Academic literature on the topic 'Contact de roulement – Effets de la température'

L'eau interstitielle ou l'eau de lessivage d'un sédiment est mise en contact avec des lots de 50 femelles ovigères du copépode Tigriopus brevicornis. Notons que ce microcrustacé marin est sensible à la pollution mais résistant aux caractéristiques physico-chimiques des types d'eaux testés (salinité et température notamment). On évalue ensuite les effets de ces eaux sur la production larvaire en 10 jours et sur l'ingestion en 4 jours par les copépodes d'une suspension de Phaeodactylum tricornutum. Nous observons ici, pour des lots de sédiments provenant de la région de Marseille, des réductions de la production de larves variant de 61 % (Les Embiez) à 90 % (Vaine). Le test "consommation d'algues", bien moins sensible aboutit pour les mêmes stations à des réductions de 19 % à 35 %. Le test "production larvaire" du fait de sa plus grande sensibilité doit être préféré au test "consommation d'algues".

La présente étude porte sur les potentialités de la lignine issue de la cuisson sulfate de l’alfa grass à éliminer le Cr (VI) des solutions aqueuses. Les variations du pH, de la concentration initiale du Cr (VI), de la température, du temps de contact, de la dose de l’adsorbant et leurs effets sur la capacité d’adsorption sont vérifiés expérimentalement. L’adsorption du Cr (VI) sur la lignine est maximale en milieu acide de pH = 2. Elle est optimale à une concentration initiale Cr (VI) de 180 mg•L-1, une dose de lignine de 4 g•L-1 et à un temps de contact maximal de 80 min. Les résultats de l’étude sont exploités à l’aide des équations de Langmuir, de Lagergren et d’Arrhenius afin de déterminer les divers paramètres d’équilibre tels que la capacité maximale d’adsorption, l’énergie d’adsorption, d’interaction et d’activation et les constantes d’équilibre adsorbat-adsorbant. L’application du modèle de Langmuir pour les données expérimentales d’isotherme d’adsorption a permis d’obtenir une capacité maximale d’adsorption de 75,8 mg•g-1 à 40 °C. Le paramètre sans dimension (RL) dont les valeurs sont situées entre 0,060 et 0,818 (0<RL<1) indique une adsorption du Cr (VI) par la lignine effective. Les paramètres thermodynamiques obtenus révèlent que l’adsorption est spontanée et endothermique. L’interaction de la lignine avec les ions chromate est rapide et sa cinétique suit l’équation de vitesse de sorption réversible de deuxième ordre de Lagergren dont les constantes de vitesse d’adsorption à l’équilibre augmentent en même temps que la température. Cette étude confirme que la lignine possède un potentiel d’adsorption important faisant d’elle un moyen efficace pour l’élimination du Cr (VI) des solutions aqueuses.

Lors de son fonctionnement, une machine tournante est le lieu de nombreux échanges thermiques et de sources de chaleur. Dans la littérature, les roulements font l'objet d'une attention toute particulière. En effet par leur fonctionnement les roulements ont tendance à produire de la chaleur en raison des frottements entre les différents éléments. Ces frottements se traduisent par de la fatigue qui peut entrainer un arrachement de matière sur les bagues ou les éléments roulants donnant naissance à un écaillage. L'écaillage, à son tour, produit un choc répétitif qui représente une nouvelle source d'énergie thermique. Ce travail propose un modèle physique pour l'étude du chauffage thermique d'un roulement à billes sain et d’un roulement endommagé en fonctionnement. Celui-ci s’appuie sur une théorie nodale considérant d’abord l'échauffement du roulement par friction et aussi par l'apport de chaleur dû à l'apparition d'un écaillage. La résolution du bilan énergétique est obtenue par la méthode nodale où l'échauffement dû au frottement et la chaleur induite par le passage des billes sur le défaut est pris en compte. Le modèle thermique proposé est validé par une analyse thermique expérimentale. Les résultats obtenus montrent que la température augmente dans les éléments où le défaut est localisé avec l'augmentation de la vitesse de rotation. Les mêmes résultats sont obtenus pour l'influence de la charge radiale.Le pronostic de défaillance des roulements peut être considéré comme une solution efficace. La prédiction précise de la durée de vie résiduelle (RUL) des roulements est indispensable pour des opérations sûres et optimisées dans le temps. Une nouvelle méthode met l'accent sur l'analyse des relations comme les corrélations entre l'indicateur de santé (IH) et la température est proposée. Nous développons une solution pour l'ensemble de données sur les roulements dans différentes conditions de fonctionnement et de sévérité des défauts. La performance de la méthode proposée est vérifiée par quatre ensembles de données sur les roulements recueillis dans le cadre d'une installation expérimentale. Les résultats montrent que l'indicateur de santé obtient des valeurs de monotonie et de corrélation assez élevées et qu'il est bénéfique pour la prédiction de la durée de vie du roulement
