To see the other types of publications on this topic, follow the link: Matériaux composite de l'étain.
Dissertations / Theses on the topic 'Matériaux composite de l'étain'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 50 dissertations / theses for your research on the topic 'Matériaux composite de l'étain.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
1
Mouyane, Mohamed. "Nouveaux matériaux composites pour électrodes négatives à base d'étain." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20180.
Full text
2
Mouyane, Mohamed. "NOUVEAUX MATERIAUX COMPOSITES POUR ELECTRODES NÉGATIVES A BASE D'ETAIN." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00357324.
Full textAbstract:
Actuellement, les batteries commercialisées fonctionnent avec des électrodes négatives à base de carbone qui présentent une bonne tenue en cyclage mais des capacités massique et volumique limitées et des problèmes de sécurité. Pour améliorer les performances des accumulateurs de nouvelle génération, les métaux purs alliables avec le lithium ont été proposés en raison de leur grande densité d'énergie.L'objectif de cette thèse consiste à élaborer de nouveaux matériaux composites, synthétisés par dispersion ex situ de l'étain dans une matrice inactive (CaSiO3).
Les performances du composite de référence sélectionné ‘‘Sn-0,4 CaSiO3'' sont intéressantes : capacité massique réversible de 480 mAh.g-1 et faible polarisation de 140 mV. Cependant, la perte au premier cycle (146 mAh.g-1) est encore trop importante et la tenue en cyclage insuffisante. Pour comprendre les causes de ces deux phénomènes nous avons entrepris l'étude détaillée du mécanisme mis en jeu au cours du premier cycle de restructuration en couplant différentes techniques expérimentales.
Les études montrent que le régime influe sur l'étape de restructuration. En régime C/50, la formation d'alliages intermédiaires stables, riches en étain, type LiSn, entraîne une restructuration moins performante que celle réalisée en régime C/10.
Nous avons montré que la modification de la matrice de dispersion joue un rôle important sur les paramètres électrochimiques et en particulier sur la perte au premier cycle. Ainsi l'utilisation d'un borosilicate de sodium, plus conducteur, réduit nettement cette perte (90 mAh.g-1).
3
Debeaux, Sébastien. "Récupération d'énergie issue des déformations de structures aéronautiques à l'aide de matériaux piézoélectriques." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6169.
Full textAbstract:
Résumé: La maintenance des structures aéronautiques (fuselage, ailes) est une opération majeure très onéreuse. Elle requiert l'immobilisation des appareils ainsi que le démontage de certaines de leurs parties afin de procéder à leur inspection. Pour permettre une surveillance in situ, des capteurs et actionneurs ont peu à peu été intégrés aux structures aéronautiques. L'utilisation de capteurs et actionneurs sans fil est attirante du fait qu'elle n'implique pas de câblage des noeuds (gain de poids et de coût). Ces noeuds doivent néanmoins être auto-alimentés afin d'être réellement viables_ L'idée est donc de convertir l'énergie mécanique (vibrations) disponible dans les structures d'avions en électricité en utilisant des matériaux piézoélectriques. Les travaux effectués dans ce mémoire permettent d'évaluer le potentiel des récupérateurs d'énergie basés sur les déformations (différents des récupérateurs inertiels) pour alimenter des noeuds sans fil embarqués sur des structures d'avions. Pour cela, des modèles simples sont utilisés pour décrire le comportement dynamique typique des parties de l'avion : une poutre représente l'aile soumise à des charges aérodynamiques et une plaque représente un panneau de fuselage soumis à des champs de pression (bruit de jet et couche limite turbulente). Des matériaux piézoélectriques aussi différents que le PZT monolithique, le composite piézo-fibres et le Polyfluorure de Vinylidêne (PVDF) sont testés dans le but d'évaluer l'influence de leurs caractéristiques (taille, polarisation, capacité, forme des électrodes...) sur la puissance électrique récupérée. Les résultats montrent que pour une excitation aéronautique typique de la poutre (10 Hz et 56 udef), l'énergie produite est de l'ordre de 40 mi pour le PZT monolithique pour une durée de charge de 7 minutes. D'après la littérature, cette énergie est suffisante pour faire des transmissions RF (25 pi). Mais pour d'autres types d'excitations (par exemple le buit de bruit de jet des réacteurs d'avion), il faudra 25 minutes pour produire une énergie de 1 mJ pour le même type de piézoélectrique. L'inconvénient est qu'il faudra attendre de nombreuses secondes avant de charger la batterie du récupérateur d'énergie. Si l'on considère que plusieurs autres organes devront consommer de l'énergie en parallèle, le temps en chaque cycle pourra être de plusieurs minutes. Par conséquent, les récupérateurs d'énergie basés sur les déformations peuvent être utilisés pour alimenter des nœuds sans fil même s'ils ne permettent pas des mesures en temps réel. Cependant, cette approche est une manière simple et pratique de collecter de l'énergie que les autres types de récupérateurs (inertiel, solaire...) puisqu'elle nécessite seulement le collage du matériau piézoélectrique sur la surface vibrante. Enfin, il en ressortira des conseils de dimensionnement pour ce type de récupérateur afin d'en optimiser l'utilisation à partir d'une excitation donnée.||Abstract: Aerospace structural maintenance (fuselage, wings) is a major component of operational costs which requires aircraft to be grounded and some of its parts to be dismantled in order to proceed to inspection. In order to allow in situ monitoring, Structural Health Monitoring (SHM) has been proposed where sensors and actuators are integrated on the structure. To avoid extensive wiring of the nodes, wireless sensors and actuators are attractive but should be self powered to fully benefit from them. One idea is to convert the mechanical energy (vibrations) available all over an aircraft into electricity using piezoelectric materials. This work investigates the potential of strain-based energy harvesters (as opposed to inertial harvesters) to supply wireless nodes on typical aircraft structures. A simple model is used to describe typical dynamic behavior of aircraft components: a beam representing the whole wing subjected to aerodynamic loading and a plate representing a fuselage panel subjected to pressure fields (jet noise and turbulent boundary layer). Various configurations of piezoelectric materials are tested such as bulk PZT, PZT fiber composite and Polyvinylidene Fluoride (PVDF) in order to evaluate the influence of their characteristics (size, polarization, electrodes' shape, capacitance...) on the harvested power. The results show that for a typical aerospace excitation of the beam (10 Hz and 56 mudef), the energy produced is up to 40 mJ with bulk PZT for a 7 minutes loading time. From the literature, this appears sufficient for RF transmission (25 muJ). For other excitation sources (for instance jet noise), the energy produced is up to only 1 mJ with bulk PZT for a 25 minutes loading time. The drawback is that we should wait for several seconds in order to charge the harvester's battery. And, considering that many other components than the RF transceiver will require energy in the meantime, the time laps between two' measures could increase to several minutes. Therefore, strain-based energy harvester could be used for supplying wireless sensor nodes but they would not allow real time measurement. However this approach is a simple and convenient way to scavenge energy compared to other kinds of harvesters (inertial, solar...) since it amounts to bonding a piezoelectric material on a flexible surface. Some design advices are eventually proposed for this kind of harvesters. They could be used for designing a harvester able to produce desired power from a known excitation.[symboles non conformes]
4
Cormary, Benoît. "Photocommutation à l'état solide dans les complexes de ruthénium à ligand nitrosyle : vers la réalisation de matériaux composites photochromes." Toulouse 3, 2009. http://www.theses.fr/2009TOU30074.
Full textAbstract:
Les composés photochromes présentent l'avantage de pouvoir être intégrés dans des systèmes optiques de haute capacité pour le stockage de l'information. Les matériaux photochromes étudiés dans ce travail sont des complexes de ruthénium à ligand nitrosyle. L'irradiation de ces complexes génère des états métastables à longue durée de vie. Le changement de couleur qui en découle traduit un changement de coordination du ligand nitrosyle sur le métal. Les premiers travaux ont mis en évidence l'influence de certains éléments structuraux (contre-ion, ligands, contacts intermoléculaires) sur l'amplitude de la réponse photochrome. Une étude photocristallographique menée sur le complexe [RuCl(NO)py4](PF6)2. 1/2H2O a mis en évidence, pour la première fois, sur ce type de complexe, une photocommutation totale à l'état solide. L'association de ce complexe de ruthénium avec des entités magnétiques isolées [MX4]2- et [M'(CN6)]3- (M= Ni, Mn, Cu, Co et M'= Fe, Cr) et des réseaux magnétiques du type [MCr(ox)3]- (M = Ni, Cu, Co ; Mn et Zn) et Mn2P2S6, a permis d'obtenir des matériaux magnétiques et photochromes possédant des propriétés marquées. La mise en forme des matériaux moléculaires est une nécessité pour leurs utilisations à grande échelle. L'une des réponses à cette exigence étudiée dans ce travail, est le conditionnement des complexes à ligand nitrosyle par inclusion dans différentes matrices. Cette méthode a permis d'obtenir de nouveaux matériaux composites photochromes dans lesquels les complexes sont dispersés sous forme de nanoparticules cristallinPhotochromic compounds can be integrated in very high capacity systems for optical data storage. Photochromic mononitrosyl ruthenium complexes have been studied in this work. They present long-lived metastable states produced upon irradiation at low temperature. The photochromic properties result from coordination changes of nitrosyl ligand. At first, influence of structural elements (as counter-ion, ligands, intermolecular contacts) on photochromic response has been studied. A photocrystallographic study on [RuCl(NO)py4](PF6)2. 1/2H2O evidenced a total solid state photocommutation, observed for the first time on this kind of complexes. New compounds combining photochromic and magnetic properties have been synthesised from the association of ruthenium complexe with magnetic anions such as [MX4]2- or [M'(CN6)]3- (M= Ni, Mn, Cu, Co and M'= Fe, Cr) and with magnetic network such as [MCr(ox)3]- (M = Ni, Cu, Co ; Mn and Zn) or Mn2P2S6. Processing of this kind of complexes is an important challenge. In order to obtain the material in a useable form, mononitrosyl complexes have been embedded in various matrices. The complexes have been obtained as crystalline nanoparticles included in new photochromic composite materials
5
Tadlaoui, Samir. "Influence de l'état de la réticulation de la matrice thermodurcissable (soc) sur les propriétés mécaniques des matériaux composites obtenus : expérimentation et modélisation." Saint-Etienne, 1994. http://www.theses.fr/1994STET4009.
Full textAbstract:
Afin d'étudier l'influence de l'état de la réticulation des matrices thermodurcissables (soc) sur les propriétés mécaniques des composites, nous nous sommes appuyés sur la méthode couplant l'expérimentation et la modélisation (analyse numérique et informatique). Après avoir validé les modèles en comparant les résultats calculés à ceux des expériences réalisées au laboratoire, nous avons préparé des pièces de composite dans des conditions opératoires différentes, donc à des soc différents. Une évolution de la réticulation de la résine en contact avec l'air a été montrée. Nous avons étudié le rôle de l'épaisseur du composite pendant le processus global de la réaction. Plus l'épaisseur de l'échantillon est grande, plus le soc évolue pendant la phase de post-cuisson. Les propriétés mécaniques pour des composites préparés à différents soc ont été étudiées : nous avons comparé la dureté superficielle à celle du cur du matériau : la valeur de cette dernière est plus grande. La dureté est largement dépendante des conditions de préparation du composite, c'est-à-dire de la température et de la durée du chauffage et du refroidissement, ainsi que du mode de refroidissement. L'étude des propriétés mécaniques en dynamique a été réalisée dans le viscoanalyseur en programmation de température, à fréquence constante ou variable. Nous avons choisi le mode de traction-compression. Cette étude s'est avérée intéressante puisque le matériau est viscoélastique. Nous avons pu déterminer l'influence de plusieurs paramètres sur le comportement du matériau (fréquence de vibration et température) ; qui dépend des propriétés mécaniques suivantes : le module de Young élastique e' et l'amortissement tg d. Nous avons déterminé la transition vitreuse du matériau tg. Une corrélation entre le soc et le module e' a été mise en évidence
6
Lee, Jung-Ryul. "Mise en oeuvre de techniques laser interférométriques en vue de l'analyse expérimentale des matériaux et des structures : application aux composites." Saint-Etienne, EMSE, 2004. http://www.theses.fr/2004EMSEA001.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but de présenter les résultats de comparaison de la famille d'interférométrie de laser pour des applications pratiques dans le domaine de la mécanique des solides. La partie I concerne le développement de l'interférométrie différentielle de speckle et de l'interférométrie moiré et une présentation de l'interférométrie différentielle sur réseau. Pour chaque technique, les performances telles que le rapport signal sur bruit, la sensibilité, la résolution spatiale et la résolution sont définies et évaluées à partir des données expérimentales réelles. Nous étudions également comment l'incrément optique ou numérique de différentiation et le filtrage passe-bas affectent chaque performance. Dans la partie II, les trois techniques interférométriques de laser sont théoriquement comparées. Deux applications pratiques sont discutées dans la partie III. Dans la première application, l'interférométrie différentielle sur réseau est sélectionné pour analyser les champs de déformation hétérogènes dans un tissu sous traction uniaxiale. Une plaque composite constituée d'un seul pli est étudiée comme la construction fondamentale d'un empilement de stratifié de tissu. Dans la deuxième application, l'interférométrie moiré est utilisé pour déterminer les propriétés élastiques d'un composite stratifié orthotrope mince. Pendant le procédé d'identification, le résultat expérimental basé sur cette interférométrie moiré présente une excellente stabilité au filtrage spatial, qui assure la compatibilité pour la détermination des paramètres mécaniques dans la pratiqueThis work is aimed at reporting about a useful comparison result related to the practical applications of the laser interferometry techniques in the field of solid mechanics. Part I gegin with the development of speckle shearography and moiré interferometry and the review of grating shearography. For each technique, performances such as signal-to-noise ratio, sensitivity, spatial resolution and resolution are defined and evaluated with the actual experimental image data. We also study how the optical or numerical differentiation increment and the low-pass filtering affect each performance. In part II, the three laser interferometric techniques are theoretically compared. Finally, the two applications are discussed in part III. In the first application, grating shearography is selected for investigating the basic behaviour of carbon/epoxy plain-weave fabric composite with large unit cell under tensile loading. In the second application, moiré interferometry is applied to identify the elastic properties of an anisotropic composite laminate NC2. During the identification procedure, this moiré interferometry-based experimental result shows excellent stability to the spatial filtering, which assures compatibility for the determination of the mechanical parameters in practice
7
Chouvin, Jérôme. "L'étain dans les nouveaux matériaux anodiques pour accumulateurs "lithium-ion", structures d'accueil et mécanismes." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20160.
