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Dissertations / Theses on the topic 'Fibre continue'
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Margueritat-Regenet, Caroline. "Elaboration et caractérisation de fils composites C/Al : infiltration spontanée et continue par activation chimique du mouillage." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005642.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de développer un procédé peu coûteux d'élaboration en continu, sous air et à pression atmosphérique, de fils composites à fibres longues de carbone (50% en volume) incorporées dans une matrice daluminium. Cela passe nécessairement par la maîtrise de deux problèmes inhérents au couple C/Al : le non mouillage des fibres par laluminium liquide en dessous de 900°C et la formation de carbures fragiles à l'interface carbone/aluminium liquide. L'activation chimique du mouillage est assurée par un sel fluoré à base de potassium et de zirconium. Il s'agit de dissoudre la couche d'alumine et d'engendrer localement une réaction exothermique suffisante à l'interface C/Al pour promouvoir le mouillage.La mèche de fibre (Torayca T700S-12K) étant commercialisée avec 1% en masse densimage, une première étape a consisté en l'élimination de cette couche d'époxy par dégradation thermique sous air. D'une part, il a été construit un diagramme pour le choix des paramètres de désensimage (température du four, vitesse de défilement) minimisant la perte des propriétés mécaniques des fibres. D'autre part, la cinétique du phénomène de désensimage a été établie afin de prévoir le désensimage " dynamique " sur le pilote en connaissant le profil thermique de la mèche pour les conditions opératoires données.
La mèche est ensuite trempée dans une solution aqueuse saturée d'un sel fluoré à 95°C puis séchée sous air, dans la seconde étape, dite de traitement au flux pour laquelle les paramètres opératoires sont la vitesse de défilement et la composition du flux. Il s'est agi ici d'étudier, plus particulièrement, le vieillissement de la solution aqueuse et la qualité du dépôt de cristaux sur la mèche (morphologie, répartition et quantité). D'une manière générale, le coeur de la mèche est beaucoup moins bien traité que sa surface. Laction de plusieurs composés fluorés sur le mouillage des fibres par l'aluminium a été regardé. Un schéma réactionnel s'appuyant essentiellement sur une étude ATD a mis en évidence le rôle favorable de l'oxydation par l'air de l'aluminium natif pour l'imprégnation du coeur du composite. Comparée à la toute première réaction flux/alumine, cest principalement la réaction flux/aluminium liquide qui engendre lélévation suffisante de température permettant dinitier l'infiltration.
Enfin, la mèche passe par un bain d'aluminium liquide (99,7% en masse) à 710°C sous air : c'est l'étape d'infiltration dont les paramètres sont la température du bain et la vitesse de défilement. Dans cette dernière étape, le but était de définir la microstructure et les propriétés du fil composite élaboré selon les conditions optimales. Des observations fines au MET indiquent la présence de précipités Al3Zr et Al4C3 à linterface fibre/matrice. Cette adhésion chimique contribue à limiter la tenue mécanique du fil tout comme la distribution inhomogène des fibres, la présence de porosités naturelles et de cryolithe solidifiée. Le meilleur fil composite a été obtenu pour une vitesse lente (1m/min) et une température moyenne du bain (710°C)°. Sa résistance à la traction ne dépasse pas 520Mpa pour une fraction volumique de fibres de 40%, ce qui suggère de minimiser les dégradations diverses subies par le renfort dans les trois étapes et les défauts liés à l'infiltration réactive.
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Dubrasquet, Romain. "Etude et développement de sources laser à fibre dopées Ytterbium émettant à des longueurs d'ondes exotiques pour des applications industrielles et médicales." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0415/document.
Full textAbstract:
La technologie des lasers à gaz Argon et Hélium Cadmium ionisés est obsolète et leurs production est abandonnée. Etant donné le vaste champ des applications basées sur les longueurs d’onde (488 nm, 325 nm) générées par cette technologie, il apparait essentiel d’imaginer une solution alternative. Les travaux exposés dans ce manuscrit traitent de l’étude des solutions apportées par la conversion en fréquence des lasers à fibre dopées ytterbium fonctionnant sur leur transition 3 niveaux à 976 nm. Les conditions d’obtention d’un effet laser sur cette transition particulière où section efficace d’émission et d’absorption sont confondues sont tout d’abord explicitées. Ensuite, nous présentons le développement d’une source laser continue monofréquence à 976 nm permettant de générer plus de 35W en limite de diffraction (M²<1.1). Le doublement en fréquence de cette source fondamentale à 976 nm dans des cristaux à alternance de polarisation (PPsLT) conduit à générer plus de 4W à 488 nm (bleu) en simple passage avec un niveau de bruit d’intensité extrêmement bas (0,05%rms sur la gamme 100Hz – 10MHz).Puis, nous relatons la démonstration de plus de 760 mW à la longueur d’onde ultraviolette de 325,3 nm à partir d’une laser à fibre impulsionnel nanoseconde (5ns ; 100 kHz) triplé en fréquence dans deux étages de cristaux non linéaires (LBO 20mm type I puis type II) délivrant près de 7,6 W soit une énergie de 73μJ et une puissance crête de 14,3kW à la longueur d’onde fondamentale de 976 nm et une puissance de 2,8 W à 488 nm à la seconde harmonique. L’efficacité de conversion de l’IR vers l’UV est donc de 10%. Enfin, nous rapportons la génération de plus de 2 W à 325,3 nm en régime picoseconde (15ps ; 20MHz) par triplement en fréquence (cascade de deux LBO) d’un laser à fibre générant une puissance moyenne de 16 W à 976 nm soit une énergie de 0,8 μJ et une puissance crête de 52kW. Ce qui représente une efficacité de conversion de 12%Gas laser technology (Ar ion and HeCd lasers) is now largely obsolete, with new production rapidly disappearing. Given the vast application domain based around these wavelengths (488nm, 325 nm…), it seems extremely important to develop alternative solutions. The work presented in this thesis covers the study of relevant solutions via frequency conversion of Yb fiber lasers emitting on the three level transition at 976 nm. The necessary conditions for laser operation in this zone where absorption and emission peaks are superimposed are presented. Next, we present the development of a single mode, single frequency source at 976 nm giving a record 35W output power with diffraction limited performance (M2<1.1). Frequency doubling of the fundamental radiation in a PPSLT crystal allowed the generation of more than 4W of output at 488 nm in a single pass configuration with extremely low noise (0.05%RMS from 100Hz to 10MHz).Subsequently, 760 mW of output power was generated at 325 nm via frequency tripling of a multi-watt nanosecond source at 976 nm (5ns, 100 kHz). Type I and type II interactions in LBO were used in this case allowing us to demonstrate an overall conversion efficiency of 10% from IR to UV.Finally, we report on the generation of 2W of output power at 325 nm by frequency tripling of a 15 ps laser generating 16W at 976 nm, representing a pulse energy of 0.8μJ and a peak power of 52 kW (conversion efficiency of 12%)
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Coulson, MiKe. "Conductivité, diffusivité, émissivité thermiques de composites poly (EtherKetoneKetone) - charges carbonées : fibres continues et particules." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30215.
Full textAbstract:
L'objectif de ces recherches est l'amélioration du procédé de placement de fibre par dépose laser, appliqué à des composites Poly(EtherKetoneKetone) / fibre carbone continue. L'optimisation des paramètres de dépose implique l'étude de la stabilité de la matrice, ainsi que l'analyse du comportement thermique des composites. La conductivité et diffusivité thermiques, ainsi que l'émissivité sont les paramètres clés pour comprendre le comportement des transferts volumiques et surfacique dans ces matériaux. Des composites PEKK/particules de carbone ont été élaborés afin d'étudier l'effet de la morphologie du carbone sur les paramètres thermiques. L'émissivité des composites PEKK / fibres continues a été mesurée en comparant les radiations émises par le matériau et celle émises par un corps noir à la même température. La conductivité et la diffusivité thermiques, qui sont des paramètres intrinsèques au composite, augmentent avec le taux de charge et la température. Ces deux paramètres ont été étudiés en fonction de la Température, dans le cas de composite PEKK / fibre carbone continue et PEKK / particules de carbone pour plusieurs taux de charge: The aim of this research is the improvement of the laser depositing fiber placement process, applied to Poly (EtherKetoneKetone) / continuous carbon fiber composites. The optimization of deposit parameters implies the investigation of the stability of the matrix and of the thermal behavior of composites. Thermal conductivity, diffusivity, and optical emissivity, are the key parameters for understanding the behavior of volume and surface conduction of composites. PEKK / carbon particle composites have been processed to study the effect of carbon morphology on thermal parameters. The emissivity of the PEKK / continuous fiber composites was measured by comparing the radiation emitted by the material with the one emitted by a black body at the same temperature. Thermal conductivity and diffusivity, which are intrinsic parameters of the composite, increase with the rate of charge and the temperature. These two parameters have been studied as a function of temperature, in the case of PEEK / continuous fibers composites and PEKK / carbon particles composites for various charge rates
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Villard, Pascal. "Etude du renforcement des sables par des fils continus : modelisation et applications." Nantes, 1988. http://www.theses.fr/1988NANT2017.
Full textAbstract:
Modele numerique du materiau texsol, en associant un modele elastoplastique pour le sol (vermeer) et une loi non lineaire integrant les caracteristiques des fils (dosage, orientation, distribution). Developpement de deux logiciels par elements finis: problemes axisymetriques (comparaison a essais triaxiaux) et en deformation plane (murs)
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Vienney, Martine. "Etude d'un procede de retention de biomasse pour le fonctionnement de reacteurs biologiques a l'alimentation continue : son application au traitement anaerobie des effluents industriels." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2339.
Full text
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Limaiem, Sarra. "Étude et développement d’une interface fibre-matrice spécifique dans les composites à matrice thermoplastique renforcés en fibres de verre continues." Thesis, Mulhouse, 2016. http://www.theses.fr/2016MULH8553.
Full textAbstract:
Au cours de cette étude, il a été question de développer une méthodologie d’élaboration et d’évaluation de la qualité de l’interface fibre-matrice au sein d’un composite à matrice polyamide 12 renforcé par du verre. Un modèle macroscopique a été élaboré dans un premier temps sous forme d’un assemblage lame de verre/film polyamide 12, et plusieurs promoteurs d’adhésion, principalement des organosilanes, de fonctionnalités différentes et compatibles avec la matrice polyamide ont été testés. La qualité du greffage a pu être caractérisée grâce à des techniques d’analyses physico-chimiques adaptées (AFM, PM-IRRAS, mouillabilité,…), et la performance adhésive des assemblages a pu être évaluée par des tests mécaniques spécifiques (pelage, clivage). Dans une seconde étape, le protocole de dépôt décrit à l’échelle macroscopique a été adapté à l’échelle des fibres de verre, plus particulièrement à l’échelle mésoscopique des fibres optiques. Des essais mécaniques spécifiques à l’échelle microscopique (fragmentation) ont été réalisés afin d’évaluer la performance adhésive de l’interface dans les assemblages concernés. Une étude focalisée sur la compréhension des mécanismes interfaciaux a également été réalisée afin de clarifier la nature des interactions établies à l’interface fibre-matrice. Grâce aux différentes techniques de caractérisation physico-chimiques il a été possible de mettre en évidence l’influence de différents paramètres expérimentaux, tels que la durée du greffage, la densité de greffage et la chimie des surfaces traitées, sur la cristallisation de la matrice à l’interface. La dernière partie de ce travail de thèse concerne le passage à l’échelle du semi-produit sous forme de rubans. Des analyses des propriétés de l’interface ainsi que des caractéristiques mécaniques ont été réaliséesDuring this study, the aim was to develop a methodology to elaborate and evaluate the quality of the fiber-matrix interface in a glass fiber reinforced polyamide 12 composite.At first, a macroscopic model was developed using a glass slide/polyamide 12 film assembly. Several organosilane adhesion promoters with different features and compatible with the polyamide matrix were tested. The grafting quality was characterized through appropriate physico-chemical analytical techniques (AFM, PM-IRRAS, Wetting…), and the adhesive performance of the assemblies was evaluated by specific mechanical tests (Peel test, Wedge test). In a second step, the deposition procedure described in macroscopic scale has been adapted to the glass fibers’ scale, more particularly to optical fibers. Specific mechanical tests were performed (fragmentation test) to assess the adhesive performance at the interface of the concerned assemblies.A study focused on the understanding of the interfacial mechanisms was also conducted to clarify the nature of the interactions established at the fiber-matrix interface. Thanks to the different physico-chemical characterization techniques, it has been possible to demonstrate the influence of various experimental parameters such as the surface treatment time, the grafting density and the chemistry on the treated surfaces on the crystallization of the matrix at the interface. The last part of this work concerns the transition to the semi-scale form of ribbons. The analysis of the interface’s properties and the mechanical characteristics has been investigated
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Larivière, Damien. "Influence de l'interface fibre/matrice sur l'endommagement et le comportement mécanique de composites thermoplastiques à fibres de verre continues." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2001/50376-2001-227.pdf.