Many sources of heat can emanate from the operation of a rotating machine, and one of which is the friction among the different parts of the ball bearings. Over time, these frictions may lead to a tearing of matter of the rings or on the rolling elements that cause some type of degradation by flaking. Flaking, in turn, produces a repetitive shock as a new source of thermal energy. This work proposes a physical model for the study of the thermal heating of a ball bearing during operation. The resolution of the energy balance is achieved by the Nodal method where both the heating due to friction and the heat induced by the passage of the balls on defect are taken into account. The proposed thermal model is validated through an experimental thermal analysis. The obtained results show that the temperature increases in the position of defect ball ring with increasing rotational speed. The same results are obtained for the influence of radial load.Bearings failure prognostics, which aims to achieve an effective way to handle the increasing requirements for higher reliability and in the same time reduce unnecessary costs, has been an area of extensive research. The accurate prediction of bearings Remaining Useful Life (RUL) is indispensable for safe and lifetime-optimized operations. A new method focuses on analysing the relationships such as correlations between the HI and temperature is proposed. We develop a solution for the Connectiomics contest dataset of bearings under different operating conditions and severity of defects. The performance of the proposed method is verified by four bearing data sets collected from experimental setup. The results show that the health indicator obtains fairly high monotonicity and correlation values and it is beneficial to bearing life prediction

Les concepteurs d'automobiles souhaitent améliorer les performances des ensembles mécaniques de transmission de puissance soumises à des sollicitations sévères. Parmi les nombreux paramètres à prendre en considération, les pressions de contact des surfaces et la température de fonctionnement sont deux éléments très importants. Notre objectif était la recherche du couple matériau – traitement de surface résistant aux phénomènes de fatigue de contact sous des pressions de 2,5GPa à une température de 300°C. Les traitements thermochimiques par diffusion du carbone et de l'azote et des mécanismes de durcissement et de la mise en contraintes de compression associés à ces traitements permettent d'améliorer les propriétés des couches superficielles des pièces en acier. Trois approches sont envisagées pour répondre aux objectifs : 1) Le durcissement par précipitation de nitrures nanométriques de type CrN au cours de la nitruration profonde à 520°C des aciers alliés au chrome du type 32CrMoV13. C'est une solution satisfaisante pour atteindre les objectifs mais qui nécessite un traitement thermochimique de longue durée ; 2) Le durcissement par transformation de phase de type martensitique au cours d'une carbonitruration à forte concentration en azote permettant la précipitation de nitrures au cours du revenu à 300°C d'aciers faiblement alliés du type 27MnCr5 et 27CrMo4. Ce type de traitement ne permet pas de répondre aux objectifs, car les couches carbonitrurées évoluent rapidement avec l'augmentation de la température jusqu'à 300°C; 3) Le durcissement par trempe martensitique après l'enrichissement en carbone au cours d'une cémentation réalisé sur un acier 15NiMoCr10 contenant du silicium permettant de retarder la décomposition de la martensite avant 300°C. Les résultats de microindentation à 300°C montrent, que les caractéristiques élastiques de la couche cémentée et revenue sont réduites à des valeurs qui ne permettent pas de garantir une endurance suffisante de la surface de l'acier 15NiMoCr10 cémenté avec l'augmentation de la température jusqu'à 300°C sans qu'il soit procédé à des essais mécaniques en conditions réelles. Cet acier et le traitement de cémentation associé présentent toutefois un potentiel de caractéristiques qui justifie la mise en œuvre de ces essais