Full text
8
Ducept, Fabrice. "Prévision de la rupture des assemblages collés composite/composite et acier/composite." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2366.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la mécanique linéaire de la rupture, on détermine un critère d'amorçage en mode mixte dans un composite verre/époxyde. Les montages utilises sont DCB, ENF et MMB. Le rapport des modes obtenu a partir de la théorie des poutres est proche de celui qui utilise les valeurs expérimentales des complaisances. Le point d'amorçage correspondant au point de perte de linéarité de la courbe charge/déplacement est voisin de celui qui correspond au premier signal acoustique. On vérifie que le critère de délaminage est indépendant de l'épaisseur des éprouvettes. Suivant la même démarche, on recherche un critère pour un assemblage colle composite/composite. Ce critère est différent du précédent a cause des valeurs d'énergie d'amorçage plus élevées pour l'assemblage et de la stabilité atypique de ces essais. Enfin, une étude est menée sur la séparation des modes dans le cas d'une éprouvette asymétrique. Des essais de délaminage montrent qu'une approche qui prend en compte le champ de singularité au voisinage de la pointe de fissure est mieux adaptée qu'une approche du type théorie des poutres. Les expériences réalisées sur des assemblages acier/composite n'ont pas permis de trancher en faveur de l'une ou l'autre méthode
9
Robert, Florent. "L'étain espèce active des nouveaux matériaux d'électrodes négatives pour batteries lithium-ion : spectrométrie Mössbauer et mécanismes." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20072.
Full text
10
Meslin, Frédéric. "Propriétés rhéologiques des composites fibres courtes à l'état fondu." Cachan, Ecole normale supérieure, 1997. http://www.theses.fr/1997DENS0020.
Full textAbstract:
Ce travail traite de l'étude des suspensions de particules axisymétriques et rigides dans une matrice fluide. Plus précisément, nous nous sommes intéressés au comportement rhéologique de ces matériaux. Le contexte industriel associe est la mise en forme des thermoplastiques renforces par des fibres courtes. Dans une partie théorique, nous proposons un modèle de comportement, issu d'une approche micromécanique, pour les suspensions de sphéroïdes rigides dans une matrice newtonienne : une loi reliant les contraintes et les taux de déformations macroscopiques, une équation pour décrire le mouvement des particules. Ce modèle de comportement est applicable au cas des solutions en régime semi-dilue. Dans une partie expérimentale, nous proposons d'identifier des paramètres rhéologiques du modèle de comportement. A cet effet, des mesures de viscosité en cisaillement sont présentées, ainsi qu'un nouvel écoulement. Ce dernier écoulement, dit écoulement en croix, doit permettre d'identifier le paramètre rhéologique caractérisant l'anisotropie des suspensions.
11
Jolivet, Agnès. "Dérivés diacétyléniques du bore, du phosphore et de l'étain en chimie des matériaux : synthèse et comportement thermique." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20233.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la synthese et l'etude du comportement thermique de buta-1,3-diynes directement lies a des heteroelements (sir#3, snr#3, pph#2, bn(i-pr)#2#2). - dans le premier chapitre, nous avons prepare de nouveaux composes diacetyleniques disubstitues dissymetriques du phosphore et du bore a partir du produit commercial, le (z)-1-methoxybut-1-ene-3-yne. - dans un second chapitre, nous avons montre que le 1,4-bis(triphenylstannyl)buta-1,3-diyne forme facilement des composes d'inclusion avec de nombreux solvants organiques. Les etudes thermiques realisees sur les 1,4-bis(triorganostannyl)buta-1,3-diynes (r=me, ph) ont montre qu'ils etaient peu stables. Il est toutefois possible d'obtenir, dans le cas ou r= ph, des oligomeres sur lesquels restent greffes les groupements snph#3. - dans un troisieme chapitre, les pyrolyses des bis(diphenylphosphino)acetylene et 1,4-bis(diphenylphosphino)butal 1,3-diyne complexees par deux groupements cr(co)#5 ont permis d'obtenir des residus solides avec de bons rendements, plus riches en carbone et en phosphore que ceux obtenus par la pyrolyse des phosphines non complexees. Les diffractogrammes de ces materiaux indiquent la presence de phases cristallisees que nous pensons etre des phases mixtes cr#xp#yc#z
12
Barbe, Jean-Michel. "Synthèses et études physicochimiques en séries porphyriniques de l'étain, du germanium et du silicium : Elaboration de matériaux polymériques." Dijon, 1985. http://www.theses.fr/1985DIJOS052.
Full textAbstract:
Synthèse et étude physicochimique de chloro-, hydroxoporphyrines de l'étain, du germaium et du silicium qui sont les dérivés précurseurs de tous les autres complexes porphyriniques préparés. Préparation et étude physicochimique de nouvelles porphyrines du germanium et du silicium à liaison sigma métal-carbone. Synthèse et caractérisation structurale de nouveaux complexes métalloporphyriniques à liaisons étain-fer et germanium-fer. Préparation et caractéristiques spectrales de diazidoporphyrines de l'étain, du germanium et du silicium. Elaboration et étude de nouveaux matérieux polymériques unidimensionnels à base de porphyrines d'étain, de germanium et de nickel.
13
Schmitt, Christian. "Étude expérimentale et simulation numérique par éléments finis de l'état de déformation et de la fissuration d'un matériau composite verre-époxyde unidirectionnel sollicité en traction-torsion." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10221.
Full textAbstract:
L'objet de cette étude est le comportement d'un matériau composite verre-époxyde unidirectionnel sollicité en traction puis en traction et torsion combinées. Dans une première partie, l'étude de l'état de déformation de la poutre sollicitée en traction-torsion montre une bonne corrélation des résultats expérimentaux, numériques et théoriques. Le principe de superposition est bien vérifié. La deuxième partie de l'étude a trait à la fissuration en fatigue du matériau à l'aide de plaques minces pré-entaillées. Les essais expérimentaux montrent la présence d'une zone endommagée en arrière du front de fissure formée par des torons de fibres joignant les deux lèvres. Les examens fractographiques, comparés à ceux de mode un et de mode deux purs, révèlent que la fissure se propage par mode d'ouverture. Un dépouillement par élément finis permet de déterminer la vitesse de fissuration en fonction de la variation du facteur d'intensité de contraintes en mode un et montre que la fissuration est gouvernée par la loi de PARIS.
14
Zhang, Chaowu. "Etude de l'optimisation et de la cinétique de formation de conducteurs supraconducteurs Nb3Sn obtenus par la méthode de l'étain interne." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00178091.
Full textAbstract:
Les fils supraconducteurs Nb3Sn sont, parmi les matériaux, ceux qui présentent le plus d'applications possibles pour produire des champs magnétiques supérieurs à 10 Tesla. L'utilisation la plus immédiate se place dans le cadre du projet ITER, qui est considéré comme un grand espoir de source d'énergie dans le futur. La conception composite avec beaucoup de cuivre, un petit nombre de sous-éléments, une barrière de diffusion non réactive et la technologie de l'étain interne RRP (Restacked Rod Process) est généralement utilisée pour la fabrication des fils. Des spécifications particulières sont nécessaires pour cette utilisation. Elles peuvent être obtenues par une conception particulière de l'assemblage des filaments, la méthode de formation de la phase A15 Nb3Sn (ici le procédé de l'étain interne), les traitements thermiques. De tels fils ont été fournis par les sociétés MSA/Alstom et WST/NIN pour cette étude. Pour déterminer de manière précise les conditions de formation et les cinétiques de réaction, des filaments plus simples ont été préparés (4 formulations avec des rapports Cu/Sn différents et des additifs différents). Pour cela différentes techniques de caractérisation ont été mises en œuvre, mesures d'aimantation sous champ magnétique, diffraction neutronique, microscopies électroniques (MEB/EDEX, TEM). L'épaisseur de la couche de la phase A15 mesurée dans différents monofilaments a permis de déterminer la loi de cinétique de formation selon deux modèles. Les résultats ont clairement montré que le modèle de diffusion en phase solide est en accord avec une loi de puissance n et que la valeur de n augmente avec la température de traitement et le taux d'étain dans le fil composite.
15
He, Siyuan. "Mousses métalliques et métal poreux polymère composite (MPPC) : élaboration et comportement mécanique." Troyes, 2004. http://www.theses.fr/2004TROY0011.
Full textAbstract:
Parmi les différents types de mousses existantes, nous avons décidé d’étudier les mousses d’aluminium élaborées par une technique d’infiltration. Afin d’améliorer leur comportement mécanique et surtout leur capacité d’absorption d’énergie lors d’un choc, nous avons introduit différents polymères dans les pores pour former un nouveau bi-matériau composite : Métal Poreux Polymère Composite (MPPC). Le but principal de cette étude est d’élaborer les mousses d’aluminium et les composites MPPC, et d’étudier leurs propriétés mécaniques en compression et en choc. Dans ce but et après une étude bibliographique, nous avons présenté les équipements nécessaires que nous avons conçus et installées pour la fabrication des différents matériaux étudiés. Afin de prévoir et contrôler la porosité des mousses, un modèle physique simplifié a été établi. Le comportement mécanique des matériaux a été étudié pour la suite de cette étude lors d’essais de compression statique. Afin d’obtenir des informations utiles et nécessaires pour choisir le type de mousse ou de composite dans le cas d’applications spécifiques, l’influence des paramètres de structure sur les réponses mécaniques a été mise en évidence. En outre, un modèle simplifié numérique a été proposé afin d’établir la relation entre la structure de la cellule et le module d’élastique. Dans la dernière partie, les propriétés dynamiques en choc de la mousse et du composite ont été étudiées. De même, nous avons mis en lumière l’influence des paramètres de structure et des conditions d’essais sur le comportement des matériaux sollicités en chocAmong the various types of existing foams, we investigate the aluminium foam prepared with infiltration technique. In order to improve their mechanical behavior and especially their energy absorption capacity under impact, we introduced various polymers into the pores to engender a new composite Bi-material: Metal Porous Polymer Composite (MPPC). The principal goal of this study consists of the preparation of aluminium foam and composites (MPPC) and the exploitation upon their mechanical properties under load compressive and impact. For this aim and based on a bibliographical study, we designed and installed necessary equipment to prepare the materials. In order to predict and control the porosity of the aluminium foam, a simplified and idealized physical model was established. In consequence, the mechanical behavior of materials was studied with static compression tests. For obtain necessary information to choose the appropriate foam or composite in the real occasion, the influence of the structural parameters on the mechanical response was investigated. Moreover, a numerical simplified model was proposed to establish the relation between the structure of cellule and the elastic module. In the last part, the dynamic properties of foam and composite were studied under point impact. In the same way, we studied the influence of the structural parameters and the conditions of tests on the responses of materials under impact
16
Dilintas, Georgios. "Étude mécanique et numérique de liaisons manchonnées en matériaux composites." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1987. http://www.theses.fr/1987ECAP0018.
Full text
17
Ratiarisoa, Lisa Barbara. "Etude de matériaux naturels 2D : Potentialités d'utilisation comme renfort de matériaux composites." Thesis, Antilles, 2019. http://www.theses.fr/2019ANTI0393.
Full textAbstract:
Face à la prise de conscience mondiale de la crise écologique, sociale et économique, lespotentialités de renforcement de composites par un matériau lignocellulosique, naturellement sousforme textile, les gaines foliaires du cocotier Cocos nucifera L. ont été évaluées dans ce travail. Laphase exploratoire de caractérisation des gaines a montré que cette ressource se présente sous laforme d’un textile bidirectionnel composé majoritairement de cellulose. Comparativement auxrenforts végétaux classiques, elle se montre moins hygroscopique, plus légère avec de meilleurespropriétés à la traction dans les directions préférentielles des fibres. Concernant la campagneexpérimentale sur l’impact des traitements, les gaines traitées à la xylanase et à la laccase neprésentent qu’une légère modification chimique de surface. Les fibres pyrolysées se montrent plushydrophobes mais moins résistantes traduisant un endommagement de ces dernières. Les gainestraitées à la chaux présentent une plus grande stabilité thermique. Ainsi, les gaines brutes ont étéretenues pour renforcer les panneaux de particules, la température de mise en oeuvre des panneauxétant inférieure à la température de début de dégradation des gaines non traitées. Le panneaurevêtu sur ses deux faces par la partie haute des gaines brutes constitue le candidat le plusprometteur pour le développement d’éco-isolant thermique. Une partie de ses propriétésmécaniques et physiques satisfait les exigences requises par les normes américaines eteuropéennes. Ses caractéristiques thermiques sont similaires à celles relevées dans la bibliographiepour les panneaux de faible masse volumique à particules lignocellulosiquesFacing the worldwide environmental, social and economic crisis awareness, the possibility ofreinforcing composites by a lignocellulosic textile reinforcement, the coconut leaf sheaths fromCocos nucifera L. was assessed in this work. The exploratory phase of sheaths characterizationhas shown that this resource forms a two-way textile made up of cellulose mostly. In contrast toclassic vegetable reinforcements, it is less hygroscopic, lighter with best tensile mechanicalproperties in preferential fibers directions. About the experimental campaign on the treatmentseffect, xylanase and laccase treated sheaths show a slight surface chemical change. Pyrolysedfibers are more hydrophobic but less resistant translating a damaging of them. Lime treatedsheaths show a higher thermal stability. Thus, raw sheaths were retained to reinforceparticleboards, the temperature of panels manufacture being lower than the start degradationtemperature of the raw sheaths. The two-faces panel covered with raw sheaths top part forms themost promising candidate to develop thermal eco-insulator. Some of its mechanical and physicalproperties fulfill american and european standards. Its thermal properties are similar to the onesnoticed in the bibliography for low density lignocellulosic particleboards
18
Jouve, Christophe. "Etude de matériaux composites dans des structures : métal-composite-métal, métal-composite-semiconducteur : application aux capteurs en phase gazeuse." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10232.
