Dissertations / Theses: 'Matériaux mésoporeux – Effets de la température sur'

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Rat-Valdambrini, Micha. "Stabilité thermique et propriétés caralytiques des matériaux mésostructurés hybrides." Doctoral thesis, Université Laval, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11794/20781.

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Abstract:

Certains catalyseurs (AICh, HF, H2S04, etc.) utilisés abondamment dans l' industrie sont généralement corrosifs et toxiques. D' autres, telles "que les zéolithes et les résines polymériques, n'ont pas ces inconvénients et permettent en plus de profiter des avantages de la catalyse hétérogène. Cependant, la faible ouverture de pores des zéolithes ± 1.3 nm) est un réel désavantage, susceptible de causer des limitations diffusionnelles et même l' obstruction de leurs pores, se traduisant par une faible activité catalytique et souvent une désactivation. Les applications des résines polymériques acides sulfoniques telles que les Amberlyst ou les Nafion sont limitées à cause de leur faible surface spécifique et surtout leur faible stabilité thermique (120°C par exemple pour l'Amberlyst- 15).Au début des années 90, le groupe de recherche de Mobil [Kresge et al., 1992] a synthétisé la première série de matériaux mésoporeux (M41 S). Deux autres grandes familles de matériaux mésoporeux (non siliciques et hybrides) ont vu le jour quelques années plus tard. Comme leurs homologues purement siliciques, les matériaux mésostructurés hybrides présentent une surface spécifique élevée ainsi qu'un grand diamètre de pores, facilitant la diffusion de grosses molécules et l'accès aux sites actifs. Les matériaux mésostructurés hybrides sulfoniques ont une stabilité thermique bien supérieure à celle des résines polymériques commerciales. Ce projet de recherche portait sur l'étude de la stabilité thermique et des propriétés catalytiques des matériaux mésostructurés hybrides. Les résultats montrent que sous atmosphère inerte, les groupements arènes sulfoniques de la paroi et les groupements éthanes pontants du réseau commencent à se dégrader à 490°C contre 330°C sous air. De plus, l'extraction du P 123 par solvant n' étant pas totale, il serait intéressant de l'éliminer par traitement thermique sous flux d' inerte à une température d'environ 400°C. En ce qui concerne les " propriétés catalytiques des hybrides, il a été démontré que les propriétés hydrophobes de ces derniers sont un réel atout dans le cas de réactions qui génèrent de l'eau. La force acide est également un facteur souvent prédominant dans l' activité catalytique, tout comme la taille de pores. Les matériaux mésostructurés hybrides ont montré que leurs performances catalytiques étaient supérieures à celle obtenues avec les deux matériaux commerCIaux de référence (zéolithe HYet Amberlyst-15).

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Jean-St-Laurent, Mathilde. "Effets des cycles extrêmes de température sur le comportement des matériaux composites." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26398.

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Abstract:

Ce mémoire présente l’étude d’un matériau composite de résine de cyanate ester et de fibres de carbone fait de plis tissés de type cinq harnais soumis à des cycles de température. Trois stratifiés et une plaque sandwich ont été étudiés. L’étude de l’endommagement pour les stratifiés a montré deux types d’endommagement, des microfissures et des décohésions. Les décohésions sont présentes strictement sur les tranches externes. Quant aux microfissures, elles sont observées en plus grande quantité sur la tranche externe que sur la tranche interne. L’endommagement dans la plaque sandwich est présent sous deux formes : des microfissures et de la délamination due à la présence de l’adhésif. La dégradation des propriétés mécaniques des stratifiés en fonction du nombre de cycles thermiques a aussi été étudiée. Les essais mécaniques ont montré que ce sont les propriétés influencées par le comportement de la matrice qui sont affectées par la présence des microfissures.
This master dissertation presents the effect of extreme temperature cycles on composite materials of carbon fiber and cyanate-ester resin made of five harness woven fabrics. Three laminates and one sandwich plate were studied. The evaluation of damage present in the laminates showed two different types of damage: vertical microcracks and debonding between the fibers and the matrix. Debonding is only visible on the edges of the laminates. As for the microcracks, they are present both on the edges and inside of the laminates, but in greater quantity on the edges. The damage inside the sandwich plate is present under two forms: vertical microcracks and delamination due to the presence of the adhesive. The effect of thermal cycling on the degradation of the mechanical properties of the laminates was also studied. The mechanical tests performed showed that properties influenced by the matrix behavior were altered by the presence of microcracks.

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Dardié, Jason. "Étude des effets des rayonnements sur les matériaux et systèmes électroniques." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTS001.

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Abstract:

La société TMI-Orion, spécialisée dans les systèmes d’acquisition de paramètres physiques (pression, température, humidité, etc…) pour environnements difficiles, souhaite se diversifier notamment sur les marchés du nucléaire civil voire du spatial (New Space). La spécificité de ces deux marchés est la présence d’une contrainte radiative forte. La société, qui est à l’origine de la thèse, souhaite développer ses compétences vis-à-vis de la contrainte radiative pour pouvoir proposer des applications dans ces marchés. Cette thèse a donc été conduite avec comme objectif principale de fournir un maximum d’information sur la contrainte radiative à la société TMI-Orion. Nous avons donc identifié quatre axes de travail permettant de répondre à cette problématique. Dans le cadre de cette thèse nous avons commencé par décrire les environnements radiatifs rencontrés dans le domaine du spatial et dans le domaine du nucléaire civil. Puis les mécanismes d’interaction rayonnement-matière ont été définis. Enfin les effets des radiations sur l’électronique ont été décrits.Le deuxième axe de travail consiste en une étude des mécanismes de dégradation de composants électroniques élémentaires (transistors MOS et bipolaires) en fonction de la température à laquelle ils sont soumis pendant l’irradiation. L’effet des basses (jusqu’à 100 K) et hautes (jusqu’à 400 K) températures d’irradiation sur la dégradation de composants élémentaires a été étudié. Lors de cette étude nous avons aussi pu comparer la dégradation obtenue entre une irradiation au cobalt 60 et une irradiation aux rayons X.Le troisième axe de travail consiste en une étude par simulation portant sur le blindage face à la contrainte radiative. Dans le cadre de ce travail, nous avons développé deux codes de calcul sur GEANT4. Le premier permet d’étudier la dose déposée par une source de cobalt 60 pour différentes conditions de blindage. Le second permet de modéliser le générateur à rayons X présent au laboratoire IES afin d’obtenir son spectre en énergies. L’effet de différents filtres sur l’allure du spectre est aussi étudié.Le dernier axe de ce travail de thèse consiste en une étude de fiabilité complète sur les enregistreurs de donnés autonome développé par la société TMI-Orion. Un enregistreur en particulier, le PicoVACQ est utilisé comme exemple. La fiabilité de cet enregistreur a été calculée par une méthode analytique, étudiée grâce aux retours d’expériences disponibles au sein de la société, mesurée vis-à-vis de la contrainte thermique et mesurée vis-à-vis de la contrainte radiative. Pour finir la recherche d’un microcontrôleur, composant central d’un système d’acquisition de données, tolérant aux radiations a été effectuée. Un microcontrôleur en particulier semble présenter une bonne résistance à l’effet de dose et sera probablement un bon candidat pour les futurs projets de la société
TMI-Orion, a company specialising in systems for acquiring physical parameters (pressure, temperature, humidity, etc.) for harsh environments, wishes to diversify, particularly in the civilian nuclear markets or the new space. These two markets are subject to strong radiative stress. The company, which is at the origin of the thesis, wishes to develop its skills with regard to radiative stress in order to be able to propose applications in these sectors. This thesis was therefore conducted with the main objective of providing as much information as possible on radiative stress to TMI-Orion. We have therefore identified four areas of work to address this issue.In the context of this thesis, we began by describing the radiative environments encountered in the space and civilian nuclear fields. Then the mechanisms of radiation-matter interaction were defined. Finally, the effects of radiation on electronics have been given.The second area of work consists of a study of the degradation mechanisms of elementary electronic components (MOS and bipolar transistors) as a function of the temperature to which they are subjected during irradiation. The effect of low (up to 100 K) and high (up to 400 K) irradiation temperatures on the degradation of elementary components was studied. During this study we were also able to compare the degradation obtained between a cobalt-60 irradiation and an X-ray irradiation.The third area of work consists of a simulation study on shielding against radiative stress. As part of this work, we have developed two calculation codes on GEANT4. The first one allows to study the dose deposited by a cobalt-60 source for different shielding conditions. The second one allows to model the X-ray generator of the IES laboratory and gives its energy spectrum. The effect of different filters on the spectrum is also studied.The last axis of this thesis work consists of a complete reliability study on autonomous data loggers developed by TMI-Orion. One particular recorder, the PicoVACQ, is used as an example. The reliability of this recorder was calculated by an analytical method, studied using the feedback available within the company, measured against thermal stress and measured against radiative stress. Finally, the search for a microcontroller, a central component of a radiation-tolerant data acquisition system, was carried out. One microcontroller in particular appears to have good resistance to dose effect and will probably be used by the company in its future projects

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Guillemot, Ludivine. "Systèmes hétérogènes lyophobes : Influence de la température et de la vitesse sur les cycles d’intrusion/extrusion forcées de liquides non-mouillants dans des matériaux mésoporeux." Phd thesis, Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0126/these.pdf.

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Abstract:

Un système hétérogène lyophobe est constitué d’un matériau mésoporeux et d’un liquide non-mouillant vis-à-vis de ce matériau. Le liquide ne peut pas entrer dans les pores à la pression atmosphérique, mais en augmentant la pression, il devient possible de forcer le liquide à pénétrer, puis en diminuant cette pression, à ressortir des pores du matériau. On mesure alors une hystérésis de pression significative d’une dissipation d’énergie qui peut être utilisée pour des applications d’amortissement bien spécifiques recherchées par l’industrie spatiale. Cette étude cherche à comprendre finement les phénomènes physiques qui régissent les processus d’intrusion et d’extrusion du liquide dans les pores de taille nanométrique, ainsi que de caractériser les effets de la vitesse et de la température sur les cycles d’hystérésis. Un dispositif d’essais original a été conçu afin d’effectuer des cycles d’intrusion/extrusion à différentes températures (20 - 80°C) et vitesses (0. 5 - 1000cm/min). Plusieurs liquides tels que l’eau, l’eau salée et le Galinstan (alliage métallique liquide à température ambiante) et matériaux de structure poreuse variée ont été testés. Des théories de thermodynamiques macroscopiques (théorie de capillarité et modèle de nucléation) ont été utilisées pour expliquer les mesures expérimentales. L’accord expérience/théorie est très bon et a permis notamment de montrer la nécessité de prendre en compte la tension de ligne dans l’énergie de nucléation. Une valeur de cette tension de ligne a été déterminée expérimentalement. Ainsi, il est maintenant possible de prévoir le comportement de ces systèmes amortisseurs
A lyophobic heterogeneous system consists in a mesoporous material and a non-wetting liquid. The liquid can not enter the pores at atmospheric pressure, but by increasing the pressure, it becomes possible to force the liquid to penetrate, then by reducing the pressure, to go out of the pores of the material. Then, a pressure hysteresis is measured, significant of an energy dissipation that can be used for very specific damping applications for space industry. This study tries to understand the physical phenomena that regulate the process of intrusion and extrusion of the liquid in the pores of nanometer size, and to characterize the effects of velocity and temperature on the hysteresis loops. An original test device was designed to perform cycles of intrusion / extrusion at different temperatures (20 - 80 ° C) and speeds (0. 5 - 1000cm/min). Several liquids such as water, salt water and Galinstan (liquid metal alloy at room temperature) and materials of different mesoporous structure of were tested. Macroscopic thermodynamic theories (theory of capillarity and model of nucleation) have been used to explain the experimental measurements. The agreement experiment / theory is very good and has led to show the necessity of taking into account the line tension in the energy of nucleation. A value of this line tension has been determined experimentally. Thus, it is now possible to predict the behavior of these damping systems

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Mailly, Sandrine. "Effets de la température et de l'environnement sur la résistance à la fatigue d'alliages de titane." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2262.