Car designers are seeking ways to improve the performance of power transmission mechanical parts which subjected to severe conditions. Attention should be drawn in particular to contact pressure and operating temperature. Our object was to seek a dual material – surface treatment resistant to contact fatigue phenomena under pressures of 2. 5GPa up to 300°C. Thermochemical treatments by carbon and nitrogen diffusion and hardening mechanisms associated with these treatments improve the surface properties of steels. Three approaches are considered in order to reach the objectives : 1) Hardening by chromium nitrides precipitation during nitriding (at 520°C) of chromium alloyed 32CrMoV13 industrial steel. It is a satisfactory solution to achieve the objectives; however, it requires a long thermochemical treatment; 2) Hardening by martensite transformation after carbo-nitriding with a high nitrogen concentration allowing nitrides precipitation during tempering at 300°C of slightly alloyed 27MnCr5 and 27CrMo4 steels. This type of treatment does not reach the objectives: carbo-nitriding layers evolve quickly with temperature increasing until 300°C; 3) Hardening by martensite transformation after carburizing of silicon alloyed 15NiMoCr10 steel. Silicon slows down martensite decomposition before 300°C. Results of microindentation at 300°C show that elastic characteristics of carburizing and tempered 15NiMoCr10 steel layer are reduced. The remaining values do not guarantee a sufficient endurance of steel carburised surface up to 300°C without it first being subjected to mechanical tests in real operating conditions. This steel and thermochemical treatment associated have however potential characteristics which justify these tests

Ces travaux de thèse concernent l’étude des effets des oscillations de faibles amplitudes sur la durée de vie en fatigue de contact pour des composants d’actionneurs de vol. Des outils théoriques et expérimentaux ont pour cela été employés.Un modèle semi-analytique de contact rugueux élasto-plastique a été codé puis utilisé. Celui-ci, couplé au modèle de Dang Van, a permis de réaliser une étude théorique de l’influence du sens de passage de contacts sur la durée de vie en fatigue. Une comparaison en fatigue entre mouvements continus et mouvements oscillants a ainsi pu être faite.Un banc bi-disque a été spécifiquement développé chez UTAS pour pouvoir réaliser des essais de fatigue de roulement aussi bien en mouvements continus qu’en mouvements oscillants. Des essais de lubrification ont été réalisés sur des éprouvettes en XD15NW et en CX13VD afin de caractériser le phénomène de faux effet Brinell. Des essais de fatigue en lubrification optimale ont finalement été réalisés sur les éprouvettes en XD15NW en mouvements continus et en mouvements oscillants, les résultats ont été comparés et mis en vis-à-vis avec ceux de l’analyse théorique
This PhD thesis is a study of small reciprocating motions effects on contact fatigue life of flight actuator components. Theoretical and practical tools are used for this purpose.A semi-analytical elasto-plastic rough contact code has been implemented and, then, used. This code, associated with Dang Van model, allowed us to perform a theoretical study of rolling direction effect on fatigue life. A comparison has been made between continuous motions and reciprocating motions.A twin-disc test bench has been specifically design at UTAS to allow us to perform rolling fatigue tests with continuous motions or with reciprocating motions. Lubrications tests have been done on XD15NW and CX13VD samples in order to study false brinelling phenomenon. Finally, fatigue tests in ideal lubrication conditions have been done on XD15NW samples with continuous motions and with reciprocating motions, results have been cross-checked each other and cross-checked with theoretical results

Le bruit de roulement contribue fortement au bruit perçu à l'intérieur de l'habitacle des automobiles. Ce bruit a pour origine le contact du pneumatique sur une chaussée rugueuse. En basses fréquences (0-400 Hz), il est transmis dans l'habitacle du véhicule essentiellement par la voie solidienne. La méthode actuelle de prévision de ce bruit chez PSA Peugeot Citroën repose sur une approche mixte calcul-mesure longue, coûteuse et pas suffisamment prédictive. Pour contourner ces limitations, une filière purement numérique est envisagée. Elle demande de modéliser le comportement vibro-acoustique du pneumatique en prenant en compte les effets liés à la rotation et de résoudre le problème de contact avec une chaussée rugueuse. Concernant la modélisation d'un pneumatique en rotation, des formulations des effets tournants d'un solide déformable sont établies en utilisant une approche Arbitrairement Lagrangienne Eulérienne (ALE). Ces formulations sont validées par une application sur un nouveau modèle simplifié du pneumatique. Il s'agit d'un modèle d'anneau circulaire incluant les effets de cisaillement soumis localement à une charge représentative de la masse du véhicule. Un modèle plus complexe d'ensemble monté pneu/roue/cavité intégrant l'ensemble des effets liés à la rotation est également validé par une comparaison avec des essais. Ensuite, le contact avec une chaussée réelle est formulé par différentes approches permettant de réduire le temps de calcul pour une utilisation industrielle. En particulier, le calcul du contact est décomposé en un calcul statique non linéaire suivi d'un calcul dynamique linéaire. La validation du modèle de contact est réalisée par une comparaison calcul/essai. Les résultats sont très satisfaisants