Full textAbstract:
Le développement de nouveaux composites co-mêlés à fibres continues et matrice thermoplastiques de grande diffusion verre/PP a apporté a priori une solution technologique, économiquement satisfaisante, aux problèmes de conservation, de mise en œuvre, de fragilité voire de recyclage des composites thermodurcis. Cependant, la jeunesse de ces nouveaux matériaux constitue paradoxalement un frein à une utilisation industrielle plus large, du fait d'une maîtrise imparfaite de leur comportement, notamment pour ce qui est du rôle de l'interface fibre/matrice. Le programme de recherche développé dans le cadre de ce travail a permis de préciser la sensibilité de diverses méthodes expérimentales (traction transversale, mécanique de la rupture, émission acoustique, fractographie) au paramètre 'interface', de mettre en évidence, d'une part, certaines grandeurs caractéristiques susceptibles d'être influencées de manière conséquente par une modification de la qualité interfaciale dans des proportions dépassant parfois 100% et, d'autre part, les effets séparés et couplés d'ensimages des renforts et de couplage de la matrice en termes de niveau d'adhésion fibre/matrice. Il est apparu en particulier qu'il était économiquement plus intéressant de porter les efforts de développement sur les ensimages des renforts plutôt que sur le couplage des matrices. A été mise en évidence, en outre, une instabilité du réseau physico-chimique constituant l'interphase entraînant la variation du comportement mécanique macroscopique du matériau au cours du temps dans des proportions significatives. Enfin, l'application de la mécanique de la rupture en mode I a permis de séparer les mécanismes d'amorçage et de propagation de fissures sur lesquels la qualité de l'interface/interphase a une influence spécifique.
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Lapointe, Marc-André. "Lasers à fibre de puissance opérés en régime continu." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27088/27088.pdf.
Full textAbstract:
Le présent projet de recherche porte sur les lasers à fibre de haute puissance opérés en régime continu. L’objectif premier est la conception et la réalisation d’un laser de 400 W de puissance de sortie utilisant une fibre dopée à l’ytterbium. La grande variété de lasers fabriqués au cours de ces travaux a permis l’étude des effets thermiques, des limitations en puissance et du comportement de la raie spectrale d’émission.
L’étude comprend des simulations numériques caractérisant le comportement des lasers à fibre opérés en régime continu. Différentes configurations de lasers ont été expérimentées à une puissance de signal de 100 W. Les échanges de chaleur dans les fibres à double gaines ont été analysés pour contourner les difficultés engendrées par la grande puissance de ces lasers. Le concept de résistance de contact est amené pour expliquer l’élévation de température des fibres actives. Les travaux ont abouti à la réalisation de lasers monomodes de plus de 350 W de puissance de sortie, et cela, limités uniquement par la disponibilité des pompes. Parce que la photodégradation est la principale difficulté des lasers à fibre de puissance, plusieurs compromis, notamment sur le choix technologique des composants, ont été nécessaires pour atteindre les objectifs de puissance et de qualité de faisceau.
Un outil pour prédire l’élargissement spectral des lasers à fibre de haute puissance a été développé. Il est montré que le mélange à quatre ondes élargit la raie d’émission de ces lasers. L’élargissement du spectre de sortie, selon une fonction de la puissance, a été vérifié expérimentalement dans diverses configurations d’oscillateur.This research project focuses on high power fiber lasers operated in the continuous regime. The main objective is the implementation of a 400-W fiber laser using ytterbium- doped double clad fiber. The wide variety of high power fiber lasers assembled during this work has enabled the study of the thermal effects, the power limitations and the behavior of the output spectrum. The study includes simulations that characterize the behavior of fiber lasers operated in the continuous regime. Different laser configurations were tested at a signal power of 100 W. The heat transfer in double clad fibers was analyzed to circumvent the difficulties caused by the important amount of heat generated by these lasers. The concept of contact resistance is brought in to explain the temperature rise of active fibers. This was necessary for the realization of single-mode fiber lasers with over 350W of output power. The output power was only limited by the availability of pumps. Several compromises were necessary to achieve the high output power and the diffraction-limited beam quality. Thus, the photodarkening of the ytterbium doped fiber is still an issue for this kind of lasers. A tool to predict the spectral broadening of high power fiber lasers has been developed. It is shown that four-wave mixing broadens the outpu t spectrum of these lasers as a function of output power. The broadening of the output spectrum has been experimentally verified by the implementation of various lasers with different configurations. A theoretical model is presented, which shows a good agreement with experimental data.
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Bale, Jefri Semuel. "The damage observation of composite using non destructive testing (NDT) method." Thesis, Paris 10, 2014. http://www.theses.fr/2015PA100067/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier le comportement de l'endommagement des matériaux composites sous chargement statique et fatigue par contrôle non destructif (C.N.D) thermographie et soutenu par émission acoustique et la tomographie (CT scan). Pour cela, ce unidirectionnels composite à fibres de verre (GFRP) et discontinue composite à fibres de carbone (DCFC) ont été utilisés comme les éprouvettes qui ont fourni par PSA peugeot citröen, France. Une série d'essais mécaniques a été réalisée pour déterminer le comportement de l'endommagement sous chargement statique et fatigue. Pendant tout des essais mécanique, la thermographie a été utilisé pour l'observation en temps réel pour suivre l'évolution des températures sur la surface de l'éprouvette et supporté par émission acoustique dans certaines conditions. Cette étude a utilisé une forme rectangulaire et se compose d'éprouvettes trouées et non trouées au centre de l'éprouvette. La vitesse de déplacement constante est appliquée pour observer l'effet sur le comportement de l'endommagement sous chargement de traction statique. Sous les essais de fatigue, le paramètre constant de la fréquence et de l'amplitude de stress a été étudiée pour chaque niveau de charge pour avoir les propriétés de fatigue et l'évolution de l'endommagement de l'éprouvette. La tomographie a été utilisée pour confirmer l'apparition de l'endommagement et l'etat du matériau après l'essai de fatigue. L'analyse des résultats de l'expérimentation et de l'observation NDT montré le bon accord entre les résultats mechnical et NDT thermographie avec prise en charge par l'observation de l'émission acoustique en détecter l'apparition et la propagation de l'endommagement de GFRP PRV et DCFC sous chargement de statique en traction. Les essais en fatigue montrent que la dissipation thermique est liée à l'évolution de l'endommagement et également thermographie et peut être utilisé avec succès pour déterminer la limite d'endurance (HCFS) et la courbe de Wöhler du matériau composite. Les résultats par CT scan ont mesurée avec succès les endommagements et l'état du matériau après essai de fatigue du matériau compositeThe aim of this study is to investigate the damage behaviour of composite material in static and fatigue condition with non destructive testing (NDT) thermography method and supported by acoustic emission and also computed tomography (CT) scan. Thermography and acoustic emission are used in real-time monitoring techniques during the test. On the other hand, NDT observation of tomography is used for a post-failure analysis. In order to achive this, continuous glass fiber composite (GFRP) and discontinuous carbon fiber composite (DCFC) have been used as the test specimens which supplied by PSA Company, France. A series of mechanical testing was carried out to determine the damage behaviour under static and fatigue loading. During all the mechanical testing, thermography was used in real-time observation to follow the temperature change on specimen surface and supported by acoustic emission in certain condition. This study used rectangular shape and consist of specimen with and without circular notches (hole) at the center. The constant displacement rate is applied to observe the effect on damage behaviour under tensile static loading. Under fatigue testing, the constant parameter of frequency and amplitude of stress was explored for each load level to have the fatigue properties and damage evolution of specimen. The tomography was used to confirm the appearance of damage and material condition after fatigue testing. The analysis from the experiment results and NDT observation shown the good agreement between mechnical results and NDT thermography with supported by acoustic emission observation in detect the appearance and propagation of damage for GFRP and DCFC under static loading. Fatigue testing shows that thermal dissipation is related to the damage evolution and also thermography and can be successfully used to determine high cycle fatigue strength (HCFS) and S-N curve of fiber composite material. From post failure analysis, CT scan analysis successfully measured and evaluated damage and material condition after fatigue test for fiber composite material. v
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Veyrat, Alain. "Procédé électrochimique de traitement en continu de fibres de carbone par greffage d'amines ou de groupements aryls substitués." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL055N.
Full textAbstract:
L’objectif de cette étude est la conception et la réalisation d'un dispositif pilote de traitement de surface de fibres de carbone. Le traitement consiste en une oxydation électrochimique dans un milieu acétonitrile qui aboutit au greffage de fonctions aminées à la surface des fibres. Cet apport d'azote améliore fortement l'adhésion entre les fibres et les résines époxydes dans les matériaux composites. Le phénomène, mis en évidence par voltamétrie, est caractérisé par des analyses de surface ESCA. La cinétique du greffage de l'éthylènediamine a été étudiée sur des électrodes de fibres fixes en faisant varier leur longueur et le potentiel d'électrode appliqué. Les mesures d'intensité ont montré le rôle prépondérant de l'amine dans l'oxydation ainsi que la décroissance de l'activité le long de l'électrode. Les performances du greffage dans un dispositif ou la mèche de fibres circule dans divers bains ont été évaluées suivant trois modes de fonctionnement de la cellule électrochimique: contrôle du potentiel d'électrode, de la tension de cellule ou de la distribution de courant dans la cellule. La quantité d'azote fixée sur les fibres dépend principalement de la vitesse de défilement du fil dans la cellule. Une quantité importante de fibres traitées à la triéthylènetétramine a été produite, afin de préciser l'apport du traitement aminant au niveau des propriétés mécaniques des composites. Les résultats sont comparés avec ceux issus d'un autre procédé de traitement électrochimique, conduisant également à un apport d'azote en surface des fibres après la réduction de sels de diazonium en milieu acide
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LIEUTIER, MICHEL. "Etude experimentale de la coupure d'un courant continu par mise en oscillation de l'arc electrique." Clermont-Ferrand 2, 1990. http://www.theses.fr/1990CLF2D221.
Full textAbstract:
Cette these decrit un procede de mise en oscillation de l'arc afin de creer un zero de courant dans un appareil de coupure. Il utilise, en parallele sur un contacteur, un circuit oscillant lc de commutation et une varistance. Des la separation des contacts, l'oscillation de l'arc peut etre croissante et provoquer un passage par zero. Le courant de ligne est alors derive dans la capacite puis dans la varistance ou l'energie du systeme se dissipe. Le dispositif experimental met en uvre: un capteur destine a extraire la tension d'arc (<200 v) de la tension atteinte aux bornes du contacteur (>1000 v); une matrice de vingt fibres optiques qui permet de determiner la geometrie de l'arc; un systeme de fibres fluorescentes qui mesure son intensite lumineuse. Dans la gamme de tension exploree (jusqu'a 450 v), on peut tirer les conclusions suivantes: la coupure des courants inductifs (<20 a) est realisee avec des durees d'arc tres faibles (quelques ms); l'arc, au cours des oscillations conduisant au zero, reste entre les contacts; le courant d'arc et son intensite lumineuse sont proportionnels. Par rapport a la technique classique de soufflage dans une chambre, qui engendre des durees d'arc importantes (plusieurs dizaines de ms), l'utilisation d'un circuit de commutation permet donc de reduire l'usure des contacts et les dimensions de l'appareil de coupure. Une modelisation du circuit, a partir de l'equation de mayr, permet de simuler l'evolution du courant dans l'interrupteur
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Bequet, Stéphane. "Procédé de photogreffage en continu de membranes fibres creuses." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30145.
Full text
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MAMHOUD, ABDELLATIF. "Morphogenese solitonique dans un laser brillouin a fibre optique pompe en continu." Nice, 1996. http://www.theses.fr/1996NICE4948.