Full textAbstract:
Les solides organiques offrent des perspectives prometteuses de materiaux pour la realisation de dispositifs electroniques. La sensibilite de ces materiaux a un environnement physico-chimique conduit a les utiliser pour l'integration de capteurs intelligents. Le travail que nous presentons concerne des structures minces de polyethylene (ldpe) dans lequel sont inclus des sels de complexes a transfert de charges (ctc). La methode d'elaboration permet de realiser des films conducteurs de quelques microns d'epaisseur dans lesquels la cristallisation des sels depend des conditions d'elaboration. Une part importante de cette etude est consacree a la correlation entre la composition des films et leurs proprietes de conduction electrique. Nous cherchons aussi, en plus de l'optimisation du procede d'elaboration, a contribuer a une meilleure comprehension des mecanismes de conduction electrique qui restent a eclaircir en ce qui concerne ces materiaux. Les mesures en continu mettent en evidence des phenomenes d'injection au-dela d'une zone ohmique a 10#3v/cm. Les mesures en alternatif (jusqu'a 1 mhz) revelent, suivant la concentration en sels de ttf-tcnq, des variations plus ou moins importantes de la conductivite autour de 100 khz. Des hypotheses concernant le comportement en frequence sont proposees. Ces resultats permettent de determiner differents parametres propres a ces structures et qui caracterisent les modes de conduction observes. Dans l'objectif de l'exploitation de ces films comme detecteur d'entite gazeuse, des essais d'absorption ont ete realises avec de l'oxygene, du dioxide d'azote, du dioxyde de carbone ainsi que sous atmosphere humide. Les premiers resultats obtenus par absorption sont tres encourageants pour la mise au point et le developpement de dispositifs capteurs utilisant ces materiaux
19
Ledru, Yohann. "Etude de la porosité dans les matériaux composites stratifiés aéronautiques." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT048G/document.
Full textAbstract:
La mise en œuvre des préimprégnés unidirectionnels à fibre de carbone et résine époxyde est une étape fondamentale pour la conception de pièces structurales aéronautiques. Elle influe directement sur la qualité de la pièce et notamment sur la quantité de défauts poreux qu’elle renferme. Ainsi, deux phénomènes de création de la porosité ont été identifiés expérimentalement : l’un mécanique, l’autre thermodynamique. Une fois créés, ces défauts peuvent être extraits hors de la pièce si le marouflage et le cycle de polymérisation favorisent cette évacuation gazeuse. Les effets sur la porosité de la température et de la pression imposées pendant la réticulation de la résine sont modélisés en prenant en compte les phénomènes thermo-diffuso-mécaniques entre la résine et la bulle de gaz. Un protocole expérimental reposant sur l’analyse d’image a été développé afin de quantifier le plus précisément possible le taux volumique de porosité, ainsi que leurs tailles et leurs localisationsLong fiber reinforced epoxy matrix composite laminate manufacturing process is divided into several stages. The most critical one is the polymerization stage. If not optimized, defects in the bulk material such as voids can occur. The aim of this work is to investigate the void formation and evolution processes in order to improve the thermoset laminates quality in minimizing the void ratio. Two phenomena causing void formation have been identified. The first is the mechanical entrapment of gas bubbles between prepreg plies during the lay up. Second is a thermodynamical one. Solvents and humidity absorbed by the prepreg during its manufacturing can be evaporated by increasing the temperature. Then, it has been shown that the vaccum bag lay up permeability in combination with the vaccum pressure could favour the gas washing out. In parallel, thermo-mechanical and diffusion models are coupled to obtain an accurate void size prediction along temperature and pressure applied during the polymerisation. In fact, these two parameters induce variations of the gas bubble radius inside resin. The first experimental results seem to validate qualitatively the calculated void size behaviour. Indeed, hydrostatic pressure imposed during polymerization plays a very important role on gas bubble shrinkage. Finally, a new experimental setup using image analyses has been developed to measure as accurate as possible the volume void ratio. Under specific conditions, stereology allows to extrapolate 2D results to 3D ones. Void ratios obtained with this method are in good agreement with acid digestion results. Complementary morphometric studies on void shapes have given new information about the heterogeneous void distribution in the specimen and also on the statistical void size distribution versus polymerization conditions
20
Thomas, Benjamin. "Matériaux composites Argent/Carbone à propriétés thermiques adaptatives." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0140.
Full textAbstract:
Du fait leur conductivité thermique élevée, les matériaux composites à matrice métallique et renfort carbone possèdent un fort potentiel d’application pour la gestion thermique en électronique. Ces travaux présentent le développement d’un nouveau procédé pour la synthèse de matériaux composites Ag/rGO (argent / « reduced Graphene Oxide ») et Ag/GF (argent / « Graphite Flakes ») par métallurgie des poudres. Ce procédé, inspiré des méthodes de « molecular level mixing », permet d’obtenir des poudres composites Ag/rGO dans lesquelles les nano-renforts sont individualisés jusqu’à une concentration volumique de 1 %. Lorsqu’il est appliqué à la synthèse de matériaux composites Ag/GF, ce dernier permet l’élaboration de matériaux composites denses avec une concentration volumique en graphite jusqu’à 70 % et une conductivité thermique jusqu’à 675 W.m-1.K-1 (426 W.m-1.K-1 pour l’argent pur). En outre, il a été montré que le procédé d’élaboration des poudres composites Ag/GF a une forte influence sur l’anisotropie structurale des matériaux massifs ainsi que sur la résistance thermique d’interface extrinsèque Ag-graphite. Le procédé d’élaboration développé dans ces travaux permet ainsi d’obtenir des matériaux ayant une conductivité thermique jusqu’à 19 % supérieure à celle des matériaux obtenus par un procédé de mélange conventionnel. Néanmoins, comme la plupart des matériaux composites métal/GF (à matrice Cu, Al, Mg et Fe), la dilatation thermique des matériaux composites Ag/GF présente des « anomalies ». En effet, l’anisotropie de leur coefficient d’expansion thermique (CTE) est opposée à leur anisotropie structurale, leur CTE a une dépendance anormalement élevée vis-à-vis de la température et ces matériaux présentent une instabilité dimensionnelle en cyclage thermique. S’il est communément admis dans la littérature que ces anomalies sont la conséquence des contraintes internes générées lors de l’élaboration des matériaux (du fait de la différence de CTE entre matrice et renfort), ce phénomène reste mal compris et difficile à maitriser. Une part importante de ces travaux est consacrée à l’étude de ces « anomalies » et en particulier à l’étude de l’influence des propriétés mécaniques de la matrice d’argent sur la dilation thermique des matériaux composites. Grâce à la combinaison des caractérisations d’EBSD, de DRX, de microdureté instrumentée et de microscopie, des phénomènes clés responsables des propriétés thermomécaniques des matériaux composites Ag/GF ont pu être identifiés. En particulier, il a été montré qu’une part importante des contraintes internes est relaxée via la déformation plastique de la matrice d’argent et la déformation pseudo plastique du graphite lors du refroidissement post-densification des matériaux composites. Ainsi, le contrôle des propriétés mécaniques de la matrice métallique (en particulier de sa limite d’élasticité) permet d’atténuer les anomalies en CTE et confère une meilleure stabilité dimensionnelle aux matériaux composites Ag/GF lors d’un cycle thermique. L’addition de rGO dans la matrice d’argent des matériaux composites Ag/GF a également permis de réduire l’instabilité dimensionnel des matériaux jusqu’à 50 % grâce aux propriétés d’amortissement du rGODue to their high thermal conductivity, metal matrix composite materials reinforced with carbon allotropes exhibit a high potential application for thermal management in electronics. This work deals with the elaboration of new synthesis process to produce Ag/rGO (silver/reduced Graphene Oxide) and Ag/GF (silver/Graphite Flakes) composite materials. This process, based on “molecular level mixing” methods, makes it possible to obtain Ag/rGO composite powders with individualized nano-reinforcements up to a concentration of 1 % in volume. Applied to the synthesis of Ag/GF composite materials, it allows to synthesize dense composite materials with a graphite concentration up to 70 % in volume and with a thermal conductivity up to 675 Wm-1.K-1 (426 Wm-1.K-1 for pure silver). Moreover, it has been shown that Ag/GF powders elaboration process has a strong influence on the structural anisotropy of bulk materials as well as on the extrinsic thermal boundary resistance Ag-graphite. The process developed in this work allows Ag/GF composite materials to reach thermal conductivity up to 19 % higher than the same materials synthesized by conventional mixing powder process. However, like most metal/GF composite materials (with Cu, Al, Mg and Fe matrix), thermal expansion of Ag/GF composite materials shows “anomalies”. Indeed, the anisotropy of their coefficient of thermal expansion (CTE) is opposed to their structural anisotropy, their CTE has an abnormally high dependence on temperature and these materials exhibit dimensional instability during thermal cycling. While it is commonly admit in literature that these “anomalies” are the consequence of internal stresses generated during materials densification (because of CTE mismatch between matrix and reinforcement), this phenomenon remains poorly understood and difficult to control. A significant part of this work is devoted to the study of these anomalies and especially to the study of the influence of matrix mechanical properties on composite materials thermal expansion. Thanks to EBSD, XRD, instrumented microhardness and microscopy analysis, key phenomena responsible of thermomechanical behavior of Ag/GF composite materials have been identified. Especially, it has been shown that a large part of the internal stresses is relaxed by plastic deformation of silver matrix and pseudo-plastic deformation of graphite during the post-densification cooling step of the materials. Thus, the control of mechanical properties of metallic matrix (especially of its elastic limit) makes it possible to attenuate the anomalies in CTE and confers a better dimensional stability to Ag / GF composite materials during thermal cycling. Finally, the addition of rGO in silver matrix of Ag/GF composites materials has also reduced material dimensional instability by up to 50 % thanks to the damping properties of rGO
21
Lesseur, Julien. "Imagerie 3D des matériaux et modélisations numériques : application aux multi-matériaux ferroélectriques." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0178/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse à la conception de nouveaux matériaux compositesferroélectriques/diélectriques aux propriétés accordables en tension. Des granules diélectriques(MgO, TiO2) obtenues par atomisation sont dispersées dans une matrice ferroélectrique (Ba1-xSrxTiO3). Le mélange est ensuite densifié par Spark Plasma Sintering (SPS). Une approcheoriginale est développée afin de déterminer les paramètres reliant la microstructure aux propriétésphysiques pour chacune des étapes de la boucle d’optimisation élaboration - caractérisation -modélisation. La stratégie adoptée s’appuie sur i) l’utilisation des propriétés spécifiques du frittageSPS qui offre une gestion précise des interfaces entre les différents composés. Cette méthode nonconventionnellea permis l’élaboration de composites ferroélectriques architecturés, constituésd’inclusions diélectriques de géométries contrôlées ; ii) les potentialités offertes par lamicrotomographie X comme moyen de description de la microstructure 3D des matériauxcomposites aux étapes clés de leur conception. Couplée à de puissants outils de traitements desimages elle permet d’extraire les éléments pertinents guidant l’optimisation et la compréhension despropriétés finales ; iii) le développement d’un modèle numérique 3D de l’accordabilité appliquédirectement à la géométrie réelle des matériaux extraite des images de microtomographie. Cetteétape est essentielle pour comprendre l’origine de la redistribution du champ électrique entre lesphases. Les résultats numériques obtenus sont directement confrontés aux mesuresexpérimentalesThis thesis is focused on the conception of new tunable ferroelectric/dielectric compositematerials. Dielectric granules (MgO, TiO2) obtained by spray-drying are dispersed in a ferroelectricmatrix (Ba1-xSrxTiO3). Mixing powder is then densified by Spark Plasma Sintering (SPS). An originalapproach is developed in order to determine parameters linking the microstructure to the physicalproperties for each step of the elaboration - characterization - modelling optimization procedure.The adopted strategy is based on i) specific SPS properties which provide an accurate control of theinterfaces between each components; ii) potentialities offered by X-ray microtomography to describethe internal 3D microstructure of the composite materials during the key steps of their elaboration.Associated with powerful image processing tools, it allows to obtain relevant elements guiding theoptimization and understanding of the final properties; iii) the development of a 3D numerical modelof tunability applied directly to the real geometry which has been extracted from 3Dmicrotomography images. This step is essential to understand the origin of the redistribution of theelectric field between the different phases. Numerical results are directly compared to experimentalmeasurements
22
Limaiem, Mariem. "Etude de durabilité des ouvrages en béton réparés par des matériaux composites." Thesis, Cergy-Pontoise, 2019. http://www.theses.fr/2019CERG1025.