The rolling noise contributes significantly to the noise inside cars. This noise comes from the tire/road contact. In low frequencies (0-400 Hz), it is mainly transmitted into the cabin through structural vibration. The current method used at PSA Peugeot Citroen to predict this noise, is a mixed simulation/experimental approach which is long, expensive and not sufficiently predictive. In order to overcome these difficult, a full numerical approach is considered. It requires modeling the tire vibration by taking into account the rotating effects and the contact with the rough surface. Concerning the model of rotating tire, a formulation of a deformable solid is constructed by using an Arbitrary Lagrangian Eulerian approach (ALE). This formulation is validated by an application on a new simplified tire model which is a circular ring including the shear stresses and the non linear effects due to the vehicle weight. A more complex model composed of tire/wheel/cavity including all the rotating effects is also validated by comparison with experiments. Then the contact with a real road is calculated by different approaches to get the acceptable computing time for industrial uses. In particular, the calculation of the contact is divided into a non-linear static analysis followed by a linear dynamic calculation. The validation of this model is successfully achieved by comparison test results

Un appareil de mesure de la diffusivite thermique des materiaux a haute temperature (600 - 1800 k) est etudie. Son principe est base sur la methode periodique en geometrie cylindrique. Un etalonnage sur des materiaux ceramiques (cecorite et alumine) et metalliques (acier inoxydable aisi 304 l et nickel) a ete realise. L'appareil est bien adapte a la mesure des diffusivites inferieures a 0. 1 cm#2. S#-#1 rencontrees dans les ceramiques et les alliages metalliques. En revanche, la forte diffusivite des metaux purs n'est pas mesurable avec le dispositif dans sa forme actuelle. Une etude detaillee des erreurs experimentales montre que la principale source d'incertitude est liee a l'utilisation de capteurs thermoelectriques de contact. En effet, d'une part la taille finie de ces capteurs limite la connaissance de la distance entre les points de mesure, d'autre part, l'imperfection du contact apporte une imprecision par la variation brutale de temperature creee a l'interface capteur / echantillon. Des modeles mathematiques, valides a partir des resultats experimentaux obtenus sur la cecorite et l'alumine, demontrent que ces deux effets entrainent: un ecart apparent entre la valeur de la mesure a partir de l'amortissement du signal thermique et celle issue du dephasage ; une dependance des mesures avec la frequence. Pour les echantillons metalliques, l'emploi de couples thermoelectriques intrinseques minimise l'effet du contact. Sur les echantillons isolants electriques, l'utilisation d'un gaz neutre bon conducteur de la chaleur tel l'helium est preconise. La reduction de la taille des capteurs thermoelectriques est la principale amelioration de la precision envisageable. Le principe de la mesure des conductances thermiques de contact sur un echantillon cylindrique composite, avec le meme appareil, est etabli. Des mesures sur une interface modele nickel / nickel de macrorugosite controlee montrent un accord correct avec les resultats issus d'une modelisation geometrique classique du contact. L'appareil permet la mesure des conductances inferieures a 10 w. Cm#2. K#-#1

