Dissertations / Theses: 'Matériaux de pointe'

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Crevoisier, d'Hurbache Jordan de. "Analyse multi-échelles de la fatigue des élastomères : définition et identification de l'endommagement en pointe de fissure." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066381.

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Abstract:

Cette étude fait partie du projet AMUFISE (ANR, programme « Matériaux Fonctionnels et Procédés Innovants »), piloté par la manufacture Michelin. Elle est centrée sur l'étude du comportement, de l’endommagement et de la fissuration des élastomères chargés, en exploitant la corrélation d'images numériques (CIN) comme technique de mesure cinématique. La mesure de variation de volume sur un échantillon sous chargement cyclique uniaxial montre une perte d’incompressibilité au-delà d’une déformation seuil. Ces résultats corroborent une étude menée en parallèle sur les mêmes matériaux par la technique de diffraction X aux petits angles, et révélant une cavitation à l’échelle nanométrique. Nous avons également mis en évidence le caractère anisotrope du comportement du matériau. Une nouvelle méthodologie d’identification des paramètres de la loi de comportement dans un essai inhomogène est proposée. Le principe en est de minimiser l'écart entre le champ de déplacement mesuré par CIN, et celui calculé par un code d'éléments finis et dont les conditions aux limites sont issues de la mesure de champ. On montre qu'à convergence, la différence entre ces deux champs (de très faible amplitude) révèle essentiellement le bruit de la mesure cinématique. Cette technique est largement indépendante de la complexité de la loi de comportement utilisée et exploite un code de calcul industriel de manière non-intrusive. L’étude de la fissuration bénéficie également des mesures de champs par CIN. Cependant, il apparaît que les échelles discriminantes pour mettre en évidence les phénomènes d’émoussement, et la stabilisation de la propagation de fissures de fatigue sont inférieures à 50-100 µm
This study is part of the AMUFISE project (ANR, program " Matériaux Fonctionnels et Procédés Innovants") driven by the Michelin manufacture. It is focused on the study of material behavior, damage and crack propagation in filled elastomers using digital image correlation (DIC) as a kinematic measurement technic. The volume variation measurements on a sample under uniaxial cyclic loading shows a loss of incompressibility beyond a strain threshold. These results confirm those from a parallel study on the same materials using small angle X-ray scattering and showing a cavitation at a nanoscale. We also highlighted an anisotropy in the material behavior. A new methodology to identify behavior law parameters in an inhomogenious test was proposed. The principle is to minimise the difference between displacement fields measured using DIC and displacements fields obtained with a Finite Element program in which the limit conditions come from the measurments. We show at convergence that the difference between these two fields (of very low amplitude) essentially contains noise from the kinematic measurements. This technic does not depend on the complexity of the law used and is non-inrusive to the industrial finite element program. The study on crack propagation also benefist from the DIC measurements. Howewer, it appears that discriminant scales to highlight blunting phenomena and the crack propagation stabilisation are under 50-100 µm

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Travaillot, Thomas. "Caractérisation mécanique des matériaux élastiques à l'échelle locale par microscopie à pointe vibrante : Approche multimodale et mesure de champs." Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA2011/document.

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Abstract:

Ces travaux de thèse proposent une amélioration du Scanning Microdeformation Microscope (SMM),un microscope à sonde locale, pour la caractérisation mécanique élastique des matériaux à l’échellelocale. Il est montré qu’en utilisant n > 2 modes de résonance du SMM, il est possible de découplerles mesures du module de Young et du coefficient de Poisson d’un matériau isotrope.Une étude des modes du résonateur a permis d’enrichir son modèle afin qu’il puisse modélisern > 2 modes. Des procédures ont été développées pour identifier les paramètres de ce modèle etles constantes élastiques des matériaux à partir de n > 2 fréquences de résonance. Enfin, ces procéduresont été appliquées à des exemples de caractérisation à l’échelle locale afin de valider laméthode et d’en exhiber les possibilités et les limites.Pour gagner en robustesse et se diriger vers la caractérisation des matériaux anisotropes, un systèmed’imagerie interférométrique en lumière polarisée, permettant la mesure du champ de rotationde surfaces réfléchissantes dans une direction particulière, a été développé pour être intégré auSMM. Son prisme biréfringent à gradient uniaxial d’indice lui confère sa sensibilité à la rotation. Cesystème est capable de mesurer un champ de rotation localisé comme c’est le cas au voisinage dela pointe du SMM. Il a aussi montré son intérêt dans les cas où l’effet d’échelle rend particulièrementintéressante la mesure de la rotation
This work proposes an improvement of the Scanning Microdeformation Microscope (SMM), a scanningprobe microscope, for the mechanical elastic characterization of materials at local scale. It demonstratesthat using n > 2 SMM resonance frequencies allows to decouple Young’s modulus andPoisson’s ratio values for an isotropic material.The mechanical description of the resonator has been enriched in order to allow for an accuratemodeling over a wide frequency range. Procedures have been developed to identify the modellingparameters and the elastic constants of the materials from n > 2 resonant frequencies. Finally, theseprocedures have been applied to the characterization of various materials at local scale in order tovalidate the method and to present possibilities and limits.To improve robustness and move towards the characterization of anisotropic materials, a polarizedlightimaging interferometer was developed to measure the rotation field of reflecting surfaces in aparticular direction. The sensitivity to the rotation originates from a homemade birefringent prism withuniaxial gradient of refractive index. This system is able to measure a localized rotation field as it isinduced in the vicinity of the tip of the SMM. Its interest is also demonstrated in cases in which scaleeffects make the rotation measurement preferable to the out-of-plane displacement measurement

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Boularas, Abderrahmane. "Modélisation multidimensionnelle des interactions électrostatiques pointe/diélectrique en microscopie à champ proche." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30366/document.

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Abstract:

Les techniques de microscopie en champ proche se sont fortement diversifiées au cours des dernières années et ne sont plus désormais cantonnées aux seuls laboratoires experts dans le domaine mais sont exploitées plus largement par les spécialistes des matériaux et des 'micro-' ou 'nano-'objets. Pour ce qui concerne les matériaux diélectriques, des techniques dérivées de la microscopie à force atomique -AFM-, telles que la microscopie à force électrostatique -EFM, ou à force de Kelvin -KFM, permettent d'obtenir de nouvelles informations, à l'échelle nanométrique, sur l'état de charge des isolants et sur leur capacité à stocker/dissiper les charges. Cependant, ces techniques ne permettent pas de connaître précisément la répartition spatiale de la charge en latéral et en profondeur dans les matériaux isolants, données indispensables pour une meilleure compréhension des phénomènes de transport et de piégeage de charges. C'est pourquoi, nous nous sommes intéressés aux courbes de forces électrostatiques comme nouvel outil susceptible de permettre la localisation de la charge. L'objectif de la thèse est donc de comprendre le lien entre l'allure de la courbe de force et le positionnement spatial de la charge dans le matériau. Pour ce faire, deux études sont menées en parallèle : une étude expérimentale et une étude par modélisation numérique. Les travaux de recherche sont focalisés principalement sur la partie simulation de la sonde AFM par une modélisation électrostatique des phénomènes physiques en jeu. Un des verrous à lever dans ces travaux est la disparité d'échelle des objets modélisés et le caractère tridimensionnel du système. Dans cet objectif, un modèle mathématique pour l'étude des interactions électrostatiques entre une pointe AFM et la surface d'un matériau diélectrique a été développé en 2D. La discrétisation des équations décrivant le système est basé sur un nouveau schéma numérique du type volumes finis d'ordre élevé obtenu par le principe de la reconstruction polynômiale. Ce premier modèle a permis de comprendre l'influence de la géométrie de la pointe, notamment le rayon de courbure de l'apex et l'angle de demi-ouverture, sur l'aspect qualitatif et quantitatif des courbes de force. Les résultats montrent, par exemple, que plus le rayon de courbure de la pointe est faible plus la courbure de la courbe de force est prononcée. Ces résultats sont conformes à l'expérience. Pour parfaire notre étude sur la géométrie de la pointe, un premier modèle en 3D a été développé à l'aide du logiciel commercial Comsol Multiphysics(r). Plusieurs formes de pointe ont été testées : conique, tétraèdre et pyramidale. Les courbes de forces obtenues par simulation ont été comparées aux données expérimentales permettant ainsi de trouver une forme optimale représentative de la pointe réelle. Un deuxième modèle en 3D basé sur les équations électromécaniques a été développé pour prendre en compte l'effet du bras de levier sur les courbes de force. Les résultats obtenus montrent que le bras de levier ne modifie pas la forme de la courbe de force obtenue par la pointe seule mais rajoute simplement une composante continue sur celle-ci
The Scanning Probe Microscopy techniques (SPM) are highly diversified and no longer confined to expert laboratories, being widely used by material scientists for "micro" or "nano" applications. The use of Atomic Force Microscopy (AFM), and techniques derived from it, such as Electrostatic Force Microscopy (EFM) or Kelvin Force Microscopy (KFM), provides a considerable advantage allowing the acquisition of new information down to nanoscale, such as the charge state of dielectric materials and their ability to store and dissipate charges. However, these techniques do not allow to precisely know the spatial distribution of the lateral and deep distribution of the space charge in the insulating materials, required for a better understanding of the phenomena of transportation and charge trapping data. For this purpose, we are interested in the electrostatic force distance curve -EFDC- as a new tool to allow the location of the space charge. The aim of the thesis is to understand the relationship between the shape of the force curve and the spatial positioning of the space charge in the material. To do this, two studies were conducted in parallel: an experimental study and a study by numerical modeling. The research work here is focused mainly on the simulation of the AFM probe by electrostatic modeling of physical phenomena. One of the difficult obstacles to do in this work is the taken in account disparity of scale objects modeled and the three-dimensionality of the system. For this purpose, a mathematical model for the study of electrostatic interactions between an AFM tip and the surface of a dielectric material has been developed in 2D. The discretization of equations describing the system is based on a new numerical scheme of high order finite volume method obtained by the principle of polynomial reconstruction operator. This first model was used to understand the influence of the geometry of the tip, including the radius of curvature of the apex and the half-opening angle on the qualitative and quantitative aspects of the force curves. The results show, for example, more than the radius of curvature of the tip is smaller the curvature of the force curve is pronounced

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Lambert, Yvan. "Étude de l'endommagement en pointe de fissure dans le cas de la fissuration en plasticité non confinée." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI230.

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Le, Gac Gaëlle. "Etude de l'impact d'une pointe SNOM sur les propriétés des modes optiques d'une cavité à base de cristaux photoniques." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00564496.

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Abstract:

Les cristaux photoniques (CP) nous fournissent un moyen sans précédent de contrôler et de confiner les photons. En particulier, les cristaux photoniques membranaires (CP-2D) (confinement vertical par réflexion totale interne), et l'effet de bande interdite photonique (confinement dans le plan), jouent un rôle très important en nanophotonique. En introduisant des défauts dans le cristal (omission d'un ou de plusieurs motifs), il est possible de générer des modes optiques très localisés, possédant un faible volume modal et un grand facteur de qualité. Coupler un émetteur unique à ce type de mode peut être alors utile pour exalter ou inhiber sa dynamique. L'efficacité du couplage dépend à la fois de l'accord en longueur d'onde entre l'émetteur et le mode optique ainsi que de leur recouvrement spatial, c'est pourquoi le contrôle du couplage entre l'émetteur et le mode localisé doit être optimal. Il est donc crucial de connaître le profil du mode dans la cavité à une échelle suffisamment petite. Jusqu'à présent, le SNOM s'est révélé un outil de caractérisation particulièrement bien adapté à l'observation directe du champ dans des structures nanophotoniques. En effet, il permet d'accéder aux parties évanescentes des modes, livrant ainsi des informations locales, inaccessibles par des mesures classiques en champ lointain. Cependant, le potentiel des structures à base de CP-2D pour développer de nouveaux composants photoniques serait considérablement accru si leurs propriétés optiques pouvaient être modifiées après fabrication. En particulier, pour les structures actives, la capacité à accorder de manière réversible une cavité à l'emission ou à l'absorption d'une source est de grand intérêt. Dans cette étude, l'idée est donc d'utiliser la sonde d'un SNOM dans le but de perturber la résonnance (longueur d'onde, facteur de qualité) d'un mode. Dans ce travail, Nous concevons et optimisons une cavité linéaire dans laquelle sept trous ont été omis (CL7). Nous étudions théoriquement les propriétés de la cavité et particulièrement un mode présentant un bon facteur de qualité. Ensuite, l'interaction de pointes champ proche avec les modes de la CL7 et en particulier l'effet du matériau de la pointe sur l'émission en longueur d'onde et les pertes induites relatives sont étudiés. Dans ce but, une pointe est introduite dans des simulations FDTD-3D, soit avec l'indice de la silice (1.44), soit avec l'indice du silicium (3.4). Ensuite, l'effet de la forme de la pointe sur les cartographies est étudié, et particulièrement l'influence de la polarisabilité et de la section efficace. Les cavités CL7 sont fabriquées et caractérisées par un dispositif d'optique réfractive et par un microscope optique de champ proche. Le mode fondamental, présentant un effet laser, est utilisé pour étudier l'interaction ave la pointe champ proche. Des caractérisations SNOM avec une pointe en silice et une pointe hybride silice/silicium sont réalisées sur la cavité CL7 et nous démontrons que la pointe en silice recouverte de silicium provoque un décalage en longueur d'onde de l'ordre de quelques nanomètres, de 5 à 10 fois supérieur que la largeur intrinsèque du pic. La pointe en silice induitdes décalages en longueur d'onde de l'ordre du dixième de nanomètre, qui n'est pas détecté par notre montage expérimental. Nous démontrons également l'importance de la forme de la pointe lors de l'observation directe et locale de la distribution du champ avec le SNOM. Nous montrons qu'une pointe isotrope de bas indice peut être utilisée comme un outil de caractérisation passive car la cartographie champ proche donne une bonne approximation du mode tel qu'il existe dans la structure sans présence de la pointe. A l'inverse, une pointe anisotrope donne une information partielle car elle ne convertie le champ que dans la direction du petit axe.