Full textAbstract:
Le recours aux matériaux composites pour la réparation des ouvrages en béton s’est répandu afin de remédier au différent endommagement subit ces dernières décennies. Les composites de Carbone ont montré d’excellentes performances ainsi une grande facilité d’application. Ces matériaux restent polluants et chers ce qui va à l’encontre du développement durable. Ce travail s’intéresse à la possibilité de substitution d’u matériau composite (Fibre de Carbone renforcées par des polymères PRFC) avec un composite bio ressourcé (Polymère bio ressourcé renforcé par des Fibre de Lin PRFL) pour la réparation de béton endommagé mécaniquement d’une part et physiquement avec des cycles de vieillissement accéléré d’autre part.Pour ce faire, une caractérisation approfondie des trois produits et leurs constituants a été menée afin explorer évaluer les propriétés (chimique physique et mécanique) de ce dernier par rapport aux matériaux usuels.Une partie est consacrée pour comparer l’efficacité de réparation d’un béton soumis à différents taux d’endommagement mécanique par les 3 composites. Les résultats ont montré que le PRFL améliore les performances mécaniques du béton et lui fournit une ductilité importante.Une deuxième partie est consacrée pour explorer l’efficacité de réparation d’un béton soumis à 300 cycles gel/dégel par les trois composites. Les résultats ont montré que la réparation avec le PRFL est plus efficace sur béton endommagé physiquement que mécaniquement. Cette partie est suivie d’une campagne expérimentale permettant de statuer sur la durabilité de réparation d’un béton vieilli avec différentes configurations d’endommagement par le composite bidirectionnel de Carbone. Les résultats ont montré que les performances d’un béton confiné avec le PRFC et soumis à 300 cycles de gel/dégel ont diminué de 50% sans pour autant perdre l’aspect ductile du béton confiné.Une étude numérique parallèle est réalisée pour décrire le comportement du béton confiné et pour appréhender les différents comportements engendrés par les trois compositesLes résultats préliminaires montrent que l’utilisation du PRFN a réussi restituer les performances mécaniques initiales et les améliorer ce qui encourage leurs utilisation à la place des PRFC dans certains casThe use of composite materials is widespread in the recent decades to overcome concrete structures damages. Carbone composites showed both excellent mechanical performances and great use simplicity. These materials are still polluting and expensive which is against sustainable development. This work aims to explore the possibility to substitute a Carbone composite (Carbon Fibers Reinforced Polymer CFRP) with a bio resource composite (Flax Fibers Reinforced Polymer FFRP) to repair both mechanically and physically damaged concrete.For this purpose, a detailed characterization of three products and their constituents has been carried out to estimate FFRP properties (chemical, physical and mechanical) against CFRP onesA part of this study is dedicated to compare the efficiency of repairing concrete damaged with different mechanical dame rates with the three composites. Results showed that repairing concrete with FFRP improves its mechanical performances and provides a greet ductility.The second part is devoted to explore repairing physically damaged concrete with freeze/thaw cycles by the three composites. Results showed that repairing physically damage concrete with FFRP is more efficient than mechanically damage one. This part is followed by experimental campaign allowing to rule on the sustainability of concrete repairing with CFRP. Results showed that confined concrete strength with CFRP subjected to 300 freeze/thaw cycles decreased by 50% with keeping ductile behavior. A numerical study has been conducted in parallel to perceive the different behaviors concrete generated by confinement with the three composites.Results showed that using FFRP to repair damaged concrete allowed restituting initial mechanical performances, which incite to their use instead of CFRP
23
Addou, Fouzi. "Métallisation de guide d'onde en matériau composite à matrice époxy par un procédé DLI-MOCVD." Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0081/document.
Full textAbstract:
La fabrication de guides d’ondes à partir d’un matériau composite CFRP isolant, nécessite de rendre la surface interne conductrice électriquement. Cela peut s’effectuer par métallisation, mais des verrous technologiques apparaissent en raison de la géométrie complexe associée à une surface inerte. Le CFRP est composé d’époxy dont la température de transition vitreuse est de 216 °C, ce qui limite le choix des techniques de métallisation. De plus, l’énergie de surface du polymère qui compose la surface du CFRP est plutôt faible (20-40 mJ/m2) et non polaire, ce qui conduit à une adhérence faible des revêtements métalliques. Le procédé DLI-MOCVD est utilisé pour le dépôt du revêtement métallique car il combine un contrôle rigoureux des débits de réactifs, des vitesses de croissance élevées et il est adapté pour revêtir des substrats tridimensionnels. Le choix du métal (le cuivre) est basé sur un savoir-faire antérieur de l’équipe de recherche, pour la possibilité de le déposer à une température bien inférieure à 216 °C, et bien entendu pour son excellente conductivité électrique et sa résistance au vieillissement ambient. Le film de Cu est élaboré à partir du précurseur organométallique (hfac)Cu(MHY), développé par P. Doppelt au CNRS. Ce précurseur qui se présente sous forme liquide à Tambiante, est dilué dans de l’octane anhydre pour pouvoir être injecté par le système DLI. Après avoir implémenté un réacteur dédié au travaux de la thèse, une étude de cinétique chimique du dépôt à partir du précurseur a permis de définir les conditions expérimentales optimales ; notamment la température de dépôt fixée à 195 °C. Les revêtements obtenus sont partiellement couvrants et sont conducteurs. Leur adhérence avec le substrat est nulle. Par conséquent, on sélectionne puis on teste différents prétraitements du substrat afin de modifier la morphologie et la réactivité de la surface CFRP. On montre à travers six prétraitements que la formation de rugosité de surface favorisant l'ancrage mécanique est un caractère prépondérant pour l’amélioration de l’adhérence, par rapport à la modification chimique. Les deux prétraitements les plus performants sont le traitement par voie humide CircupositTM et le traitement in situ à l’O3 A ce stade, les films sont conducteurs et adhérents mais ils ne mouillent pas intégralement la surface du composite lors du dépôt. On démontre alors que l’injection d’un précurseur de cobalt (Co2(CO)5) en alternance avec le dépôt de Cu permet d’obtenir un revêtement de cuivre métallique, pur à plus de 98 %, couvrant, conducteur et adhérent. A ce stade, le rôle du précurseur de Co n’est pas clairement établi. Néanmoins, les études préliminaires d’industrialisation du procédé consistant à améliorer les rendements et vitesses de croissance sont entreprises. Notamment, les coûts sont abaissés en remplaçant le solvant octane. Avec ce solvant, le dépôt de Cu est adhérent sans prétraitement préalable de la surface du substrat. A noter que le précurseur de Co est toujours nécessaire pour assurer une couverture complète de la surface CFRP. C’est dans ces conditions de dépôt, et après quelques ajustements paramétriques que les premiers guides d’ondes de 60 mm sont revêtus. Les résultats des tests de cyclage thermique étant positifs, la longueur des guides d’ondes à revêtir est augmentée à 300 mm, dimension minimale pour pouvoir effectuer des tests de transmission des ondes radiofréquences : la propriété finale. Cette modification géométrique requière une phase d’optimisation plus complexe afin de garantir l’uniformité en épaisseur et en propriétés électriques sur toute la longueur. Les guides d’ondes de 300 mm métallisés passent les cyclages thermiques avec succès. Les tests radiofréquences indiquent un taux de transmission des ondes < 30 dB, ce qui est tout à fait acceptable d’un point de vue applicatif. En revanche, les pertes sont importantes en comparaison avec l’existant, mais de nombreuses pistes d’améliorations sont proposéesThe manufacturing of waveguides from insulating C fibers reinforced polymer composites necessitates to render internal surfaces electrically conductive. This can be achieved by metallization but technological bottlenecks arise due to the complex geometry and the chemical inertia of the surface. The CFRP matrix is composed of RTM6 epoxy whose glass-transition temperature equals 216 °C, limiting the choice of metallization techniques. Additionally, the surface energy of the polymer (constituting the surface of the CFRP) is low (20-40 mJ/m2) and non-polar, i.e. a poor adherence is expected for metallic coatings. A DLI-MOCVD process is used to form the metallic coating because it combines a good control of reactive fluxes, high deposition rates, and because it is relevant for the coating of three-dimensional substrates. The choice of the metal (Cu) is dictated by the anterior know-how of the research group, by the possibility to deposit at a temperature well below 216 °C, and because Cu shows an excellent electrical conductivity and a good resistance to ambient ageing. The Cu film is formed from the organometallic precursor (hfac)Cu(MHY), developed par P. Doppelt at CNRS (Paris). The precursor is diluted in anhydrous octane to make it injectable by DLI. After the mounting and implementation of the DLI-MOCVD reactor dedicated to the PhD work, a study of the chemical kinetics of the deposition from this precursor helped in the definition of the optimal conditions; noticeably the deposition temperature fixed at 195 °C. The coatings are partially covering and interfacial adherence is poor, but they are conductive. Consecutively, we identify, develop and test several pretreatments in order to modify the topography and reactivity of the CFRP surface. Based on 6 recipes, we show that mechanical anchorage is preponderant over the chemical reactivity to improve the adherence. The two best pretreatments are the solution chemistry treatment CircupositTM, and the in situ treatment with O3. At this stage of the work, Cu films are conductive and adherent but they do not wet the entire composite surface, even after long deposition duration. We then demonstrate that the injection of a Co precursor (Co2(CO)5) alternating with the Cu deposition leads to the formation of a pure metallic Cu film (> 98%) which is covering, conductive and adherent. The role of the Co precursor is not yet established. Nevertheless, we start the preliminary process industrialization studies consisting in the improvement of the growth rate and the yield. Noticeably, costs are decreased by replacing the octane solvent. With it, the Cu coating is adherent without any pretreatment of the substrate surface! The Co precursor is still necessary to ensure the proper covering of the entire surface, though. In these conditions, and after adjustments of some parameters, the first 60 mmlong waveguides are coated. The thermal cycling resistance is excellent. Therefore, waveguides length is increased to 300 mm, the minimum dimension for the radiofrequency transmission tests (final property) to be correct. The increase of length causes a complex adaptation of the process in order to guarantee the deposition of a uniform coating over the length, in terms of thickness and electrical properties. Radiofrequency tests result in a stationary waves rate < 30 dB, which is acceptable at the industrial level. Yet, losses are too important in comparison with current waveguides, but many proposals are formulated to improve our solution
24
Dang, Tran Thang. "Méthodes numériques pour l’homogénéisation élastodynamique des matériaux hétérogènes périodiques." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1046/document.
Full textAbstract:
La théorie d'homogénéisation élastodynamique des matériaux hétérogènes initiée par J.R. Willis il y a environ une trentaine d'années a récemment reçu une très grande attention. D'après cette théorie qui est mathématiquement exacte, la loi constitutive homogénéisée est non locale en espace et en temps ; le tenseur des contraintes dépend non seulement du tenseur des déformations mais aussi de la vitesse ; la quantité du mouvement dépend à la fois de la vitesse et du tenseur des déformations, faisant apparaître en général une masse anisotrope. Ces propriétés constitutives effectives, qui pourraient être surprenantes d'un point de vue mécanique classique, se révèlent en fait très utiles pour la conception de métamatériaux acoustiques et de capes acoustiques. Ce travail de thèse consiste essentiellement à proposer et développer deux méthodes numériques efficaces pour déterminer les propriétés élastodynamiques effectives des matériaux périodiquement hétérogènes. La première méthode relève de la méthode des éléments finis alors que la deuxième méthode est basée sur la transformée de Fourier rapide. Ces deux méthodes sont d'abord élaborées pour une microstructure périodique 3D quelconque et ensuite implantées pour une microstructure périodique 2D quelconque. Les avantages et les inconvénients de chacune de ces deux méthodes sont comparés et discutés. A l'aide des méthodes numériques élaborées, la théorie de Willis est appliquée au calcul élastodynamique sur un milieu infini hétérogène et celui homogénéisé. Les différents cas d'homogénéisabilité et de non-homogénéisabilité sont discutésThe elastodynamic homogenization theory of heterogeneous materials initiated by J.R. Willis about thirty years ago has recently received considerable attention. According to this theory which is mathematically exact, the homogenized constitutive law is non-local in space and time; the stress tensor depends not only on the strain tensor but also on the velocity; the linear momentum depends on both the velocity and the strain tensor, making appear an anisotropic mass tensor in general. These effective constitutive properties, which may be surprising from a classical mechanical point of view, turn out in fact to be very useful for the design of acoustic metamaterials and acoustic cloaks. The present work is essentially to propose and develop two efficient numerical methods for determining the effective elastodynamic properties of periodically heterogeneous materials. The first method belongs to the finite element method while the second method is based on the fast Fourier transform. These two methods are first developed for any 3D periodic microstructure and then implanted for any 2D periodic microstructure. The advantages and disadvantages of each of these two methods are compared and discussed. Using the elaborated numerical methods, the Willis theory is applied to the elastodynamic computation over the infinite heterogeneous medium and the homogenized one. The various cases of homogeneisability and non-homogeneisability are discussed
25
Ginsac, Nathalie. "Caractérisation de matériaux composite polyacide lactique-bioverre pour application dans la réparation osseuse." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00668698.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur la caractérisation d'un matériau composite polyacide lactique-bioverre pour application comme dispositif de réparation osseuse. Le bioverre étant trop fragile pour être utilisé seul comme dispositif de réparation osseuse, celui-ci est associé à une matrice polymère résorbable permettant d'apporter le caractère bioactif à des matériaux pouvant être mis en forme par des procédés de plasturgie. Le matériau composite polyacide lactique-bioverre est ainsi mis en forme par injection à partir de granules élaborés par voie solvant. La caractérisation des propriétés de ce matériau composite a révélé une augmentation du module élastique avec l'ajout de charges, mais une diminution des contraintes maximales admissibles et de la déformation à la rupture. Les modifications des propriétés mécaniques ont été associées à une modification des propriétés de la matrice et notamment de sa masse moléculaire. Un autre mode d'élaboration par pressage à chaud a permis de limiter la dégradation du polymère. Une meilleure maitrise de la masse moléculaire du composite serait ainsi un moyen de contrôler sa cinétique de dégradation in vivo et ainsi d'adapter ses propriétés en fonction du cahier des charges des applications visées. Dans une seconde partie, l'effet du taux de bioverre sur le caractère bioactif du composite a été évalué par immersion dans un fluide biologique de composites chargés à 20, 30 et 50% (en masse de bioverre). Un scénario de cristallisation à la surface des différents composites a ainsi été proposé. Tous les composites se sont révélés bioactifs et d'autant plus que le taux de bioverre est élevé. Le composite chargé à 50% apparait ainsi comme le matériau le plus bioactif, mais sa vitesse de dégradation est très rapide. Ce matériau étant destiné à être implanté, une étude de biocompatibilité in vitro a été menée par culture de cellules ostéoblastiques à la surface des matériaux. Enfin la biocompatibilité du composite in vivo, son caractère biorésorbable et ostéoconducteur ont été évalués par implantation du matériau composite dans les tissus musculaires et osseux de lapins. Le caractère biocompatible, bioactif et ostéoconducteur du composite chargé à 30% en masse de bioverre en fait un candidat de choix pour les applications proposées.