Full textAbstract:
Ce travail ambitionne de contribuer a la comprehension de la dynamique d'un laser brillouin a fibre optique pompe en continu. Il porte sur l'analyse de stabilite dans le cas d'une fibre longue dont la courbe de gain contient un grand nombre de modes longitudinaux. Cette analyse permet de decrire la transition du regime stationnaire vers le regime impulsionnel en fonction d'un seul parametre de controle, le recouplage r pour un gain l donne, ou l pour r donne. La retrodiffusion brillouin stimulee (rdbs) est etudiee a l'aide de deux modeles. D'abord, avec le modele d'une onde acoustique a reponse instantanee, on montre que la bifurcation est singuliere, avec destabilisation du mode de frequence infinie pour une valeur critique r#i#n#t#c#r#i#t calculee analytiquement. Neanmoins, applique a un milieu infini, ce modele donne une nouvelle solution solitaire dissipative, dont la vitesse est reliee a l'amplitude de la structure localisee. Ensuite, avec le modele coherent a trois ondes, on obtient une bifurcation de hopf reguliere. Au voisinage de r#c#r#i#t > r#i#n#t#c#r#i#t, seul le mode fondamental (correspondant a la frequence de recurrence de la cavite), ou le mode a la frequence double sont instables ; les autres harmoniques sont destabilises pour des valeurs inferieures de r. Pour r < r#i#n#t#c#r#i#t, tous les modes se couplent et donnent naissance a une impulsion ; c'est la morphogenese des quasi-solitons brillouin. Les simulations numeriques du modele coherent, avec et sans effet kerr optique, ainsi que les resultats experimentaux dans une cavite a fibre optique en anneau pompee en continu par un laser a argon ionise, confirment ce scenario de bifurcation. Dans une configuration fabry-perot, certains auteurs avaient obtenu un comportement chaotique par un couplage fort de la rdbs et de l'effet kerr optique dans le cas d'une fibre sans maintien de polarisation, justifiant leur resultat par une analyse de dimension fractale par la methode de grassberger-procaccia. Nous avons identifie ce regime dans la zone de transition stationnaire-impulsionnelle, mais il correspond a des valeurs du parametre kerr trop elevees, non physiques pour les fibres en verre de silice
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Ségard, Eric. "Etude expérimentale et théorique de l'influence de la qualité de l'interface fibre/matrice sur le comportement en fluage du polypropylène chargé de fibres de verres courtes." Compiègne, 2001. http://www.theses.fr/2001COMP1361.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est de montrer l'influence de la qualité de l'interface fibre/matrice sur le comportement mécanique d'un polypropylène renforcé de fibres de verre courtes sollicité en traction et en fluage au-dessus de la température de transition vitreuse. Les essais de traction monotones montrent, à l'aide de la technique de l'émission acoustique, l'existence de trois phases caractérisant le comportement de chaque matériau qui sont les phases linéaire, non-linéaire sans endommagement et non-linéaire avec endommagement La technique de l'émission acoustique, permettant d'identifier et de quantifier les mécanismes d'endommagement intervenant dans la ruine des matériaux testés, met en évidence un nombre d'évènements acoustiques plus élevé pour tous les mécanismes d'endommagement pour le matériau avec fibres traitées. Les essais de fluage-recouvrance non-endommageants ont mis en évidence le comportement viscoélastoplastique du matériau. L'élasticité et la viscoélasticité non-linéaires ainsi que la viscoplasticité sont modélisées respectivement à partir du modèle de Schape et de Zapas-Crissman. Le matériau avec fibres non-traitées présente une élasticité, viscoélasticité et viscoplasticité plus prononcées. De même, pour les deux types d'interface, la viscoélasticité est prépondérante par rapport à la viscoplasticité. Les essais de fluage jusqu'à rupture sont réalisés à l'aide de la technique de l'émission acoustique et mettent en évidence trois phases d'endommagement. L'étude de l'évolution de l'endommagement à partir du modèle de Pluvinage et du comptage cumulé, montre que la cinétique d'endommagement est plus élevée pour le matériau avec fibres non-traitées, ceci uniquement dans la phase primaire d'endommagement.
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Lévesque, Martin. "L'essai de traction de matériaux composites unidirectionnels à fibres continues." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ60904.pdf.
Full text
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Charters, R. B. "Continous fibre optic components utilizing evanescent coupling to organic thin films." Thesis, Cranfield University, 1995. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/10422.
Full textAbstract:
The
following thesis is conceded with single mode fibre optic components which
exhibit a
wavelength selective transmission response. The response is achieved by
mechanically polishing the side of a optical fibre in order to asymrnetrically remove a
large proportion of the cladding material, and access the evanescent field of the
propagating lightwave. Resonant interaction between the fibre guided mode and a
multimode
planar waveguide, deposited directly onto the polished interaction region,
impacts a wavelength selective response to the fibre transmission. A theoretical model
is
developed to describe device performance, and the structure is fully investigated as a
function of the
experimentally controllable parameters. A experimental
characterization of device
performance is undertaken and found to be in good agreement
with the theoretical
predictions.
Methods of
depositing organic films directly onto side polished fibres are then
considered, and it is demonstrated that both the dip coating and spin coating of
photoresist films produces solid state devices with 3dB linewidths as narrow as 7.0nm
and insertion losses
consistantly less than O.2dB. The thenno-optic nature of the
overlays is also demonstrated to allow wavelength tunability of the device responses,
exhibiting a linear sensitivity of AÄ3/AT = -0.6mn/°C. This could be exploited as the
basis of a
temperature sensor. The addition of a bulk silver superstrate is then shown to
provide a modulation depth enhancement of 7.6dB for the TM polarization state, with
negligible increase in linewidth.
The
Langmuir-Blodgett (LB) technique is investigated as a means of accurately
fabricating single mode overlays, and in-situ measurements of the deposition of
co-tricosenoic acid films reveals a
strong dependence of transmission response upon lm
thickness
(AÄ0/Ad = 2.4) for this overlay mode order. Through the use of a annular
polishing technique, the repeatability of the LB process can be greatly increased and it is
found that this method allows the
deposition of more complex films. Finally, the
possibility of amplitude modulation is considered through the use of D-rr-A LB lm
forming molecules.
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Tavakkolnia, Iman. "Advanced optical fibre communication via nonlinear Fourier transform." Thesis, University of Edinburgh, 2018. http://hdl.handle.net/1842/29606.
Full textAbstract:
Optical fibre communication using the Nonlinear Fourier transform (NFT) is one of the potential solutions to tackle the so-called capacity crunch problem in long-haul optical fibre networks. The NFT transforms the nonlinear propagation of temporal signal, governed by the nonlinear Schr ̈odinger equation (NLSE), into simple linear evolutions of continuous and discrete spectra in the so-called nonlinear spectral domain. These spectra and the corresponding nonlinear spectral domain, defined by the NFT, are the generalized counterparts of the linear spectrum and frequency domain defined by the ordinary Fourier transform. Using the NFT, the optical fibre channel is effectively linearised, and the basic idea is to utilize degrees of freedom in the nonlinear spectral domain for data transmission. However, many aspects of this concept require rigorous investigation due to complexity and infancy of the approach. In this thesis, the aim is to provide a comprehensive investigation of data transmission over mainly the continues spectrum (CS) and partly over of the discrete spectrum (DS) of nonlinear optical fibres. First, an optical fibre communication system is defined, in which solely the CS carries the information. A noise model in the nonlinear spectral domain is derived for such a system by asymptotic analysis as well as extensive simulations for different scenarios of practical interest. It is demonstrated that the noise added to the signal in CS is severely signal-dependent such that the effective signalling space is limited. The variance normalizing transform (VNT) is used to mathematically verify the limits of signalling spaces and also estimate the channel capacity. The numerical results predict a remarkable capacity for signalling only on the CS (e.g., 6 bits/symbol for a 2000-km link), yet it is demonstrated that the capacity saturates at high power. Next, the broadening effect of chromatic dispersion is analysed, and it is confirmed that some system parameters, such as symbol rate in the nonlinear spectral domain, can be optimized so that the required temporal guard interval between the subsequently transmitted data packets is minimized, and thus the effective data rate is significantly enhanced. Furthermore, three modified signalling techniques are proposed and analysed based on the particular statistics of the noise added to the CS. All proposed methods display improved performance in terms of error rate and reach distance. For instance, using one of the proposed techniques and optimized parameters, a 7100-km distance can be reached by signalling on the CS at a rate of 9.6 Gbps. Furthermore, the impact of polarization mode dispersion (PMD) is examined for the first time, as an inevitable impairment in long-haul optical fibre links. By semi-analytical and numerical investigation, it is demonstrated that the PMD affects the CS by causing signal-dependent phase shift and noise-like errors. It is also verified that the noise is still the dominant cause of performance degradation, yet the effect of PMD should not be neglected in the analysis of NFT-based systems. Finally, the capacity of soliton communication with amplitude modulation (part of the degrees of freedom of DS) is also estimated using VNT. For the first time, the practical constraints, such as the restricted signalling space due to limited bandwidth, are included in this capacity analysis. Furthermore, the achievable data rates are estimated by considering an appropriately defined guard time between soliton pulses. Moreover, the possibility of transmitting data on DS accompanied by an independent CS signalling is also validated, which confirms the potentials of the NFT approach for combating the capacity crunch.
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Langlois, Vincent. "Etude du comportement mécanique de matériaux cimentaires à renforts synthétiques longs ou continus." Cergy-Pontoise, 2004. http://www.theses.fr/2004CERG0206.
Full textAbstract:
Cette thèse se donnait l'objectif d'étudier la substitution des armatures d'acier des structures en béton armé par des renforts d'une autre nature dans le cas de certains types d'éléments de structures. Deux types de renforts ont été étudiés : des grilles de polymères (époxy, PVC, latex, acrylique, acrylique avec une charge de silice) renforcés de fibres de carbone et des fils constitués à partir de fibres de verre ou de carbone. Des essais d'arrachement par flexion, réalisés sur des éprouvettes 7x7x28 cm, a permis d'étudier le comportement mécanique de l'interface renfort/matrice cimentaire. Des essais de flexion ont ensuite permis d'étudier le comportement mécanique du composite cimentaire. L'interprétation des essais d'arrachement a donné lieu à l'élaboration de modèles décrivant le comportement des fils au sein de la matrice cimentaire. Ces modèles permettent de tenir compte de la structure interne des fils (multifilamentaire ou en mèches) et de décrire son influence sur l'ancrage des filaments (ancrage par adhésion et ancrage grâce à la présence de boucle). Les essais de flexion ont permis d'évaluer l'efficacité des différents renforts et ont montré que celle-ci dépend de la structure du renfort. Enfin, une étude des grilles comme renforts de poutres en béton de 3 mètres de portée a montré qu'il est possible d'utiliser la grille carbone/époxy comme renfort de structuresThis work aims to substitute other types of reinforcements for the steel reinforcements, allowing to simplify the realization of foundation works. After a bibliographic study and a preliminary study, two kinds of reinforcement have been chosen: grids of carbon fiber reinforced polymer (epoxy, PVC, latex, acrylic, silica doped acrylic) and continuous glass or carbon yarns. Flexural bond tests, performed on 7x7x28 cm specimens, allowed the study of the mechanical behaviour of the reinforcement/mortar interface. Flexural tests then allowed the study of the mechanical behaviour of the cementitious composite. The interpretation of bond tests has allowed to elaborate models describing the behaviour of the yarns embedded in the cementitious matrix. These models allow to take into account the internal structure of the yarns (multifilament or strand structure) and to describe its influence on the anchorage of the filaments (anchorage by adherence and anchorage thanks to the presence of loop). Flexural tests have allowed to estimate the efficiency of the different reinforcements and have shown that this one is linked to their internal structure. At last, a study of grids as reinforcement of 3 m concrete beams has shown that carbon/epoxy grid could be considered as reinforcement
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Jaouen, Yves. "Modélisation, optimisation et réalisation d'un système optique cohérent 1 Gbit/s à modulation de fréquence à phase continue /." Paris : Ecole nationale supérieure des Télécommunications, 1994. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb357076029.
Full text
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Gillet, Arnaud. "Conception optimisée de structures constituées de matériaux composites thermoplastiques à fibres continues." Chambéry, 2007. http://www.theses.fr/2007CHAMS017.