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Abstract:

Les alliages de titane sont utilises dans le domaine aeronautique pour leur legerete et leur bonne resistance a haute temperature. L'objectif de la presente etude est de determiner les facteurs gouvernant la resistance a la fatigue de deux alliages de titane : le ti 6246 (alliage alpha/beta forge beta) et l'imi 834 (alliage quasi-alpha). Le premier a permis d'etablir l'effet de la temperature (de 20c a 500c) et de l'environnement (air-vide) pour des durees de vie inferieures a 10#7 cycles. Les travaux effectues ont permis de cerner l'influence des parametres mecaniques et microstructuraux sur les differents stades de l'endommagement (amorcage et propagation des fissures). Les observations fractographiques ont revele une modification des processus d'amorcage (passage d'une rupture provenant de la surface de l'echantillon a une rupture interne) selon le niveau de la contrainte appliquee quelles que soient les conditions de temperature et d'environnement. Cette modification conditionne tres fortement le couplage endommagement-environnement et donc la resistance du materiau. L'effet marque de l'environnement a haute temperature resulte des interactions entre les processus d'oxydation et/ou la dissociation de la vapeur d'eau et le niveau de deformation plastique cyclique. Il a ete montre que la couche d'oxyde seule ne peut expliquer l'abaissement de la resistance a l'amorcage. Les resultats a 500c obtenus sur le second alliage (imi 834) dont les conditions microstructurales sont differentes du ti 6246 ont permis de conforter ces analyses.

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Pei, Yan. "Effets du chauffage sur les matériaux cimentaires - impact du « self-healing » sur les propriétés de transfert." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2016. http://www.theses.fr/2016ECLI0016/document.

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Abstract:

Ce travail expérimental a porté sur la dégradation de deux matériaux cimentaires, un mortier (pour la grande majorité des essais) et un béton, suite à un chauffage intense jusqu’à 600°C et parfois 700°C. L’idée qui a sous tendu cette étude était de « mesurer » cette dégradation via les propriétés de transport : la perméabilité au gaz et la porosité au gaz sous contrainte de confinement et certaines propriétés poro-mécaniques. Pour mener à bien ce travail, plusieurs techniques expérimentales ont été développées ou améliorées. Il s’agit en particulier de la mesure de porosité au gaz sous contrainte de confinement. L’emploi d’un gaz neutre permet de remplir les vides connectés dans le matériau et de calculer sa porosité. La réhydratation avec de l’eau déminéralisée a un effet considérable sur les matériaux fortement chauffés car elle restaure une grande partie de la porosité qui retrouve son niveau initial voire parfois une valeur inférieure à celui-ci. Très logiquement le « self-healing » permet aussi de restaurer une large part de la perméabilité qui ne retrouve cependant pas son niveau initial
This experimental work focused on the degradation of two cementitious materials, mortar (for most tests) and a concrete following an intense heating to 600 ° C and 700 ° C sometimes. The idea that underpinned the study was to "measure" this degradation via the transport properties : gas permeability and porosity to gas under confining stress and some poro-mechanical properties. To carry out this work, several experimental techniques have been developed or improved. This is particularly the porosity measurement gas under a confining stress. The use of a neutral gas is used to fill the voids in the material and connected to calculate its porosity. Rehydration with demineralized water has a considerable effect on the highly heated material because it restores much of the porosity which regains its initial level or sometimes a value less than one. Logically the "self-healing" also restores much of the permeability which does not recover its original level

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Guillemot, Ludivine. "Systèmes Hétérogènes Lyophobes: Influence de la température et de la vitesse sur les cycles d'intrusion/extrusion forcées de liquides non mouillants dans des matériaux mésoporeux." Phd thesis, INSA de Lyon, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00696340.

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Abstract:

Un système hétérogène lyophobe est constitué d'un matériau mésoporeux et d'un liquide non mouillant vis-à-vis de ce matériau. En exerçant une pression externe sur le système, on peut forcer le liquide à pénétrer dans les pores puis à en ressortir en diminuant cette pression. L'hystérésis de pression qui en résulte est significative d'une dissipation d'énergie qui peut être utilisée pour des applications d'amortissement bien spécifiques recherchées par l'industrie spatiale. Comprendre les phénomènes physiques qui régissent l'intrusion et l'extrusion de liquide dans des pores de taille nanométrique, ainsi que caractériser l'influence de la température et de la vitesse sur le système sont les principaux objectifs de cette étude. Un dispositif d'essais original a donc été conçu pour réaliser des cycles d'intrusion/extrusion, employant différents liquides et silices mésoporeuses, à des fréquences variant de 0.01 à 20 Hz et des températures comprises entre 20 et 80°C. Ces essais ont prouvé que le système eau/silice mésoporeuse hydrophobe fonctionne jusqu'à 20 Hz. Des théories de thermodynamique macroscopique (théorie de capillarité et modèle de nucléation) ont été utilisées pour expliquer les mesures expérimentales. L'accord expériences/théorie, très bon, a notamment montré la nécessité de prendre en compte la tension de ligne dans l'énergie de nucléation nécessaire à l'extrusion. Une valeur de la tension de ligne de l'eau a ainsi été déterminée expérimentalement.