Les roulements à billes sont l’un des composants les plus importants et les plus critiques dans les turbomachines ou dans les éoliennes. Les butées à billes rencontrées dans les pieds de pales d’éoliennes doivent supporter des chargements très élevés, avec des bagues très fines par rapport aux dimensions du palier. Le roulement à quatre points de contact à haute vitesse est un autre exemple de bagues minces, où la cinématique interne est fortement liée à la géométrie des pistes qui elle, dépend de la rigidité des bagues et des logements. Pour cette application, les pistes intérieures et extérieures sont archées et bien souvent constituées de deux demi-bagues. La souplesse de ces dernières ainsi que celle du logement modifie la géométrie interne et l’interaction entre les composants. Il est proposé dans cette thèse un modèle permettant de dimensionner des roulements à billes à quatre points de contact, principalement dans le domaine d'application des turbines aéronautiques. Ce modèle est capable de rendre compte des déformations globales des bagues et de leur logement et environnement proche. Un ensemble de travaux existants et différentes possibilités envisagées pour la mise en place d’un modèle de roulement à bagues déformables est présenté pour définir une stratégie de couplage efficace entre un modèle analytique et un modèle éléments finis. La prise en compte de la souplesse des bagues s’appuie sur la résolution préalable d’un problème semi analytique de modélisation avec bagues rigides. Ensuite un couplage entre les résultats de ce modèle et un modèle éléments finis est réalisée pour prendre en compte la souplesse des bagues. Des choix sont nécessaires pour ce couplage, notamment sur la modélisation des contacts billes/bagues par l’utilisation de forces nodales pour simuler fidèlement ces contacts. Plusieurs méthodes sont ainsi évaluées pour calculer au mieux la nouvelle géométrie de la bague, en observant son comportement lorsqu'elle est soumise au contact d'une bille. Finalement, cette souplesse est intégrée au modèle semi analytique pour comparer le comportement d'un roulement à bagues rigides à celui d'un roulement à bagues souples. Des premiers résultats numériques sur une géométrie académique montrent des variations des grandeurs internes du roulement (angles de contact, ellipse de contact) ainsi qu’une meilleure répartition du chargement. Des essais ont été réalisés pour valider expérimentalement le modèle développé dans cette thèse. Les comparaisons par mesures du déplacement axial des bagues et des ondulations en surface des bagues montrent que la souplesse du support n’est pas négligeable, même dans le cas de bagues larges. Egalement, ces essais ont démontré la pertinence du couplage entre un modèle analytique et un modèle éléments finis pour rendre compte des déformations de bagues de roulements à billes à quatre points de contact
Ball bearings are one of the most important and most critical part in turbomachine and wind turbine. They require a careful design in order to create reliability and economic relevance, which leads to compact bearings with high dynamic and static load capacity. Then ball bearing encountered in wind turbine must carry high loads, with thin rings regarding mean diameter of the bearing. High speed four point contact ball bearing is another example of thin rings, where internal kinematics is highly linked to raceway geometry, and raceway geometry depends on rings and housing stiffness. For this application, internal and external ring are arched and frequently made of two parts. There stiffness change the internal geometry and interaction with bearings components. It implies a change in load distribution and internal speed. As a consequence bearing and housing stiffness is an important parameter in order to estimate the admissible loads for the bearing. This thesis propose a model for the four point contact ball bearing, mainly for aeronautical turbine engine. This model can account for structural ring deformation as well as of housing deformation. Some existing work and different possibility for such a model are presented in order to define a coupling strategy between an analytical model and a finite element model. The accounting for ring stiffness rely on the resolution of a rigid ring semi analytical model. Then a coupling between this results and finite element results is done in order to account for ring stiffness. Some choices are made for the coupling, especially on ball/ring interaction by using nodal forces to model contact with fidelity. Some methods are evaluated to compute new ring geometry due to contacts with balls. Finally this stiffness is integrated in the semi analytical model in order to compare the behavior of rigid ring bearing with deformable ring bearing. First numerical results on an academic bearing shows change in internal parameter (contact angle, contact ellipse) and a better load distribution. Some experimental tests are made in order to validate the model presented in this thesis. Comparison on axial displacement and ring surface undulation shows that housing stiffness is not negligible even with large ring bearing. This tests show the relevance of a coupling between an analytical model and a finite element model in order to account for ring deformation in four point contact ball bearing