Full textAbstract:
Les matériaux composites à matrice thermoplastique et fibre continue (TPFC) connaissent depuis quelques années un essor important. Les raisons de cette évolution tiennent aux besoins d'optimisation de certaines industries comme l'automobile ou l'aéronautique. Paradoxalement, peu d'études leur sont consacrées. La quasi totalité des essais et des études scientifiques publiées sur les TPFC ont été réalisés sur des composites AS4/PEEK, un matériau d'excellence, reconnu pour ses performances mécaniques proches des composites carbone-époxy classiques. Dans un premier temps, un ensemble de publications est exploité pour mettre en évidence les principales caractéristiques du comportement mécanique de TPFC unidirectionnels (UD). Suite à cette étude, nous proposons un modèle multi-échelle qui reproduit convenablement la réponse d'un stratifié tout en limitant l'effort expérimental et numérique. Cette étude a permis de simuler fidèlement un ensemble d'essais tirés de la littérature et ainsi conforter les hypothèses faites. Une seconde étape du travail de cette thèse concerne l'optimisation de structures composites. La riche bibliographie sur cette thématique nous a permis de cerner les principales exigences industrielles, et de choisir un algorithme génétique, adapté à la spécificité des problèmes traités. Des problèmes simples sont exploités pour comparer les mérites respectifs de divers choix algorithmiques et pour évaluer l'influence des paramètres mécaniques sur les solutions optimales. Enfin, des analyses structurelles sont menées par la méthode des éléments finis intégrant des contraintes technologiques. Ce travail met en évidence l'importance des choix méthodologiques sur la qualité de la solution finale. Les méthodes proposées permettent d'obtenir des solutions quasi-optimales performantes tout en limitant la durée des procédures grâce à une évaluation comparative rigoureuse qui justifie les hypothèses retenuesComposite materials with thermoplastic matrix and continuous fibre (TPCF) progressed considerably over the past few years. This stems from the needs for optimization of certain industries such as the automotive and aeronautic industries, which are seeking to improve certain design features. Paradoxically, few studies have investigated these products. Nearly all the tests and the scientific studies published on the TPCF were conducted on composites AS4/PEEK composites, an excellent material ,that is recognised for its mechanical performances close to the traditional carbon-epoxy composites. First, the research in this area is reviewed to highlight the main characteristics of unidirectional TPCF. Following this study, we propose a multi-scale model which suitably reproduces the response of a laminate while limiting the experimental and numerical effort. This study made it possible to accurately simulate a whole of tests drawn from the literature and thus to consolidate the made assumptions. The second stage of the work of this thesis investigates the optimization of composite structures. A review of the abundant bibliography on this topic provided the principal main industrial requirements, which led to the choice of the genetic algorithm adapted to the specificity of the problems involved. Thereafter, simple problems were tested to compare the respective merits of various algorithmic choices and to evaluate the influence of the mechanical parameters on the optimal solutions. Lastly, the structural analyses were carried out by using the finite element method integrating technological constraints. This work highlights the importance of the methodological choices on to the quality of the final solution. The methods suggested make it possible to obtain good quasi-optimal solutions while limiting the duration of the procedures thanks to a rigorous comparative evaluation which justifies the assumptions selected
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D'Agostino, Marco Valerio. "Generalized continua and applications to finite deformations of quasi-inextensible fiber reinforcements." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0061/document.
Full textAbstract:
La microstructure des matériaux constitue un outil essentiel pour optimiser les propriétés mécaniques des structures et ainsi améliorer leurs performances. Les modèles de Cauchy ne sont pas toujours adaptés à la description de la réponse dynamique de certains matériaux microstructurés montrant des comportements mécaniques exotiques. Les théories de milieux continus généralisés peuvent être de bonnes candidates pour modéliser ces matériaux d’une façon plus précise et plus réaliste, aussi bien en statique qu’en dynamique, puisqu’elles peuvent décrire, même d’une façon simplifiée, la manifestation macroscopique de la présence d’une microstructure. Ce manuscrit est organisé comme suit : - Dans le chapitre 1 nous introduisons les aspects généraux de la mécanique des renforts fibreux.- Dans le chapitre 2 nous rappelons certains concepts fondamentaux concernant la mécanique des milieux continus classiques. De plus, nous introduisons les théories de deuxième gradient à l’aide du Principe des Travaux Virtuels.- Dans le chapitre 3 nous nous proposons de présenter une première modélisation des renforts fibreux de composites en mettant en place des modèles numériques discrets. Cette modélisation discrète permet de rendre compte de certains effets de la microstructure des renforts fibreux sur leur comportement macroscopique global. En particulier, il sera montré que la flexion locale des mèches à l’échelle mesoscopique a un effet non-négligeable sur le comportement macroscopique global de ces matériaux. Dans un deuxième moment nous introduisons une modélisation continue de deuxième gradient pour la description des mêmes matériaux et nous montrons que les termes d’ordre supérieur permettent une description satisfaisante des effets de flexion locale sur-cités.- Dans le chapitre 4 on particularise le cadre général de la mécanique des milieux continus introduit dans le chapitre 2 au cas particulier des milieux continus 2D. On mettra un accent fort sur l’interprétation géométrique des mesures de déformation de deuxième gradient qui seront directement reliées aux courbures dans le plan de certaines lignes matérielles. Ces lignes matérielles seront ensuite interprétées dans les chapitres suivantes comme décrivant les mèches des renforts fibreux de composites qu’on se propose d’étudier.- Dans le chapitre 5 nous introduisons une hypothèse cinématique forte sur les déformations admissibles, en supposant que les mèches du renfort considéré sont inextensibles. Cette hypothèse nous permettra de construire un modèle simplifié de premier gradient pour le comportement des renforts de composites 2D qui est encore représentatif de leur comportement mécanique. Une méthode numérique permettant de montrer certaines solutions concernant le cas du bias extension test est codée en Mathematica et les résultats obtenus sont discutésDered materials in the simplest and more effective way. However, there are some cases in which the considered materials are heterogeneous even at relatively large scales and, as a consequence, the effect of microstructure on the overall mechanical behavior of the medium cannot be neglected. In such situations, Cauchy continuum theory may not be useful to fully describe the mechanical behavior of considered materials. It is in fact well known that such continuum theory is not able to catch significant phenomena related to concentrations of stress and strain and to specific deformation patterns in which high gradients of deformation occur and which are, in turn, connected to particular phenomena which take place at lower scales. Generalized continuum theories may be good candidates to model such micro-structured materials in a more appropriate way since they are able to account for the description of the macroscopic manifestation of the presence of microstructure in a rather simplified way. The present manuscript is organized as follows: In ch.1 a general description of fibrous composite reinforcements is given. In ch.2 some fundamental issues concerning classical continuum mechanical models are recalled. In ch.3 we start analyzing some discrete and continuum models for the description of the mechanical behavior of 2D woven composites. At this stage of the manuscript, we want to show how some discrete numerical simulations allowed us to unveil some very special deformation modes related to the effect of the local bending of fibers on the overall macroscopic deformation of fibrous composite reinforcements. Such discrete simulations showed rather clearly that microscopic bending of the fibers cannot be neglected when considering the deformation of fibrous composite reinforcements. For this reason, we subsequently introduced a continuum model which is able to account for such microstructure-related effects by means of second gradient terms appearing in the strain energy density. In ch.4 we reduce the general continuum mechanical framework introduced in ch.2 to the particular case of 2D continua. In ch.5 we introduce a strong kinematical hypothesis on the admissible deformations, assuming that the yarns composing the woven reinforcements are inextensible
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Nofal, Mostafa. "Continuum damage mechanics for plain, fibre-reinforced, and reinforced concrete materials and structures." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp03/NQ26860.pdf.
Full text
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Bodart, Jean-Claude. "Modélisation et commande d'une machine à thermofixer en continu des fibres synthétiques." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37596111f.
Full text
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Bodart, Jean-Claude. "Modélisation et commande d'une machine à thermofixer en continu des fibres synthétiques." Mulhouse, 1987. http://www.theses.fr/1987MULH0030.
Full textAbstract:
Fixage sous atmosphère de vapeur d'eau saturé entre 105 et 140 °C. La régulation de la pression et de la température sont deux facteurs importants pour assurer la qualité et l'uniformité du traitement de la matière
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Chen, Julie. "The application of continuum mechanics to the stochastic modeling of fracture in fiber-fiber composites." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1991. http://hdl.handle.net/1721.1/13458.
Full text
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Boucon, Anne. "Instabilité modulationnelle et génération de supercontinuum en régime d'excitation quasi-continue dans les fibres optiques hautement non linéaires et microstructurés." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2072.
Full textAbstract:
La recherche en optique non linéaire s'est graduellement développée durant ces trois dernières décennies avec, en particulier, la découverte d'une multitude de phénomènes non linéaires dans les fibres optiques soumises à de fortes excitations lumineuses. Ce champ de recherche s'est récemment amplifié suite à l'avènement de nouvelles fibres optiques qui présentent un arrangement périodique de plusieurs centaines de canaux d'air parallèles le long de la fibre. Ces fibres, dénommées « fibre à cristal photonique » ont permis de convertir un faisceau laser monochromatique en un continuum de lumière blanche sur plus de 2 octaves en fréquence (c-à-d. , un laser arc en ciel allant de l'ultraviolet à l'infrarouge). De part leur propriété de brillance unique, ces nouvelles sources laser révolutionnent actuellement les applications en métrologie, en rendant possible des mesures absolues de fréquences optiques avec une précision sans précédent, mais aussi en optique biomédicale et en microscopie. Le cadre général dans lequel s'insère ce travail de thèse est celui de l'étude des phénomènes non linéaires et la génération de supercontinuum (SC) dans les fibres optiques hautement non linéaires et microstructurées. Dans un premier temps, nous démontrons analytiquement, et par le biais de validations numériques et expérimentales, que le phénomène d'instabilité modulationnelle présente une brisure de symétrie spectrale au voisinage de la longueur d'onde de dispersion nulle, due principalement à l'émission d'ondes dispersives induite par la fission de solitons instables. Puis nous décrivons une nouvelle méthode de mesure des coefficients de dispersion d'une fibre optique, jusqu'à l'ordre quatre, à partir de l'étude de ces deux processus. Nous étudions également des processus multiples de mélanges à quatre ondes à partir d'une onde pompe incohérente. Puis à partir de l'étude de ces phénomènes, nous développons une source SC entièrement fibrée, dont le spectre s'étend sur plus de 1000 nm autour de 1. 5 [micron], à l'aide d'une fibre optique hautement non linéaire et d'un laser à impulsions nanosecondes. Enfin, nous étudierons expérimentalement la génération de SC dans une fibre microstructurée présentant deux zéros de dispersion, en utilisant respectivement une excitation à une puis deux pompes. Nous montrons en particulier la génération de bandes doubles d'instabilité modulationnelle au voisinage du second zéro de dispersion, en accord avec no~ prédictions analytiques, ainsi qu'une cascade Raman anti-Stokes, puis la génération de SC de 1400 nm à 1700 nm. Enfin, nous réalisons un double pompage de la fibre optique par doublage de la fréquence du laser nanoseconde, afin d'accroître la bande du SC vers le domaine visible de 550 orna 1950 nmSupercontinuum light generation is one of the most spectacular outcome of modem nonlinear optics as it possesses the spatial properties of a 'laser combined with an ultra-broad bandwidth spanning more than two octaves. Ln particular, small core microstructured fibres combined with femtosecond laser pulses have proven to be the most efficient way for supercontinuum generation. This thesis pro\ides a comprehensive review of the different physical mechanisms leading to the generation of these spectra in optical fibres, paying a special attention to the nanosecond and continuous-wave (cw) pumping scheme. We then investigate both numerically and experimentally cw modulation instability in the zero-dispersion wavelength region of conventional optical fibres. Our results reveal a symmetry breaking dynamics in the modulation instability spectra associated with the generation of dispersiVe waves that are a consequence of soliton fission. We then describe a novel convenient technique to allow the accurate measurement of the dispersion coefficients till fourth-order of single-mode optical fibres. The proposed method is based on a careful spectral analysis of modulation instability occurring in both normal and anomalous dispersion regime and the associated dispersive waves. We then demonstrate a 1000-nm wideband all fibre-format supercontinuum source by use of a highly nonlinear fibre and a self-Q- switched fibre laser. Besides we experimentally study a new regime for supercontinuum generation in the nanosecond pulsed regime using a microstructured optical fibre with two zero-dispersion wavelengths. Pumping at 1535 nm around the second zero dispersion yields a nearly fiat SC over 1350-1700 Dm. The interplay between the effects of modulation instability and stimulated Raman scattering are described through simple phase- matching relations. Cascaded anti-Stokes Raman generation due to phase-matching allowed by the group- velocity dispersion is also reported. We finally report visible and infrared supercontinuum generation by dual nanosecond pumping near the two zero dispersion wavelengths of the same microstructured fibre. The resulting spectrum extends from 550 nm to wavelengths higher than 1950 nm
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Vasconcellos, Davi Silva de. "Comportement en fatigue avant et après impact de composites tissés chanvre/époxy." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2013. http://www.theses.fr/2013ESMA0017/document.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur un composite de tissu de chanvre et matrice époxy. Des essais ont d’abord été réalisés sur les constituants. Ils ont montré que le comportement des fils imprégnés par de la résine est plus représentatif du comportement dans le composite que celui des fils secs. Ces essais ont aussi permis de déterminer les paramètres matériaux nécessaires pour l’élaboration d’un modèle par éléments finis d’un pli du composite. Ce modèle est basé sur une simplification de la représentation du tissu. La variabilité des propriétés des constituants a été prise en compte. Les champs de déformation ont été comparés avec ceux mesurés par la technique de DIC à la surface des composites. Des essais de fatigue ont été réalisés sur les composites [0°/90°]7 et [±45°]7. L’échauffement a été mesuré par caméra IR, les endommagements ont été suivis par EA et par une caméra haute résolution. Des observations ont été effectuées par microscopie et par microtomographie X. Une analyse approfondie des mécanismes d’endommagement a été réalisée. Un modèle de courbe SN de fatigue a été adapté aux composites chanvre/époxy étudiés. La tenue à l’impact et le comportement mécanique postimpact du composite chanvre/époxy [0°/90°]7 ont été étudiés. Les résultats ont montré l’influence d’un impact non destructif sur la durée de vie en fatigue de ce composite, et l’évolution de l’endommagement a été analysée. Il a été montré que le modèle des courbes S-N de fatigue peut s’appliquer aux éprouvettes impactées. Il est ainsi possible de prédire la durée de vie en fatigue du composite impacté à partir de sa contrainte à rupture en traction et du comportement en fatigue du matériau sainThis study focuses on a woven hemp/epoxy composite. Tests were first conducted on its components. They showed that the behaviour of resin impregnated yarn is more representative of the yarn behaviour in the composite than the dry yarn usually studied. These tests were also used to determine the material parameters necessary for the development of a finite element model of a composite ply. This model is based on a simplified representation of the fabric. Variability of properties of the components was taken into account. Strain fields were compared with those measured by the DIC technique on the surface of the composites. Fatigue tests were conducted on composites [0°/90°]7 and [±45°]7. Heating was measured by IR camera; the damage was followed by AE and high resolution camera. Observations were made by microscopy and X-ray microtomography. A detailed analysis of damage mechanisms was performed. A model of S-N fatigue curve was adapted to the studied hemp/epoxy composite. The resistance to impact and the post-impact mechanical behaviour of the [0°/90°]7 hemp/epoxy composite were studied. The results showed the influence of a non-destructive impact on the fatigue life of the composite, and the evolution of the damage was analyzed. It has been shown that the model of S-N fatigue curve can be applied to impacted specimens. It is thus possible to predict the fatigue life of the impacted composite from the tensile strength and fatigue behaviour of the non-impacted material
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Lin, Qing. "Développement de systèmes retardateurs de flamme pour matériaux composites thermoplastiques à fibres continues." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0118.