26
Wassereau, Thibault. "Caractérisation de matériaux composites par problème inverse vibratoire." Thesis, Le Mans, 2016. http://www.theses.fr/2016LEMA1041/document.
Full textAbstract:
L’usage croissant des matériaux composites dans l’industrie induit de nouvelles problématiques dans des domaines variés,notamment pour la caractérisation non destructive. Les méthodes courantes comme l’analyse modale ou les éléments finis sont rarement adaptées pour représenter la dynamique vibratoire complexe des structures composites ou quantifier leurs caractéristiques viscoélastiques, de nouvelles approches sont nécessaires.Les travaux concernent le développement et l’application d’un formalisme vibratoire inverse local, la méthode RIFF(Résolution Inverse Filtrée Fenêtrée), pour l’étude des matériaux composites multicouches. Ces derniers sont considérés comme homogènes à l’aide de la théorie de Timoshenko, prenanten compte le cisaillement non négligeable de ces matériaux.Une caractérisation fréquentielle et/ou spatiale des paramètres équivalents (modules d’Young E et de cisaillement G, et facteurs de pertes associés) est alors possible, permettant de traduire fidèlement le comportement dynamique des composites et de simplifier leur modélisation en éléments finis.Une seconde approche utilisant un schéma aux différences finies corrigé (méthode RIC) autorise une analyse similaire à partir d’un maillage grossier diminuant fortement les temps de mesure et de post-traitement des données.Enfin, une perspective de détection et d’identification de défauts est envisagée. Grâce à des cartographies des paramètres élastiques et d’amortissements, il semble possible de pouvoir déduire la signature d’un défaut typique. Une discontinuité du module de cisaillement témoignerait de la présence d’un délaminage, la diminution du module d’Young traduirait une rupture de fibres, etcThe increasing use of composite materials in the industry leadsto new challenges in various areas, including non-destructiveevaluation. Common methods such as modal analysis or finiteelements are rarely appropriated to represent the complexvibratory dynamic of composite structures or quantify theirviscoelastic properties, new approaches are then needed.This thesis deals with the development and application of a localinverse vibratory method, called the Force Analysis Technique(FAT), in order to the study multilayer composites. The latterare considered to be homogeneous using the Timoshenko beamtheory, which takes shear effects into account, usually significantfor such structures. A frequency and/or spatial characterizationof the equivalent elastic parameters (Young’s modulus E, shearmodulus G and their associated loss factors) isthen possible to accurately interpret the dynamical behaviourof composite materials and also simplify their implementationin finite element software.A second approach using a corrected finite difference scheme(CFAT method) allows a similar analysis using a coarse mesh,reducing the durations of measurement and post-processing.Finally, a perspective of detection and identification of defects isconsidered. By mean of cartographies of the elastic parameters,it seems possible to infer a signature related to a kind of flaw. Adiscontinuity of the shear modulus would attest the presence ofdelamination while a reduced Young’s modulus could indicate afibre breakage, etc
27
Chamroune, Nabil. "Matériaux composites Aluminium/Carbone : architecture spécifique et propriétés thermiques adaptatives." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0140/document.
Full textAbstract:
Les matériaux composites à matrice métallique (CMM) sont actuellement étudiés pour être utilisés dans de nombreux domaines d’application. L’une des applications potentielles concerne leur utilisation en tant que drain thermique pour les modules de puissance. Pour cette application, deux conditions sont requises : une conductivité thermique (CT) élevée pour évacuer la chaleur générée par la puce électronique et un coefficient d’expansion thermique (CTE) proche du substrat céramique (2-8×10-6 /K) utilisé dans le module de puissance.Ainsi des matériaux composites à matrice aluminium (Al : CT de 217 W/m.K et CTE de 24×10-6 /K) et à renfort plaquette de graphite (GF : CT de 1000 W/m.K et CTE de -1×10-6 /K dans le plan de la plaquette) ont été élaborés. Ces matériaux composites ont été fabriqués par Métallurgie des Poudres (MP) conventionnelle mais aussi par un procédé original nommé Flake Powder Metallurgy (FPM). Ce procédé, qui consiste à utiliser une poudre métallique à morphologie plaquette, a permis d’optimiser l’orientation des renforts plaquette dans un plan perpendiculaire à la direction de densification sous l’action d’une pression uniaxiale. De plus, ce procédé a permis d’obtenir une meilleure adhésion entre la matrice et le renfort comparé aux matériaux composites élaborés par MP conventionnelle. Cela a abouti à une amélioration de la CT qui est passée de 400 W/m.K à 450 W/m.K pour un taux de renfort de 50%vol. Néanmoins, concernant la dilatation thermique, des CTE de 21,8×10-6 /K et 21,7×10-6 /K ont été obtenus par MP et FPM respectivement, ce qui est incompatible avec l’application visée.Pour surmonter cette problématique, des matériaux composites à renfort multiple ont été élaborés par frittage en phase liquide. Ainsi des fibres de carbone (FC) ont été rajoutées à l’aluminium et aux plaquettes de graphite. L’ajout de ce second renfort au graphite a permis de diminuer de manière importante le CTE des composites Al/(GF+FC) avec une faible proportion en FC tout en maintenant une haute CT. De plus les matériaux composites Al/(GF+FC) présentent des CTE nettement inférieurs aux composites Al/FC avec un %vol. de FC équivalent. Ainsi des matériaux composites Al/(GF+FC) ont été élaborés par frittage en phase liquide permettant d’obtenir une CT de 400 W/m.K (comparable à la CT du cuivre) et un CTE de 8×10-6 /K (comparable au CTE de l’alumine). De plus la légèreté de l’aluminium confère aux matériaux composites Al/C une faible densité (d=2,4). Par conséquent, les matériaux développés dans cette étude sont prometteur en tant que drain thermique léger, notamment dans le domaine de l’électronique embarquéeMany carbon/metal composites are currently used in several applications. One of them concerns their use as heat sinks in microelectronics. Concerning this application, two conditions are required: a high thermal conductivity (TC) in order to evacuate the heat generated by the electronic chip and a coefficient of thermal expansion (CTE) similar to the used material type of the electronic device (2-8×10-6 /K).Therefore, graphite flakes (GF; TC: 1000 W/m.K and CTE: -1×10-6 /K in the graphite plane) reinforced aluminum matrix (Al; TC: 217 W/m.K and CTE: 25×10-6 /K) composites were fabricated. These composite materials were fabricated by Powder Metallurgy (PM) and Flake Powder Metallurgy (FPM). This process, which consist to use a flattened metallic powder, helped to improve the in-plane orientation (perpendicular to the pressure direction) of GF under uniaxial pressure. Moreover, this process provided a better Al-C interface thanks to a planar contact between the matrix and the reinforcements. This resulted in an improvement of the CT from 400 W/m.K to 450 W/m.K for a reinforcement content of 50 vol.%. Nevertheless, regarding thermal dilation, CTEs of 21.8×10-6 /K and 21.7×10-6 /K were obtained by MP and FPM respectively, which is incompatible with the intended application.To overcome this problem, composite materials with multiple reinforcement were developed by solid-liquid phase sintering. Then, carbon fibers (CF) have been added to aluminum and graphite flakes. The addition of CF to GF reinforcement reduced significantly the CTE of the Al/(GF+CF) composites with a small proportion of CF, while preserving a high TC. In addition, the Al/(GF+FC) composite materials have significantly lower CTEs than the Al/CF composites with a equivalent vol.% of CF. Therefore, Al/(GF+CF) composite materials were developed by solid-liquid phase sintering to obtain a TC of 400 W/m.K (comparable to the TC of copper) and a CTE of 8×10-6 /K (comparable to the CTE of alumina). In addition, the lightweight of aluminum gives composite materials Al/C a low density (d = 2.4 g/cm3). Therefore, the composite materials developed in this study are promising as a lightweight heat sink in microelectronic industries
28
Attayebi, Houda. "Suivi de l'état de dispersion des nanoparticules d'argile dans un polymère par rhéo-spectroscopie." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28283/28283.pdf.
Full text
29
Galicia, Alberto. "Matériaux composites : association de gels polymères et de nanoparticules magnétiques." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066377.
Full text
30
O'donnell, Benedict. "La croissance plasma de nanofils de silicium catalysée par l'étain et l'indium et applications dans les cellules solaires à jonctions radiales." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00761566.
Full textAbstract:
Cette thèse présente des cellules solaires en silicium deposées par plasma dans lesquelles la lumière est piégée par un réseau désorganisé de nanofils de silicium. Le dépôt sous vide des nanofils permet de contourner les étapes de texturation de substrat typiquement requises pour augmenter le parcours moyen des photons dans les cellules solaires en couches minces classiques. Des gouttes d'étain et d'indium servant à catalyser la croissance de ces nanofils ont été déposées et disposées sous vide sur des substrats d'oxide trasparent conducteur. Des agencements de gouttes métalliques aux diamètres et densités couvrant plusieurs ordres de grandeur ont été obtenus en optimisant les matériaux et les conditions de dépôt utilisés. En comparant l'aptitude de différents métaux à catalyser la croissance de nanofils de silicium, des distinctions majeures ont été établies entre les métaux de transition et Sn, In, Bi, Ga, Pb et Al. Le cas des nanofils de silicium catalysés par des gouttes d'étain a été étudié en profondeur. Des réseaux désorganisés de nanofils dopés de type P ont été recouverts de couches de silicium amorphe hydrogéné intrinsèque et dopés N, ainsi que d'une couche d'oxide d'ITO pour former des réseaux de 107 jonctions PIN radiales couvrant des surfaces de 3,1 mm². Ces cellules présentent des tensions à circuit ouvert de 0,8 V et des courants de court-circuit de 13 mA/cm² bien qu'elles soient entièrement déposées par des étapes sous vide sur des substrats non texturés.
31
Roman, Julien. "Mise en forme de matériaux carbonés biosourcés par voie liquide." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0202/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse est consacré à la mise en forme de nouveaux matériaux carbonés à partir d’un précurseur biosourcé. Les matériaux carbonés tels que les fibres de carbone utilisés dans les composites sont principalement obtenus à partir de précurseurs d’origine pétrosourcée. Ces précurseurs sont onéreux et incompatibles avec une industrie durable. L’utilisation d’un précurseur biosourcé disponible en grande quantité tel que la lignine permet de pallier ces limitations. La structure moléculaire aromatique et la teneur élevée en carbone de la lignine font d’elle un candidat idéal pour l’élaboration de matériau carboné biosourcé. La lignine a pu être transformée en divers matériaux carbonés tels que des nanofibres de carbone, des tresses de nanofibres de carbone, ou encore des objets 3D composites carbonisés. Ces matériaux ont été obtenus à partir de techniques innovantes que sont l’électrofilage et l’impression 3D. Le tressage des nanofibres de carbone ex-lignine a permis d’évaluer les propriétés mécaniques des fibres de carbone. Les propriétés électrochimiques des tresses de nanofibres de carbone ex-lignine sont apparues intéressantes pour une utilisation potentielle en tant que microélectrodes. La microstructure faiblement organisée du carbone issue de la lignine a pu être améliorée. Un traitement thermique de graphitisation ou un ajout de nanocharges carbonées ont contribué à cette amélioration. Les propriétés mécaniques, structurales et de conductivité électrique des nanofibres nanocomposites ont permis de définir l’influence de l’oxyde de graphène sur la lignine. Un effet composite entre ces deux constituants a pu être observé. L’impression 3D d’encres composites à base de lignine et d’oxyde de graphène a pu être rapportée pour la première fois afin d’élaborer des objets 3D carbonisés denses, organisés et conducteurs d’électricitéThis work is devoted to the preparation of new bio-based carbon materials. Carbon materials, such as carbon fibers used in composites, are mainly obtained from a petroleum precursor. These precursors are expensive and not compatible with a sustainable industry. The use of a bio-based precursor available in large quantities such as lignin makes it possible to overcome limitations of petroleum based precursors. The aromatic molecular structure and high carbon content of lignin make it an ideal candidate for the production of bio-based carbon material. Lignin could be transformed into various materials such as carbon nanofibers, twisted carbon nanofibers, or carbonized composite 3D structures. These materials have been obtained from innovative techniques such as electrospinning and 3D printing. Twisting of the lignin-based-carbon nanofibers allowed for measurements of their mechanical strength. The electrochemical properties of the lignin-based twisted carbon nanofibers are interesting for potential microelectrode applications. The low microstructural order of the carbon from the carbonized lignin has been improved. Graphitization treatment or addition of carbon nanofillers contributed to this improvement. The mechanical, structural and electrical properties of nanocomposite carbon nanofibers illustrate the influence of graphene oxide on lignin. A composite effect between these two components has been observed. The 3D printing of composite inks based on lignin and graphene oxide has been reported for the first time in order to elaborate dense, organized and electrically conductive 3D carbonized structures
32
Lapointe, Philippe. "Développement d'un composite magnétique doux avec revêtement de ferrite nanométrique." Master's thesis, Université Laval, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11794/21343.