En freinage ferroviaire, l' augmentation continue des énergies et puissances de freinage nécessite d amellorer les capacItés des differents systemes existants. Ces conditions d'exploitation de plus en plus contraignantes imposent notamment d'étudier le comportement tribologique des couples de matériaux de friction utilisés dans les freins à disque sous sollicitation de freinage très sévère. Cette thèse traite de l'étude tribologique menée dans le cadre du développement d'un Frein A Performances Améliorées (FAPA) par le refroidissement actif du patin. Ce concept implique l'inversion des matériaux du disque et du patin afin de diriger le flux dissipé vers le patin. L'étude, qui repose sur des essais à échelle réduite sur un tribomètre de freinage, comporte trois parties. La première partie concerne la représentativité des essais à échelle réduite compte tenu de la sévérité de la sollicitation thermique. Des règles de changement d'échelle sont développées et validées expérimentalement. La seconde partie concerne la caractérisation tribologique de plusieurs couples de matériaux, tant en configuration classique (disque métallique - patin composite à matrice organique (CMO)) qu'en configuration inverse (disque CMO - patin métallique). Elle a permis d'étudier d'une part l'influence de l'inversion des matériaux et d'autre part l'emploi de matériaux métalliques à haute diffusivité thermique. La troisième partie, à caractère plus fondamental, concerne l'influence de la composition du matériau CMO sur le comportement tribologique et la compréhension des mécanismes physiques de frottement activés en freinage. Un 3ème corps, essentiellement composé de plaques planes et de lits de poudre, est mis en évidence. Le circuit tribologique proposé présente un caractère général, valable pour l'ensemble des matériaux étudiés. Le caractère transitoire du freinage est étudié à partir d'essais interrompus et de l'observation in situ en thermographie de la piste de frottement. Les phénomènes physiques de frottement sont corrélés aux phénomènes de localisation thermique

Le contact frottant peut être à l’origine de vibrations comme le crissement. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’influence des paramètres géométriques, matériau et d’historique de frottement sur les occurrences de crissement.Un dispositif expérimental a été développé. Il est basé sur une architecture simplifiée permettant une maîtrise du comportement dynamique. Une instrumentation associée a aussi été mise en place. En parallèle, un modèle éléments finis a été introduit afin d’aider au dimensionnement et de réaliser des études paramétriques. Pour cette étude, deux matériaux ont été utilisés. Le premier, à formulation réduite, a été développé spécifiquement pour cette étude, le second est un matériau commercial.Dans une première étude, l’influence de la géométrie de contact entre le pion et le disque a été réalisée. Elle a montrée des modifications de comportement dynamique en lien avec l’évolution longueur de contact. Le modèle élément fini a montré l’importance de prendre en compte l’aspect non linéaire du matériau qui a été pris en compte à l’aide d’un modèle semi-analytique.Une seconde étude a été consacrée à l’étude de l’influence du matériau, de l’historique de frottement et du chargement thermique sur deux matériaux. Des simulations numériques couplées à des caractérisations du matériau ont permis d’apporter des éléments de compréhension aux comportements dynamiques observés. Enfin, l’étude se termine par une mise en œuvre du matériau commercial sur un dispositif expérimental différent. Une analyse fine de la surface de contact a été réalisée lors d’essais interrompus dans des états bruyants et silencieux. Les résultats montrent peu d’influence de l’évolution de la surface de contact sur les occurrences de crissement
Sliding contact can cause sound vibrations like squeal for example. The aim of this PHD is to study the influence of geometric parameters, material and friction evolution of squeal occurrences. An experimental set-up has been specially developed. It is based on a simplified architecture which allows a control of the dynamic behavior. Specific instrumentation has also been taken into account. An other hand, a finite element model has been introduced to help to design and permit to conduct to parametric studies. For this study, two kinds of material were used. The first one was specifically developed for this study with a reduced formulation while the second one was a typical commercial material. Firstly, the influence of contact geometry between the pin and the disk was performed. It has shown that the contact length deeply changes the dynamic behavior. The finite element