Full textAbstract:
La demande actuelle du marché du transport en matériaux composites à matrice polymère est en augmentation importante afin de remplacer les pièces aujourd’hui fabriquées en alliages métalliques par des matériaux plus légers et performants. Actuellement couramment utilisés, les composites thermodurcissables présentent l’inconvénient de ne pas être recyclables. Aussi, un des objectifs du projet « Résines idéales » durant lequel cette thèse a été réalisée est de mettre au point de nouveaux composites à matrice thermoplastique, doués de propriétés équivalentes. Parmi celles-ci, le comportement au feu est un enjeu essentiel pour leur développement et l’objectif de cette thèse est de développer de nouveaux systèmes retardateurs de flamme pour des matériaux composites thermoplastiques à fibres continues. Dans un premier temps, un screening des retardateurs de flamme phosphorés potentiellement efficaces a été effectué. L’étude de l’influence du renfort taffetas sur la stabilité thermique et le comportement au feu a également été réalisée (cône calorimètre, IOL, UL94). Ensuite, afin d’améliorer le comportement au feu, et en particulier, de satisfaire aux normes feu aéronautiques (les plus exigeantes), nous avons étudié des mélanges binaires et ternaires de retardateurs de flamme constitués du RF phosphoré sélectionné et d’autres charges : alumine, hydroxyde d’aluminium (ATH), graphite expansé, et 9,10-dihydro-9-oxy-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO). Dans chaque cas, la stabilité thermique et le comportement au feu ont été caractérisés et discutésThe present demand of polymer-matrix composite materials in the transport market is significantly increasing, to replace the work-pieces actually manufactured in metal alloys, the polymer-matrix composite being lighter and more performant. Thermoset composites are currently and widely used however this kind of composites presents a severe drawback due to their non- recyclable character. One of the objectives of the “Résines idéales” project and of this thesis is to develop new composites made from thermoplastic matrix, endowed with similar properties. Among them, the fire behavior is a major challenge and the aim of this work is to develop new flame retardant systems for thermoplastics composites reinforced with continuous fibers. Firstly, we have performed a screening of potentially effective phosphorus flame retardants. Also, we have studied the influence of the reinforcement taffetas on the thermal stability and fire behavior. For that, various tests have been performed such as cone calorimeter, LOI and UL-94. Then, to improve the fire behavior and particularly to satisfy the aeronautical fire standards (the most challenging), we have studied binary and ternary mixtures of flame retardants constituted by the selected phosphorus flame retardant and other additives: alumina, aluminum hydroxide (ATH), expanded graphite and 9,10-dihydro-9-oxy-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO). In each case, the thermal stability and fire behavior have been characterized and discussed
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Grot, Sébastien. "Montée en puissance de lasers et d'amplificateurs à fibres dopées Ytterbium en régime continu et d'impulsions." Phd thesis, Université Rennes 1, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00079671.
Full textAbstract:
Des puissances extraordinaires sont, de nos jours, extraites de systèmes à fibres dopées (» 10 kW de puissance continue et » 1 MW de puissance crête en régime d'impulsions). L'augmentation de la puissance dans les systèmes s'accompagne de l'apparition d'effets qui peuvent limiter leurs performances. Parmi ceux-ci citons, notamment, les effets non linéaires, thermiques, de dégradation des propriétés spatiales et spectrales de faisceau, . . . ). Au cours de cette thèse, nous avons développé et étudié des systèmes à fibre dopée Ytterbium délivrant de très fortes puissances en régime de fonctionnement continu et en régime d'impulsions. Pour ce faire, nous avons retenu une technologie à fibre double-gaine couplée à des techniques de pompage adaptées. La puissance s'élevant, nous avons été confrontés à l'apparition d'effets non linéaires. Une étude théorique de ces effets nous permet de proposer des méthodes originales pour s'en affranchir ou en augmenter le seuil. Nos expériences confrontées à notre étude théorique et, le cas échéant, à un modèle d'analyse numérique, nous permettent d'accroître la puissance obtenue. Un amplificateur optimisé pour l'amplification d'un signal à gain faible en régime continu est étudié. Les mêmes méthodes, en régime d'impulsions, permettent de préserver les propriétés spectrales d'une source laser très cohérente à très forte puissance crête. Dans ce régime, une technique de modelage de l'impulsion source est mise en oeuvre, en amplification à l'aide d'une structure à oscillateur amplifié, pour réduire l'impact sur les performances à très forte puissance des effets non linéaires. Celle-ci est étudée, pour l'extraction de très fortes énergies, de manière théorique et nos résultats de simulations confrontés à l'expérience. Avec les technologies utilisées nous proposons, enfin, une ouverture vers l'obtention de davantage de puissance.
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Lucas, Antoine. "Dispersion et Filage continu par coagulation de nanotubes de carbone." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00585478.
Full textAbstract:
Cette thèse rapporte l'étude d'un procédé original de filage continu par coagulation de nanotubes de carbone afin d'obtenir une fibre composite aux propriétés balistiques remarquables. Elle s'intéresse à la caractérisation des fonctions chimiques de surface, de la morphologie et des dimensions des nanotubes aux différentes étapes du procédé. Y sont détaillées une étude quantitative des effets et cinétiques de scission des nanotubes par les ultrasons. Elle présente de plus des travaux relatifs au développement d'une ligne continue de filage des nanotubes de carbone en voie solvant. Des méthodes originales de caractérisation mécanique in-situ de fibre gel sont proposées, permettant notamment un meilleur contrôle des paramètres physicochimiques liés au procédé. Nous espérons que les résultats obtenus participeront à une meilleure compréhension des effets des traitements utilisés pour l'obtention de dispersion homogène de nanotubes de carbone et à un développement des procédés continus de filage textile.
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Brown, Dussault Evelyne. "Atténuation d'effets non linéaires dans les lasers fibrés de haute puissance opérés en régime continu." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27006.
Full textAbstract:
Les lasers à fibre de haute puissance sont maintenant la solution privilégiée pour les applications de découpe industrielle. Le développement de lasers pour ces applications n’est pas simple en raison des contraintes qu’imposent les normes industrielles. La fabrication de lasers fibrés de plus en plus puissants est limitée par l’utilisation d’une fibre de gain avec une petite surface de mode propice aux effets non linéaires, d’où l’intérêt de développer de nouvelles techniques permettant l’atténuation de ceux-ci. Les expériences et simulations effectuées dans ce mémoire montrent que les modèles décrivant le lien entre la puissance laser et les effets non linéaires dans le cadre de l’analyse de fibres passives ne peuvent pas être utilisés pour l’analyse des effets non linéaires dans les lasers de haute puissance, des modèles plus généraux doivent donc développés. Il est montré que le choix de l’architecture laser influence les effets non linéaires. En utilisant l’équation de Schrödinger non linéaire généralisée, il a aussi été possible de montrer que pour une architecture en co-propagation, la diffusion Raman influence l’élargissement spectral. Finalement, les expériences et les simulations effectuées montrent qu’augmenter la réflectivité nominale et largeur de bande du réseau légèrement réfléchissant de la cavité permet d’atténuer la diffusion Raman, notamment en réduisant le gain Raman effectif.High power fiber lasers are now the preferred solution when it comes to industrial cutting applications. Development and power scaling of industrial grade high power fiber lasers is however limited by industrial reliability specifications. Power scaling of fiber lasers is limited by non-linear effects, which arise from fiber designs with a small mode area therefore requiring the development of new methods to suppress non-linear effects. In this memoir, experiments and simulations show that the models used to describe nonlinear effects in the case of passive fibers are no longer valid in the case of high power fiber lasers. New metrics must thus be defined. We also show that the laser configuration influences the non-linear effects. Using the general non linear Schrödinger equation we also show that in the case of a high power end-pumped laser configuration, Raman scattering affects spectral broadening. Experimental and theoretical work also show that changing the grating mirror properties such as increasing the reflectivity or the bandwidth of the low reflectivity grating reduces Raman scattering.
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Mercader, C. "Filage continu de fibres de nanotubes de carbone : de la solidification aux propriétés finales." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00583812.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse concerne l'étude du filage et des propriétés de fibres composites à base de nanotubes de carbone. Les propriétés mécaniques des fibres en cours de solidification et en mouvement dans un bain de coagulation sont évaluées afin d'étudier l'influence de différents paramètres physico-chimiques impliqués dans leur fabrication. Ces fibres, combinant des propriétés mécaniques et électriques prometteuses, peuvent être obtenues de façon continue grâce au développement d'un nouveau procédé de filage. Elles présentent de plus un effet original de mémoire de température dont l'origine est étudiée dans cette thèse. Ces fibres sont potentiellement utiles pour diverses applications: des matériaux à haute absorption d'énergie mécanique à des textiles conducteurs fonctionnels.
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Mercader, Célia. "Filage continu de fibres de nanotubes de carbone : de la solidification aux propriétés finales." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14095/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse concerne l'étude du filage et des propriétés de fibres composites à base denanotubes de carbone. Les propriétés mécaniques des fibres en cours de solidification et enmouvement dans un bain de coagulation sont évaluées afin d'étudier l'influence de différentsparamètres physico-chimiques impliqués dans leur fabrication. Ces fibres, combinant despropriétés mécaniques et électriques prometteuses, peuvent être obtenues de façon continuegrâce au développement d'un nouveau procédé de filage. Elles présentent de plus un effetoriginal de mémoire de température dont l'origine est étudiée dans cette thèse. Ces fibres sontpotentiellement utiles pour diverses applications: des matériaux à haute absorption d'énergiemécanique à des textiles conducteurs fonctionnelsThis thesis deals with the study the wet-spinning process for the production of carbonnanotube composite fibers and their properties. We have characterized the mechanicalproperties of the fibers during their solidification as they circulate along the pipe of thespinning line. The study of the influence of various chemical parameters allowed us todevelop a new process for the continuous and scalable production of these fibers, whichexhibit unique mechanical and electrical properties. Moreover, they show an original effect oftemperature memory. The origin of this phenomenon is investigated in this work. These fiberscould be used for various applications such as high energy absorption materials or functionalconductive textile
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Haddou, Geoffrey. "Structure et propriétés physiques de composites à matrice biosourcée/fibres naturelles continues pour applications aéronautiques." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30272/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de proposer des composites totalement biosourcés à application potentielle pour l'aménagement cabine et conforme aux exigences REACh. L'utilisation de fibres végétales comme renforts de matrices polymères est une voie prometteuse qui permet de réduire l'impact environnemental, tout en diminuant la masse. Une nouvelle matrice polyamide biosourcée synthétisée par Arkema - Polyamide méta-xylylène diamine 10 - a été utilisée pour cette étude. Une étude préliminaire de composites Polyamide 11/poudre de bambou a montré que l'introduction du renfort ne perturbait pas la structure physique de la matrice. De plus, l'optimisation des propriétés mécaniques s'effectue en l'absence d'agent de couplage. Les composites fibres continues de bambou/PA mXD 10 qui sont également mis en œuvre sans agent de couplage, ont des modules de cisaillement supérieurs à ceux des composites synthétiques de référence fibre de verre/matrice phénolique, avec un gain de masse de l'ordre de 50%The aim of this work is to propose fully bio-based composites for a potential application in the cabin interior, and compliant with the REACh regulations. The use of vegetable fibers as reinforcement into polymeric matrices is an encouraging way to decrease the environmental impact, end the weight as well. A new bio-based polyamide matrix, synthetized by Arkema - Polyamide meta-xylylene diamine 10 - was used in this work. A preliminary study on Polyamide 11/bamboo powder showed the introduction of the fillers did not modified the physical structure of the matrix. Moreover, the optimization of the mechanical properties occurs with no coupling agent. The continuous bamboo fibers/PA mXD 10 composites, which were also processed without coupling agent, present shear moduli superior than the one of the synthetic reference glass fibers/phenolic, with a gain of weight about 50%
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Lauffenburger, Stefan. "Caractérisation des circuits intégrés micro-onde à base d'Arséniure de Gallium par sondage électro-optique utilisant un faisceau laser continu." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000621.