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Fan, Ji. "Analyse et simulation de résonateurs piézoélectriques pour des applications de filtrage." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/09506f6e-4c71-4a2a-880d-dacaf0cea95f/blobholder:0/2009LIMO4012.pdf.

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Abstract:

En utilisant la méthode des moindres carrés et à partir d'une analyse unidimensionnelle, nous avons développé une méthode permettant de synthétiser tous les types de résonateurs piézoélectriques. Notre méthode est très rapide et permet d'optimiser les épaisseurs de chaque couche et la surface des résonateurs du filtre très facilement à partir de la fréquence centrale et de la bande passante. De plus notre méthode peut s'appliquer à tous les types de résonateurs et de filtres piézoélectriques. Nous avons réalisé des circuits à XLIM. Nous présentons les technologies de dépôts de films minces et les procédures de gravure de ces couches. Des résonateurs suspendus sont été fabriqués dans notre laboratoire. Une bonne adaptation des fréquences de résonance entre la simulation et la mesure
Using the least squares method and the one-dimensional analyze, we present a method for all BAW (Bulk Acoustic Wave) resonator computation. Based on the proposed method, the thickness of the layer and the surface of the filter can be easily optimized. This method can be also used to calculate the performance of all filters BAW. We have fabricated the piezoelectric resonators in our laboratory. We present all the technologies that we have used for the thin film layer deposition and all the processes for the etching. The resonators realized in our laboratory are composed of 4 layers: top electrode (Mo), piezoelectric layer (AlN), bottom electrode (Mo) and the membrane (SiO2). The responses of the measure are consistent with the results of the simulation

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Durif, Emilien. "Caractérisation du couplage mécano-électrochimique en pointe de fissure lors de la fissuration assistée par corrosion sous contrainte : cas du Zircaloy-4 en milieu aqueux halogéné." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00759340.

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Abstract:

La corrosion sous contrainte (CSC) est un phénomène synergique d'endommagement qui résulte d'un processus de corrosion (dissolution, adsorption) et d'une rupture mécanique (fissuration). Les mécanismes de couplage mécano-électrochimique en pointe de fissure nécessaires à la compréhension du phénomène sont encore mal connus puisqu'ils dépendent du système d'étude (métal/milieu agressif) et font intervenir de nombreux facteurs mécaniques et électrochimiques. Dans cette thèse, nous nous proposons d'étudier les interactions réciproques entre la dissolution et l'état de contrainte mécanique en pointe de fissure (facteurs d'intensité des contraintes) pour le cas du Zircaloy-4 en milieu aqueux halogéné. Les éprouvettes sont d'abord pré-fissurées par fatigue à l'air avec la technique du Load-Shedding, ce qui permet alors de maîtriser le facteur d'intensité des contraintes résiduel de pré-fissuration par fatigue. Ensuite, une pré-oxydation thermique est réalisée pour produire une couche de film passif sur les surfaces de l'éprouvette. Les réactions électrochimiques sont alors concentrées en pointe de fissure qui induit également une concentration des effets mécaniques. Des techniques de corrélation d'images sont développées dans le but d'identifier les facteurs d'intensité des contraintes et d'estimer la longueur de fissure en temps réel. Ainsi des essais originaux de CSC, permettant d'imposer les facteurs d'intensité en pointe de fissure, sont conduits et les résultats montrent alors clairement les effets synergiques entre l'évolution des mesures mécaniques et des courants de dissolution. D'autre part, l'existence d'un facteur d'intensité des contraintes seuil de propagation en CSC, présentant une forte dépendance à l'histoire de chargement et à la variation de l'état de contrainte locale en pointe de fissure (variation des facteurs d'intensité des contraintes), est mise en évidence. Ceci montre alors que la plasticité doit évoluer pour que la dissolution se produise. Ainsi, le temps caractéristique d'arriver de nouvelles dislocations en pointe de fissure ne doit pas dépasser la durée caractéristique des réactions de passivation. Enfin sur la base des résultats expérimentaux, un modèle de loi de propagation phénoménologique de fissure en CSC est proposé et ses paramètres sont identifiés et validés à partir de différents essais de CSC.

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Svarnas, Panayiotis. "Etude expérimentale de l'influence du plasma froid (N2, O2, Ar, Air) créé dans une décharge luminescente de géométrie pointe-plan sur les propriétés de surface de matériaux polymères : application au traitement des couches minces de PS." Pau, 2004. http://www.theses.fr/2004PAUU3014.

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Abstract:

Les principaux objectifs de la présente thèse sont la production optimisée des couches minces de polystyrène atactique d'une hydrophilie accrue, l'étude des caractéristiques macroscopiques du plasma en absence/présence de ces échantillons et la définition de mécanismes concrets régissant l'interaction entre le plasma et le polymère. Les techniques utilisées sont des analyses RMN, XPS, MEB, MFA, des mesures des angles de contact, des mesures électriques et des mesures optiques. On obtient des angles de contact entre 5ʿ et 20ʿ avec des gouttes d'eau déionisées. Le traitement appliqué n'affecte pratiquement pas la morphologie de la surface des couches minces. Dans le traitement de la surface, le principal rôle est joué par les particules neutres excitées du plasma et l'accent est surtout mis sur le rôle des particules métastables. Le polymère provoque des changements dans la gaine cathodique de la décharge
The principal objects of the present thesis are : the optimized production of atactic polystyrene thin films of increased wettability, the study of macroscopic characteristics of the plasma in absence/presence of these samples and the definition of specific mechanisms which govern the plasma-polymer interaction. The techniques used are NMR, XPS, SEM, AFM analyses, contact angle measurements, electrical and optical measurements. Contact angles varying between 5ʿ and 20ʿ are obtained with drops of deionized water. The applied treatment does not practically alter the surface mophology of the thin films. The excited neutral species play the principal role to the surface treatment and the emphasis is givent to the role of metastable particles. The polymer provokes changes in the cathodic sheath of the discharge

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Shinko, Tomoki. "Experimental Characterization of Influence of Gaseous Hydrogen on Fatigue Crack Propagation and Crack Tip Plasticity in Commercially Pure Iron." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2019. http://www.theses.fr/2019ESMA0003/document.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est de caractériser expérimentalement la propagation de fissures de fatigue affectée par l’hydrogène (Hydrogen-Affected Fatigue Crack Growth, HAFCG) dans diverses conditions et de clarifier le mécanisme impliqué en se concentrant sur la plasticité en pointe de fissures. Pour cet objectif, dans une première étape, l’influence de l’hydrogène sur la déformation plastique a été étudiée à l’aide d’essais de traction effectués sur un fer commercialement pur, le fer Armco, sous hydrogène gazeux. Les résultats ont montré que l’effet de l’hydrogène sur la propagation des fissures après apparition de la striction est plus important que celui sur la déformation plastique uniforme. Le HAFCG a ensuite été étudié au moyen d’essais de fissuration pour diverses valeurs de l’amplitude de facteur d’intensité de contrainte ΔK, de pression d’hydrogène (PH2 = 3,5 et 35 MPa) et de fréquence de chargement (f = 0,02 - 20 Hz). Il a été révélé que les vitesses de propagation dans un régime à ΔK élevé étaient fortement augmentées par l'hydrogène, jusqu'à 50 fois plus élevé que celles dans l'air. Le mode de rupture est une rupture intergranulaire fragile dans un régime de propagation à faible ΔK, alors qu’on observe une rupture transgranulaire de type quasi-clivage dans un régime à ΔK élevé. La valeur de ΔKtr (valeur de ΔK déclenchant l'augmentation de la vitesse de fissuration) diminue en augmentant la pression PH2. En outre, la vitesse augmente en diminuant la fréquence f. Une fois que la fréquence devient inférieure à une valeur critique, la vitesse de fissuration diminue considérablement jusqu'au même niveau que celle sous azote. La plasticité en pointe de fissure a été analysée à plusieurs échelles par microscopie optique, par mesure de déplacement hors plan et par microscopie électronique à balayage par transmission de la structure de dislocation située immédiatement sous la surface de rupture (FIB/STEM). Aucune modification claire de la zone plastique monotone en pointe de fissure sous hydrogène n’a été observée, alors qu’une réduction drastique de la plasticité cyclique associée à l'augmentation de la vitesse a été identifiée. Sur la base des observations expérimentales, des modèles de mécanisme de fissuration intergranulaire induit par l'hydrogène impliquant la coalescence des micro-vides le long de joints de grain et de mécanisme de fissuration transgranulaire induit par l'hydrogène impliquant un clivage cyclique dû à la réduction de la plasticité en pointe de fissure ont été proposés. Trois critères caractéristiques de fissuration assistée par hydrogène (ΔKtr, gradient d'hydrogène (PH2 × f)1/2 et limite supérieure de vitesse de fissuration) ont été établis. Ces critères devraient être utiles pour améliorer la conception en fatigue et la fiabilité des équipements exposés à l'hydrogène gazeux
The objective of this study is to experimentally characterize Hydrogen-Affected Fatigue Crack Growth (HAFCG) behavior under various conditions and clarify the mechanism by focusing on crack tip plasticity. For this objective, as a first step, the influence of hydrogen on plastic deformation has been investigated by means of tensile tests in a commercially pure iron, Armco iron, under gaseous hydrogen. The results of the tests pointed out that the hydrogen effect on crack propagation is more important than that on uniform plastic deformation. Then, the HAFCG was investigated by means of FCG tests under various conditions of crack tip stress intensity ΔK, hydrogen gas pressure (PH2 = 3.5 and 35 MPa) and loading frequency (f = 0.02 – 20 Hz). It has been revealed that the FCGRs in a high ΔK regime were highly enhanced by hydrogen up to 50 times higher than the one in air. The fracture mode was a brittle intergranular fracture in a low ΔK regime, while it is a brittle transgranular quasi-cleavage one in a high ΔK regime. The value of ΔKtr (value of ΔK triggering the FCGR enhancement) decreases by increasing the pressure PH2. Besides, the FCGR enhancement increases by decreasing the frequency f. Once f becomes lower than a critical value, the HAFCG rate significantly decreases down to the same level as in nitrogen., The crack tip plasticity was analyzed in a multiscale approach by means of optical microscopy, out-of-plane displacement measurement, and scanning transmission electron microscopy of dislocation structure immediately beneath the fracture surface (FIB/STEM). As a result, no clear modification of monotonic crack tip plasticity by hydrogen was observed, while a drastic reduction of cyclic crack tip plasticity associated with the FCGR enhancement was identified. Based on the experimental evidences, models of the hydrogen-induced intergranular FCG mechanism involving microvoid coalescence along grain boundary and the hydrogen-induced transgranular FCG mechanism involving cyclic cleavage due to crack tip plasticity reduction have been proposed. Three characteristic criteria of HAFCG (ΔKtr, hydrogen gradient (PH2 × f)1/2 and upper limit of FCGR) have been established. These criteria are expected to be useful for improving fatigue design and reliability of hydrogen-related equipment

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Nguyen, Thanh Hai. "Modélisation numérique et rhéologie des matériaux à particules déformables." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT273/document.

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Abstract:

Les matériaux à particules hautement déformables sont des formes complexes de matière avec de nombreuses applications en chimie, pharmacie, cosmétique et agro-alimentaire. L’effet conjugué du désordre et des grandes déformations des particules conduit à des propriétés mécaniques nouvelles par rapport aux matériaux à particules indéformables. En particulier, la compressibilité et la résistance au cisaillement sont contrôlées par une combinaison de réarrangements et de changement de forme des particules. Dans ce travail de thèse, nous avons développé une approche numérique originale pour la simulation de ces systèmes. Pour permettre aux particules de se déformer indéfiniment, nous avons modélisé chaque particule par un agrégat de particules primaires sans frottement qui interagissent par une force d’attraction de type Lennard-Jones et une contrainte de non-interpénétration. La dissipation d’énergie par collisions inélastiques entre les particules primaires confère un caractère plastique aux déformations des particules. Nous avons utilisé ce modèle pour étudier les propriétés de compaction et de cisaillement de ces systèmes. Nos résultats ont permis de mettre en évidence le caractère non-linéaire de la compressibilité lorsque la compacité progressivement augmente au-delà de celles des assemblages de particules indéformables. Sous cisaillement, un état critique est atteint avec une dilatance contrôlée par la pression de confinement. Dans cet état, nous avons exploré les distributions des formes des particules, les textures et les distributions des forces pour différentes valeurs de la pression. Nous avons également comparé la compressibilité simulée par l’approche développée avec celle obtenue par la Méthode de Points Matériels (MPM) en utilisant des particules élastiques
Soft-particle materials are complex forms of matter that occur in numerous applications in chemical, pharmaceutical, cosmetic and food products. Joint effects of disorder and large particle deformations lead to novel mechanical properties that differ from those of rigid-particle materials. In particular, the compressibility and shear resistance depend on both particle rearrangements and their shape change. In this doctoral work, we developed an original approach for numerical simulation of these systems. To allow the particles to deform without breakage, each particle is modeled as an aggregate of frictionless primary particles interacting via a Lennard-Jones attraction force and impenetrability constraints. Energy dissipation by inelastic collisions between primary particles leads to the plastic nature of particle deformations. This model was used to investigate the compaction and shear behavior of soft-particle systems. We find that the compressibility is strongly nonlinear as the packing fraction increases beyond that of a random close packing of rigid particles. In continuous shearing, a critical state is reached with a dilatancy that depends on the confining pressure. In this state, we investigate the shear resistance, distributions of particle shapes, fabric properties and inter-particle forces as a function of the confining pressure. We also compare our results with those obtained by using the Material Point Method (MPM) with elastic particles

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Therrien, Pascale. "Mise au point de matériaux d'électrode pour l'électrooxydation des cyanures." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape7/PQDD_0015/MQ56976.pdf.