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Carbou, Christophe. "Interactions fatigue-fluage sur le comportement en fissuration à haute température des superalliages pour disques de turbine. Effets d'oxydation." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2313.

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Abstract:

Cette etude porte sur le comportement en fissuration a 750\c de superalliages a base de nickel pour disques de turbine. Ces alliages avaient surtout ete amplement etudies jusqu'aux temperatures de 600-650\c mais le developpement des nouveaux moteurs necessite une meilleure comprehension des interactions possibles entre les differents facteurs que sont la fatigue, le fluage et l'oxydation qui gouvernent l'endommagement aux plus hautes temperatures. A 750\c, le mode de fissuration intergranulaire entraine une forte sensibilite des alliages aux parametres microstructuraux. Une etude de fond a ete conduite sur les interactions fatigue-fluage sur une microstructure de reference d'un alliage : l'astroloy atgp3. Les tendances observees ont ete validees sur d'autres microstructures de ce materiau ou sur d'autres alliages : le n18 ou sur le nr3 recemment developpe par l'onera. L'etude a ete abordee en decouplant les effets de fluage et d'oxydation, tous deux thermiquement actives, par une caracterisation en fatigue-fluage sous vide. La methode experimentale mise au point, basee sur le suivi electrique de la fissure, a permis de distinguer la propagation a chaque remise en charge de celle survenant pendant le palier pour les spectres de chargement trapezoidaux appliques. Des interactions entre l'endommagement cyclique et statique ont ainsi pu etre identifiees et quantifiees pour aboutir a un modele phenomenologique de propagation qui integre les parametres de fissuration que sont la forme du spectre de chargement et le facteur d'intensite de contrainte. Par ailleurs, des essais sous air ont ete conduits pour permettre d'identifier les effets complexes de l'environnement a 750\c. L'evolution de la precipitation gamma prime intragranulaire

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Choinska, Marta. "Effets de la température, du chargement mécanique et de leurs interactions sur la perméabilité du béton de structure." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00334143.

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Abstract:

La perméabilité du béton influence la durabilité des structures indirectement en gouvernant la vitesse de pénétration d'agents agressifs, mais aussi directement dans le cas où la structure joue un rôle d'étanchéité, ce qui est le cas des enceintes de confinement des centrales nucléaires. Dans le contexte industriel de la sûreté de ces structures, nous avons entrepris des travaux dont l'objectif est de caractériser l'évolution de la perméabilité du béton sous l'effet de la température et du chargement mécanique.
Les mesures de la perméabilité au gaz sont effectuées sur des éprouvettes cylindriques en béton soumises à des températures allant jusqu'à 150 °C et à une compression uniaxiale jusqu'à la rupture. Les résultats expérimentaux révèlent que les effets de la température et de l'endommagement peuvent être découplés pour l'estimation de l'évolution de la perméabilité. Ils nous ont permis de proposer une relation reliant la perméabilité à l'endommagement et à la température. Cependant, cette relation ne peut s'appliquer que dans le domaine pré-pic du comportement du béton où le béton demeure microfissuré. Afin de dépasser cette limite pour pouvoir modéliser également l'accroissement de la perméabilité en phase post-pic, un autre paramètre, qui est l'ouverture de fissure, est intégré dans la relation entre la perméabilité et l'endommagement.
Cette problématique, faisant l'objet d'une modélisation, est exploitée selon deux approches. La première se base sur la définition d'une loi de raccordement entre les lois existantes d'évolution de la perméabilité avec l'endommagement et l'ouverture de fissure. Avec cette approche les tendances observées expérimentalement sont retrouvées. La deuxième approche consiste à relier d'un point de vue mécanique l'endommagement avec l'ouverture de fissure puis d'appliquer la loi de Poiseuille pour déterminer la perméabilité. La validation expérimentale de cette approche, permettant de déboucher vers un modèle continu capable de reproduire les variations de perméabilité d'une structure, constitue une des perspectives de notre travail.

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Marchand, Benoît. "Effets de la température et de l'irradiation sur la mobilité du xénon dans UO$_2$ : étude profilométrique et microstructurale." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00830100.

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Abstract:

En France, l'énergie électrique est majoritairement produite (78 %) grâce au fonctionnement de 58 REP (Réacteurs à Eau Pressurisée). Lors du fonctionnement de ces réacteurs, de nombreux produits de fission (PF) sont générés dans le combustible qui est de l'UO2 enrichi à environ 4% en 235U. Parmi eux, il est important de connaître le comportement du xénon et du krypton, produits de fission gazeux qui sont abondamment produits (près de 15 % des produits de fission stables). De plus, de par leur nature chimique, ces deux gaz ont une très faible solubilité dans le combustible et vont donc avoir tendance à se regrouper sous forme de bulles (pour minimiser la tension de surface) pouvant ainsi engendrer un gonflement de la pastille d'UO2. Le gaz formé peut aussi être libéré hors de la pastille, entrainer une augmentation substantielle de la pression dans la gaine de combustible et ainsi limiter l'utilisation du combustible. Cependant, les mécanismes de migration, traditionnellement étudiés de manière indirecte en mesurant la quantité de gaz relâché après irradiation, ne sont pas encore totalement compris. Il est fréquemment supposé que la diffusion atomique est le seul mécanisme susceptible d'entrainer une migration du xénon. L'objectif de cette thèse est de mettre en évidence de manière directe les différents mécanismes gouvernant le comportement thermique et sous irradiation du xénon dans UO2. Pour cela, nous avons utilisé l'implantation ionique qui nous permet d'introduire du xénon dans des échantillons de dioxyde d'uranium. Cette implantation engendre un profil de concentration quasi-gaussien de xénon (variation de la concentration en fonction de la profondeur) dans les 300 premiers nanomètres de l'échantillon. Suite à différents traitements qui sont d'une part des recuits entre 1400°C et 1600°C afin d'étudier l'impact de la température et d'autre part des irradiations avec des ions afin de simuler l'impact des produits de fission dans le combustible, les profils de concentration ont été mesurés par microsonde ionique (SIMS). Bien que la faisabilité de la mesure du xénon ait été démontrée dans différents articles, aucun profil de concentration n'avait jusqu'à présent été présenté dans la littérature. Dans le dioxyde d'uranium, un traitement classique des données SIMS n'est pas adapté. Un nouveau logiciel de traitements des données a donc été développé au cours de cette thèse qui permet l'obtention de profils reproductibles. Aucune diffusion du xénon n'a pu être observée lors des recuits à 1400°C et à 1600°C indiquant une absence de mobilité du xénon dans ces conditions. Des études complémentaires de caractérisation de défauts de type lacunaire et de bulles de xénon ont été effectuées par spectroscopie d'annihilation de positrons (PAS) et par microscopie électronique par transmission (MET). Elles montrent des modifications importantes de la microstructure d'UO2 induites par la formation de bulles à 1400°C et 1600°C pouvant expliquer l'absence de diffusion observée. Les études sous irradiation à fort (dE/dx) électronique ont montré une diffusion et un transport du xénon dépendants des températures d'irradiation. Pour les irradiations à 600 et 1000°C, les caractérisations de la microstructure, mettent en évidence la formation de bulles de xénon alignées avec la direction du faisceau d'ions incidents. A contrario, les chocs balistiques (irradiation avec des ions Argon de 800keV) n'ont causé aucune modification significative des profils quelle que soit la température d'irradiation.

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Letertre, Thibaut. "Etude des comportements électromagnétiques des matériaux en fonction de la température pour modéliser l'impact des échauffements générés par les frottements de l'air sur un aéronef lors d'un vol à vitesse élevée." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0388.

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Abstract:

En aéronautique, la variation en fonction de la température des caractéristiques électromagnétiques dans le domaine spectral des fréquences radar, de certains matériaux peut générer des problèmes importants comme une modification du fonctionnement des antennes radar, ou encore une modification de la signature radar de l'aéronef, ce qui peut engendrer une dégradation importante des niveaux de furtivité nominaux d'avions d'arme. En effet, les matériaux utilisés dans la conception d’aéronefs discrets vis-à-vis des ondes électromagnétiques sont souvent soumis à des échauffements liés d’une part, aux frottements avec l’air dans le cadre de vols à hautes vitesses (par exemple pour les bords d’attaques des ailes) et d’autre part à des échauffement liés à la proximité de sources de chaleurs directes comme des tuyères de moteurs à réactions ou sorties d’échappements. Les objectifs principaux de ce projet sont de concevoir un système large bande de caractérisations électromagnétiques de matériaux en fonction de la température et de proposer des modèles électromagnétiques relatifs à certains matériaux en incluant le paramètre d’intérêt, à savoir la température. Au-delà de ce travail de recherches de cette thèse, les résultats seront transposables à d’autres cas soit à températures modérées comme des températures biologique pour suivre des processus d’évolutions des permittivités de certains tissus en fonction d’une variation de température locale soit à températures plus élevées comme pour le suivi RFiD de dispositifs soumis à des températures élevées
In the field of aeronautics, the temperature-dependent variation of electromagnetic characteristics in the spectral range of radar frequencies of certain materials can generate significant problems such as changes in the operation of radar antennas or changes in the aircraft's radar signature, which can lead to a significant deterioration in the nominal stealth levels of weapon aircraft. Indeed, the materials used in the design of aircraft that are discreet with respect to electromagnetic waves are often subjected to heating due to friction with the air during high-speed flights (for example, for the leading edges of wings) and to heating due to the proximity of direct heat sources such as reaction engine nozzles or exhaust outlets. The main objectives of this project are to design a broadband system for the electromagnetic characterization of materials as a function of temperature and to propose electromagnetic models for certain materials, including the parameter of interest, temperature. Beyond this research work of this thesis, the results will be transposable to other cases either at moderate temperatures such as biological temperatures to follow processes of evolution of permittivities of certain tissues according to a local temperature variation or at higher temperatures as for RFiD monitoring of devices subjected to high temperatures

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Iacono, Johnathan. "Etude de l'interaction entre un matériau haute température et un plasma de CO2 pour la simulation de la rentrée sur Mars." Perpignan, 2013. http://www.theses.fr/2013PERP1254.

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Drouet, Emeline. "Impact de la température sur la carbonatation des matériaux cimentaires : prise en compte des transferts hydriques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00618092.