Full textAbstract:
Les moteurs électriques, les transformateurs, les électroaimants et autres appareils électriques nécessitent des matériaux qui sont en mesure de canaliser les lignes de champ magnétique tout en limitant les pertes qu’elles entraînent. Les matériaux utilisés à cet escient sont appelés matériaux magnétiques doux. Un des moyens utilisé pour limiter les pertes dans ces matériaux est d’augmenter leur résistivité. Pour y arriver, on unit des matériaux très résistifs à des matériaux ferromagnétiques. On obtient ainsi des composites magnétiques doux. Depuis plus de 100 ans, le type de composite magnétique doux le plus utilisé consiste en un empilement de tôles de fer laminées séparées par un matériau isolant. Ces matériaux sont très efficaces mais ont leur lot d’inconvénients. Depuis quelques années, une nouvelle technique s’appuyant sur la métallurgie des poudres a été développée. Elle consiste à envelopper des particules de fer d’un matériau isolant et de les compacter. On obtient ainsi un matériau qui peut être très résistif. Ce projet avait pour but de développer un composite magnétique doux à base de poudre métallique dont le matériau isolant serait de la ferrite NiZn nanométrique. Pour y arriver deux techniques ont été étudiées. La première consistait à recouvrir les particules de fer par placage de la ferrite et la seconde consistait à ajouter nanoparticules de ferrite NiZn à la poudre de fer. Les résultats ont permis de constater que les deux techniques pouvaient être utilisées pour le développement de composite magnétiques doux. Plus spécifiquement, on a obtenues des pertes magnétiques de 11,9 W/kg et de 93 W/kg à 60 Hz et 400 Hz respectivement pour les échantillons préparés par placage de la ferrite et de 13,5 W/kg et de 137 W/kg à 60Hz et 400 Hz respectivement pour les échantillons préparés par ajout de nanoparticules.Electric motors, transformers, electromagnets and many other electric devices require materials that can provide a path for magnetic field lines while minimizing losses that they generate. Materials used for these applications are called soft magnetic materials. One way to minimize losses in such materials is to increase their resistivity. In order to do so, highly resistive materials are coupled with ferromagnetic materials. These are called soft magnetic composites. For more than one hundred years, the most common type of soft magnetic composite was made by stacking sheets of rolled iron separated by a thin layer of insulating materials. These were very simple and efficient but also had their share of drawbacks. During the last decades, a new technique based on powder metallurgy was developed. It consists in coating iron particles with an isolating material prior to compaction. This type of materials can be highly resistive. The objective of this project was to develop a soft magnetic composite using metal powders in which the insulating materials would be nanometric NiZn ferrite. Two different techniques were studied in order to achieve this goal. The first one consists in coating iron powders with NiZn ferrite using ferrite plating and the second one consists adding nanoparticles to iron powder. The results obtained throughout this study showed that these two techniques could certainly be used to develop metal powder based soft magnetic composites. More specifically, magnetic weight losses of 11,9 W/kg and 93 W/kg were obtained at 60 Hz and 400 Hz respectively for components prepared using the ferrite plating technique while losses of 13,5 W/kg and 137 W/kg were obtained at 60 Hz and 400 Hz respectively for components prepared by adding ferrite nanoparticles.
33
Min, Kyung-Tak. "Optimisation d'un cylindre en sandwich composite soumis à des sollicitations combinées." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI201.
Full text
34
Ecochard, Yvan. "Élaboration de polymères 100 % biosourcés pour matériaux composites à impact environnemental réduit." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS070.
Full textAbstract:
L’entreprise DIAM Bouchage développe des matériaux composites à base de farine de liège et de liant pour l’élaboration de bouchons technologiques mis en forme par moulage. DIAM souhaite remplacer le liant actuel à base de polyuréthanes par un nouveau polymère 100% biosourcé permettant de s’affranchir de l’utilisation d’isocyanates et de composés classifiés CMR. Pour cela, les Non-Isocyanate PolyUréthanes (NIPUs), et plus particulièrement les Polyhydroxyuréthanes (PHUs), ont été choisis. Ces travaux de thèse présentent donc la synthèse, la caractérisation et la formulation d’un nouveau liant PHU à base de cyclocarbonates et d’amines.Parmi les réactifs biosourcés et les différentes voies de synthèse des cyclocarbonates, plusieurs composés ont été sélectionnés en cohérence avec le cahier des charges. Cette sélection a ensuite mené à l’élaboration de matériaux PHUs et de bouchons composites afin d’identifier les formulations les plus prometteuses pour l’application visée. De nouvelles voies hybrides ont finalement été envisagées pour résoudre les problèmes liés aux faibles conversion et réactivité des PHUs. L’utilisation d’acrylates en tant qu’additifs réactifs ou réticulants de prépolymères PHU-amino téléchéliques a tout d’abord été décrite. Afin de répondre aux problématiques de mise en œuvre, de nouveaux monomères cyclocarbonate-siloxanes ont également été synthétisés afin d’obtenir des monomères fonctionnels de faible viscositéDIAM Bouchage develops composites from cork flour and binder in order to produce technological cork-stoppers carried out by a molding process. To get rid of the use of isocyanates for polyurethanes synthesis, new pathways for 100% biobased polymers without the use of CMR substances are considered. As the most promising route for Non-Isocyanate PolyUrethanes (NIPUs) synthesis, Polyhydroxyurethanes (PHUs) have been chosen. The presented study concerns the synthesis, the characterization and the formulation of a new PHU binder from cyclocarbonates and amines.Among available biobased reactants and synthetic pathways, few monomers have been selected in accordance with specifications. This has led to PHUs materials and cork-stoppers development to identify the best formulations. New hybrids routes have finally been developed to overcome PHUs limitations such as reactivity and conversion. Acrylates have been used as reactive additives or cross-linkers for PHU-amino telechelic prepolymers. New cyclic carbonates monomers of low viscosity and high functionality have also been synthesized to solve process issues
35
Jaillet, Fanny. "Synthèse, formulation et caractérisation de matrices vinylester biosourcées pour l’élaboration de matériaux composites par pultrusion." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2014. http://www.theses.fr/2014ENCM0012/document.
Full textAbstract:
Les travaux présentés concernent le développement d'un matériau composite (matrice polymère + fibre) pour l'élaboration de profilés de fenêtre mis en œuvre par un procédé de pultrusion. Dans le cadre de ces travaux, plusieurs polymères vinylester biosourcés ont été développés en tant que matrice de ce matériau composite. Une résine vinylester est réalisée en deux étapes : tout d'abord la synthèse du prépolymère vinylester, correspondant à un monomère (méth)acrylé porteur de fonctions ester et qui possède des doubles liaisons polymérisable à ses extrémités. Puis, la formulation du matériau vinylester est effectuée par le mélange du prépolymère vinylester avec un monomère copolymérisable, appelé diluant réactif. Enfin, le matériau est réticulé par polymérisation radicalaire, à l'aide d'un amorceur radicalaire.Dans un premier temps, une étude modèle a été réalisée : de la synthèse du prépolymère vinylester à partir d'une molécule modèle (DGEBA) à la formulation d'un matériau vinylester par polymérisation radicalaire. Plusieurs bioressources ont ensuite été étudiées afin de remplacer le DGEBA qui est issu du bisphénol A, composé CMR, groupe 2. La stratégie a été tout d'abord d'étudier des bioressources commercialisées, tels que les huiles végétales et le cardanol qui est un sous-produit de l'industrie de la noix de cajou. Puis un produit non biosourcé, mais non classé, du nom de TACTIX a été étudié également. Et enfin des bioressources non commercialisées actuellement, tels que l'isosorbide qui est un dérivé du sucre et le phloroglucinol, qui est extrait d'écorce d'arbres ont également été étudié pour la synthèse de prépolymère VE et de matériaux VE. Le diluant réactif le plus utilisé actuellement est le styrène, qui est un composé très volatile et classé nocif. Plusieurs diluants réactifs ont donc été testés avec les prépolymères VE synthétisés afin de remplacer le styrène par des composés peu volatiles et non nocifs. Enfin, trois matériaux composite renforcés par des fibres de lin, ont été fabriqués par mini-pultrusion, à partir des systèmes étudiés (prépolymère VE synthétisé et diluant réactif)The study presented concern the development of composite material (polymer matrix + fibres) in order to produce windows profiles by a pultrusion process. In the context of this work, several biobased vinylester polymers have been developed as matrix of the composite material. A vinylester resin is formed in two steps: firstly the synthesis of vinylester prepolymer, corresponding to a (meth)acrylated monomer carrying an ester function and having polymerizable double bonds at its ends. Next, the formulation of vinylester material is performed by mixing the vinylester prepolymer with a copolymerizable monomer, called reactive diluent. Finally, the material is crosslinked by radical polymerization, using a radical initiator.First, a model study was conducted: in the synthesis of vinylester prepolymer from a template molecule (DGEBA) to the formulation of a vinylester material by radical polymerization. Severals bioresources were then studied in order to replace the DGEBA which is from bisphenol A, compound CMR, group 2. The strategy was first to study marketed bioresources, such as vegetable oils and cardanol which is a by-product of the cashew nut shell industry. Next, a non-biobased but not listed compound, of the name of TACTIX has also been studied. Finally, bioresources not currently marketed, such as isosorbide which is a sugar derivative and phloroglucinol, which is extracted of bark of trees have also been studied for the synthesis of VE prepolymers and VE materials. The reactive diluent the most currently used is styrene, which is a very volatile and harmful compound. Several reactive diluents were tested with the VE prepolymers synthesized in order to replace the styrene by compounds with low volatility and less harmful. Finally, three composites materials reinforced with flax fibres, were made by mini-pultrusion, from the systems studied (VE prepolymer synthesized and reactive diluent)
36
Blanquet, Pierrick. "Etude de l'endommagement des matériaux composites aéronautiques à partir de techniques ultrasonores." Valenciennes, 1997. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/e46499c3-09ff-4aab-84aa-fc4e6b32ad80.
Full textAbstract:
Du fait de leurs caractéristiques mécaniques, les matériaux composites ont suscité un intérêt dans de nombreux secteurs industriels (aéronautique, naval, ou automobile). Cet intérêt a aussi engendré le développement de nouvelles techniques de contrôle non destructif. En effet, les techniques classiques de contrôle non-destructif par ultrasons, telles que le c-scan, demeurent longues pour des pièces de grande surface (telles que les plaques). C’est pourquoi, l'utilisation des ondes de Lamb, qui se propagent sur de grandes distances parallèlement à la surface de la plaque, permet de contrôler rapidement une plaque. Le but de cette étude est de déterminer l'existence d'un endommagement sur une ligne de propagation d'une onde de Lamb en utilisant, non pas des transducteurs collés a la surface, mais intégrés au sein de la structure afin de générer et de recevoir des ondes de Lamb. Les grands points présentés lors de ce travail sont : - l'étude de la propagation des ondes de Lamb dans des matériaux isotropes et composites. Un modèle théorique a été développé, et permet de déterminer les courbes de dispersion des ondes de Lamb dans un matériau anisotrope stratifié. - l'étude de l'intégration d'un transducteur dans une plaque de matériau composite. On déterminera alors les effets de l'intégration d'un capteur sur le comportement mécanique d'une plaque, mais aussi les variations d'impédance électrique d'un élément piézo-électrique intégré dans une plaque de composite. - les différents résultats expérimentaux obtenus au cours de ce travail. On y présente les résultats de génération et de réception d'ondes de Lamb à partir d'un capteur intégré. L’interaction d'une onde avec un défaut est étudiée à partir de l'utilisation de l'atténuation, mais aussi à partir d'une méthode d'analyse des signaux reçus basée sur la transformée de Hilbert.
37
Malenfant, Jean-Charles. "Influence de l’endommagement sur la perméabilité des matériaux composites : application à la conception d’une capacité cryogénique sans liner." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14550/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’est déroulé dans le cadre du projet de nanolanceur à propulsion hybride PERSEUS du CNES. La performance de ce concept est influencée par l’allègement de la structure du lanceur. La voie de développement qui a été choisie est de supprimer le liner du réservoir composite cryogénique. Elle repose sur trois exigences fonctionnelles : la compatibilité du matériau composite avec l’oxygène liquide (LOX), l’étanchéité du réservoir, et la résistance aux sollicitations thermomécaniques.L’étude de la compatibilité LOX des matériaux composites met en évidence l’importance du transfert de chaleur au sein du composite et plus précisément de la conductivité thermique des fibres. Ce résultat théorique est conforté par l’expérimentation.Le verrou scientifique principal du travail de thèse concerne l'influence de l’endommagement du composite sur la perméabilité de ce dernier. La conception de dispositifs expérimentaux a permis de déterminer l’évolution des endommagements (fissuration transverse, micro-délaminage, ouverture de fissure) et celle de la perméabilité. Un modèle complet de prévision de la perméabilité d’une paroi composite sollicitée thermo-mécaniquement est proposé. Il s’articule autour d’un modèle d’endommagement à l’échelle du pli, d’un modèle de prédiction de l'ouverture des fissures, et d’un modèle d’écoulement en milieu poreux. La pertinence du modèle développé est testée à travers la réalisation d’un démonstrateur technologique sans liner et d’une campagne d’essais d’endommagement et de mesure de perméabilitéThis thesis deals with hybrid propulsion launcher systems studied by the CNES (Centre National d'Etudes Spatiales). The performance of the launcher implies its lightening and in this work, the use of a cryogenic composite linerless tank is evaluated. Three functional requirements must be satisfied: the compatibility between the composite material and the liquid oxygen (LOX), the tank gas-tightness and the strength under pressure.The LOX compatibility of composite materials implies high thermal conductivity of the composite, and consequently of the fiber reinforcement. This theoretical result is confirmed by experiments.The main scientific challenge concerns the damage influence on the composite permeability. Specific experimental devices allow determining the damage evolution (transverse cracking, delamination, opening crack) and the composite permeability. A predictive composite permeability model is applied to a composite wall under thermomechanical load: this model includes a ply-scale damage model, a predictive opening crack model and a model of flow through porous media. The relevance of the model is validated through the realization of a linerless prototype tank and the associated tests which correlate damage and permeability
38
Griesser, Aurélia. "Réalisation de matériaux composites à conductivité thermique accrue pour l’aéronautique." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14699/document.
Full textAbstract:
Pour réduire les nuisances et pollutions émises par le transport aérien, une solution consisterait à remplacer les matériaux des pièces chaudes des moteurs d'avions par des composites à matrice céramique (CMC). Pour intégrer ces matériaux dans les moteurs, il est nécessaire de les adapter aux contraintes imposées par ce milieu (température≥1400°C, oxydation/corrosion), tout en garantissant des propriétés égales à celles des superalliages actuels (conductivité thermique, résistance mécanique). L'objectif de la thèse était de proposer une architecture de matériau présentant l'ensemble des propriétés demandées par le cahier des charges, d'élaborer ce composite et de le caractériser. Ce travail a permis d'identifier les phénomènes mis en jeu lors de l'élaboration des composites. L'optimisation du procédé, de l'architecture et de la composition du matériau a permis de fournir un CMC dense. Les caractérisations réalisées ont montré l'intérêt de ces matériaux pour l'application viséeTo reduce pollution emitted by air transport, high temperature materials used in hot parts of aircraft engines could be replaced by ceramic matrix composites (CMC). To integrate these materials, they must support the harsh environment encountered inside the engine (temperature ≥ 1400 ° C, oxidation / corrosion), while having properties equivalent to current superalloys (thermal conductivity, mechanical strength). This work was aimed to establish a material architecture presenting all properties required, and to develop and characterize this composite. This procedure has helped to identify the phenomena involved in the development of composites. Various optimizations, as process, material architecture and composition, have lead to the establishment of a dense CMC. Measured properties have proved that these materials can be used for the intended application
39
Li, Min. "Preparation of composite materials for high-performance supercapacitors." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I011.
