers un travail de modélisation analytique et de simulation numérique par méthode d’homogénéisation, nous avons déterminé les grandeurs mécaniques (module de young et limite d’élasticité) et prévu la loi de comportement des cmm en traction
The specific properties of titanium make it a key material for the replacement of steel in weight dependent applications. however, unlike steel, titanium suffers from poor wear resistance. in order to improve this weakness, it is proposed to develop titanium metal matrix composites (mmc) reinforced with titanium carbide particles.to this end, ti and ti-6al-4v mmc were prepared with reinforcement fractions ranging from 5 percent to 20 percent using three powder metallurgy techniques: free sintering, hot isostatic compression and extrusion. the composites were then characterized from a microstructural (density, grain size) and a mechanical (tensile test) point of view. by comparing the results, it was possible to establish a relationship between microstructural features and mechanical properties.following their preparation, the composites were subjected to a forging step in order to study their behavior during hot deformation and to further improve their mechanical properties. the presence of particles induces the apparition of damage during hot deformation. therefore, we determined the best forging for the different composites whilst taking microstructure into account.finally, through analytical modeling and numerical simulations, we determined the young modulus, the yield stress and predicted the behavior of a mmc during a tensile test

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Kassou, Belynda. "Mécanique des lits de silices granulaires pour l’optimisation des cœurs de panneaux isolants sous vide (PIV)." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI007/document.

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Abstract:

En Europe, le secteur du bâtiment représente près de la moitié de la consommation énergétique totale (dont 60 % pour le chauffage et la climatisation) et des rejets de CO2. Ainsi, une maîtrise de la consommation énergétique dans différents secteurs (bâtiment, transports et industrie) est nécessaire. L’utilisation de matériaux « super-isolants » thermiques tels que les panneaux isolants sous vide (PIV) dans la rénovation et dans de nouvelles constructions à très faible consommation énergétique sont prometteurs. Un PIV est composé d’un matériau de cœur thermoscellé dans une enveloppe hermétique mise sous vide. Le cœur est constitué d’un empilement de nano poudres de silices à très forte porosité (> 90%) et à très fine structure poreuse (< 200 nm). Deux types de silices sont utilisés : les silices pyrogénées (FS) avec lesquelles on obtient des PIV manipulables pour une densité de cœur de 160 kg/m3 après compaction contre 250 kg/m3 pour les silices précipitées (PS). Les PIV à base de silices FS sont plus efficaces thermiquement et mécaniquement que ceux à base de silice PS, mais restent plus coûteux. Cette étude propose de comprendre les différences de propriétés mécaniques entre les compacts de silice FS et PS. Ainsi, les comportements en compression œdométrique et en indentation sphérique d’une silice pyrogénée Konasil 200 et de deux silices précipitées Tixosil 43 et 365 ont été analysés. Ceux-ci sont complétés par des observations structurales en microscopie électronique à transmission (MET) et en diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS). Le couplage de ces résultats à l’étude du vieillissement et de la structure multiéchelles des poudres permet d'identifier les causes des écarts des propriétés observées entre silices FS et PS. Ainsi, l’impact de la chimie de surface et de l’organisation multiéchelles entre les objets observés est mis en évidence pour expliquer les différences de propriétés mécaniques entre silices FS et PS
Buildings account for almost the half of the total energy consumption (60% for heating and cooling) and CO2 emissions in Europe. Thus, the control of energy consumption in building appears as critical. In that perspective, "super-thermal insulating" materials such as vacuum insulation panels (VIP) are promising, both for buildings renovation, and for new energy-efficient constructions. A VIP is composed by a sealed core material in which vacuum is established. The core is made of an open nanoporous stack of silica powders with very high porosity (> 90%) and very fine porous structure (< 200 nm). Two types of silica are typically used: first fumed silica (FS) which enable to process panels with a sufficient compression strength for handling for a density as low as 160 kg/m3, second precipitated silica (PS) which enable to process denser panels with a minimal density of about 250 kg/m3. VIPs made of FS powders are more efficient in terms of thermal and mechanical properties as compared of VIP made of PS powders. However, their price is higher. This study aims at understanding the differences in mechanical properties noted between compacted FS and PS powders. Oedometric compression tests and spherical indentation test were carried out on compacts of Konasil 200 FS silica and on compacts of Tixosil 43 and 365 PS silica. In addition, structural observations of the powders were made using transmission electron microscopy (TEM) and small angle X-ray scattering (SAXS). These results permit to identify the parameters leading differences between FS and PS powders. Thus, surface chemistry, multiscale organization and interactions forces are highlighted to explain the differences in mechanical properties between compacts of FS and PS silica

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Gajdowski, Caroline. "Élaboration de spinelle MgAl2O4 transparent par frittage naturel et post-HIP pour des applications en protections balistiques." Thesis, Valenciennes, 2018. http://www.theses.fr/2018VALE0022/document.