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Abstract:

La carbonatation est une pathologie du béton armé qui peut engendrer la corrosion des armatures et à terme de la fissuration. Dans le cadre de la gestion des déchets radioactifs, les structures et les conteneurs seraient soumis simultanément à un échauffement (exothermie des déchets), au CO2 atmosphérique, ainsi qu'à un séchage important. Afin de rendre compte de leur évolution à l'échelle séculaire, les données actuelles relatives à la carbonatation à température ambiante doivent être complétées, d'une part par une description de la phénoménologie en température, et d'autre part, par la prise en compte de l'impact des transferts hydriques en température (séchage) sur la carbonatation en insaturé. Le travail présenté se focalise sur l'étude de la durabilité de quatre pâtes de ciment différentes dont deux sont directement dérivées des formulations de référence sélectionnées par l'Andra (CEM I et CEM V) et un mélange baspH. Le premier volet est dédié à l'étude des transferts hydriques reposant sur la conduite d'essais de désorption. Il a notamment permis la caractérisation des isothermes de désorption en température (20, 50et 80°C). L'impact thermique modifie les isothermes : la teneur en eau à l'équilibre chute avec la température et le point d'amorçage de la condensation capillaire est déplacé. Une phase de modélisation a conjointement été conduite en support aux expérimentations. L'utilisation de l'équation de Clausius-Clapeyron a permis de décrire l'effet de la température sur les isothermes (par la détermination de la chaleur isostérique d'adsorption de chacun des matériaux). Bien que l'impact de la température sur la microstructure des pâtes de ciment soit avéré, la prise en compte du déplacement des équilibres thermodynamiques suffit à restituer cet effet thermique sur les isothermes. La détermination des perméabilités intrinsèques par exploitation des cinétiques de désorption (par analyse inverse) a montré la thermoactivation du transport d'eau. La contribution de l'évolution de la microstructure en température ne peut-être négligée sur la perméabilité des matériaux.Le deuxième volet exploratoire, est consacré à l'étude de la carbonatation en température. Il repose sur la mise en place d'un dispositif de carbonatation spécifique (fonctionnement en température) et la conduite d'essais de carbonatation à HR et température contrôlées. La campagne de caractérisation (DRX et ATG)a conduit à l'obtention de profils de carbonatation caractéristiques de chaque couple (HR, Température).Les évolutions minéralogiques (décomposition des hydrates, distribution polymorphique du carbonate de calcium précipité) mises en évidence en température se rapprochent de celles identifiées à température ambiante. En revanche, il ressort que les conditions environnementales influencent significativement les proportions polymorphiques : plus l'HR est faible, plus les teneurs en phases métastables (vatérite,aragonite) sont élevées. Les réactions de dissolution-précipitation mises en jeu dans la transformation polymorphique (des états métastables vers la calcite) sont inhibées à faible HR, par manque de milieu réactionnel. La cinétique de carbonatation, également impactée par les conditions environnementales, est régie par la concurrence de l'effet thermique sur les transferts hydriques et sur la solubilité rétrograde des réactifs. Les profondeurs carbonatées sont maximales aux points d'amorçage de la condensation capillaire propres aux différents matériaux et à chaque température. Les profondeurs carbonatées augmentent avec la température jusqu'à une température limite, caractéristique de la formulation, au-delà de laquelle la solubilité rétrograde des réactifs deviendrait le facteur limitant.Cette phase de compréhension des mécanismes mis en jeu dans la carbonatation en température et de leur niveau de couplage effectuée, les modèles prédictifs de carbonatation en insaturé pourront être étendus à l'application en température. Les résultats de ce travail fournissent les données d'entrées et de validation nécessaires à la validation des simulations numériques.

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Elsafi, Bassem. "Etude de l’effet de la température sur les courants induits des matériaux isolants soumis à l’irradiation électronique dans un microscope électronique à balayage." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS010.

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Abstract:

Les phénomènes de charge des isolants ont été étudiés à l'aide d'un MEB (Microscope Electronique à Balayage). L'effet de la température sur ces phénomènes a été également discuté. Cette étude concernera, plus particulièrement, la mesure des courants induits sous irradiation électronique (courants de conduction et de déplacement) et la détermination du rendement d'émission électronique secondaire. Notre travail est porté en premier lieu sur des échantillons de verre à base de silice. Nous avons prouvé que l'augmentation de la température fait diminuer la capacité de charge du verre. Les résultats sont expliqués par l'augmentation de la conductivité activée par la température qui tend à réduire la formation de la charge d'espace négative grâce à l'augmentation de la mobilité de porteurs de charge. Cette explication est confirmée par une augmentation dans le courant de fuite mesuré sur le verre en fonction de la température.La seconde partie de ce travail a été consacrée à l'étude de l'effet de la température sur le comportement du polyéthylène téréphtalate (PET) irradié avec les électrons. Nous avons montré que la température joue un rôle important dans la grande rétention de la charge accumulée à cause du un phénomène de repiégeage rapide qui se produit dans le volume de l'échantillon dans le cas de la relaxation de la charge. Nos résultats indiquent que le phénomène de «flashover» a lieu aussi bien en volume qu'au niveau de la surface de l'échantillon. L'émission électronique secondaire de ce polymère devient de moins en moins faible avec l'augmentation de la température
The charging phenomena of insulators have been studied using a SEM (Scanning Electron Microscope). The temperature effect on these phenomena was also discussed. The study will cover, in particular, the measurement of the induced currents under electron irradiation (conduction current and displacement current) and determining the secondary electron emission yield. Our work is focused primarily on silica glass samples. We have shown that increasing of the temperature decreases the capacity of the glass. The results are explained by the increase in conductivity activated by temperature, which tends to reduce the formation of the negative space charge due to the increased mobility of charge carriers. This explanation is confirmed by an increase in the conduction current measured on the glass as a function of temperature.The second part of this work was devoted to the study of the temperature effect on the behavior of polyethylene terephthalate (PET) irradiated with electrons. We have shown that temperature plays an important role in the high retention of accumulated charge due to a rapid trapping phenomenon that occurs in the bulk sample in the case of the charges relaxation. Our results indicate that the "flashover" phenomenon occurs both in bulk and to the surface of sample. The secondary electron emission of the polymer becomes less weak with increasing temperature

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Lion, Maxime. "Influence de la température sur le comportement poromécanique ou hydraulique d'une roche carbonatée et d'un mortier : études expérimentales." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/50376-2004-61-62.pdf.