model showed the keyrole of the non-linear aspect of the material. This aspect has been taken into account in a semi- analytical model. Secondly, the study has been devoted to the influence of the material, the evolution of friction and thermal loading. Results showed different behaviors for each material. The commercial material is more sensitive to the friction evolution. Numerical simulations enriched by material characterizations were allowed to bring some understanding to the observed dynamic behavior. Finally, the study concludes with an implementation of the commercial material on a different experimental set-up. A detailed analysis of the contact surface was achieved during tests interrupted in noisy and silent states. The results show little influence of the evolution of the contact area on the occurrence of squeal

L’utilisation des batteries lithium-ion est dorénavant une technologie de choix pour le secteur automobile notamment pour son utilisation dans les véhicules hybrides et électriques, du fait d’une importante densité d’énergie disponible ainsi que d’une forte densité de puissance nécessaire à la traction d’un véhicule. Cependant, à cause de l’importante énergie embarquée, la sécurité de tels dispositifs doit être renforcée. Il a été rapporté qu’en conditions abusives de température, l’effet cumulé de la dégradation d’un électrolyte utilisant le sel LiPF6 et l’effet catalytique de matériaux d’électrode positive mène à la formation d’espèces organo-fluorées telles que le 2-fluoroéthanol. Ce projet de thèse vise alors à approfondir la compréhension du rôle des matériaux d’électrode positive vis-à-vis de la dégradation d’électrolyte à base de LiPF6, notamment en étudiant la nature des gaz produits en conditions abusives de température. Pour mener à bien ce projet, un dispositif permettant une analyse in situ des gaz formés a été développé. Le rôle de l’eau sur la formation des espèces organo-fluorées fait également l’objet d’une attention toute particulière. L’influence de plusieurs matériaux d’électrode positive sur la nature des produits de dégradation de l’électrolyte a pu être mise en évidence. Ce travail a ainsi permis d’évaluer l’influence de différents paramètres sur la dégradation thermique de l’électrolyte en vue de prédire le choix des différents constituants d’une batterie lithium-ion
The use of lithium-ion batteries is now a technology of choice for the automotive sector especially for its use in hybrid and electric vehicles, due to a high density of energy available as well as a high power density necessary to the traction of a vehicle. However, due to the high on-board energy, the safety of such devices must be enhanced. It has been reported that under abusive thermal conditions the cumulative effect of degradation of a LiPF6-based electrolyte and the catalytic effect of positive electrode materials leads to the formation of fluoro-organic species such as 2-fluoroethanol. This thesis aims to deepen the understanding of the role of positive electrode materials towards the degradation of LiPF6-based electrolyte, in particular by studying the nature of the gases produced under abusive thermal conditions. To carry out this project, a device allowing an in situ analysis of the formed gases has been developed. The role of water on the formation of fluoro-organic species is also the subject of a particular attention. The influence of several positive electrode materials on the nature of the degradation products of the electrolyte has been demonstrated. This work allowed to evaluate the influence of different parameters on the thermal degradation of the electrolyte in order to predict the choice of the various constituents of a lithium-ion battery

Les interconnexions des circuits intégrés sub-0.25µm nécessitent l'intégration d'isolants «low-K» à plus faible permittivité diélectrique que SiO2 (~ 4.4) tel que le SiLK™ (~ 2.65), un matériau organique prometteur. Mais sa gravure plasma conduit à l'obtention de structures en forme de tonneau («bow»), alors que les profils gravés doivent rester anisotropes pour les étapes ultérieures d'intégration. Afin de réduire le bow, cette étude montre que la passivation des flancs des structures gravées est nécessaire, et fortement corrélée à la dégradation («graphitisation») du SiLK et à la présence de résidus carbonés peu volatils dans le plasma. La présence de sources carbonées autres que le SiLK™ permet aussi d'améliorer la passivation. L'étude du phénomène à l'origine du bow montre enfin que les charges électrostatiques jouent un rôle majoritaire dans la déflexion des ions sur les flancs. Ces résultats intéressent également tous les low-Ks à faible seuil de gravure ionique réactive.