Full textAbstract:
Les supercondensateurs, en tant que dispositifs de stockage d'énergie, ont attiré une grande attention dans notre vie quotidienne pour combler l'écart entre les batteries et les condensateurs. Par conséquent, la préparation d'électrodes en matériaux composites à hautes performances pour les supercondensateurs joue un rôle vital dans leurs futurs développements technologiques. Dans ce contexte, les hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et Ni(OH)2 ont été reconnus comme des électrodes prometteuses pour les supercondensateurs en raison de leurs réactions redox rapides et de leur comportement de type batterie.Le chapitre 1 donne un bref aperçu historique ainsi que les principes et le mécanisme de stockage d'énergie, les matériaux d'électrode des supercondensateurs, et les méthodes de caractérisation correspondantes.Le chapitre 2, après un bref rappel sur la synthèse et l’utilisation de matériaux à base d’HDL comme électrodes de supercondensateurs, on décrit la préparation d’HDL à base de Ni comme électrodes pour les supercondensateurs. Premièrement, des HDLs à base de NiFe sur mousse de Ni (NF) recouverte d'oxyde de graphène réduit (LDF NiFe/rGO/NF) ont été préparées par une méthode de dépôt électrochimique. L’électrode NiFe HDL/rGO/NF présente une capacité spécifique de 585 C g-1 à une densité de courant de 5 A g-1. Dans la deuxième partie de ce chapitre, nous décrivons la synthèse hydrothermale d’HDLs à base de NiAl enrobées sur des sphères de carbone (CS) supportées par des électrodes en mousse de Ni (NiAl DHL@CS/NF). La performance des matériaux préparés en tant qu'électrodes sans liant dans des supercondensateurs a été évaluée. Le matériau d'électrode NiAl DHL@CS/NF présente une capacité surfacique de 1042 mC cm-2 à 1 mA cm-2, beaucoup plus élevée comparée aux valeurs de capacités surfaciques de NiFe HDL@CS/NF (705.8 mC cm-2) et de NiCr LDHs@CS/NF (814.9 mC cm-2) à 1 mA cm-2. Enfin, un matériau composite à base de NiMnCr sur un substrat de mousse de nickel recouvert de sphères de carbone (NiMnCr HDL@CS/NF) a été préparée en utilisant un processus hydrothermal en deux étapes. Le nanocomposite ainsi obtenu a été investigué comme électrode dans un supercondensateur et présente une capacité spécifique de 569 C g-1 à 3 A g-1 avec une bonne stabilité. De plus, un supercondensateur hybride a été fabriqué en utilisant NiMnCr HDL@CS/NF comme électrode positive et FeOOH déposé sur NF (FeOOH/NF) comme électrode négative. Le dispositif présente une densité d'énergie de 48 Wh kg-1 à une densité de puissance de 402.7 W kg-1. Dans le chapitre 3, des électrodes sans liant Ni(OH)2@CuO sur une mousse de cuivre ont été synthétisées par un processus en deux étapes à température ambiante. Nous avons étudié l’effet du temps de dépôt (30, 50, 90, 150 et 200 s) sur le comportement électrochimique des électrodes obtenues. Parmi tous les échantillons, Ni(OH)2@CuO@Cu-150 présente la plus grande capacité surfacique de 7063 mC cm-2 à 20 mA cm-2, et a donc été choisi comme électrode positive dans un supercondensateur hybride. En utilisant de l'oxyde de graphène réduit dopé à l’azote sur de la mousse de nickel (N-rGO/NF) comme électrode négative, un supercondensateur hybride a été assemblé. Il présente une bonne flexibilité, une stabilité cyclique et une densité d'énergie surfacique élevée de 130.4 μWh cm-2 à une densité de puissance de 1.6 mW cm-2.Une conclusion générale rappelle les principaux résultats obtenus dans ce travail de thèse sur l'application de composites d'hydroxydes doubles lamellaires à base de Ni en tant qu’électrodes dans des dispositifs de stockage d'énergie, et présente quelques perspectives envisageables à la lumière de ces travaux (chapitre 4)Supercapacitors, as energy storage devices, have drawn great attention in our daily life to bridge the gap between batteries and capacitors. Therefore, the preparation of high-performance material electrodes for supercapacitors plays a vital role in the future technological developments. In this context, layered double hydroxides (LDHs) and Ni(OH)2 have been recognized as promising electrodes for supercapacitors, owing to their fast redox reaction and battery-type behavior.The Chapter 1 of my PhD work gives a brief historic overview, principles and mechanism of energy storage, electrode materials of supercapacitors and the corresponding characterization methods. In Chapter 2, after a brief introduction on LDHs and their investigation as electrode materials in supercapacitors, we summarize our results obtained on Ni-based LDHs as electrodes for supercapacitors. Firstly, NiFe LDHs on Ni foam (NF) coated with reduced graphene oxide (NiFe LDHs/rGO/NF) was prepared by electrochemical deposition method. NiFe LDHs/rGO/NF achieved enhanced specific capacity (585 C g-1 at a current density of 5 A g-1). Additionally, a flexible asymmetric supercapacitor was assembled using NiFe LDHs/rGO/NF as the cathode and mesoporous carbon (MC) coated on NF as the anode. The supercapacitor exhibited an energy density of 17.71 Wh kg-1 at a power density of 348.49 W kg-1. Secondly, NiAl LDHs coated on carbon spheres (CS) supported by Ni foam (NiAl LDHs@CS/NF) electrodes were synthesized by a facile hydrothermal method. The performance of the prepared materials as binder-free electrodes in supercapacitors was assessed. The NiAl LDHs@CS/NF electrode achieved the largest areal capacity (1042 mC cm-2), as compared to the areal capacity values attained by NiFe LDHs@CS/NF (705.8 mC cm-2) and NiCr LDHs@CS/NF (814.9 mC cm-2) at 1 mA cm-2. Therefore, a hybrid supercapacitor device comprising NiAl LDHs@CS/NF as the positive electrode and N-doped reduced graphene/NF as the negative electrode was assembled, which attained an energy density of 43 μWh cm−2 at a power density of 0.805 mW cm−2. The hybrid supercapacitor was successfully applied to operate a windmill device continuously for 32 s. Finally, NiMnCr LDHs-carbon spheres modified Ni foam (NiMnCr LDHs@CS/NF) nanocomposite was prepared using a two-step hydrothermal process and exhibited a high specific capacity of 569 C g-1 at 3 A g-1 with good reversibility and stability. Furthermore, a hybrid supercapacitor was fabricated using NiMnCr LDHs@CS/NF as the positive electrode and FeOOH coated on NF (FeOOH/NF) as the negative electrode. The energy storage device reached an energy density of 48 Wh kg-1 at a power density of 402.7 W kg-1. In Chapter 3, Ni(OH)2@CuO@Cu foam binder-free electrodes were fabricated by a two-step process at room temperature with various deposition times (30, 50, 90, 150 and 200s). Among all the samples, Ni(OH)2@CuO@Cu-150 exhibited the largest areal capacity of 7063 mC cm-2 at 20 mA cm-2, and was therefore chosen as the positive electrode in a hybrid supercapacitor. Using N-doped reduced graphene oxide on nickel foam (N-rGO/NF) as the negative electrode, a hybrid supercapacitor was assembled. It displayed good flexibility, cycling stability and high areal energy density of 130.4 μWh cm−2 at a power density of 1.6 mW cm−2.In conclusion, all the results obtained in this thesis imply the promising potential application of Ni-based hydroxide composites as energy storage devices and provide valuable highlights to the exploration of new composite materials for supercapacitor electrodes in future works (Chapter 4)
40
Bart, Alexis. "Caractérisation expérimentale d'un joint d'adhésif structural et d'un matériau composite à fibres courtes orientées aléatoirement." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://hdl.handle.net/11143/5497.
Full textAbstract:
Ce mémoire, scindé tout au long de ses chapitres entre deux projets distincts de caractérisation de matériaux, présente les aspects expérimentaux d'une étude sur les joints d'aluminium collés d'une part et les matériaux composites à fibres courtes orientées aléatoirement d'autre part.Ce travail s'est effectué au sein d'une entreprise ; ceci explique l'importance accordée à une approche industrielle des sujets de recherche. La revue de littérature sur ces secteurs innovants a permis d'influencer les choix techniques et d'orienter les étapes pratiques. Les propriétés de base, notamment en termes de rigidité et de résistance, ont été caractérisées à l'aide de tests mécaniques normalisés. D'autres mesures ont aussi été faites par des méthodes plus variées comme la microscopie, les ultrasons, l'analyse thermomécanique. Finalement, les résultats ont permis de mieux connaître ces matériaux et les technologies associées (pour le collage notamment) et de procurer des données expérimentales fiables et concrètes en vue d'une optimisation des structures faisant appel à ces techniques. Dans le cas du collage, l'importance du traitement de surface a été prouvée, et plusieurs paramètres intervenant dans ce procédé d'assemblage ont pu être étudiés (température, épaisseur du joint, géométrie). La résistance importante du collage a aussi été démontrée, tant en statique (21 MPa) qu'en limite d'endurance. Pour l'étude des composites, les points faibles d'une coque de bateau ont pu être identifiés et une classification des propriétés dans la structure proposée (trois zones de résistances comprises entre 21 et 36 MPa). L'impact de la densité de la résine et de la quantité de fibres, de même que l'influence de l'orientation des fibres ont été abordés dans ce problème. Enfin, une étude en flexion a permis de chiffrer un écart de 35,4 % entre la déformation relevée à la fissure du revêtement gel-coat, en surface donc uniquement esthétique, et celle du composite lors de son bris structural.
41
Moulin, Jean-Michel. "Etude d'un nouveau composite à base de bois renforcé par fibre de verre : le L.C.R. (lamellé-collé renforcé)." Metz, 1989. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1989/Moulin.J_M.SMZ8911.pdf.
Full textAbstract:
Un composite à base de peuplier renforcé par fibre de verre est mis au point. Les échantillons sont des poutres lamellées-collées. Un tissu de verre unidirectionnel est intercalé directement dans les joints externes. L'ensemble est collé par un adhésif industriel. Une amélioration des propriétés mécaniques est obtenue respectivement lors d'essais de traction ou de flexion (3 ou 4 points). Le mode de rupture est totalement différent par rapport à celui d'une poutre équivalente non renforcée. Ceci induit une augmentation de la sécurité, en particulier dans des applications en structure. Des analyses complémentaires attestent de la qualité des interfaces colle-fibre. L'étude prouve la faisabilité d'un produit performant à partir d'un bois de basse qualité
42
Ferretti, Manuel. "Non-linear mechanics of generalized continua and applications to composite materials." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0100.
Full textAbstract:
La microstructure des matériaux constitue un outil essentiel pour optimiser les propriétés mécaniques des structures et ainsi améliorer leurs performances. 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 et les théories de deuxième gradient.- 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. Dans un deuxième moment nous introduisons une modélisation continue de deuxième gradient 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. - Dans le chapitre 5 nous introduisons une hypothèse cinématique forte sur les déformations ad- missibles, en supposant que les mèches du renfort considéré sont inextensibles. Une méthode numérique permettant de montrer certaines solutions concernant le cas du bias extension test est codée en Mathematica et les résultats obtenus sont discutésGeneralized continuum theories may be good candidates to model micro-structured materials in a more appropriate way (both in the static and dynamic regime) 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 chapter 1 a general description of fibrous composite reinforcements is given, with particular attention to the introduction of standard experimental tests which are used to characterize the micro- and macro-structural mechanical properties of such materials. In chapter 2 some fundamental issues concerning classical continuum mechanical models are recalled. Moreover, second gradient continuum models are introduced and discussed by means of the Principle of Virtual Work. Since the applications targeted in this manuscript are limited to static cases, we refrain here to treat the more general case including inertia effects. In chapter 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 chapter 4 we reduce the general continuum mechanical framework introduced in Chapter 2 to the particular case of 2D continua. We put a strong accent on the geometric interpretation of second gradient deformation measures which are seen to be directly related to the in-plane curvatures of suitable coordinate lines. Such coordinate lines will be interpreted in the next chapters are the yarns of the considered 2D woven composite, so acquiring a direct physical sense. In chapter 5 we introduce a strong kinematical hypothesis on the admissible deformations, assuming that the yarns composing the woven reinforcements are inextensible. Such assumption allows us to build-up a simplified first gradient model for the behavior of 2D woven reinforcements which is still representative of their mechanical behavior. A constrained least Action principle is proposed and the associated integral Euler-Lagrange equations are presented. A numerical method allowing to show some solutions concerning the case of bias extension test is implemented in Mathematica and the obtained results are discussed
43
Joseph, Eric. "Modélisation du comportement en fatigue d'un composite stratifié verre-epoxy : aspects théorique et expérimental." Besançon, 1995. http://www.theses.fr/1995BESA2029.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail consiste à caractériser le comportement en fatigue d'une structure tubulaire stratifiée verre-époxy [+55/-55]. A cette fin, l'étude à été envisagée sous deux aspects. Tout d'abord, la fatigue à grand nombre de cycles pour laquelle a été développé un modèle semi-empirique de prédiction de la durée de vie et du niveau d'endommagement du matériau, basé sur la notion de perte de raideur. Dans le domaine oligocyclique, c'est l'aspect comportemental de la fatigue qui est prépondérant. Ainsi, l'évaluation de l'état du matériau s'étfectue par l'intermédiaire d'un modèle de comportement. L'adaptation au cas de la fatigue a été réalisée en complétant la cinétique d'endommagement du modèle de base. Cette cinétique unifiée fatigue-fluage permettra peut être à long terme de prévoir le comportement en fluage à partir d'essais de fatigue. Ce travail s'appuya sur une campagne expérimentale importante constituée d'essais de traction, pression interne pure et pression interne avec effet de fond. Celle-ci a exigé la conception et la mise au point d'un certain nombre de dispositifs spécifiquesThe aim of the study is to characterize the fatigue behaviour of a fibre glass reinforced-epoxy resin laminate [+55/-55] filament wound pipes. To this end, two ways have been investigated. At once, large cycles number fatigue for which a semi-empirical lifetime and damage level forecast modelling has been developped, based upon the stiffness lost notion. Ln the oligocyclic field, the fatigue behaviour aspect is preponderant. Then, the assessment of the material state can be performed through the behaviour modelling. The adjusment to the fatigue case has been done completing the damage kinetlc of the basic modelling. This unified fatigue-creep kinetic may further allows to foresee the creep behaviour from fatigue tests. This work is founded upon an important experimental study constitued with tensile, internal pressure and internal pressure with end closed tests. These experiments involved the design and the perfecting of specific devices
44
Ungaro, Giovanni. "Matériaux innovants pour lasers à 1,3 " micron " m sur substrat de GaAs." Paris, ENST, 2001. http://www.theses.fr/2001ENST0029.