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Abstract:

L'étude expérimentale présentée vise à étudier l'effet de la température sur le comportement hydraulique et poromécanique d'un calcaire. De nombreux essais (mesures de porosité et de perméabilité, essais de compressions uniaxiales et hydrostatiques) ont été menés afin d'évaluer l'influence des cycles thermiques et donc de la microfissuration thermique sur le comportement de la roche. En parallèle, un dispositif de mesure de la perméabilité sous températures élevées (jusqu'à 200°C) a été conçu, permettant ainsi d'évaluer directement la variation de la perméabilité du calcaire sous sollicitations thermiques. Par la suite, notre étude a été étendue au cas des matériaux à matrice cimentaire, l'objectif étant d'analyser l'effet de la température sur la perméabilité d'un mortier normalisé.

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Wardeh, George. "Les phénomènes de gel-dégel dans les matériaux à base de terre cuite et les conséquences sur leur durabilité : expériences et modélisation." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30200.

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Abstract:

Le but de la thèse est d'expertiser le projet de norme européenne de résistance des tuiles, à base de terre cuite, aux cycles de gel-dégel. Dans ce projet les tuiles sont recouvertes d'un tissu afin de créer des dissymétries dans les conditions de frontières. Un tel procédé implique des changements importants de comportement des produits testés. L'expertise passe donc ainsi par une meilleure compréhension de l'ensemble des phénomènes physiques mis en jeu. Après un rappel ces principaux phénomènes physiques, sont décrits le test et le comportement des produits sélectionnés pour cette étude. Les diverses propriétés des milieux étudiés sont ensuite présentées afin de pouvoir apprécier la contribution de chacune d'entre elles au comportement des tuiles. La connaissance de la cinétique de formation de la glace a été étudiée par la technique de la calorimétrie basse température. Pour les matériaux étudiés les phénomènes de surfusion sont dominants et ne permettent donc pas d'exploiter la répartition porométrique. Une méthode d'utilisation des résultats a alors été proposée. L'observation des déformations et de leur évolution au cours des cycles a permis d'identifier la pression générée à l'intérieur de la porosité lors de la formation de la glace. Par une méthode inverse les parts dues à la phase liquide et à la pression de cristallisation ont alors été calculées. Ces résultats ont pu être obtenus pour toutes les configurations étudiées. Un modèle physique thermo-hydro-mécanique permettant de réaliser les couplages entre les différents mécanismes à l'origine des pressions internes développées dans les matériaux a alors été mis en œuvre. Ce modèle a permis de bien analyser l'influence des divers paramètres que sont, la répartition porométrique, la perméabilité, le module d'élasticité, les conditions aux frontières. Dans son état actuel le modèle ne reproduit pas complètement les observations expérimentales, mais permet de bien identifier les points à préciser et approfondir.

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Cadieu, Lucien. "Effets de chargements thermocinétiques sur le comportement mécanique d'un composite stratifié à résine thermoplastique." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0327.

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Abstract:

Cette thèse présente les effets de chargements thermocinétiques sur le comportement mécanique d'un matériau composite stratifié à résine acrylique thermoplastique, renforcé de fibres continues de verre. Des essais d'indentation/d'impact à faible vitesse à différentes vitesses de sollicitation et à différentes températures permettent d'étudier la réponse mécanique de la structure composite. Ces sollicitations sont représentatives des sollicitations que le composite stratifié pourra rencontrer durant son service (choc durant le transport, chute d'outil lors d'une maintenance, gravillonnage...). Les réponses structurelles du composite stratifié étudié (force maximale atteinte, raideur, énergie absorbée, énergie dissipée) sont estimées. Les mécanismes d'endommagements induits par ces sollicitations sont étudiés de l'échelle microscopique jusqu'à l'échelle macroscopique à l'aide d'un microscope optique à balayage (MEB) et d'un microscope optique. Les effets de chargements thermocinétiques sur les mécanismes d'endommagements observés sont discutés.Les sollicitations indentation et d'impact sont connues pour induire un mécanisme d'endommagement en particulier : la fissuration inter-laminaire appelée le délaminage. Considéré comme l'un des endommagements les plus critiques, le délaminage est piloté par un paramètre matériau appelé le taux de restitution d'énergie G. L'estimation de G reste encore aujourd'hui un sujet de débat. Ce taux de restitution d'énergie est généralement étudié à l'aide d'essais Double Cantiliver Beam (DCB). Une campagne d'essais DCB à différentes vitesses de sollicitation et différentes températures permettent d'étudier les effets du chargement thermocinétique sur le comportement à rupture du composite stratifié étudié. La pertinence des essais DCB à hautes vitesses de sollicitation est ensuite questionnée dans cette thèse. Des résultats de la littérature mettent en avant une dépendance du paramètre « matériau » étudié à la géométrie de l'éprouvette testée. Un phénomène de multi-délaminage dans le composite stratifié est mis en avant et complexifie l'estimation de la surface de rupture créée. Cela complexifie d'avantage l'estimation du taux de restitution d'énergie critique
This thesis presents the effects of thermo-mechanical loadings on the mechanical response of a new thermoplastic based composite laminate material. Indentation/low velocity impact tests lead at different velocities and temperatures allow to study the mechanical response of the composite structure. These loadings are representative of the different loadings a composite laminate structure might encounter during its service life (impacts during transport or maintenance like a dropped tool). The mechanical answer of the composite structure is studied (maximum load, stiffness, absorbed energy, dissipated energy...). The induced damage mechanisms are studied from the microscale to the macroscale with the help of a scanning electron microscope and an more regular optical microscope. The effects of thermo-mechanical loadings on the damage mechanisms in the laminate are observed and discussed.Indentation and impact loading conditions are known to induce a particular damage mechanism : inter-laminar fracture also known as delamination. Considered to be one of the most critical damage mechanism for composite laminates, delamination is governed by a material parameter called the energy release rate. The estimation of this parameter is still subject to debate nowadays. This energy release rate is generally studied with double cantilever beam (DCB) tests. An experimental DCB campaign was lead with tests done at different opening speeds and temperatures to study the thermo-mechanical loading effects on the rupture behavior of the laminate. The relevance of the DCB tests at higher opening rates is questioned in this thesis. Results from the literature show that the studied «material » parameter is dependent to the sample geometry for DCB tests. A multi-delamination phenomenon in the laminate rendering is highlighted and complexifies the estimation of created fracture surface. This makes the estimation of the energy release rate very difficult

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Le, Hong Thai. "Effets de l’oxygène et de l’hydrogène sur la microstructure et le comportement mécanique d’alliages de zirconium après incursion à haute température." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02887252.