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Therrien, Pascale. "Mise au point de matériaux d'électrode pour l'électrooxydation des cyanures." Mémoire, Université de Sherbrooke, 1998. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4454.

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Abstract:

Dans les travaux qui sont présentés dans ce mémoire, les matériaux d'électrode à base de nickel et d'oxyde d'étain furent développés afin d'être utilisés lors de la destruction des cyanures par électrooxydation. Tout d'abord, les électrodes de nickel ont été étudiées et elles ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage et par voltampérométrie cyclique à balayage. Les performances des plaques de nickel et des poudres de nickel vis-à-vis l'oxydation anodique des cyanures ont été vérifiées en effectuant diverses électrolyses en présence de cyanures et dans diverses conditions. À l'aide d'un appareil, mis au point au laboratoire, il est possible de déposer un film d'oxyde d'étain sur un support de verre ou de nickel simplement en trempant le support dans une solution d'alkoxyde d'étain. Cette méthode est connue sous le nom de sol-gel. Il est possible, en contrôlant divers paramètres d'obtenir un film de 100nm d'épaisseur. Enfin, les électrodes de poudre de nickel pressée ont été utilisées pour détruire les ferrocyanures. Les résultats ne sont pas assez concluants pour appliquer cette technologie en industrie. Cependant, des études sur la destruction des thiocyanates à l'aide de ces électrodes donnent de très bon résultats."--Résumé abrégé par UMI.

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Gharib, Turath. "Renforcement des structures historiques en maçonnerie par matériaux composites : application aux murs en pierres calcaires." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10094/document.

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Abstract:

Ce travail concerne l’étude du renforcement de structures en pierres par matériaux composites. Deux techniques de renforcement sont utilisées. L’un s’agit de renforcement par matrice cimentaire renforcé avec de textile de fibre de verre TRC. L’autre est renforcement par barres de fibre de verre de FRP suivant la technique de NSM (near-surface mounted). La première phase consiste en la caractérisation des matériaux et l’analyse des comportements mécaniques en compression en cisaillement et en traction de petits éléments de maçonnerie composées d’un assemblage de pierre et mortier bâtard. Les valeurs caractéristiques du comportement mécanique de la maçonnerie sont comparées avec les différents modèles dans la littérature qui calculent les paramètres caractéristiques avec une bonne approximation avec les résultats expérimentales. En plus, le comportement de matériaux de renforcement sont testés en traction ainsi que le comportement de l’adhésion entre le renfort et la maçonnerie est étudié. La deuxième phase se concentre sur le renforcement de murs de maçonnerie soumis sur deux types de chargement. L’un s’agit de cisaillement dans le plan des murs effectué avec l’essai de compression diagonale. Le deuxième représente des charges de flexion à 3 points hors plan des murs accompagné par des forces de compression axiale qui provoque une contrainte de compression de 0.2 MPa. L’essai de cisaillement s’est réalisé sur des murs carrés de cinq rangées de pierres avec mortier. Le renforcement par deux barres verticales de NSM FRP améliore significativement la ductilité et le module de cisaillement des murs, ainsi que le renforcement avec deux couches orthogonales de TRC améliore la résistance au cisaillement. Enfin l’application de modèles analytiques a permet de comparer les résultats expérimentaux aux résultats donnés avec les modèles. En plus, l’essai de flexion à 3 points est effectué sur des murs composés de douze rangées de pierres avec mortier. Le renforcement avec deux barres verticales et deux barres transversales a plus augmenté la rigidité élastique. En revanche, le renforcement avec TRC composé d’une seule couche de textile accompagné avec une barre verticale de FRP n’augmente pas la résistance de mur par rapport à la résistance du mur renforcé avec une seule couche de textile ou avec une barre verticale seule
This work concerns the study of the reinforcement of stone structures with composite materials. Two reinforcing techniques are used. One is reinforcement by cement matrix reinforced with textile TRC of glass fiber. The other is by reinforcing FRP fiberglass rods according to NSM technique (near-surface mounted). The first phase consists of materials characterization and analysis of mechanical behavior in compression shear and tensile of small masonry specimens made of stone and mortar. The characteristic values of the mechanical behavior of the masonry are compared with the different models in the literature which calculate the characteristic parameters and give a good approximation with the experimental results. In addition, the behavior of reinforced materials is tested in tension and the behavior of the adhesion between the reinforcement and the masonry is studied. The second phase focuses on strengthening masonry walls subjected to two types of loading. One is in-plane shear of walls made with the diagonal compression test. Represents the second bending loads to 3 points out of plane walls accompanied by axial compression forces which cause a compressive stress of 0.2 MPa. The shear test was performed on square walls of five rows of stones with mortar. Strengthening by two vertical bars NSM FRP significantly improves the ductility and shear modulus of the walls and the reinforcement with two orthogonal layers TRC improves shear strength. Finally the application of analytical models used to compare the experimental results with the results given by the models. In addition, the bending test with 3-point is carried out on walls composed of twelve rows of stones with mortar. The reinforcement with two vertical bars and two crossbars increased more elastic stiffness. However, the reinforcement with TRC composed of a single layer of textile accompanied with a vertical bar FRP does not increase the resistance of the wall relative to the resistance of the reinforced wall with a single layer of textile or with a simple vertical bar

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Reymann, Jean-Jacques. "Mise au point d'un essai de fatigue en flexion des matériaux composites." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1985. http://www.theses.fr/1985ECDL0017.

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Abstract:

Le développement des matériaux composites à renfort fibreux pour la réalisation des pièces travaillantes de haute sécurité, nécessite une caractérisation approfondie de leurs propriétés d'usage. En particulier, il est maintenant indispensable de connaître leur comportement en fatigue. Ce travail porte essentiellement sur la mise au point d'une machine originale de fatigue en flexion alternée. Cette machine est maintenant commercialisée et l'esai fait l'objet d'une procédure de normalisation. Une étude bibliographique précise les données actuelles sur la tenue en service de ces matériaux. Diverses applications sont alors envisagées pour la mise au point de suspensions automobiles pour des matériaux verre/epoxy ou carbone/epoxy.

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Lecomte, Antoine. "Mise au point des techniques d'analyse, maîtrise et optimisation de l'architecture poreuse interconnectée des céramiques phosphocalciques biphasées." Nantes, 2006. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=ed8d78c9-1138-45ef-bed7-8bb2ca6507dc.

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Abstract:

Les propriétés biologiques et physico-chimiques des céramiques phosphocalciques biphasées ne peuvent s'exprimer que si leur architecture est adaptée à une diffusion en profondeur des fluides biologiques ainsi qu'à une colonisation du matériau par les cellules ostéogéniques. Cette architecture particulière des BCP est constituée par une structure de type macro, méso et microporeuse qui doit nécessairement être interconnectée. Faisant appel à des techniques d'analyse originales telles que la mesure de la perméabilité, du facteur de tortuosité ou l'utilisation d'un logiciel de modélisation des volumes poreux, cette étude propose une méthodologie d'évaluation et de quantification de l'architecture poreuse interconnectée. Ces méthodes ont été mises à profit pour identifier les paramètres de synthèse permettant l'obtention d'une architecture poreuse optimisée. L'importance du pourcentage de porogène, l'utilisation de deux porogènes en association et le rôle " interconnectant " du saccharose ont ainsi été mis en évidence. Une étude cellulaire in vitro a permis d'évaluer et d'améliorer les propriétés biologiques de ces céramiques à architecture fortement interconnectée
Porous micro architecture is one of the main quality parameter for biphasic calcium phosphate implants. It allows a deep penetration of fluids and osteogenic cells into the ceramic. Consequently, interconnection of macro, meso and micropores is required to allow osteoconduction. Interconnected porosity has been quantified using original analysis methods such as permeability and tortuosity factor measurement and the use of a 3D void space modelling software to characterize the ceramics. Using these methods, ceramics have been synthesized to identify formulation parameters that govern interconnected porosity. The importance of % of porogen, the association of two porogens and the “interconnecting” role of sucrose have been put into relief. In vitro cellular cytocompatibility assays have been performed to evaluate and optimise biological properties of our ceramics

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DOS, MARTIRES NOEL. "Mise au point d'une procedure de determination de la tenacite sous sollicitation dynamique d'un materiau ductile." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1999. http://www.theses.fr/1999EPXX0051.

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Abstract:

Le dimensionnement des structures utilisees pour les besoins de defense impose de connaitre le comportement mecanique et a rupture des materiaux soumis a des sollicitations severes. Cette etude theorique et experimentale a permis de developper une methode de depouillement des essais de rupture ductile sous sollicitation dynamique. Les eprouvettes utilisees dans le cadre de ce travail pour appliquer cette methode h j sont des eprouvettes dites compactes de compression. Elles sont sollicitees sur un montage de barres de hopkinson qui permet d'obtenir des vitesses de chargement sont superieures a 10 6 mpam/s en fond de fissure. Cette methode est une extension de la methode de l'invariant h (bui, maigre, 1988) etablie dans le cadre de la mecanique elasto-dynamique lineaire. Elle donne acces au facteur d'intensite des contraintes en tenant explicitement compte des effets d'inertie et de l'aspect transitoire du phenomene. Apres avoir exploite la methode de l'invariant h sur une ceramique (sic), ou la principale difficulte experimentale a ete de deceler l'instant d'amorcage, nous proposons la methode h j qui est une extension aux materiaux developpant une plasticite confinee en pointe de fissure avant l'amorcage de la rupture. Cette methode reprend l'approche par invariant integral de la methode h et ses avantages (prise en compte des phenomenes d'inertie et transitoires, mesures experimentales simplifiees, minimisation du nombre de simulations numeriques). Son application a ete realisee sur un acier fortement allie a haute resistance, le x10 ni mo 6, qui presente une rupture ductile. Les resultats ont ete compares a ceux obtenus par d'autres methodes et ainsi valides.

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Delage, Marie-Ève. "Caractérisation de points quantiques comme matériau luminescent pour applications en dosimétrie." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/35023.

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Abstract:

La thèse présentée porte sur l’investigation d’un nouveau matériau luminescent pour une application en dosimétrie à scintillation, un matériau développé pour la première fois il y a environ une vingtaine d’années : les points quantiques colloïdaux (cQDs). Ces derniers sont des nanocristaux de semi-conducteurs possédant des propriétés uniques, découlant entre autres du confinement tridimensionnel de leurs porteurs de charge. Les cQDs constituent un matériau d’intérêt pour la dosimétrie à scintillation d’abord grâce à leur luminescence dont l’intensité est bonifiée par rapport à celle de leur équivalent macroscopique. Plusieurs autres propriétés des cQDs les rendent intéressants pour le développement d’un dosimètre à scintillation. Ils possèdent un large spectre d’absorption et un étroit spectre d’émission, dont la position du maximum d’absorption (émission) est dépendante de la taille et de la composition des cQDs. De plus, il existe de multiples supports physiques dans lesquels peuvent être insérés les cQDs, des supports comme divers solvants ou plastiques. Peu de travaux ont été menés sur la caractérisation de cQDs comme scintillateurs, spécialement dans le contexte d’une application en dosimétrie à scintillation pour la radio-oncologie. Une panoplie d’avenues nécessitaient donc d’être explorées pour établir un portrait des cQDs comme matériau luminescent pour des applications en dosimétrie. Plusieurs formes physiques dans lesquelles étaient inclus les cQDs ont été testées : de la poudre, des liquides et des plastiques. La majeure partie de la thèse traite de la caractérisation de cQDs comme scintillateur, mais une portion de la thèse porte aussi sur le développement d’instrumentation spécifique à la mesure aux accélérateurs linéaires. Celui-ci a été motivé par le fait que l’accélérateur linéaire a un rapport cyclique de 0,144%, faisant en sorte que la majorité de l’intégration continue de signal lumineux collecte du bruit. Un prototype de circuit intégrateur synchronisé a donc été développé, ce qui a permis de faire un gain sur le rapport signal sur bruit du signal mesuré. Concernant la caractérisation des cQDs, la première étude présentée rapporte les résultats d’une comparaison de la résistance à la radiation ionisante de cQDs à coquille simple et de cQDs à coquilles multiples, ce dernier étant le type utilisé pour le projet de thèse. Il a été montré que les cQDs à coquilles multiples ont une meilleure résistance à la radiation que les cQDs à coquille simple grâce à leur meilleure passivation de surface. De plus, la répétition de multiples irradiations entrecoupées de pauses a fait ressortir deux effets antagonistes pour chaque type de cQDs concernant la récupération, ou non, de leur efficacité de scintillation. Les cQDs à coquille simple ont présenté une accélération de la dégradation de leur scintillation entre les pauses alors que les cQDs à coquilles multiples ont présenté un recouvrement systématique de leur intensité de scintillation. Ensuite, une étude portant sur les dispersions liquides de cQDs est présentée. On en retire que l’efficacité de scintillation dépend de la nature du solvant dans lequel sont dispersés les cQDs. L’alkylbenzène, le meilleur solvant, permet notamment d’obtenir une intensité de scintillation constituant le dixième de celle du scintillateur commercial Ultima Gold, et ce, malgré que la concentration de cQDs soit cinq ordres de grandeur plus faible que celle du fluorophore dans Ultima Gold. La dernière étude présentée porte sur la poursuite de la caractérisation des formes poudreuse et liquide de cQDs comme dosimètres. Des mesures rapportant la linéarité du signal en fonction de la dose déposée ont été menées pour des faisceaux de photons et d’électrons. D’autres mesures ont permis de caractériser la dépendance du signal en fonction de l’énergie du faisceau. Il a été montré que les dispersions liquides ont la dépendance la moins marquée, ayant une variation maximale de 15% à 220 kVp par rapport au signal à 6 MV pour la dispersion dans l’alkylbenzène. Cette variation se trouve même à être plus petite que celle observée pour la fibre scintillante BCF-60 et pour Ultima Gold. Quelques résultats préliminaires sont finalement rapportés concernant les scintillateurs plastiques de cQDs. Entre autres, il a été observé, aux énergies kV, que la dépendance en énergie du signal suit une tendance similaire à celle du BCF-60, mais dont l’amplitude de variation est moindre. En conclusion, chacune des formes de cQDs testées possède des particularités qui pourraient mettre de l’avant son utilisation en dosimétrie à scintillation. Ces dernières sont relatées en détail dans la conclusion de la thèse.
This thesis presents the investigation of a new luminescent material as the sensible volume of scintillating dosimeters, a material which has been developed in the past twenty years: colloidal quantum dots (cQDs). These nanocrystals are composed of semiconductors and have unique properties, which are in part due to the three-dimensional quantum confinement of their charge carriers. cQDs constitute a material of interest for scintillation dosimetry since they have a more important light emission than their bulk counterpart. Moreover, they have a wide absorption and a narrow emission spectrum, for which their maximum absorption (emission) is tuneable with the cQD size and composition. The cQDs can be incorporated to many physical supports like liquids or plastics. Few studies have characterized cQDs as scintillators for an application in radiation oncology dosimetry. Thus, many research paths had to be explored to establish the portrait of cQDs as a luminescent material for applications in dosimetry. cQDs under multiple physical forms were tested: powder, liquids and plastics. Even though the major part of the thesis deals with the characterization of cQDs, work has been done on improving the light signal collection. This part of the project was motivated by the low duty cycle of the linear accelerator (0.144%), which results in a continuous light acquisition including a lot of noise. Thus, a prototype of an integrated synchronized circuit was developed and lead to a better signal to noise ratio of the light signal collected, evaluated to be up to 8 times better. The first study on the cQD characterization reports the comparison results of the resistance to ionizing radiation of core/shell (CS) and multishell (MS) cQDs, the type that is used throughout the thesis. MS cQDs have proven to have a better radiation resistance than CS cQDs due to their better surface passivation. Moreover, repeated irradiations separated with pauses put forward an opposite trend concerning the effect of the pauses on the recovery of the scintillation efficiency. CS cQDs presented an accelerated degradation of their light production efficiency while MS cQDs showed a systematic scintillation efficiency recovery. In the second study, measurements were conducted in order to characterize the cQD liquid dispersions. It was observed that the cQD dispersion scintillation efficiency was dependent on the nature of the solvent. The alkylbenzene dispersion, offering the best light production, wasshown to reach a tenth of the light emission intensity of the commercial scintillator Ultima Gold. This observation is remarkable since the cQD concentration is five orders of magnitude lower than the fluorophore concentration in Ultima Gold. The last study presents the continuing characterization of the cQD powder and the cQD liquid dispersions as dosimeters. It is reported that their scintillation output is linear with dose when the cQDs are irradiated with various photon and electron beam energies. The light output dependence on beam energy was also quantified and it was shown that the cQD liquid dispersions have the least important dependence. Indeed, the alkylbenzene dispersion has a maximal signal variation from 6 MV of 15% observed at 220 kVp, a variation lower than what was reported for the scintillating fiber BCF-60 and Ultima Gold. Preliminary results are also presented for the cQD plastic scintillators. At kV energies, it was observed that the energy dependence of the scintillation output followed a similar trend than that of the BCF-60’s but had a lower variation amplitude. To conclude, each of the cQD forms has a potential in being used for scintillation dosimetry considering their proper particularities. These particularities are discussed in detail in the conclusion of the thesis.

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Barichard, Anne. "Enregistrement et analyses physico-chimiques de réseaux dans des matériaux composites polymères-points quantiques." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28504/28504.pdf.

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Miquel, Anne. "Détermination expérimentale des caractéristiques hydriques des matériaux du bâtiment : contribution à la mise au point et validation de techniques nouvelles." Paris 12, 1997. http://www.theses.fr/1997PA120012.

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Abstract:

Ce travail porte essentiellement sur la metrologie des transferts hygrothermiques pour les materiaux consolides du batiment. Le but final est l'alimentation en caracteristiques hydriques des modeles de transferts couples masse/chaleur sans lesquels la simulation et la validation est impossible. Deux objectifs ont ete fixes : - montrer que toutes les mesures hygrometriques necessaires pour finaliser les travaux de modelisation et acceder a la simulation peuvent etre effectuees avec precision et a l'aide de techniques simples et fiables sur tout le domaine hygroscopique. - reduire notablement les temps de mesures necessaires a l'obtention des caracteristiques par l'emploi de nouvelles techniques et une bonne gestion de strategies experimentales. Nous avons ainsi exploite un ensemble de techniques experimentales dont certaines ont fait l'objet d'amelioration. Pour etudier l'equilibre hydrique, nous avons exploite les plaques de succion et les solutions salines a la pression atmospherique et sous vide. Les methodes de mesures pour etudier les transferts hydriques sont des methodes directes exploitant le regime permanent : le permeametre osmotique et la methode de la coupelle utilisant les solutions salines a la pression atmospherique et egalement sous vide. Tous les bancs experimentaux sont facilement transposables et/ou trasportables a d'autres temperatures que l'ambiance. Nous avons notamment montre que la technique par le vide permet a faible cout la determination d'isothermes et de permeabilites vapeur pour n'importe quel type de materiau en dehors des materiaux a cellules fermees. Elle a ete validee par comparaison aux techniques classiques sur un beton cellulaire. L'interet de son utilisation repond ainsi directement aux deux objectifs fixes au debut de ce travail.

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Lucas, Anthony. "Étude et mise au point de transformateurs large bande radiofréquence." Cachan, Ecole normale supérieure, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00505792/fr/.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'inscrit dans la problématique de l'intégration des composants inductifs utilisés en radiofréquence (1 à 600 MHz). La diminution de la taille de ces composants passe principalement par une réduction des pertes en puissance du matériau. Nous avons donc été amenés à étudier les différents paramètres régissant l'évolution des pertes totales des ferrites Ni-Zn-Cu-Co en fonction de la température. La réduction des pertes totales a pu être obtenue grâce à l'introduction de faibles quantités de cobalt. Ces substitutions engendrent une compensation de l'anisotropie magnéto-cristalline et bloquent les parois de domaines. L'optimisation du comportement en température a été réalisée en ajustant le rapport Ni/Zn ainsi qu'en diminuant la concentration en cuivre. Les matériaux développés lors de cette étude présentent alors des pertes totales 4 à 5 fois inférieures aux ferrites commerciaux, à l'ambiante comme à haute température (> 80°C). Des études ont également été menées afin de rendre ces ferrites compatibles avec la technologie de cofrittage à basse température. L'abaissement de la température de frittage, dû à l'ajout de Bi2O3, a permis de densifier ces matériaux vers 880°C tout en conservant de bonnes propriétés en puissance. Des cofrittages avec des pistes conductrices et des matériaux diélectriques ont pu être réalisés. L'utilisation des ferrites Ni-Zn-Cu-Co en technologie multicouche a enfin pu être validée grâce à la réalisation de transformateurs cofrittés présentant des coefficients de couplage électromagnétique de 97%
This work concern the integration of inductive components used in radiofrequency range (1 to 600 MHz). The decrease of the component size can be achieved thanks to a reduction of the core loss. It was therefore decided to study the various parameters controlling the temperature dependence of core loss of the Ni-Zn-Cu-Co ferrites. The decrease of the core loss was obtained thanks to cobalt substitution. These substitutions lead to a magneto-crystalline compensation and also to a pinning of the domain walls. The stability versus temperature could be improved by adjusting the Ni/Zn ratio and by reducing the copper concentration. The ferrites developed in this study exhibit 4 to 5 times less loss compared to conventional ferrites, in a wide range of temperature (-50 to 100°C). Studies were also carried out in order to make Ni-Zn-Cu ferrites compatible with the multilayer technology. The addition of Bi2O3 enabled to densify Ni-Zn-Cu-Co ferrites after firing at 880°C, while keeping their good magnetic properties. Co-sintering with conductive and dielectric materials was achieved. The use of Ni-Zn-Cu-Co ferrites in multilayer technology had finally been validated through the realisation of co-fired transformers with electromagnetic coupling coefficient of 97%

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Goourey, Georgia. "Elaboration et durabilité de matériaux composites à base acrylate et de points quantiques de ZnO." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2013. http://www.theses.fr/2013CLF22371.

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Abstract:

Ce travail de thèse a été dans un premier temps consacré à l’influence des points quantiques (QDs) de ZnO de taille 5 nm, synthétisés par voie sol-gel sur les propriétés physiques et physico-chimiques des réseaux enregistrés par holographie dans des photopolymères de type acrylate. L’amorceur, ici la camphorquinone, étant un élément clé de la photopolymérisation, une double approche expérimentale/théorique a permis de comprendre ses modifications photochimiques en fonction de la composition du système photosensible. L’introduction de 1 % en masse des QDs améliore les propriétés physiques des matériaux photostructurés (augmentation du rendement de diffraction due à la répartition spatiale des QDs) sans modifier la cinétique de polymérisation. Dans un deuxième temps, l’influence des QDs sur la durabilité des matériaux sous irradiation à λ 300 nm a été examinée. L’exposition des polymères purs et dopés entraîne des modifications chimiques de la matrice polymère et le dégagement de gaz. Cependant, la présence de QDs de ZnO (1 % en masse) a un effet photocatalytique sur la durabilité du matériau. Cet effet implique la contribution de l’électron et du trou photogénérés au mécanisme de dégradation, conduisant à une extinction partielle de la fluorescence des QDs. Il est d’autant plus important que le taux de QDs augmente dans le milieu et souligne le rôle de l’interface polymère/nanoparticule. En revanche, l’introduction de 1 % de nanocristaux semi-conducteurs de ZnO (taille 10-30 nm) entraîne une stabilisation de la matrice qui traduit un effet photoprotecteur inattendu de ces nanoparticules
This work was first devoted to the influence of ZnO quantum dots (QDs) with 5 nm diameter, synthesized by sol-gel method on the physical and physico-chemical properties of the gratings recorded in acrylate photopolymers by holography. Since the photosensitizer (in our study camphorquinone) is a key element in the photopolymerization process, a double experimental/theoretical approach was applied to understand its photochemical modifications as a function of the content of the photosensitive system. The introduction of 1 wt % of Qds improves the physical properties of the photo-patterned materials (increase of the diffraction efficiency due to the spatial distribution of QDs) without modifying the kinetics of polymerization. Secondly, the influence of QDs on the durability of materials under irradiation at λ 300 nm was investigated. The exposure of pure and doped polymers leads to the chemical modifications of the polymer matrix and the release of gas. However, ZnO QDs (1 wt % loading) negatively influenced the durability by their photocatalytic effect. This effect points out the contribution of the photo-generated charge carriers to the mechanism of degradation, leading to a partial quenching of the fluorescence of QDs. It also increases with increasing QDs content and underlines the role of the polymer/nanoparticule interface. On the contrary, the presence of 1 wt % of semi-conductor nanocrystals of ZnO (size 10-30 nm) induces a stabilization of the matrix. This reveals an unexpected photo-protective effect of these nanoparticules

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Sari-Bey, Sana. "Mise au point de nouveaux matériaux à changement de phase pour optimiser les transferts énergétiques." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1158.

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Abstract:

Les recherches dans le domaine des matériaux innovants possédant une meilleure efficacité énergétique présentent un enjeu environnemental majeur. L'un des moyens d'économiser l'énergie est le stockage. L'utilisation des matériaux à changement de phase est une solution permettant d'absorber, de stocker et de restituer de grandes quantités d'énergie. Ce travail porte sur l'étude expérimentale des propriétés thermophysiques et des changements de phase de matériaux composites à matrice polymère contenant un matériau à changement de phase microencapsulé et sur l'optimisation de ces propriétés. Des composites contenants différentes fractions massiques de microcapsules de paraffine ont d'abord été caractérisés. Afin d'améliorer le transfert thermique des microcapsules de paraffine métallisées avec de l'argent ont ensuite été utilisées. Une nouvelle série d'échantillons a été réalisée. Dans les composites la matrice polymère choisie est le polycaprolactone (PCL), ce polymère a une température de fusion particulièrement faible (53°C), qui permet de le mélanger aux microcapsules sans les détériorer. Les mélanges polymère/microcapsules ont été réalisés à l'aide d'un mélangeur interne, ils ont ensuite été pressés pour obtenir des plaques de composites. L'homogénéité des échantillons a été vérifiée en faisant des observations au microscope électronique à balayage et des mesures de densité. Le matériau à changement de phase utilisé est un mélange de paraffines qui a une température de changement de phase de 26°C, microencapsulé dans du PMMA hautement réticulé, et commercialisé par la société BASF® sous la dénomination commerciale de Micronal® DS 5001 X. Le PCL a une température de fusion inférieure à la température de ramollissement du PMMA. Un des objectifs de cette étude était d'obtenir un matériau qui reste solide même quand la paraffine fond. La microencapsulation a permis cela en évitant que la paraffine ne diffuse hors de l'échantillon lors de cycles successifs, elle permet également d'éviter les phénomènes de convection quand la paraffine est liquide. D'autre part, un autre objectif était de voir si la métallisation des particules permettait d'améliorer les propriétés thermiques en augmentant significativement la conductivité et la diffusivité thermique. La DSC a été utilisée pour connaître les températures et les enthalpies de changements de phase ainsi que les Cp des matériaux entre -20 et 40 °C. Une technique expérimentale développée au laboratoire (DICO) permet de mesurer simultanément la conductivité thermique (λ) et la diffusivité thermique (a) à température ambiante. Une évolution récente de ce dispositif permet maintenant de faire des mesures en rampe en température entre -15°C et 180°C. Les mesures de l'évolution de la conductivité et de la diffusivité thermique en fonction de la température ont donc été réalisées en chauffe et en refroidissement. Les changements de phase observés en DSC se retrouvent sur l'évolution de la conductivité et de la diffusivité thermiques tracées en fonction de la température. On voit également l'impact de l'état solide ou liquide de la paraffine contenue dans les microcapsules sur ces propriétés. Enfin l'évolution de la capacité calorifique volumique a pu être calculée à partir des résultats obtenus avec la DICO (Cp=λ/a) et comparée à l'évolution de la capacité calorifique massique mesurée en DSC. Globalement le transfert thermique a été amélioré pour les composites contenant des Micronal® argentés mais leur capacité de stockage est inférieure aux composites ne contenant que des Micronal®
Research in the field of innovative materials with improved energy efficiency have a major environmental issue. One way to save energy is storage. The use of phase change materials (PCM) is a solution for absorbing, storing and releasing large amounts of energy. This study focuses on the experimental study of the thermophysical properties and phase changes of polymer matrix composite materials containing microencapsulated PCM and the optimization of their thermophysical properties. Composite containing different mass fractions of paraffin microcapsules were first characterized. To improve heat transfer, paraffin microcapsules metallized with silver were then used. A new set of samples was elaborated. In the composite the selected polymer matrix is polycaprolactone (PCL), this polymer has a particularly low melting point (53°C), which allows to mix the microcapsules without damaging them. The polymer/microcapsules mixtures were prepared using a blender, they were then pressed to obtain plates of composites. The homogeneity of the samples was verified by scanning electron microscopy observations and density measurements. The phase change material used is a mixture of paraffins having a phase change temperature of 26°C, in microencapsulated highly crosslinked PMMA, and marketed by BASF under the trade name of Micronal®DS 5001 X. PCL has a melting temperature lower than the softening temperature of PMMA. One objective of this study was to obtain a material that remains solid even when the paraffin melts. Microencapsulation has avoided that the paraffin in the sample diffuses out during successive cycles, it also avoids convection when paraffin is liquid. On the other hand, another goal was to see if metallization of the particles allowed to improve the thermal properties by significantly increasing the thermal conductivity and diffusivity. DSC was used to determine the temperatures and enthalpies of the phase changes and the materials Cp between -20 and 40 ° C. An experimental technique, developed in the laboratory (DICO), can simultaneously measure the thermal conductivity (λ) and thermal diffusivity (a) at room temperature. A recent development of this system now allows to make measurements in ramp between -15°C and 180°C. The measures of the change in thermal conductivity and diffusivity as a function of temperature have been carried out by heating and cooling. Phase changes observed in DSC are found on the evolution of thermal conductivity and thermal diffusivity plotted as a function temperature. It also shows the impact on these properties of solid or liquid state of the paraffin contained in the microcapsules. Finally the evolution of the volumetric heat capacity was calculated from the results obtained with DICO (Cp=λ/a) and compared with the evolution of the specific heat capacity measured by DSC. Globally, heat transfer was improved for composites containing silver but their storage capacity is lower than for the composites containing only Micronal®

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Chauvin, Nicolas. "Spectroscopie de la boîte quantique unique dans les systèmes InAs sur InP et InAs sur GaAs émettant à 1,3 µm : application aux sources localisées." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0051/these.pdf.

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Abstract:

Les boîtes quantiques soulèvent actuellement un vif intérêt dans le domaine du traitement quantique de l'information qui nécessite l'utilisation de photons uniques pour la cryptographie ou le calcul quantique. Il est donc nécessaire de comprendre la physique des boîtes quantiques uniques InAs/GaAs et InAs/InP émettant dans la gamme spectrale 1,3 à 1,5 µm, longueurs d'onde adaptées pour la transmission dans les fibres optiques. Dans cette thèse, nous avons étudié le système exciton-biexciton, la structure fine, l'impact de la température ainsi que les excitons chargés pour une boîte quantique unique. Les études en fonction de la température ont montré que les largeurs à mi-hauteur sont de l'ordre du meV à la température de l'azote liquide et se situent entre 10 et 15 meV à température ambiante pour les boîtes InAs/GaAs. De plus, nous avons observé l'évolution de l'énergie de lisaison du biexciton et de la structure fine en fonction de la taille des boîtes InAs/InP
Quantum dots are very promising in the field of quantum information which requires the use of single photons for quantum cryptography or quantum calculation. Thus, it is necessary to understand the physic of single InAs/GaAs and InAs/InP quantul dots emitting in 1. 3 to 1. 5 micrometer spectral range, wavelengths adapted for the transmission through optical fibres. In this thesis, we studied the exciton-biexciton complex, the fine structure splitting, the impact of the temperature and charged excitons in single quantum dots. We observed the dependence of the biexciton binding energy and of the fine structure splitting as a function of the InAs/InP quantum dot size. Moreover, the studies as a function of the temperature showed that the linewidth of the exciton recombination is in the meV range nitrogen temperature and in the 10-15 me V range at room temperature for the InAs/GaAs dots

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Michaux, Florentin. "Contribution des tensioactifs fluorés à la synthèse de matériaux mésoporeux : Application à la conception d'un bioréacteur." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10088/document.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude approfondie des propriétés physicochimiques de plusieurs systèmes à base de tensioactifs non ioniques fluorés et hydrogénés en relation avec la synthèse de matériaux mésoporeux silicatés. L'un des buts recherché est de prévoir les caractéristiques structurales et texturales du matériau en fonction de l'application visée. Nous avons ainsi démontré que la courbe de point de trouble, qui caractérise les systèmes à base de tensioactifs non ioniques, doit être localisée à haute température pour obtenir un matériau structuré. Toutefois, cette condition n'est pas suffisante et le rapport des volumes molaires des parties hydrophiles (VA) et hydrophobes (VB) du tensioactif doit être prise en compte. Ainsi, l'étude de nombreux systèmes mixtes a permis de préciser la gamme des rapports VA/VB compatible avec l’obtention de matériaux organisés. A la suite de ce travail, une étude structurale des micelles a été engagée par des méthodes de diffusion de rayonnements (neutrons, RX). A partir des systèmes fluorés étudiés, nous avons montré que la présence de micelles sphériques favorise la formation de matériaux structurés selon une symétrie hexagonale. De façon complémentaire, le suivi in-situ de la formation de la mésophase hybride a apporté des informations intéressantes sur le mécanisme d'auto-assemblage qui gouverne la génération des silices mésoporeuses structurées. L'effet de l'ensemble des paramètres de synthèse sur les propriétés des matériaux mésoporeux a également été étudié, notamment en faisant appel à la méthode des plans d'expériences. La stabilité hydrothermale marquée des silices mésoporeuses préparées à partir de composés fluorés a été démontrée. Finalement, les propriétés spécifiques des silices mésoporeuses, préparées à partir de micelles fluorées, ont été mises à profit pour la conception de bio-réacteurs. Nous avons ainsi montré qu'une lipase physisorbée à la surface de tels matériaux pouvait catalyser une réaction d'estérification. Ce résultat très prometteur offre des ouvertures pour des applications dans le cadre par exemple du développement d'agro-diesel
This work deals with the study of the properties of several non-ionic fluorinated and hydrogenated surfactant based systems which are related to the synthesis of mesoporous silicate materials. One of the aims is to predict the structural and textural properties of the final material for a given application. Thus, we have proved that the cloud point curve, which is characteristic of non-ionic surfactant based systems, must be present at high temperature to obtain well-ordered materials. However, this condition is not the only one but also the ratio between the molar volumes of the hydrophilic part (VA) and the hydrophobic part (VB) of the surfactant should be taken into account. Thus, the study of several mixed systems has allowed to precise the values of VA/VB which correspond to hexagonal materials. A structural study of the fluorinated micelles have been also performed by scattering methods (neutrons and X-ray). We have shown that the presence of spherical micelles promotes the formation of ordered hexagonal materials. Moreover, the in situ observation of the hybrid mesophase formation has shed light on the cooperative templating mechanism which leads to mesostructured silica materials. The effect of the synthesis parameters onto the properties of the materials has also been studied, particularly using the factorial design method. The high hydrothermal stability of the materials prepared from fluorinated surfactant based systems has been demonstrated. Finally, the mesoporous materials prepared from fluorinated micelles have been used as a support for the immobilization of an enzyme. Furthermore, we have shown that a lipase, physically adsorbed onto these materials, can be used to catalyse an esterification reaction. This result offers an outlook for applying these mesoporous materials to bio-diesel synthesis

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Han, Yixuan. "Mise au point d'un essai de caractérisation environnementale sur matériau monolithique par percolation ascendante." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00584381.

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Abstract:

Les normes en vigueur de la caractérisation environnementale des déchets s'appuient sur l'analyse de granulats ou réduits en poudre. La modification de propriétés du matériau risque de fausser le relargage d'éléments polluants. L'objectif principal de ce travail de thèse est de mettre au point une méthodologie de lixiviation sur matériau monolithique.Des formulations cimentaires de type mortier ou sous-couche routière incorporant des sédiments traités par le procédé NOVOSOL® (STN) ont été réalisées. Leur caractérisation montre l'augmentation de la porosité et la surface lors de l'ajout de STN. Les caractéristiques mécaniques sont proches de celles des matériaux de type routier.Une longue phase de mise au point a permis de concevoir la cellule d'essai et le protocole permettant de tester des matériaux monolithiques en percolation à débit contrôlé. Un protocole de traçage couplé à une modélisation par un logiciel de transport permet de déterminer les caractéristiques hydrodynamiques des matériaux durant percolation.Les résultats d'essais mettent en évidence la bonne stabilité des métaux lourds contenus dans les STN comparés aux métaux apportés par le liant cimentaire. Ainsi, pour certains métaux, l'introduction de STN tend à diminuer les quantités relarguées, pour d'autres la teneur en polluant des percolats soit stable, soit en augmentation. Même si la complexité des phénomènes mis en jeu nous amène à considérer les données avec précaution, certains résultats tendent à montrer l'existence d'un lien entre surface de contact et relargage. La comparaison des résultats obtenus en laboratoire et des mesures réalisés in situ atteste de la représentativité du test mis au point

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Nsoumbi, Michèle. "Etude des mécanismes d'inflammation d'un matériau isolant en présence d'un point chaud d'origine électrique." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112346.

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Abstract:

Dans un objectif de prévention de défaillances sévères susceptibles de conduire à un amorçage de feu sur circuits imprimés, l'évolution rapide d'un défaut d'origine thermique sur un circuit de type FR-4 a été étudiée. Une étude préliminaire des caractéristiques électrique et chimique du matériau a été effectuée en fonction de la température. La défaillance a été modélisée par une surintensité contrôlée localisée au niveau d'un défaut de géométrie imposée. Les expériences ont été conduites jusqu'à rupture de la piste aboutissant ou non à un départ de feu. Le courant de fuite circulant dans le substrat s'est révélé être un paramètre pertinent pour évaluer la dégradation du circuit imprimé. Des cartographies thermiques de la surface et de l'épaisseur du substrat sous le défaut ont également été réalisées. Parallèlement à cette étude expérimentale, un modèle numérique électrothermique 3D développé sur cette structure a permis de décrire et valider la dominance d'un processus thermique jusqu'à la rupture de la piste. Un enregistrement détaillé des paramètres électriques synchronisé à une cinématographie rapide au moment de la rupture a permis d'identifier un mécanisme impliquant un décollement de piste au niveau du défaut lié à un emballement de la température et du courant de fuite localisés. Ce mécanisme a été associé à la présence d'un canal chaud au travers du substrat conduisant à : (i) un échauffement important et localisé du matériau par effet Joule susceptible de conduire l'inflammation, (ii) un entretien de chauffage du substrat après rupture de la piste contribuant à entretenir et à propager Ie feu, notamment par émission de composés inflammables
In the objective of prevention of severe failures leading to fire in onboard printed circuit board, the aggravation of hot spots due to an electronic component defect was experimentally modelled by creating a controlled overload on a FR4 Printed Circuit Board (PCB) track. A two-sided PCB was considered for these experiments, in which the leakage current intensity flowing through the PCB was measured. The experiments were lead until the track rupture with or without fire ignition. Leakage current was found to be a reliable parameter for monitoring the PCB temperature and state of degradation. Concurrently, thermal space and time resolved measurements were made on the PCB surfaces and on the PCB cross section surface. In addition to experiments, a 3-D finite element model was also created to simulate the trace heating; good agreement was found with experiments within the model's assumptions, up to the point of the track rupture. A detailed record of the electrical parameters synchronized to a fast camera when the track rupture identified a mechanism involving a detachment of the track near the defect according to the current/temperature runaway phenomenon. Leakage current appeared as a contributor to fire ignition by Joule effect (intensity in the A range) and was also seen to sustain the heating of the PCB despite of the track rupture, and to support fire propagation through promoting the release of flammable compounds (e. G. Hydrogen, acetylene, ethylene measured at 300°C) via substrate heating

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Panarin, Andrei Yu. "Mise au point, étude et applications de matériaux poreux recouverts d'argent en tant que substrats SERS-actifs." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066084.

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Fialeix, Gilles. "Mise au point d'un protocole expérimental de caractérisation du comportement en cisaillement de matériaux composites et polymères." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2361.