Full textAbstract:
Ce travail présente l'étude de nouveaux systèmes de matériaux, pour la réalisation de lasers émettant à la longueur d'onde de 1,3 "micron" m, pour les communications optiques. Notre recherche s'est donc focalisée sur le matériau actif de ces lasers sur GaAs. Deux approches ont été explorées: les puits composites GaInAs/GaAsSb de type II, et les puits quantiques à faible teneur en azote, GaAsSbN ou GaInAsN. Après avoir déterminé les discontinuités de bande du GaAsSb contraint sur GaAs, nous avons démontré que l'émission à 1,3 "micron"m est possible dans une structure à puits quantique composite GaInAs/GaAsSb. Pour améliorer cette caractéristique, nous avons évolué vers une conception de puits dite symétrique: GaInAs/GaAsSb/GaInAs. Avec un tel puits, nous avons démonté un fonctionnement laser à 1,06 "micron"m avec une densité de courant de seuil dans le dispositif de 0,46kA/cm2. Après un travail d'installation et de mise au point d'une source d'azote à plasma sur la chambre de croissance épitaxiale, nous avons exploré l'incorporation de faibles quantités d'azote dans les ternaires GaInAs et GaAsSb. Nous sommes en outre les premiers à avoir réalisé des alliages GaNAsSb. L'azote s'incorpore plus facilement dans cet alliage que dans le GaInNAs. Le GaNAsSb est aussi plus favorable à l'émission aux grandes longueurs d'onde (>1,3 "micron" um). Dans des structures à puits de GaNAsSb, nous avons obtenu de l'électroluminescence à température ambiante à 1,3 "micron" m sans atteindre le seuil de l'émission laser. Avec des puits quantiques GaInNAs, nous avons d'abord obtenu une émission laser à 1,215 "micron"m avec une densité de courant de seuil de 0,44kA/cm2, un rendement externe de 53%, et un To de 85K. Puis nous avons atteint l'émission à 1,274 "micron"m avec une densité de courant de seuil de 0,87kA/cm2, et enfin 1,303 "micron"m pour 2,1kA/cm2. Notre objectif d'émission laser à 1,3 "micron"m sur un substrat de GaAs a donc été atteint dans le cadre de cette thèse, ouvrant la voie à la réalisation de structures à émission par la surface.
45
Guyard, Aurélien. "Rétention d'encre par des matériaux poreux nanostructurés : interaction de surface polymère/SiO2 et structure des composites formés." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2004. http://depot-e.uqtr.ca/1931/1/000110365.pdf.
Full text
46
Engozogho, Anris Starlin Peguy. "Etude des produits connexes de la transformation industrielle du bois d’Okoumé du Gabon : analyse et mise en œuvre de nouveaux matériaux." Thesis, Pau, 2020. http://www.theses.fr/2020PAUU3005.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’est organisé autour de la valorisation des produits connexes issus de la première et de la deuxième transformation des bois du Bassin du Congo en général et de l’Aucoumea Klaineana Pierre (Okoumé) du Gabon en particulier.En effet, 85% des produits connexes issus de cette industrie, sont incinérés 24/24h à ciel ouvert, la raison étant l’absence ou les faibles voies de valorisations possibles. Notre objectif premier est de présenter des voies de valorisations capables de réduire considérablement l’incinération de ces rebus. De ce fait et pour répondre à cette première problématique, nous avons procédé dans un premier temps, par une analyse chimique des trois parties du bois (écorce, aubier, cœur), visant à mettre en évidence les différentes molécules et leurs potentiels domaines de valorisation. Les molécules principalement visées étant les polyphénols. Nous avons par la suite porté un accent particulier aux tanins condensés extraits de l’Okoumé, que nous avons caractérisé thermiquement et chimiquement. Afin d’observer leur pouvoir collant, notamment leur capacité à être utilisé comme substrat pour la mise en point d’un adhésif bio-sourcée pour l’industrie du contreplaqué et du panneau.La deuxième voie de valorisation mise en évidence, est la mise au point d’une composite bois-plastique par thermocompression sans passé par une étape d’extrusion préalable. Ce composite pourra trouver son utilisation dans la construction et l’aménagement interneThis thesis work was organized around the promotion of related products from the first and second processing of wood from the Congo Basin in general and Aucoumea Klaineana Pierre (Okoumé) from Gabon in particular.Indeed, 85% of related products from this industry are incinerated 24 hours a day in the open air, the reason being the absence or the weak ways of possible valorizations.Our primary objective is to present ways of recovery capable of considerably reducing the incineration of this waste. Therefore and to answer this first issue, we proceeded first, by a chemical analysis of the three parts of the wood (bark, sapwood, heart), aiming to highlight the different molecules and their potential areas of development. The molecules mainly targeted are polyphenols. We then focused in particular on the condensed tannins extracted from Okoumé, which we characterized thermally and chemically. To observe their stickiness, including their ability to be used as a substrate for the development of a bio-sourced adhesive for the plywood and panel industry.The second recovery method highlighted is the development of a wood-plastic composite by thermocompression without having gone through a prior extrusion step. This composite can find its use in construction and internal design
47
Pers, Paul. "Développement et optimisation de matériaux d’électrodes et d’électrolytes, pour cellules PCFC." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS193/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du développement des piles à combustible à céramique conductrice protonique (PCFC) anode support, opérant dans le domaine de température 400 – 600 °C. Une attention particulière a été portée sur la diminution des températures d'élaboration des composants constituants les piles. Les stratégies mises en œuvre pour l'élaboration des anodes et des couches minces électrolytiques à basse température ont été la nano-structuration et l'ajout d'additifs aidant au frittage. La réalisation de couche mince électrolytique a fait l'objet d‘un développement par pulvérisation de suspensions. Le choix des matériaux et leur optimisation ont permis de minimiser les résistances spécifiques surfaciques (ASR). Les tests en pile de cellules élémentaires PCFC ont montré des résultats prometteurs concurrentiels aux autres types de pile à combustible de l'ordre de 400mW/cm²The aim of present work was to develop PCFC materials and fuel cells working in 400-600°C. The work deals with the optimization of materials and elaboration processes with the aim of decreasing the sintering temperature. In order to achieve high performances, nanostructured and architecture electrodes and optimized electrolytes have been investigated. Efficient anode support PCFCs were fabricated using wet powder spraying whiten simply method easily suitable on order to scaling-up. The maximum power densities obtained in this work are among, one of the best reported for PCFC
48
Abdessalem, Abir. "Etude et modélisation de l'endommagement mécanique des matériaux composites sous l'effet de l'humidité : Couplage hydrolyse et endommagement." Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0042.
Full textAbstract:
La présente étude traite la durabilité en milieu humide et l’endommagement par fatigue des matériaux composites à matrice organique (CMO). La diffusion d’eau dans un matériau SMC (matrice polyester renforcée par des fibres de verre et des particules de craies) est tout d’abord analysée expérimentalement. Puis elle est modélisée numériquement sous différentes conditions de vieillissement hygrothermique en immersion. Les mécanismes physiques à l’origine de l’endommagement hygrothermique sont alors identifiés. Des baisses de différentes propriétés mécaniques en fonction du temps et de la teneur en eau absorbée sont mises en évidence avec les phénomènes d’endommagement identifiés. L’effet de l’endommagement hygrothermique sur la durée de vie en fatigue est alors étudié expérimentalement. Un modèle prédictif qui prend en compte les effets d’endommagements d’origine hydrique et mécanique est alors proposé. Un calcul couplé diffusion/mécanique permet de déterminer le comportement global du matériau. On montre qu’il est possible de simuler et de suivre en continu l’évolution de la durée de vie en fatigue du matériau vieilli quel que soit le temps et la températureThe present study deals with the wet durability and fatigue damage of organic matrix composite (OMC) materials. The diffusion of water in a SMC material (polyester matrix reinforced with glass fibers and particles of chalks) is first analyzed experimentally. Then it is modeled numerically under different conditions of hygrothermal aging in immersion. The physical mechanisms causing the hygrothermal damage are then identified. Decreases of different mechanical properties as a function of time and of the absorbed water content are highlighted with the identified damage phenomena. The effect of hygrothermal damage on fatigue life is then studied experimentally. A predictive model that takes into account the effects of waterborne and mechanical damage is then proposed. A coupled diffusion / mechanical calculation makes it possible to determine the overall behavior of the material. It is shown that it is possible to simulate and to follow continuously the evolution of the fatigue life of the aged material whatever the time and temperature
49
Han, Hongchang. "Study of agro-composite hemp/polypropylene : treatment of fibers, morphological and mechanical characterization." Thesis, Troyes, 2015. http://www.theses.fr/2015TROY0002/document.
Full textAbstract:
L’utilisation des fibres végétales dans les polymères composites suscite de nombreuses investigations. Avant de mélanger les fibres végétales dans le polymère, un traitement chimique peut être effectué permettant de réduire l’hydrophilicité des fibres et d’améliorer l'adhérence à l’interface fibre/matrice. Dans cette thèse, l'eau et l'alcali sont utilisés d'abord pour traiter les fibres de chanvre, puis trois agents silane : 3-(triméthoxysilyl)propyl méthacrylate (MPS), N-[3- (triméthoxysilyl)propyl] aniline (PAPS) et (3-Aminopropyl)-triéthoxysilane (APS), sont utilisés pour modifier plus ou moins la surface des fibres de chanvre. Ces fibres traitées ou modifiées sont ensuite mélangées avec le polypropylène (PP) pour la fabrication des composites. Les effets de ces différents traitements sur la structure, les composants et l’hydrophilicité des fibres, et les propriétés mécaniques de ces composites sont mis en évidence. Nous avons étudié ensuite l’effet de vieillissement sur leurs comportements mécaniques, notamment l'humidité, la température et le rayonnement ultraviolet. Les résultats ont montré que le traitement de fibres par l'eau et l’alcali a des effets considérables sur la structure de fibres, les propriétés mécaniques et la durabilité des composites renforcés. La modification par l'agent de silane a une influence moins importante sur la structure des fibres, pourtant son groupe fonctionnel a une influence significative sur les propriétés mécaniques et la résistance au vieillissement des composites renforcésUsing agro fiber as reinforcement of polymer com-posites attracts numerous investigations due to the good mechanical properties and environmental benefits. Prior to blend agro fiber with polymer, chemical treatment can be employed to treat agro fiber for the purpose of reducing the hydrophilicity of fiber and improving the interfacial adhesion fi-ber/polymer matrix. In this thesis, water and alkali are utilized to treat hemp fiber firstly and then three silane agent as 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacry-late (MPS), N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]aniline (PAPS) and (3-Aminopropyl)-triethoxysilane (APS) are employed to modify the hemp fiber surface. These treated or modified fibers are blended respectively with polypropylene (PP) to fabricate the hemp fiber/PP composites. The effects of these different treatments on the structure, components and hydro-philicity of fiber, and the mechanical properties of the reinforced PP composites are studied. Moreover, the accelerated ageing experiments including humidity, temperature and ultraviolet of the reinforced PP composites are conducted. The results showed that the fiber treatment of water and alkali has a considerable effect on fiber structure, mechanical properties and durability of the reinforced compo-sites. The silane agent modification of fiber has less influence on the fiber structure but its functional group has great influence on the mechanical proper-ties and ageing resistance of the reinforced compo-sites
50
Lachi, Mohammed. "Détermination des diffusivités thermiques des matériaux composites par méthode flash bidirectionnelle." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL006N.
Full textAbstract:
Le but de cette étude est de montrer que la méthode flash (Parker et al. , 1961) (Degiovanni 1977), originalement utilisée pour la mesure de la diffusivité thermique de matériaux isotropes, peut être étendue à la mesure des diffusivités thermiques de matériaux anisotropes. Dans le cas de matériaux anisotropes se présentant sous forme de plaques de faibles épaisseurs (composite multicouche par exemple), il n'est pas possible de mesurer la diffusivité thermique dans le plan des plaques par la méthode flash classique. Avec cette nouvelle technique, deux thermogrammes relevés sur la face opposée à l'impulsion permettent, par une comparaison à un modèle analytique d'identifier simultanément les deux diffusivités axiale (perpendiculaire au plan de l'échantillon) et radiale (dans le plan de l'échantillon), par la méthode des moments temporels partiels. Une installation a été développée et validée par des mesures de diffusivités thermiques sur deux échantillons, l'un conducteur en acier inoxydable et l'autre isolant en p. V. C. Des résultats obtenus sur divers échantillons composites (kevlar-epoxy, carbone-epoxy, c/c, sic/sic, c/sic) sont présentés