Full textAbstract:
Ces dernières années, le nombre de circuits intégrés micro-ondes utilisés dans les systèmes de télécommunications a fortement augmenté suite à l'utilisation de fréquences porteuses de plus en plus élevées. Ce type de circuits intégrés est très fréquemment utilisé dans les équipements pour la téléphonie mobile et pour les communications satellitaires. Le développement, la mise au point et l'optimisation des circuits intégrés nécessitent l'usage d'outils de mesure et de simulation performants. Ces outils permettent par exemple de localiser les points critiques de la conception. Considérant le nombre limité d'entrées et de sorties d'un circuit intégré, l'information sur les signaux électriques à l'intérieur même du circuit intégré est difficilement accessible. Plusieurs techniques de mesure permettant d'accéder à une mesure des champs électromagnétiques à l'intérieur des circuits ont donc été proposées ou sont en développement. Cette thèse est centrée sur le sondage des circuits micro-onde monolithiques intégrés (MMIC) à base d'Arséniure de Gallium. L'idée sous-jacente est d'exploiter les propriétés électro-optiques du substrat semi-conducteur. Un faisceau laser est focalisé sur le circuit à tester. Considérant que l'Arséniure de Gallium est "transparent" pour la longueur d'onde choisie, le faisceau entre dans le composant et il se réfléchit sur la face arrière. Le faisceau réfléchi est modulé par le signal micro-onde en vertu de l'effet Pockels qui impose une modification de l'indice de réfraction optique du matériau sous l'effet d'un champ électrique. Cette modulation, qui peut être mesurée, permet de déduire l'intensité du champ électrique le long du parcours de l'onde optique dans le circuit intégré. L'objectif de cette thèse est la construction d'un prototype à partir de travaux préliminaires réalisés dans le laboratoire du groupe de télécommunications optiques de Télécom Paris. Le but recherché est une conception simple, permettant une utilisation aisée de l'outil à des coûts de matériel réduits. Par conséquent, les composants utilisés sont tous des composants standards du commerce. La réalisation majeure de ce travail correspond à la mise au point d'un instrument entièrement automatisé amenant des mesures très fiables grâce l'utilisation d'équipements nouveaux nettement plus performants. En particulier avec l'utilisation de fibres à maintien de polarisation, toutes les manipulations du faisceau laser en espace libre sont évitées. Les logiciels d'acquisition de donnée ont été intégralement renouvelés et adaptés au produit. Un certain nombre de problèmes théoriques négligés dans les travaux précédents sont de plus réglés comme par exemple celui concernant la validité des résultats de sondage si la direction du champ électrique n'est pas connue exactement. Le problème de l'adéquation de la focalisation du faisceau laser sur le circuit intégré et de la résolution spatiale qui en découle a été analysé. Dans cette thèse, nous décrivons le développement de l'outil et les résultats correspondants. Nous démontrons que les résultats mesurés correspondent à la description théorique. Une sensibilité d'environ 2[mV/
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Boucon, Anne. "Instabilité Modulationnelle et Génération de Supercontinuum en Régime d'Excitation Quasi-continue dans les Fibres Optiques Hautement Non Linéaires et Microstructurées." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00448987.
Full textAbstract:
La recherche en optique non linéaire s'est graduellement développée durant ces trois dernières décennies avec, en particulier, la découverte d'une multitude de phénomènes non linéaires dans les fibres optiques soumises à de fortes excitations lumineuses. Ce champ de recherche s'est récemment amplifié suite à l'avènement de nouvelles fibres optiques qui présentent un arrangement périodique de plusieurs centaines de canaux d'air parallèles le long de la fibre. Ces fibres, dénommées « fibre à cristal photonique » ont permis de convertir un faisceau laser monochromatique en un continuum de lumière blanche sur plus de 2 octaves en fréquence (c.-à-d., un laser arc en ciel allant de l'ultraviolet à l'infrarouge). De part leur propriété de brillance unique, ces nouvelles sources laser révolutionnent actuellement les applications en métrologie, en rendant possible des mesures absolues de fréquences optiques avec une précision sans précédent, mais aussi en optique biomédicale et en microscopie. Le cadre général dans lequel s'insère ce travail de thèse est celui de l'étude des phénomènes non linéaires et la génération de supercontinuum (SC) dans les fibres optiques hautement non linéaires et microstructurées. Dans un premier temps, nous démontrons analytiquement, et par le biais de validations numériques et expérimentales, que le phénomène d'instabilité modulationnelle présente une brisure de symétrie spectrale au voisinage de la longueur d'onde de dispersion nulle, due principalement à l'émission d'ondes dispersives induite par la fission de solitons instables. Puis nous décrivons une nouvelle méthode de mesure des coefficients de dispersion d'une fibre optique, jusqu'à l'ordre quatre, à partir de l'étude de ces deux processus. Nous étudions également des processus multiples de mélanges à quatre ondes à partir d'une onde pompe incohérente. Puis à partir de l'étude de ces phénomènes, nous développons une source SC entièrement fibrée, dont le spectre s'étend sur plus de 1000 nm autour de 1.5 μm, à l'aide d'une fibre optique hautement non linéaire et d'un laser à impulsions nanosecondes. Enfin, nous étudierons expérimentalement la génération de SC dans une fibre microstructurée présentant deux zéros de dispersion, en utilisant respectivement une excitation à une puis deux pompes. Nous montrons en particulier la génération de bandes doubles d'instabilité modulationnelle au voisinage du second zéro de dispersion, en accord avec nos prédictions analytiques, ainsi qu'une cascade Raman anti-Stokes, puis la génération de SC de 1400 nm à 1700 nm. Enfin, nous réalisons un double pompage de la fibre optique par doublage de la fréquence du laser nanoseconde, afin d'accroître la bande du SC vers le domaine visible de 550 nm a 1950 nm.
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Goma-Bilongo, Tchicaya. "Modification de la surface de membranes fibres creuses par photogreffage en continu : simulation du procédé." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2006TOU30021.
Full textAbstract:
Dans cette étude, un modèle numérique a été développé pour représenter le procédé de photogreffage en continu de membranes fibres creuses. Ce procédé permet de modifier la surface de membranes en polysulfone sans ajout de photoinitiateur. Le modèle proposé tient compte des effets couplés du transfert du monomère avec la réaction de polymérisation et du transfert thermique avec l'évaporation. Des fibres creuses ont été traitées dans différentes conditions opératoires et ont été ensuite caractérisées en termes de perméabilité et de rétention. La masse de monomère greffé a été mesurée et peut être comparée à celle prédite par le modèle. Ce modèle a permis d'une part d'identifier les paramètres majeurs (dose UV, concentration en monomère, temps de séjour dans le bain de monomère) et d'autre part de définir les conditions optimales de greffage. Les tendances prédites par le modèle sont en accord avec celles observées expérimentalementIn this study, a numerical model was developed to represent a continuous photo-grafting process applied to hollow-fibre membranes. This process allows the surface of polysulfone membranes to be modified, without addition of a photo-initiator. The proposed model takes into account the coupling effects between monomer transfer and the polymerisation reaction and between heat transfer and evaporation. In the experimental work, hollow fibres were treated under different operating conditions and were then characterised in terms of permeability and retention. The mass of monomer grafted was measured and could be compared with the value predicted by the model. This model made it possible on the one hand to identify the major controlling parameters (UV dose, monomer concentration, residence time in the monomer bath), and on the other to define the optimum grafting conditions. The tendencies predicted by the model are in agreement with those observed experimentally
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Audoit, Jérémie. "Optimisation de la conductivité électrique transverse de composites structuraux PAEK-fils submicroniques d'argent/fibres de carbone continues avec ensimage conducteur." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30001/document.
Full textAbstract:
Ce travail propose une optimisation de la conductivité électrique transverse des composites structuraux matrice/fibres de carbone. L'influence de la fonctionnalisation électrique de l'ensimage sur la conductivité des composites est particulièrement étudiée. Des feuillets submicroniques d'argent (AgNpts) ont été élaborés en présence de citrate de sodium (TSC). Leur morphologie plane est particulièrement adaptée à une dispersion dans un ensimage. Les feuillets ont été dispersés dans une matrice modèle. Le seuil de percolation électrique des feuillets est déterminé à 5,9 %. Cette valeur est cohérente avec un facteur de forme modéré, compris entre 12 et 28. L'ensimage fonctionnalisé a ensuite été déposé sur une mèche de fibres de carbone, elle-même imprégnée par une matrice PAEK hautes performances. Avant imprégnation des fibres de carbone, des fils submicroniques d'argent ont été introduits dans la matrice PAEK. Des composites matrice-fils submicroniques d'argent/fibres de carbone avec ensimage conducteur ont été mis en œuvre. Leur conductivité électrique est élevée (7 S.m-1), alors que la fraction volumique en particules d'argent (fils et feuillets) est inférieure à 1 % en volumeThis PhD thesis deals with the optimization of transverse electrical conductivity of Thermoplastic Carbon Fiber Reinforced Polymer. The influence of an electrically conductive sizing has been investigated. Silver nanoplates (AgNpts) have been successfully synthesized by a soft chemical reduction, with trisodiumcitrate (TSC) as surfactant. Silver nanoplates have been dispersed into a model matrix, percolation threshold has been determined near 5.9 % in volume fraction. This value is consistent with their moderate aspect ratio (between 12 and 28). Size and morphology of silver nanoplates are suitable for their dispersion in the sizing. Carbon fiber has been coated with conductive sizing. Carbon fiber will be further impregnated by a PAEK thermoplastic matrix. A higher conductivity level has been achieved by introducing silver nanowires in the PAEK matrix. Structural composites consisting of matrix-silver nanowires / continuous carbon fiber sized with conductive sizing have been elaborated. Their electrical conductivity reached 7 S.m-1 for a total silver volume fraction of 1 %.vol
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Cromer, Bob E. "An analysis of the critical factors affecting the continued development of fiber as an art form." Virtual Press, 1987. http://liblink.bsu.edu/uhtbin/catkey/520473.
Full textAbstract:
The purpose of the study was to examine the status of contemporary fiber as an art form and to identify critical factors affecting its continued development.An extensive search of available literature was conducted. From this search, coupled with the researcher's extensive personal involvement with fiber, populations were identified and questionnaires were designed.Three pertinent but different populations, consisting of fiber artists, college/university and art school heads, and museum, gallery, and textile directors/curators were selected to receive the questionnaires. The questionnaires were designed to reflect the similarities and differences of the population.Data were treated to comparative percentages, valid percentages, cumulative percentages, frequencies, and Chi-Squares. Four major concerns were identified and discussed. They are:1. Fiber as Fine Art2. The Importance of Content and Message Orientation in Fiber3. The Problem of Plurality and Fiber4. The Need for a Critical Language Relative to FiberFindings and Conclusions1. The division between fine art and crafts still exists. Therefore, the division also exists for fiber art, which is part of the crafts discipline.2. Most individuals are not in favor of limiting the parameters of what constitutes fiber art in order to help gain a clearer understanding of what fiber art really is.3. There does not appear to be a critical language for fiber art except that which is technique, method, or materials based.4. The opinion of whether fiber art should be message or statement oriented is divided. Some were in agreement while others were not. In addition, some of the respondents answered with "sometimes."