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Abstract:

Ce travail présente la mise au point d'un protocole expérimental permettant de caractériser le comportement en cisaillement pur de matériaux composites et polymères. Dans une première étape, la méthode de mesure de déplacements par granularité laser a été adaptée aux matériaux testes et automatisee: le champ de déplacements plans a la surface de l'éprouvette a pu être obtenu par une analyse automatique point par point de deux cliches superposes du champ de granularité et avec deux transformées de fourier successives. Dans une deuxième étape, un montage d'essais de cisaillement de type parallélogramme déformable a été conçu et mis au point par confrontation avec une modélisation par éléments finis. Cette étape a permis d'obtenir, au centre de l'échantillon teste un large champ de cisaillement pur quasi-uniforme, accessible a la metrologie optique developpee. Ainsi les comportements en cisaillement de deux matériaux polymères et de deux composites a fibres longues ont pu être caractérises selon le protocole propose

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Décriaud-Calmon, Anne. "Évaluation objective de la biodégradabilité des matériaux polymères : mise au point d'une méthode et d'un dispositif instrumental." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT011C.

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Abstract:

Le probleme de l'elimination des dechets plastiques accroit l'interet pour les materiaux biodegradables. Afin d'eviter un emploi abusif du terme biodegradable, il est necessaire de savoir mesurer la biodegradabilite d'un materiau dans un biotope donne. Notre objectif est de demontrer la possibilite d'une correlation entre l'evaluation de la biodegradabilite en laboratoire par rapport au milieu reel grace a la strategie suivante : - 20 materiaux dits biodegradables ou inertes (ex : polyhydroxybutyrate-hydroxyvalerate, polycaprolactone, cellophane, polyethylene) sont selectionnes. Chaque materiau est caracterise (analyse elementaire, spectre infrarouge, epaisseur, hydrophobicite, tension critique de surface). - un test respirometrique, base sur la methode officielle (draft cen) est mis en place. La biodegradabilite de chaque film est evaluee par le taux de carbone converti en dioxyde de carbone durant 30 a 50 jours. Un modele base sur une sigmoide est propose et valide pour rendre compte des courbes de co² cumule. A partir de ce dispositif, nous avons developpe et valide un systeme instrumente et automatise de mesure de la biodegradabilite de laboratoire qui permet de fiabiliser et d'alleger la procedure normative. - parallelement, nous avons elabore et mis en place un test d'enfouissement sur sites (4 sols et un compost). Les vingt materiaux sont etudies en triplicat, sur quatre biotopes avec six releves sur deux ans (1660 echantillons). Sur chaque echantillon, nous avons realise une mesure de perte de poids (pollution massique) et une mesure de surface degradee (pollution visuelle). Cette derniere mesure, basee sur l'analyse d'images, ayant fait l'objet d'un developpement specifique se revele plus rapide et plus reproductible. - a partir des resultats in vitro et in situ, nous avons etabli un modele de prediction qui permet de prevoir l'impact de tout materiau dans un environnement donne et donc de confirmer la validite de la future norme europeenne.

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Goutorbe, Grégory. "Contribution à la mise au point d'une nuance d'acier optimisée pour frettes de coulée continue d'aluminium." Saint-Etienne, EMSE, 2003. http://www.theses.fr/2003EMSE0015.

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Abstract:

Les frettes représentent la partie extérieure des cylindres utilisés pour la coulée continue de l'aluminium. Ce procédé de fabrication combine la solidification de l'alliage avec sa mise en forme par laminage. L'objectif de l'étude consiste à optimiser les performances des frettes, qui s'expriment aussi bien en termes de durée de vie de l'outil que de productivité des machines de coulée. Du fait de contacts répétés avec l'alliage d'aluminium, la surface extérieure des frettes est soumise à un cyclage thermomécanique provoquant la fissuration thermique de l'acier. En première approximation, nous considérons que la résistance des aciers à outils vis à vis de la fissuration thermique peut être modélisée par leur limite d'élasticité. Ensuite, les transferts de chaleur au sein des frettes sont étudiés à l'aide de simulations numériques et par la méthode des éléments finis. Une fois les différentes conditions aux limites calculées, nous procédons à la simulation de cas industriels, puis à une étude paramétrique du procédé. En particulier, les propriétés thermiques des frettes sont mises en relation avec la productivité et on quantifie l'influence de la conductivité thermique. Par conséquent, la partie expérimentale de nos travaux vise l'amélioration simultanée de la limite d'élasticité et de la conductivité thermique des aciers pour frettes. .
Shells are the external part of the rolls used in the continuous casting of aluminium. This process combines the solidication of the alloy with its rolling into strip. The goal of the study consists in optimising shell performances that include both the longevity of the tool and the productivity of the caster. Because of its recurring contact with the alloy, the external surface of the shell is submitted to thermo mechanical cycles, resulting in the thermal cracking of the steel. At first, we assume that the resistance of tool steels to thermal cracking can be approached by their yield strength. Then, the heat transfers within the shell are studied using numerical simulations and the finite element method. After having determined the boundary conditions, we perform simulations in industrial cases as well as a parametrical study of the process. In particular, the thermal properties of the shell are connected with the productivity of the caster and the influence of the thermal conductivity is quantified. As a result, the experimental part of our work aims at improving both the yield strength and the thermal conductivity of the shell steels. .

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Croston, Tania. "Etude expérimentale du comportement d'une poutre en béton armé en flexion trois points réparée par matériaux composites (approche probabiliste)." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002602.

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Abstract:

Le béton armé (BA) a été largement étudié, surtout à travers son comportement mécanique et ses capacités physico-chimique. Par contre la notion de réparation des ouvrages de génie civil par des solutions composites est plus rarement traitée. Cette recherche porte essentiellement sur : l'analyse de l'influence du degré de fissuration sur la résistance ultime des éprouvettes réparées et l'application des concepts de fiabilité afin d'estimer la probabilité de défaillance. Dans ce but, des poutres en BA ont été pré fissurées par des essais en flexion 3 points jusqu'à 2 niveaux différents d'endommagement puis réparées. L'insertion d'une tige en composite (soit fibre de carbone, soit fibre de verre) et le collage d'une plaque en carbone sur la face tendue de la poutre courte, ont été utilisés comme méthodes de réparation. Lors des essais en flexion de poutres réparées, leur comportement a été évalué à l'aide d'un microscope à longue distance et par la technique d'émission acoustique. A partir des résultats obtenus, nous avons constaté que les deux méthodes de réparation sont très efficaces. En effet, les éprouvettes réparées ont considérablement augmenté leurs résistances ultimes. Une approche probabiliste utilisant les méthodes Monte Carlo et FORM pour déterminer la probabilité de défaillance de l'éprouvette testée en flexion trois points a été utilisée. Ces résultats nous ont permis d'élaborer des abaques qui mettent en relation la force résistante de l'éprouvette, le coefficient de variation et la probabilité de défaillance.

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Mougel, Éric. "Mise au point d'un composite ciment-bois dont les variations dimensionnelles vis-à-vis des variations d'humidité sont contrôlées." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10405.

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Abstract:

Les composites ciment-bois (CCB) permettent de réaliser des éléments de construction dont les qualités physiques (légèreté, thermique, acoustique), mécaniques et de mise en œuvre sont intéressantes. Toutefois, leur variation dimensionnelle en fonction des variations d'humidité reste élevée et interdit en particulier leurs usages extérieurs sans traitement complémentaire. Dans le but de résoudre ce problème, nous avons entrepris une étude systématique des éléments à l'origine de cette instabilité dimensionnelle. Nous avons réussi à montrer les rôles respectifs du granulat et de la matrice ciment. Ceci nous a permis d'aboutir à une méthodologie mettant en ouvre différents traitements du granulat, de l'interface granulat-liant et de la matrice ciment, et permettant d'obtenir un matériau répondant aux objectifs technologiques et économiques fixés.

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Zhang, Xiao Ping. "Modélisation de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL087N.

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Abstract:

Le modèle développé dans cette étude de la prédiction de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable est basé sur le concept de la fermeture de fissures de fatigue proposé par Elber : une fissure de fatigue soumise à une charge appliquée ne se propage que lorsqu'elle est entièrement ouverte ; l'amplitude efficace du facteur d'intensité de contraintes est le paramètre qui contrôle la propagation de la fissure. Le facteur d'intensité de contraintes d'ouverture de fissure, niveau minimal dans cette amplitude efficace, peut être calculé à partir de deux éléments : le maximum des contraintes résiduelles à la pointe de fissure et la longueur de fissure fermée. L'évolution du premier élément sous les charges appliquées de différents niveaux a été obtenue grâce à un essai de fatigue en déformation imposée, et aux mesures des profils des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X et neutronique dans une éprouvette de fissuration par fatigue. Celle du deuxième élément a et calculée à l'aide d'un modèle d'écartement des lèvres de fissure et des informations fournies par les mesures diffractométriques. Ainsi, le modèle prend en considération de l'influence du chargement d'amplitudes différentes sur le niveau d'ouverture de fissure. Ce modèle a été vérifié par les résultats des essais de fatigue sous chargement d'amplitudes différentes programmées. La prédiction de la vitesse de propagation de fissures par le modèle est bonne

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Govers, Kevin. "Atomic scale simulations of noble gases behaviour in uranium dioxide." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2008. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210509.

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Abstract:

Nuclear fuel performance is highly affected by the behaviour of fission gases, particularly

at elevated burnups, where large amounts of gas are produced and can

potentially be released. The importance of fission gas release was the motivation

for large efforts, both experimentally and theoretically, in order to increase our

understanding of the different steps of the process, and to continuously improve

our models.

Extensions to higher burnups, together with the growing interest in novel types

of fuels such as inert matrix fuels envisaged for the transmutation of minor actinides,

make that one is still looking for a permanently better modelling, based

on a physical understanding and description of all stages of the release mechanism.

Computer simulations are nowadays envisaged in order to provide a better

description and understanding of atomic-scale processes such as diffusion, but even

in order to gain insight on specific processes that are inaccessible by experimental

means, such as the fuel behaviour during thermal spikes.

In the present work simulation techniques based on empirical potentials have

been used, focusing in a first stage on pure uranium dioxide. The behaviour of

point defects was at the core of this part, but also the estimation of elastic and

melting properties.

Then, in a second stage, the study has been extended to the behaviour of helium

and xenon. For helium, the diffusion in different domains of stoichiometry

was considered. The simulations enabled to determine the diffusion coefficient and

the migration mechanism, using both molecular dynamics and static calculation

techniques. Xenon behaviour has been investigated with the additional intention

to model the behaviour of small intragranular bubbles, particularly their interaction

with thermal spikes accompanying the recoil of fission fragments. For that

purpose, a simplified description of these events has been proposed, which opens

perspectives for further work.

/

Les performances du combustible nucléaire sont fortement affectées par le comportement

des gaz de fission, et ce particulièrement lorsqu’un taux d’épuisement

élevé est atteint, puisque d’importantes quantités de gaz sont alors produites

et peuvent potentiellement être relâchées. Les enjeux, entre autre économiques,

liés au relâchement de gaz de fission ont donné lieu à d’importants efforts, tant

sur le plan expérimental que théorique, afin d’accroître notre compréhension des

différentes étapes du processus, et d’améliorer sans cesse les mod`eles. Les extensions

à des taux d’épuisements encore plus élevés ainsi que l’intérêt croissant pour

de nouveaux types de combustible tels que les matrices inertes, envisages en vue

de la transmutation des actinides mineures, font qu’à l’heure actuelle, le besoin

permanent d’une meilleure modélisation, basée sur une compréhension et une description

physique des différentes étapes du processus de relâchement de gaz de

fission, est toujours de mise.

Les simulations par ordinateur ont ainsi été considérée comme un nouvel angle

de recherche sur les processus élémentaires se produisant à l’échelle atomique, à la

fois afin d’obtenir une meilleure compréhension de processus tels que la diffusion

atomique ;mais aussi afin d’avoir accès à certains processus qui ne sont pas observables

par des voies expérimentales, tels que la le comportement du combustible

lors de pointes thermiques.

Dans ce travail, deux techniques, basées sur l’utilisation de potentiels interatomiques

empiriques, ont permis d’étudier le dioxyde d’uranium, dans un premier

temps en l’absence d’impuretés. Cette partie était principalement centrée sur le

comportement des défauts ponctuels, mais a aussi concerné différentes propriétés

élastiques, ainsi que le processus de fusion du composé.

Ensuite l’étude a été étendue aux comportements de l’hélium de du xénon. Pour

ce qui a trait à l’hélium, la diffusion dans différents domaines de stoechiométrie

a été considérée. Les simulations ont permis de déterminer le coefficient de diffusion

ainsi que le mécanisme de migration lui-même. Quant au xénon, outre les

propriétés de diffusion, l’intention fut de se diriger vers la modélisation des petites

bulles intragranulaires, et plus précisément vers leur interaction avec les pointes

thermiques, créées lors du recul des fragments de fission. Une description simplifiée de ce processus a été proposée, qui offre de nouvelles perspectives dans ce

domaine.

Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Loukachenko, Natalia. "Mise au point de surfaces résistant à des sollicitations de roulement – glissement sous des pressions de contact élevées de 2,5GPa et jusqu'à 300°C : applications aux engrenages et aux transmissions par courroies." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2006_LOUKACHENKO_N.pdf.

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Abstract:

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

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Lee, Chih-Wen. "Étude des propriétés optiques et électriques des nanocomposites polymères pour les diodes électroluminescentes organiques." Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2019.