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Abstract:

Cette étude s’intéresse à l’amélioration et l’allégement des protections balistiques transparentes. L’utilisation conventionnelle de verre assure une haute efficacité face à un projectile, cependant associée à une masse élevée et à une forte épaisseur du blindage. Le remplacement de la face avant par une céramique polycristalline, telle que le spinelle MgAl2O4, assure un gain de performance et une réduction du volume de l’assemblage. L’élaboration de ce matériau requiert la combinaison d’une haute qualité optique dans le domaine du visible et de propriétés mécaniques élevées. Dans ce travail, l’application d’un frittage naturel sous vide d’une poudre commerciale de haute pureté a permis de limiter l’introduction d’impuretés néfastes à la transparence et la croissance granulaire. Une étape supplémentaire de pressage isostatique à chaud s’est montrée nécessaire à l’élimination des pores résiduels et à l’obtention de spinelles transparents de haute qualité optique (80% à 400-800 nm, e = 2 mm, Ø21 mm). Une étude de la microstructure avant et après post-traitement a permis de mettre en relation la taille des grains et des pores avant post-frittage avec la croissance granulaire observée pendant ce traitement. Une optimisation du procédé a ainsi pu être mise en place afin de limiter l’augmentation de la taille des grains et obtenir une microstructure homogène (~ 12 μm). Après un changement des dimensions des échantillons réussi (e = 4 mm, Ø60 mm), différents spinelles à propriétés microstructurales et mécaniques distinctes ont été sélectionnés pour une évaluation en conditions balistiques
This work focuses on the improvement and the lightening of transparent ballistic armours. The conventional use of glass provides high efficiency against a projectile, however associated with a heavy and thick armour. The replacement of the strike face by a polycrystalline ceramic, such as MgAl2O4 spinel, leads to a performance gain and a decrease of the protection volume. The development of this material requires the combination of a high optical quality in the visible domain and high mechanical properties. In this work, pressureless sintering under vacuum of a high purity commercial powder allowed to minimize the addition of impurities, detrimental to the transparency, and the grain growth phenomenon. An additional step of hot isostatic pressing was necessary to eliminate residual porosity and to obtain transparent spinel with high optical quality (80% at 400-800 nm, t = 2 mm, Ø21 mm). An analysis of the microstructure before and after the post-treatment made it possible to determine the link between the grain and pore sizes before post-sintering and the observed grain growth during this treatment. An optimisation of the process was established in order to restrain the grain size increase, and thus to obtain a homogeneous microstructure (~ 12 μm). After a successful up-scaling of the samples (t = 4 mm, Ø60 mm), several spinel samples with distinctive microstructural and mechanical properties were selected in order to evaluate their performances through ballistic tests

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Jerier, Jean-Francois. "Modélisation de la compression haute densité des poudres métalliques ductiles par la méthode des éléments discrets." Phd thesis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00443670.

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Abstract:

Ce mémoire de thèse synthétise trois années de recherches dédiées à l'étude numérique et théorique de la compression à haute densité de poudres métalliques. Des diérentes phases qu'intègrent la métallurgie des poudres, la phase de compression à froid de la poudre est l'une des phases les plus sensibles de ce procédé de fabrication, car elle influence les propriétés mécaniques de la pièce finale. Il est donc nécessaire de mettre en place une approche numérique qui permet de contrôler et d'optimiser la compression de poudre jusqu'à de fortes valeurs de compacité (compacité supérieure à 0:9). Pour cela, nous proposons de reproduire par la méthode des éléments discrets le comportement de la poudre observé expérimentalement sous diérents types de chargement. A ce jour, les simulations via cette méthode sont limitées à une valeur de compacité ne dépassant pas 0:85. Pour dépasser ces limitations, nous présentons un modèle de contact implémenté dans un code éléments discrets libre (Yade). Ce nouveau modèle de contact est développé sur la base de la loi de contact normal qui intègre le terme de densité locale des particules dans son expression, afin de prendre en compte l'incompressibilité des grains se produisant à des valeurs de compacité supérieures à 0:85. Dans le but de procéder à des simulations plus réalistes, un nouvel algorithme géométrique de génération d'empilements de sphères polydisperses est développé. Ce nouvel outil numérique est capable de générer très rapidement de grands assemblages de sphères en contact tout en contrôlant diérents paramètres comme la distribution de la compacité, la taille minimale et maximale des sphères. Avec le modèle de contact capable de reproduire l'interaction entre les grains et la création d'un algorithme pouvant générer des assemblages de sphères similaires à un tas de poudres, nous procédons à des simulations de compression isostatique et en matrice pour diérents types de poudres (cuivre, aluminium, fer). Les résultats obtenus sont directement comparés à ceux issus des simulations éléments finis multi-particules et de l'expérience. Ces comparaisons permettent ainsi de valider et de tester la robustesse du modèle de contact développé. Pour finir, nous investiguons sur la base de nos divers développements validés, l'évolution d'une poudre d'aluminium avec un gradient de compacité au cours d'une compression en matrice.

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Dissertations / Theses on the topic 'Compression de poudres'

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