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Huneault, Mathieu. "Investigation numérique de l'instabilité Raman dans les lasers à fibre optique dopée à l'ytterbium en régime continu de haute puissance." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34745.
Full textAbstract:
Les lasers à fibre optique dopée à l’ytterbium en régime continu de haute puissance ontune part de marché grandissante pour des applications d’usinage de métaux. Malgré qu’il s’agisse d’une technologie relativement répandue, un important problème subsiste dans laplupart de ces lasers. À haute puissance, la diffusion Raman stimulée transfère une partie de la puissance de la longueur d’onde principale d’émission des lasers autour de 1070 nm à la première bande de Stokes Raman autour de 1120 nm, ce qu’on appelle l’instabilité Raman. Cette puissance transférée est inutilisable et peut même être dangereuse pour le système laser et ses utilisateurs. Malgré les travaux théoriques et expérimentaux effectués sur ces lasers, très peu d’explications ont été fournies sur les liens entre les paramètres de la fibre optique et des réseaux de Bragg formant la cavité laser et l’instabilité Raman. Le but du projet de maîtrise présenté dans ce mémoire est donc de développer un modèle de simulation numérique de ces lasers, afin de comprendre et d’identifier les mécanismes dominants qui favorisent l’instabilité Raman et de trouver des configurations de montage la minimisant. Ce mémoire présente les deux modèles de simulation développés dans le cadre de ce projet. Le premier traite la propagation du signal laser comme étant unidirectionnelle, alors que le second la traite comme étant bidirectionnelle, ce qui se rapproche plus de la situation expérimentale. Le montage typique simulé est constitué d’une fibre optique à double gaine dopée à l’ytterbium ayant une grande aire modale effective, d’un réseau de Bragg à haute réflectivité et d’un réseau de Bragg à faible réflectivité servant de coupleur de sortie. Les simulations ont permis d’identifier cinq paramètres de la cavité laser ayant un impact important sur l’instabilité Raman. Une faible puissance moyenne du signal, une courte fibre optique de gain, une configuration de pompage en contrapropagation, c’est-à-dire par le côté du coupleur de sortie, ainsi qu’une plus faible réflectivité et une large bande réfléchissante du réseau de Bragg à faible réflectivité permettent de limiter la génération de l’instabilité Raman. L’optimisation de ces paramètres permet d’obtenir une cavité laser ayant extrêmement peu d’instabilité Ra-man. Ce faible niveau d’instabilité Raman semble être causé par une plus faible puissance intracavité, une courte distance de propagation et des modulations rapides de la puissance du signal. Des montages simulés incluant un filtre dans la cavité à la longueur d’onde de Stokes Raman, un réflecteur non linéaire ou une cavité de basse puissance amplifiée ont également montré une réduction significative de l’intensité de l’onde de Stokes Raman.Continuous high-power ytterbium-doped fiber lasers have an increasing market share formetal processing applications. Despite their widespread use, these lasers still suffer a ma-jor problem. At high power, stimulated Raman scattering shifts the power from the main emission wavelength around 1070 nm to the first Raman Stokes sideband around 1120 nm. This process is called Raman instability. The shifted power becomes useless and can even be dangerous for both the laser system and its users. Previous experimental and theoretical analyses have failed to provide clear explanations on the link between the Raman instability and the parameters of the ytterbium-doped optical fiber and the fiber Bragg gratings forming the laser cavity. The goal of this master’s degree project was to develop a simulation model for continuous high-power ytterbium-doped fiber lasers in order to identify and understand how the parameters of the laser cavity affect the Raman instability and to find cavity configurations that reduce it. This master’s thesis presents the two simulation models developed during this project. The first model considers unidirectionnal propagation of the laser signal while the second one considers bidirectionnal propagation. The latter is thus a more realistic model of such lasers.The typical simulated setup is made of a double-clad ytterbium-doped fiber with a large mode area, a high reflectivity Bragg grating and a low reflectivity Bragg grating that isused as output coupler. The simulations allowed to identify five cavity parameters having an impact on the Raman instability. A low average power, a short gain fiber, a counter-propagation pumping setup as well as a low reflectivity and a large reflective bandwidth for the fiber Bragg grating used as the output coupler help minimizing the Raman instability.The optimisation of these parameters creates a laser cavity with an extremely low power shift to the Raman Stokes sideband. The low Raman instability seems to be caused by a lower intra-cavity power, a shorter propagation distance and fast power modulations in thesignal. Incorporating a filter in the cavity, using a nonlinear reflector as output coupler or using a setup that includes a low-power master oscillator in combination with a high-power amplifier have also been simulated and show a reduction of the Raman instability.
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Fouchier, Nathan. "Approche intégrée pour estimer la durée de vie en fatigue de pièces thermoplastiques renforcés fibres courtes dans un cadre viscoélastique haute température." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2018. http://www.theses.fr/2018ESMA0017/document.
Full textAbstract:
L’utilisation des thermoplastiques renforcés de fibres de verre courtes pour la fabrication de pièces de structure dans l’industrie des transports est croissante pour des applications structurelles en environnements chauds. La conception de telles pièces nécessite le développement d’un outil de dimensionnement en fatigue à hautes températures. La prise en compte de la distribution d’orientation des fibres (DOF), dû au procédé d’injection, hétérogène est essentielle.Ces travaux de thèse, cofinancés par la Direction Générale de l’Armement et la région Poitou-Charentes, proposent une approche complétement intégrée de la simulation du procédé d’injection à la prédiction de durée de vie en fatigue, dans un cadre viscoélastique, de pièces injectées en thermoplastiques renforcés, à 110°C.Différentes étapes jalonnent la structure de l’outil numérique qualifié de « Through Process Modelling » (TPM). A partir de la connaissance de la DOF au sein d’une pièce obtenue par simulation du procédé d’injection, les propriétés effectives anisotropes locales sont estimées par homogénéisation viscoélastique. Les champs mécaniques hétérogènes, associés à différents types/niveaux de chargement et obtenus par simulation éléments finis, sont post-traités pour extraire la grandeur mécanique équivalente en entrée d’un critère de fatigue énergétique fournissant la durée de vie de la pièce pour chacune de ces conditions de chargement.L’identification des paramètres du critère de fatigue, puis la validation de l’ensemble de la méthodologie, s’appuient sur des essais de fatigue en traction uniaxiale à 110°C. Ces essais sont réalisés, en enceinte climatique, sur éprouvettes découpées dans des plaques injectées de PA66GF30 selon différentes orientations par rapport à la direction d’injection, pour 2 rapports de charge (R = 0,1 et R = -1) et à 2Hz.Les prédictions de durées de vie sont très satisfaisantes. L’influence de la qualité de prédiction de la DOF en entrée de la chaîne de calcul sur les résultats est aussi discutéeThe employment of short glass fibres reinforced thermoplastics is increasing in the automotive industry for hot environment applications. The design of components in such conditions and with this type of materials under fatigue loading must be optimized using a fatigue life assessment methodology. The heterogeneous fibres orientation distribution (FOD), due to the injection process should be considered.This work, funded by the Direction Générale de l’Armement et Région Poitou-Charentes, suggests an integrated approach from the injection process simulation to the assessment of the fatigue life at 110°C of injected components in a viscoelastic framework.The methodology here advanced is called “Through Process Modelling” (TPM). From the FOD in the component given by the injection simulation, the anisotropic effective local properties are estimated using viscoelastic homogenisation. The heterogeneous mechanical fields obtained by finite element simulations, for different types/levels of loading, are post-processed in order to get the input equivalent mechanical quantity of an energetic fatigue criterion giving the fatigue life of the component in each of these loading conditions.The identification of the fatigue criterion parameters and the validation of the whole methodology rely on an experimental fatigue database for a PA66GF30. Uniaxial tensile fatigue tests are carried out at 110°C in a climatic chamber, for 2 stress ratios (R = 0,1 and R = -1) and at 2Hz. They are performed for specimens cut out from injected plates with different orientations with respect to the flow direction.The methodology leads to very good predictions. The influence of the prediction of the FOD, input of the calculation chain, on the results is discussed
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ADAMCZAK, LOIC. "Etude du vieillissement hygrothermique de 3 thermoplastiques a l'etat massique et renforces de fibres de verre continues." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP0729.
Full textAbstract:
Leur facilite d'elaboration et les exigences liees a la protection de l'environnement entrainent une utilisation accrue des thermoplastiques, que ce soit sous forme massique ou renforces de fibres. On les rencontre desormais dans de nombreux secteurs industriels, tels que la connectique, l'electrotechnique, la cosmetique et l'automobile. Les debouches industriels de tels materiaux sont cependant etroitement lies a une meilleure connaissance de leur durabilite. En effet, les caracteristiques des composites conduisent souvent a leur utilisation dans des environnements mettant en jeu des facteurs tels que la temperature, l'humidite ou les rayonnements lumineux. La duree de vie des composites depend donc de leur tenue au vieillissement. Lorsqu'un industriel envisage d'utiliser un materiau polymere, renforce ou non, il doit repondre a un cahier des charges dans lequel figurent des exigences concernant les proprietes mecaniques. Mais quand ce materiau est expose a un environnement humide, ses proprietes mecaniques peuvent evoluer, il doit donc en tenir compte. Pour prevoir cette evolution dans le cas des materiaux etudies (pa66, pet et pei), une relation entre la baisse des proprietes mecaniques, due a l'absorption d'eau, et l'humidite relative imposee a ete trouvee. Un autre probleme essentiel qui se pose a l'industriel est de pouvoir connaitre la duree de vie du materiau qu'il envisage d'utiliser. Pour determiner la durabilite des thermoplastiques etudies, leur vieillissement a ete accelere et des modeles liant l'evolution de la masse molaire aux proprietes mecaniques ont ete etablis. Ces modeles permettent de predire la duree de vie des materiaux etudies.
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Sibellas, Aurélien. "Cordes textiles torsadées à fibres continues : Caractérisation de la structure et modélisation du comportement mécanique en extension." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI017.
Full textAbstract:
Les cordes textiles torsadées à fibres continues sont couramment utilisées en tant que renforts dans une grande variété d'applications industrielles et plus spécifiquement comme renforts dans le caoutchouc des pneumatiques. Les cordes concernées sont fabriquées à partir de fibres de nylon, de polyester ou d’aramide en les torsadant ensemble (de 200 à 1000 fibres de même matériau) pour obtenir ce qu’on appelle un surtors. L’assemblage de deux ou trois surtors en les torsadant ensemble permet de construire un retors qui sera dit hybride si les surtors initiaux sont composés de fibres différentes. L’ensemble des configurations donne une large gamme de propriétés mécaniques possibles impliquant à la fois les effets propres au comportement du matériau, à l’orientation locale des fibres ainsi qu’aux pressions transverses induisant des déséquilibres dans le cas de la présence de différentes natures de fibres. Cette thèse présente une étude structurelle précise des orientations de fibres par microtomographie aux rayons X dans les surtors et les retors ainsi qu’un outil original permettant d’analyser les fréquences spatiales caractéristiques des trajectoires de fibre. Un modèle mécanique de surtors en extension de la littérature est enrichi à partir de ces travaux appuyés d’une étude expérimentale supplémentaire de leur contraction latérale sous traction. L’influence du désordre du paquet de fibres initial sur le comportement mécanique du surtors final est analysée numériquement par la méthode des éléments finis en simulant le processus physique ayant lieu au cours de la prise de torsion. Enfin, un modèle mécanique général est proposé pour prédire le comportement mécanique en extension des retors hybrides constitué de trois surtors pouvant chacun afficher des torsions différentes entre ellesTwisted continuous filament yarns are commonly used as reinforcements in a wide variety of industrial applications and more specifically as reinforcements in tyre rubber. The yarns concerned are made of nylon, polyester or aramid fibres by twisting them together (from 200 to 1000 fibres of the same material) to obtain what is called a single yarn. The assembly of two or three single yarns by twisting them together makes it possible to build a multiply yarn that will be called hybrid if the initial single yarns are made of different fibres. All configurations give a wide range of possible mechanical properties involving the effects of the material's behaviour, the local orientation of the fibres and the transverse pressures inducing an imbalance in the case of the presence of different types of fibres. This thesis presents a precise structural study of fiber orientations by X-ray microtomography of single and multiply yarns and an original tool to analyze the spatial frequencies characteristic of fiber trajectories. A mechanical model of single yarn in extension from the literature is enriched from this work supported by an additional experimental study of their lateral contraction under extension. The influence of the disorder of the initial fibre bundle on the mechanical behaviour of the final single yarns is analysed numerically by the finite element method by simulating the physical process taking place during twisting. Finally, a general mechanical model is proposed to predict the mechanical behaviour in extension of the hybrid multiply yarns, consisting of three single yarns showing different torsions
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Guzman, Maldonado Eduardo. "Modélisation et simulation de la mise en forme des composites préimprégnés à matrice thermoplastiques et fibres continues." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI015/document.