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Abstract:

Dans ce travail, les nanomatériaux hybrides ont été étudiés en vue de leur utilisation dans les diodes électroluminescents organiques pour améliorer les performances en terme de stabilité et rendement. Les processus physiques engendrés par l’incorporation de la composante inorganiques dans une matrice polymères ont été examinés. Dans un premier temps, des composites obtenus en ajoutant des nanocristaux de CdSe(ZnS) aux polymères dérivés de poly(phénylène-vinylène) (PPV) ont été étudiés. Les mesures de luminance et rendement dans les diodes les utilisant, ont montré que les composites sont supérieurs aux polymères en performance. Ensuite, le rôle des nanocristaux dans les mécanismes de transport a été étudié par les mesures de pièges. Pour cette étude, le poly[2-méthoxy-5(2’-éthylhéxyloxy)-1,4-phénylène vinylène](MEH-PPV) a été choisi pour faciliter les comparaisons, et les composites sont MEH-PPV+ CdSe(ZnS). Il a été montré que l’amélioration des performances des diodes est en partie, liée à une diminution de la densité des pièges, causée par l’ajout des nanocristaux au polymère. Finalement, pour approfondir le mécanisme de formation des défauts, les mesures de pièges ont été effectuées dans les co-polymères dopés avec des complexes phosphorescents. Il a été montré que l’incorporation des complexes au polymère supprime certains pièges tout en créant d’autres. Dans tous les systèmes étudiés, les performances des diodes utilisant les nanocomposites sont meilleures que celles utilisant le polymère seul. Le dopage semble modifier le transport électrique dans le matériau actif par la réduction de la densité des pièges
Hybrid nanocomposites have been investigated in this research work in order to examine the possibility to enhance the performance of organic devices in stability and in efficiency and to understand the physical processes induced by the inorganic part in the polymer matrix. The first realization was carried out with composites made of phenylenevinylene (PPV) derivatives and CdSe(ZnS) core/ shell nanocrystals. It was demonstrated that the brightness and yield of devices using the nanocomposites were strongly increased as compared to those obtained in devices using the polymer alone. Next, the role of the nanocrystals was studied by performing the measurements of trap states introduced in composite films. To easily compare the results with those reported in the literature, the polymer used here was poly[2-methoxy-5(2’-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene](MEH-PPV) and the studied composite was (MEH-PPV+ CdSe(ZnS)). It was found that the enhancement of the performance of devices using the composites is in part, associated to the decrease in the trap density of the polymer. Finally, investigations of trap formation in composites were extended to polymer systems composed of 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butyl-phenyl)-(1,3,4-oxadiazole) (PBD) and poly (9-vinylcarbazole) (PVK) and containing phosphorescent-metal complex. It was demonstrated that incorporation of complex caused the suppression of existing defects in the polymer blend and introduced new traps. In all systems investigated, the devices using nanocomposites showed significant improvement of their electroluminescent performance. The doping seems to affect the transport process by reducing the trap density of the polymer

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Abgrall, Eric. "Caractérisation par l'essai de multifissuration de la fragilité et de l'adhérence de couches minces d'oxydes sur des substrats métalliques : Modélisation des phénomènes." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0012.

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Abstract:

Une synthèse bibliographique présente les principales techniques permettant de déterminer les propriétés mécaniques de revêtements. Parmi celles-ci, l'essai de multifissuration, qui consiste à étudier le réseau de fissures formé dans un revêtement à l'aide d'un dispositif de flexion 4-points, a été retenu. Le nombre et la position des fissures sont relevés, par microscopie optique, en fonction de la déformation. Un traitement statistique, prenant en compte le caractère aléatoire de la rupture fragile et l'ordonnancement du réseau de fissures sous l'effet de la relaxation de contrainte, permet de déterminer deux paramètres fondamentaux: - la densité de probabilité de rupture (DPR), qui mesure la fragilité apparente; - la taille de la zone relaxée (TZR) dont la valeur renseigne sur la qualité de l'interface entre le revêtement et le substrat et donne ainsi des indications sur l'adhérence. Après une phase de développement et de mise au point du système d'acquisition et de traitement des données, une étude de faisabilité a permis de tester différents types de revêtements et d'explorer les potentialités de cette technique (y compris la détermination du module d'Young). La partie expérimentale concerne plus particulièrement l'étude de films de silice (SiO2) et d'alumine (Al2O3), déposés par RMPECVD (Remote Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), sur des substrats d'acier inoxydable (316L) et d'alliage de titane (TA6V). Des corrélations, entre paramètres de dépôt, préparation de surface du substrat et caractéristiques physicochimiques et mécaniques des films, sont dégagées. La modélisation de l'essai à l'aide du code ABAQUS permet de visualiser la répartition des contraintes et de mettre en évidence l'influence de la présence de fissures. Cette première approche permet d'orienter et d'ouvrir les perspectives d'une modélisation plus complète
A bibliographic study presents the main techniques allowing to determine the mechanical properties of coatings. Among them, the multicracking test, that consists in studying the cracks network appearing in a film submitted to a four-point bending test, has been chosen

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Bacon, Christophe. "Mesure de la ténacité dynamique de matériaux fragiles en flexion trois points à haute température, utilisation des barres de Hopkinson." Bordeaux 1, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR10508.

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Abstract:

Le but de cette etude est de proposer une methode de mesure de la tenacite dynamique de materiaux fragiles a temperature ambiante ou a temperature elevee jusqu'a environ 2000c. Une analyse bibliographique des effets inertiels en flexion trois-points dynamique montre que le calcul du facteur d'intensite de contraintes dynamique necessite la connaissance de la fleche centrale de l'eprouvette. Cette fleche est mesuree a l'aide d'une methode derivee de la methode des barres de hopkinson. En effet, une analyse numerique de la propagation des ondes elastiques dans une barre chauffee montre que la technique classique des barres de hopkinson ne peut pas etre utilisee dans ce cas. La methode permet donc de tenir compte des variations de l'impedance de barre ainsi que des superpositions d'ondes au niveau des sections de mesure. Des mesures de la tenacite dynamique sur des eprouvettes en pmma et en verre sodo-calcique sont ensuite effectuees

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Soto, Dario Fernando. "Mise au point d'essais simples pour estimer les propriétés mécaniques et la sensibilité au gel des sols et des matériaux de chaussées." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26820.

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Abstract:

La conception de la structure d’une chaussée dépend en grande partie des caractéristiques du sol qui constituera l’infrastructure, telles que ses propriétés mécaniques réversibles et sa sensibilité à l’eau et au gel. Ces paramètres peuvent être mesurés en laboratoire grâce à l’exécution d’essais très fiables, mais laborieux et dispendieux comme par exemple les essais en cellule triaxiale et celui du potentiel de ségrégation en cellule de gel. L’utilisation des équipements portatifs, comme le déflectomètre LWD et le Percomètre®, permet d’effectuer une évaluation des propriétés du sol. Dix types de sols d’infrastructure ont été testés en laboratoire; les résultats ont été validés avec des essais in situ et corrélés avec les modules réversibles et les potentiels de ségrégation obtenus en laboratoire. Des modèles mathématiques ont été développés permettant une quantification adéquate du module réversible et du potentiel de ségrégation en fonction des propriétés géotechniques du sol.

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Caouette, Christiane. "Design d’une prothèse de resurfaçage de hanche en matériau composite biomimétique : mise au point d’outils d’évaluation numérique." Mémoire, École de technologie supérieure, 2012. http://espace.etsmtl.ca/1106/1/CAOUETTE_Christiane.pdf.

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Abstract:

L’intervention d’arthroplastie de resurfaçage de la hanche (ARH) est proposée comme alternative à l’arthroplastie totale de la hanche dans le cas de patients souffrant d’ostéoarthrite ou d’arthrose dégénérative. L’ARH consiste à réséquer le cartilage dégénéré de la surface de la tête fémorale pour le remplacer par un implant métallique de forme sphérique muni d’une tige centreuse. La seule fonction de cette tige est d’aider à l’alignement de l’implant lors de l’intervention. Le nombre de patients pouvant bénéficier de cette intervention demeure toutefois limité en raison des nombreuses contre-indications chirurgicales reliées à la qualité osseuse dans la tête fémorale. Pour contrer certains problèmes, il a été suggéré dans la littérature de cimenter la tige des implants, mais cette méthode pourrait engendrer de l’ostéopénie de décharge (aussi appelé stress shielding, l'os sous-contraint a tendance à se résorber, entraînant la déstabilisation de l'implant et le descellement aseptique) dans la tête fémorale, ce qui pourrait compromettre la stabilité à long terme de l’implant. L’utilisation d’un matériau composite biomimétique dont les propriétés mécaniques sont proches de celles de l’os cortical permettrait de tirer profit de la tige pour optimiser le transfert de charges vers le fémur. Cette optimisation se ferait de manière à minimiser la décharge mécanique dans la tête du fémur tout en ayant une tige fixée, et ainsi de profiter de la stabilité accrue des implants à tige cimentée sans augmenter la décharge mécanique. L’objectif de cette thèse consistait à évaluer le potentiel de cette solution en développant un modèle par éléments finis d’une prothèse de resurfaçage de hanche (PRH) avec tige en composite et d’en évaluer le potentiel en termes de réduction de la décharge mécanique et de performance biomécanique. Les résultats numériques d’une première étude ont montré une déviation des contraintes moindre pour l’implant à tige biomimétique fixée que pour l’implant à tige métallique cimentée, sans toutefois atteindre le niveau de chargement observé dans l’os sain ou dans l’implant à tige non fixée. Une deuxième étude s’intéressant plus spécifiquement à la méthode de modélisation des interfaces de transfert de charge pour divers scénarios de fixation a permis de montrer que les méthodes traditionnelles (éléments contacts collés / frictionnels) produisaient dans certaines circonstances des résultats irréalistes comme l’absence complète de micromouvements à l’interface frictionnelle de la tige et de l’os. Un nouvel élément interface a été mis au point afin de pallier aux lacunes observées lors de l’étude sur les interfaces traditionnelles et de permettre une modélisation de l’ostéointégration des interfaces os-implant, ainsi que de la dégradation progressive des interfaces os-ciment. Les résultats numériques obtenus pour le modèle d’implant à tige biomimétique utilisant cet élément ont permis de montrer un pattern d’ostéointégration partielle sur la surface de la tige, avec présence de points de soudure (points localisés parfaitement ostéointégrés). Le nouvel implant avec tige biomimétique a donc permis une réduction de la déviation des contraintes par rapport aux implants métalliques actuels. Les recommandations émises suite aux travaux de cette thèse consistent notamment à optimiser la forme géométrique de la tige biomimétique de l’implant, afin d’améliorer le transfert de charge vers l’os fémoral.

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Taris, Benoît. "Valorisation de la sciure de pin maritime : mise au point et caractérisation d'un matériau composite ciment-bois." Bordeaux 1, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR10539.

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Abstract:

Les industries de la transformation du bois produisent une quantite importante de produits connexes (environ 50% du volume de bois qui entre dans une scierie) qui sont actuellement un fardeau pour les industriels. L'objectif de ce projet, soutenu par l'agence de l'environnement et de la maitrise de l'energie a la demande de la societe beynel (principal fabriquant francais de palettes), est de valoriser la sciure de pin maritime par la mise au point d'un materiau composite ciment-bois. Ces materiaux possedent, en effet, des proprietes interessantes pour une utilisation industrielle: leur legerete, leurs performances mecaniques. L'etude de plusieurs betons de bois avec differents ciments et sciures de granulometries differentes debouche sur la mise au point d'un materiau ciment-sciure possedant des proprietes mecaniques (resistance a la compression, resistance a la flexion, module elastique) equivalentes a celles des composites ciment-bois cites dans la litterature. Ce materiau possede egalement une bonne aptitude a l'assemblage (resistance a l'arrachement, rigidite de l'assemblage cloue). Les variations dimensionnelles importantes obtenues confirment que l'inconvenient majeur de ce materiau est sa mauvaise stabilite dimensionnelle ; c'est le cas des composites ciment-bois en general. A la vue des avantages (bonnes proprietes mecaniques, legerete) et des inconvenients (instabilite dimensionnelle, fragilite) du materiau ciment-sciure mis au point dans cette etude, on peut neanmoins envisager diverses applications potentielles dans la construction (realisation de chapes, de hourdis), dans le genie civil (injection) ou sous formes diverses (des de palettes notamment)

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Barca, Cristian. "Mise au point de filtres garnis de matériaux réactifs destinés au traitement des eaux usées au sein de petites installations." Phd thesis, Ecole des Mines de Nantes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00771472.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est la mise au point de filtres garnis de laitiers d'aciéries destinés au traitement du phosphore (P) des eaux usées au sein de petites installations. Deux types de laitiers on été testés: laitiers de four à arc électrique (EAF), et laitiers d'aciérie de conversion (BOF). Une approche intégrée a été suivie, avec investigations à différentes échelles: (i) Des expériences en flacons ont été réalisées pour établir les capacités de rétention du P de laitiers produits en Europe, et ainsi sélectionner les échantillons les plus adaptés pour l'élimination du P; (ii)Des expériences en colonnes ont été menées pour étudier l'effet de divers paramètres, notamment la taille et la composition du laitier, sur les performances hydrauliques et épuratoires des filtres; (iii) Enfin, des expériences sur terrain ont été conduites afin d'évaluer les performances hydrauliques et épuratoires de deux unités démonstration conçues pour le traitement du P au sein d'un marais artificiel. Les résultats expérimentaux ont indiqué que le principal mécanisme d'élimination du P est lié à la dissolution du CaO des laitiers, suivie de la précipitation de phosphate de Ca et recristallisation en hydroxyapatite (HAP). Après 100 semaines d'alimentation avec une solution de P (concentration moyenne de P totale 10,2 mgP/L), les colonnes remplies de laitiers de petite taille (BOF6-12 mm et EAF 5-16 mm) ont retenu >98% du P total en entrée, tandis que les colonnes remplies de laitiers de grande taille (BOF 20-50 mm et EAF 20-40) ont retenu 56et 86% du P total en entrée, respectivement. Il apparaît que, plus la taille des laitiers est petite, plus la surface spécifique disponible pour la dissolution du CaO et pour l'adsorption des phosphates de Ca est grande. Les expériences sur terrain ont confirmé que les laitiers sont efficaces pour le traitement du P de l'effluent d'un marais artificiel (concentration moyenne du P totale 8,3 mg P/L). Sur une période de 85 semaines d'opération, de laitiers EAF ont retenu le 36% du P total en entrée, tandis que les laitiers BOF ont retenu le 59% du P total en entrée.L'efficacité de rétention du P apparaît augmenter avec la température et le temps de rétention hydraulique (HRT),très probablement parce que l'augmentation de la température et du HRT a favorisé la dissolution de la CaO et la précipitation de phosphate de Ca. Toutefois, il a été constaté que HRT >3 jours peuvent produire des pH élevés (>9), à la suite d'une excessive dissolution de CaO.Cependant, les résultats des unités démonstration ont montré que, à HRT de 1-2 jours, les filtres produisent des pH élevés seulement pendant les 5 premières semaines de fonctionnement, puis les pH se stabilisent en dessous de 9. Enfin, une équation de dimensionnement sur la base des résultats expérimentaux a été proposée.

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Bennini, Souad. "Mise au point d'une méthode d'analyse des mécanismes de pyrolyse du bois à haute température à l'aide de matériaux marqués." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30147.

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Abstract:

Le travail presente s'inscrit dans une thematique visant a la valorisation de la biomasse vegetale a des fins energetiques. La methode de valorisation choisie est la pyrolyse-flash qui conduit a des gaz combustibles. La maitrise des processus de gazeification, en particulier en vue de l'obtention de gaz propres, necessite une meilleure connaissance des mecanismes de rupture des macromolecules vegetales. Une methode originale d'etude de ces mecanismes est developpee dans ce travail. Elle met a profit la possibilite d'obtenir des lignocelluloses marquees selectivement au niveau de la lignine au cours de la sa biosynthese grace a l'incorporation de divers precurseurs marques. La degradation thermique des lignocelluloses est obtenue par pyrolyse-flash au four a image. L'analyse de la repartition des atomes marques dans les produits de pyrolyse a permis de montrer que la lignine est fortement impliquee dans la formation des goudrons; la part gazeifiee est formee principalement d'hydrogene, d'oxyde de carbone et de methane. La faisabilite de la methode a ete etalie dans des conditions accessibles a l'experimentation au laboratoire. Les conditions de gazeification optimale ont ete determinees et un schema de comportement des echantillons base sur l'application d'un modele thermique simple est propose

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Van, De Walle Pierre. "Mise au point de matériaux organiques destinés à la fabrication d'éléments optiques holographiques et sensibles au-delà de 750 nm." Mulhouse, 1989. http://www.theses.fr/1989MULH0130.

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Abstract:

Le développement des télécommunications par fibres optiques grâce aux diodes laser, implique la mise au point d'éléments optiques holographiques (EOH) fonctionnant dans l'I. R. Afin d'éviter les problèmes d'aberrations liés au changement de longueur d'onde entre les phases de fabrication et de lecture d'un réseau, il faut proposer des supports d'enregistrement photosensibles dans le domaine correspondant à l'utilisation envisagée. Le procédé 2 photons-2 produits est une solution originale à ce problème qui en plus, ne nécessite aucun traitement ultérieur de fixation. Ce système met en jeu une réaction de polymérisation inhomogène sous excitation biphotonique. Le colorant est une cyanine absorbant entre 700 et 870 nm. Il est excité par un photon infrarouge cohérent et donne naissance par transfert d'énergie triplet, à de l'oxygène singulet. Celui-ci réagit avec un capteur pour former un composé carbonyle qui absorbe alors un second photon (ultraviolet) et génère des radicaux qui amorcent la polymérisation de la matrice d'acrylamides. Ce mécanisme réactionnel conduit à la formation d'une modulation d'indice de réfraction dans le matériau, image de la figure d'interférences incidente. Les rendements de diffraction de ces réseaux sont compris entre 10% et 35%. Ils correspondent à une variation d'indice de réfraction de 6 à 20. 10-4, la résolution spatiale de la matrice est de l'ordre de 600 traits/mm et leur création nécessite 70 à 90 J cm-2. La durée de vie de l'hologramme varie de quelques heures à plusieurs mois. L'analyse effectuée sous irradiation holographique permet de comprendre les processus physiques ou chimiques mis en jeu, tels que la progression de la polymérisation dans la couche photosensible. Le rôle important de l'oxygène est mis en évidence par étude de la disparition des réactifs. A condition de trouver des colorants adéquats, le système est fonctionnel au-delà de 800 nm.

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Guestin-Grandmougin, Emilie. "Mise au point d'un verre sans plomb présentant les caractéristiques du cristal commercialisé par Baccarat." Nancy 1, 2003. http://www.theses.fr/2003NAN10183.

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Abstract:

Les normes environnementales concernant les rejets de plomb ont conduit la société Baccarat à s’intéresser à la mise au point d’une matrice vitreuse sans plomb présentant les caractéristiques du cristal (masse volumique, indice de réfraction, coefficient de dilatation et viscosité). Outre ces propriétés, les nouvelles matrices doivent être compatibles avec le procédé actuel d’élaboration et la substitution de l’oxyde de plomb doit être réalisée par un élément non toxique. La production industrielle de ces matrices n’étant possible que par la maîtrise de leur agressivité vis à vis des matériaux réfractaires de fours, la corrosivité des nouveaux verres a été étudiée et comparée à celle du cristal. Enfin, la détermination des conditions d’affinage (élimination des bulles résiduelles restées piégées dans la fonte de verre) a été réalisée par l’utilisation des méthodes électrochimiques, en milieu verre fondu, à haute température
The environmental standards concerning the lead discharges led the Baccarat company to be interested in the development of a lead-free vitreous matrix showing the characteristics of the crystal (density, refractive index, expansion coefficient and viscosity). In addition to these properties, the new matrices have to be compatible with the current process of manufacturing and the lead oxide substitution must be carried out by a non-toxic element. Industrial production of these new glasses will be made possible only by (ou in the frame of) a severe control of their aggressiveness with regard to (ou as regards) furnace refractory material. So, their corrosivity was studied and compared with the one of the reference crystal. Finally, the determination of the fining conditions (removing of the residual bubbles remained trapped in the glass melt) was performed in melted glass medium by the use of electrochemical methods at high temperature

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Ganda, Hassane. "Méthode de mesure de l'émissivité spectrale directionnelle de matériaux à haute température : mise au point et application à des revêtements céramiques." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30178.

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Abstract:

Une revue bibliographique des differentes methodes de mesure des emissivites spectrale et totale et des proprietes thermooptiques associees a ete etablie ainsi que la description de differents appareillages utilises a haute ou a moyenne temperature. Dans le second chapitre, une methode de determination simultanee de l'emissivite spectrale directionnelle et de la temperature de materiaux de natures diverses a ete developpee. Elle repose sur la mesure de la temperature de luminance monochromatique et la determination de la reflectivite spectrale directionnelle hemispherique, a partir de la mesure de la reflectivite spectrale bidirectionnelle en rayonnement polarise. Sa mise en oeuvre necessite l'utilisation d'un laser a longueur d'onde variable et d'un pyrometre optique monochromatique. L'appareillage de mesure mis au point est utilisable pour des materiaux opaques, dans le domaine 0,4 a 1m, (domaine pouvant etre etendu au-dela), pour des temperatures pouvant atteindre 2500 k, dans differentes conditions d'incidence et d'atmosphere. Nous montrons egalement comment la methode peut etre etendue aux materiaux semitransparents, par des mesures complementaires de transmission. Dans le troisieme chapitre, nous avons cherche a modeliser les proprietes optiques des revetements ceramiques etudies. Apres avoir passe en revue les differents modeles susceptibles d'etre utilises, nous avons adopte celui, dit des 4 flux, permettant de calculer le facteur spectral normal de reflexion, d'un revetement semitransparent applique sur un substrat quelconque. Dans le quatrieme chapitre, nous presentons les resultats obtenus avec trois types de revetement ; i) oxydes refractaires (alumine, zircone, oxyde de lanthane, oxyde de neodyme, et oxyde d'erbium), etudies sous forme de revetements frittes sur substrat metallique ; ii) le nitrure d'aluminium sous forme de couche mince sur un substrat opaque ; iii) des couches a base d'oxyde de fer, de chrome et de nickel sur acier inoxydable. Nous avons utilise le modele retenu pour analyser le comportement optique des revetements ceramiques

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Baussaron, Julien. "Mise au point de modèles prédictifs de fiabilité dans un contexte de dégradation associé à des profils de mission." Angers, 2011. http://laris.univ-angers.fr/_resources/logo/TheseBaussaronJulien.pdf.

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Abstract:

Dans l’industrie et en particulier dans le domaine de l’automobile, il est aujourd’hui indispensable de maîtriser la fiabilité de ses produits. Une voie pour estimer et valider la fiabilité de manière efficace est d’analyser des mesures de dégradation caractéristique des phénomènes de défaillance. Ce domaine est en plein essor et il existe de nombreuses méthodes répondant à cette problématique. L’objectif de ces travaux de recherche est de proposer une méthodologie d’estimation de la fiabilité basée sur l’analyse de mesures de dégradation dans un contexte où peu de mesures sont disponibles, les temps d’essai sont réduits, les phénomènes physiques de dégradation sont complexes (usure, fissuration, fluage, corrosion) et les profils de mission sont multifactoriels. La première partie de ce travail concerne l’analyse des méthodes utilisées dans l’entreprise Renault. La deuxième partie est l’étude des méthodes présentes dans la littérature, qui répondent également à la problématique. Ensuite une méthodologie de comparaison de ces méthodes est proposée et permet de choisir la méthode d’estimation de fiabilité la plus adaptée aux différentes données représentatives des phénomènes physiques étudiés. Une partie est consacrée à l’optimisation du dimensionnement des plans d’essais intégrant les méthodes d’estimation sélectionnées. La dernière partie traite un cas industriel en utilisant les résultats obtenus dans ce travail de recherche. L’ensemble de ces travaux permet d’orienter les fiabilistes, à chaque étape de la réalisation d’une étude de fiabilité, vers la méthode la plus adaptée au problème à traiter
In industry, especially in automotive industry, it is now essential to control the products’ reliability. One way to efficiently estimate and validate the reliability is to analyze degradation measurements. There are many methods responding to this concern. The aim of this study is to propose a methodology to assess reliability based on degradation measurements with few data, short test duration, complex physical phenomenon (such as wear, fatigue crack growth, creep or corrosion) and multifactor mission profiles. The methods used by Renault are analyzed in the first part of this work. In the second part are studied the other methods responding to this concern. Then a methodology for comparing these methods is proposed and allows choosing the reliability assessment method the most appropriate to treat available data. Another part is devoted to the optimization of the design of test plans including selected estimation methods. The last part deals with an industrial case using the results obtained in this study. This work is supposed to guide the engineer at each stage of a reliability study in choosing the most appropriate method to treat the problems encountered

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Masmoudi, Sahir. "Comportement mécanique et caractérisation par implant piézoélectrique ultrasonore intégré d'un matériau composite." Phd thesis, Université du Maine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955508.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur le contrôle de santé intégré par émission acoustique desmatériaux composites stratifiés et sandwichs. Le capteur d'EA est d'une part implanté dans lamasse du matériau et d'autre part collé à la surface de ce dernier. Une première étude estconsacrée à l'étude de l'influence de l'implant piézoélectrique dans le volume du matériau surle comportement et les caractéristiques mécaniques en statiques, en fatigue cyclique et enfluage sous sollicitations en traction et en flexion. Les signaux d'émission acoustique sontcollectés au cours des essais sur les différents matériaux. Les mécanismes d'endommagementde chaque matériau sont identifiés et caractérisés en utilisant une analyse multiparamétrique(k-moyennes) des signaux collectés. La dynamique de chaque mécanisme est suivie jusqu'à larupture permettant de discriminer les mécanismes les plus critiques conduisant à la rupture dumatériau. Une étude comparative des signaux d'EA entre matériau instrumenté en surface etcelui instrumenté en volume avec insertion d'élément piézoélectrique est également menée.Elle a montré que les matériaux avec capteurs intégrés sont plus sensibles à l'émissionacoustique, améliorant ainsi l'identification des mécanismes d'endommagement et le contrôlede santé intégré des matériaux composites étudiés. Enfin, la dernière partie du travail a étéconsacrée à l'étude de l'influence de l'intégration de plusieurs capteurs dans des structures encomposites stratifiés et sandwichs. L'analyse des résultats expérimentaux et l'observation dessignaux d'EA obtenus dans ces structures soumises à différentes sollicitations ont permis dedéfinir les principaux signatures acoustiques des différents modes d'endommagementprépondérants dans chaque type de structure. La localisation des sources d'endommagement amis en évidence que les événements acoustiques sont apparus loin des positions des capteursintégrés. De point de vue comparaison entre matériau instrumenté et matériau noninstrumenté, l'activité acoustique montre clairement l'avantage de l'intégration del'instrumentation au sein du composite. Cet avantage réside dans le fait de la détectionexpérimentale des modes d'endommagement précoces et leur chronologie d'apparition,faisant ainsi révéler les performances du composite instrumenté vis-à-vis à sa réponse enversl'initiation, la propagation et l'accumulation des défauts microscopiques.

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Bouad, Nathalie. "Mise au point d'un procédé d'élaboration de matériaux thermoélectriques pour thermogénérateur. Potentialités de la mécanosynthèse d'alliages à base de tellurure de plomb." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20036.

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Vitupier, Yann. "Etude et mise au point de substrats de miroirs ultra légers et hyperstables revêtus d'un dépôt polissable pour application aux télescopes spatiaux." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20168.

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Dissertations / Theses on the topic 'Matériaux de pointe'

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