Full textAbstract:
Les matériaux composites sont largement employés dans le domaine aérospatial grâce à leurs excellentes propriétés mécaniques, leur résistance aux chocs et à la fatigue, tout en restant plus légers que les matériaux conventionnels. Au cours des dernières années, l'industrie automobile a montré un intérêt croissant pour les procédés de fabrication et de transformation de matériaux composites à matrice thermoplastiques. Cela favorisé par le développement et l'optimisation des procèdes de mise en forme tels que le thermostampage, en vue de la réduction de temps de cycle. La modélisation et la simulation de ce procédé sont des étapes importantes pour la prédiction des propriétés mécaniques et de la faisabilité technique des pièces à géométrie complexe. Elles permettent d'optimiser les paramètres de fabrication et du procédé lui-même. À cette fin, ce travail propose une approche pour la simulation de la mise en forme des matériaux composites préimprégnés thermoplastiques. Un modèle viscohyperélastique avec une dépendance à la température a été proposé dans l'objectif de décrire le comportement du composite thermoplastique à l'état fondu. Et permets de faire des simulations de mise en forme à différentes températures. Au cours cette simulation, des calculs thermiques et mécaniques sont effectués de manière séquentielle afin d'actualiser les propriétés mécaniques avec l'évolution du champ température. L'identification des propriétés thermiques sont obtenues par homogénéisation à partir des analyses au niveau mésoscopique du matériau. La comparaison de la simulation avec le thermoformage expérimental d'une pièce représentative de l'industrie automobile analyse la pertinence de l'approche proposéePre-impregnated thermoplastic composites are widely used in the aerospace industry for their excellent mechanical properties, impact resistance and fatigue strength all at lower density than other common materials. In recent years, the automotive industry has shown increasing interest in the manufacturing processes of thermoplastic-matrix composites materials, especially in thermoforming techniques for their rapid cycle times and the possible use of pre-existing equipment. An important step in the prediction of the mechanical properties and technical feasibility of parts with complex geometry is the use of modelling and numerical simulations of these forming processes which can also be capitalized to optimize manufacturing practices.This work offers an approach to the simulation of thermoplastic prepreg composites forming. The proposed model is based on convolution integrals defined under the principles of irreversible thermodynamics and within a hyperelastic framework. The simulation of thermoplastic prepreg forming is achieved by alternate thermal and mechanical analyses. The thermal properties are obtained from a mesoscopic analysis and a homogenization procedure. The comparison of the simulation with an experimental thermoforming of a part representative of automotive applications shows the efficiency of the approach
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Siqueira, Jonathas de Paula. "Implementação da técnica de varredura-Z com luz branca supercontínua gerada em fibras fotônicas na determinação do espectro de não linearidades." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-19052008-134644/.
Full textAbstract:
Nesta dissertação, propomos um método que combina a técnica de varredura-Z e a luz branca supercontínua gerada em uma fibra fotônica para caracterizar o espectro de não-linearidades de amostras. O espectro não-linear fornece informações cruciais a respeito da característica, da origem e do potencial da não-linearidade para aplicação em dispositivos. Neste sentido, a luz branca supercontínua aliada à técnica de varredura-Z vem permitir uma rápida determinação de espectros numa banda larga. Neste trabalho, a luz branca foi gerada numa fibra fotônica comercial bombeada por pulsos de femtossegundo de um oscilador laser de Ti:safira. Tanto os lasers de femtosegundo quanto as fibras fotônicas estão se tornando cada vez mais acessíveis. Ademais, a técnica de varredura-Z é um método bastante conhecido para a determinação de não-linearidades devido à sua simplicidade e precisão. Dessa forma, aliamos essas vantagens para fazer um aparato simples, compacto e de baixo custo. Em geral, a determinação do espectro de não-linearidades necessita de sistemas lasers complexos que possam sintonizar o comprimento de onda. O método de varredura-Z de luz branca desenvolvido aqui foi usado para medir o espectro não-linear do corante disperse red 13 (DR13) em metanol. Esse corante possui um efeito não-linear absortivo (absorção saturada) bem caracterizado, sendo um bom material não apenas para calibração, mas também para testar nosso sistema experimental. Os resultados experimentais comprovaram a viabilidade do sistema para caracterização de amostras com efeitos não-lineares absortivos intensos.In this dissertation, we proposed a method that combines the Z-scan technique and the white-light continuum generated by a photonic crystal fiber to characterize the nonlinear spectrum of materials. The nonlinear spectrum provides crucial information on the characteristic, the origin and the potential of the nonlinearity for devices application. In this sense, the white-light continuum allied to the Z-scan technique allows fast spectra determination in a broad spectral range. In this work, the white light was generated in a commercial photonic crystal fiber pumped by femtosecond pulses from a Ti:sapphire laser oscillator. Both the femtosecond lasers and the photonic crystal fibers are becoming more accessible. In addition, the Z-scan technique is a well-known method for nonlinearities determination due to its simplicity and precision. In this way, we merged these advantages to make a simple, compact and low-cost apparatus for studying nonlinear samples. In general, the nonlinear spectrum determination requires complex laser systems which are able to tune the wavelength. The white-light Z-scan method we developed here was used to measure the nonlinear spectrum of disperse red 13 (DR13) dye in methanol. This dye presents a well-characterized absorcive nonlinear effect (saturable absorption), being a good material not only to calibrate, but also to test our experimental setup. The experimental results confirmed the viability of the setup for characterizing samples with strong nonlinear absorption effect.
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Hassan, Noha Mohamed. "Damage Development in Static and Dynamic Deformations of Fiber-Reinforced Composite Plates." Diss., Virginia Tech, 2005. http://hdl.handle.net/10919/30171.
Full textAbstract:
A three-dimensional finite element code to analyze coupled thermomechanical deformations of composites has been developed. It incorporates geometric nonlinearities, delamination between adjoining layers, and damage due to fiber breakage, fiber/matrix debonding, and matrix cracking. The three damage modes are modeled using the theory of internal variables and the delamination by postulating a failure envelope in terms of the transverse stresses; the damage degrades elastic moduli. The delamination of adjoining layers is simulated by the nodal release technique. Coupled nonlinear partial differential equations governing deformations of a composite, and the pertinent initial and boundary conditions are first reduced to coupled ordinary differential equations (ODEs) by the Galerkin method. These are integrated with respect to time with the Livermore solver for ODEs. After each time step, the damage in an element is computed, and material properties modified. The code has been used to analyze several static and transient problems; computed results have been found to compare well with the corresponding test results. The effect of various factors such as the fiber orientation, ply stacking sequence, and laminate thickness on composite's resistance to shock loads induced by underwater explosions has been delineated.Ph. D.
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Nciri, Mariem. "Modélisation du comportement des composites à fibres courtes non-alignées en dynamique." Thesis, Valenciennes, 2017. http://www.theses.fr/2017VALE0016/document.
Full textAbstract:
L’utilisation de composites à matrice thermoplastique renforcée par fibres courtes (TRFC) connait une forte croissance pour une large gamme d’applications industrielles pour des conditions de chargement extrêmes (e.g. pare-chocs d’automobiles). Il est donc indispensable de développer des modèles de comportement des TRFC tenant compte des spécificités du matériau pour une large gamme de vitesse de déformation. Toutefois, le comportement de ces composites est complexe. Cette complexité est due, en premier lieu, au comportement viscoélastique (VE)-viscoplastique (VP) de la matrice avec une sensibilité à la pression. A cela s’ajoute les caractéristiques complexes du renfort en termes de distributions d’orientation des fibres courtes. De plus, le comportement de ces composites est affecté par des phénomènes d’endommagement coexistants (e.g. endommagement de la matrice et décohésion l’interface fibre/matrice). Dans ce travail, un modèle permettant la prise en compte de l’ensemble de ces phénomènes est proposé. Sa formulation est basée sur la décomposition du matériau en un milieu matriciel et plusieurs milieux de fibres, sur la base d’une décomposition additive du potentiel thermodynamique. Cette approche permet une implémentation simplifiée avec une résolution successive (mais non indépendante) du comportement de chaque milieu. Un avantage immédiat est la possibilité de prendre en compte tout type de comportement matriciel et tout type d’orientation. L’interface fibre/matrice, siège de la transmission de l’effort est modélisée par un transfert par cisaillement, avec sur une hypothèse locale d’iso-déformation dans la direction de la fibre. L’endommagement ductile de la matrice est pris en compte par un modèle d’endommagement anisotrope. La dégradation de l’interface fibre/matrice est décrite par un modèle de décohésion initiée en pointe de fibres. Un critère de rupture se basant sur le taux maximal de vide crée par décohésion est enfin introduit. La caractérisation du modèle est basée sur des campagnes d’essais quasi-statiques et dynamiques pour le cas de polypropylène pur et renforcé par fibres courtes de verre, à différents angles de chargement par rapport à la direction d’injection. Ces essais sont complétés par des observations au microtomographe permettant la caractérisation des distributions d’orientation locale des fibres. Des observations au MEB ont enfin permis de constater une éventuelle influence de la vitesse de sollicitation sur les mécanismes d’endommagementShort fibre-reinforced composites are commonly used in a variety of engineering applications, including automotive and aerospace industry. Today, their use is progressively extended to parts possibly subjected to severe loading conditions (e.g. crash...), characterised by high strain rates. Therefore, an efficient modelling that takes into account material’s specificities at a large strain rate range is needed. A constitutive model of viscous behaviour of short-fibre reinforced composites (SFRC) where complex distributions of fibre orientations are taken into account is proposed in this work. The approach considered for the computation of composite macroscopic behavior is based on an additive decomposition of the state potential. The SFRC is assimilated to an assembly of several fibre media embedded in a polymeric matrix medium. One of the main assets of this approach is the possibility to model reinforcement with complex distributions of fibre orientations. Moreover, this decomposition allows the implementation of complex behaviour laws coupled with damage models. The polymeric matrix behaviour is typically strain-rate sensitive, i.e. viscoelastic-viscoplastic. This property has to be taken into account when the modelling of the composite behaviour over a large range of strain rate is intended. Therefore, a viscoelastic constitutive model, based on generalised Maxwell model, and a viscoplastic correction scheme, based on an overstress approach, are implemented for matrix material. The developed constitutive model is then coupled to two damage laws. The first one is introduced in the framework of Continuum Damage Mechanics in order to model the anisotropic ductile damage behaviour of the matrix material. The second one deals with fibre/matrix interfacial degradation through an interfacial debonding law. In order to identify the parameters involved in the present model, experimental tests are performed (case of polypropylene reinforced with short glass fibres). Microcomputed tomography is used for the characterisation of the fibres distribution of orientation. The efficiency of the proposed model is demonstrated by comparisons between numerical and experimental responses in different loading conditions, including dynamic loadings
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Pérez, Sergio. "Modélisation du séchage en continu d'une nappe de fibres sur un tambour métallique chauffé par induction électrique." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape3/PQDD_0034/NQ67588.pdf.
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Pérez, Sergio A. "Modélisation du séchage en continu d'une nappe de fibres sur un tambour métallique chauffé par induction électrique." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2000.
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Pérez, Sergio A. "Modélisation du séchage en continu d'une nappe de fibres sur un tambour métallique chauffé par induction électrique." Thèse, Université de Sherbrooke, 2000. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1720.
Full textAbstract:
A model was developed that predicted the evolution of the humidity and the temperature of a thin web of fibrous material during drying on the surface of a metal cylinder heated by electric induction. It also gave the temperature of the cylinder surface as a function of position. The established mass and energy balances and the concept of substantial derivatives were used to relate the state variables as a function of both time and position. The model explicitly considered heat conduction, convection and radiation as well as energy transfer caused by the evaporation of the water. Variations in the humidity of the web arriving at the cylinder were also considered. The model predicted the process responses to perturbations in the manipulated variables, these being the rotational speed of the cylinder, the electric power fed to the system, as well as the area of the web in contact with the cylinder surface. Several experiments carried out using the pilot scale dryer allowed characterization of the responses of the drying process (cylinder temperature, web humidity and temperature) to different combinations of conditions of the manipulated process variables and the initial web humidity. These trials also gave the energetic efficiency of the process. Good characterization of the thermal induction profiles was obtained from complementary measurements of the cylinder temperature during heating. The complete' data established the values of various model parameters and specified the observed tendencies of the system as a function of the manipulated variables. The simulations carried out showed a high degree of correspondence between the model predictions and the experimental results. The model was also used to calculate how modifications in the design of the prototype equipment influenced the energetic efficiency.