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Abstract:

Lors d’un scénario hypothétique d’accident par perte de réfrigérant primaire, les gaines en alliage de zirconium des crayons combustibles des réacteurs nucléaires à eau pressurisée peuvent être exposées à des températures élevées (jusqu’à 1200°C) et, dans certaines conditions, absorber localement des quantités significatives d’hydrogène (jusqu’à 3000 ppm-mass.) et d’oxygène (jusqu’à 1 %-mass.). Ce travail vise ainsi à étudier les effets isolés et combinés, peu investigués jusqu’à présent, de fortes teneurs en oxygène et en hydrogène sur les évolutions métallurgiques et le comportement mécanique de deux alliages de zirconium industriels (le Zircaloy-4 et le M5Framatome) au cours et après refroidissement/trempe depuis le domaine βZr (>700°C). Un protocole a été mis au point pour élaborer, à partir de tronçons de tube de gainage ou de plaquettes, des matériaux « modèles » chargés de manière homogène en oxygène jusqu’à 1 %-mass. et en hydrogène jusqu’à 7000 ppm-mass. Les transformations de phases s’opérant au refroidissement depuis le domaine βZr dans les matériaux chargés en hydrogène et les évolutions des compositions chimiques et des paramètres de maille des phases en présence ont été quantifiées à l’aide de différentes techniques : calorimétrie, diffraction de neutrons in-situ en cours du refroidissement depuis 700°C, diffraction de neutrons et de rayons X à température ambiante, microsonde électronique, μ-ERDA et EBSD. Les résultats ont été confrontés à des prévisions thermodynamiques tenant compte de l’ensemble des éléments chimiques. En plus des phases stables attendues à l’équilibre, des phases métastables (hydrures γZrH et, dans le cas du M5Framatome, phase βZr enrichie en H et Nb) ainsi qu’une quantité significative d’hydrogène en solution solide dans la phase αZr ont été mises en évidence jusqu’à température ambiante, dans des proportions dépendant de la teneur globale en hydrogène et de la vitesse de refroidissement. Les propriétés mécaniques de la phase (ex-)βZr ont été caractérisées à partir d’essais de traction uniaxiale effectués en température entre 700 et 30°C au refroidissement depuis le domaine βZr sur les matériaux chargés en hydrogène et/ou en oxygène. Les résultats ont montré que le comportement mécanique et le mode de rupture dépendent fortement de la température et des teneurs en hydrogène et en oxygène. Des relations empiriques et une loi phénoménologique ont été proposées pour décrire la température de transition ductile-fragile macroscopique, les évolutions des caractéristiques mécaniques et le comportement plastique du matériau (lorsqu’il est ductile), en fonction de la température et des teneurs en oxygène et en hydrogène. L’observation des faciès de rupture, des analyses μ-ERDA et à la microsonde électronique et un essai de traction réalisé in-situ sous MEB ont mis en évidence une hétérogénéité de la déformation et du mode de rupture à l’échelle locale, due à l’effet du « partitioning » des éléments chimiques lors des transformations de phases au refroidissement
During hypothetical LOss-of-Coolant-Accident (LOCA) scenarios in pressurized water reactors, zirconium-based fuel claddings can be exposed to high temperatures (up to 1200°C) and, under certain conditions, absorb locally a significant amount of hydrogen (up to 3000 wppm) and of oxygen (up to 1 wt.%). This work aims to study the isolated and combined effects, which have been little investigated hitherto, of oxygen and hydrogen in high contents, on the metallurgical evolutions and the mechanical behavior of two industrial zirconium alloys (Zircaloy-4 and M5Framatome) during and after cooling/quenching from the βZr temperature domain (> 700°C). The first part of this work consisted of producing “model” materials, from cladding tube sections and plates, homogenously charged with oxygen, up to 1 wt.%, and with hydrogen, up to 7000 wppm. The phase transformations occurring on cooling from the βZr domain in the materials charged with hydrogen and the changes in chemical composition and lattice parameters of the phases were then quantified using several techniques such as calorimetry, in situ neutron diffraction during cooling from 700°C, neutron and X-ray diffraction at room temperature, electron microprobe, μ-ERDA and EBSD. The experimental results were compared with thermodynamic predictions, taking into account all of the chemical elements in the materials. In addition to the stable phases expected at equilibrium, the presence of metastable phases such as γZrH hydrides, and βZr phase enriched in H and Nb in the case of M5Framatome, as well as of a significant amount of hydrogen remaining in solid solution within the αZr, was pointed out at room temperature at the end of cooling. The mechanical properties of the (prior-)βZr phase were characterized by performing uniaxial tensile tests at temperature between 700 and 30°C on cooling from the βZr domain, on materials charged with hydrogen and/or oxygen. The results showed that the mechanical behavior and the failure mode strongly depend on the testing temperature and on the hydrogen and oxygen contents. Empirical correlations and a phenomenological model have been proposed to describe the macroscopic ductile-brittle transition temperature, the evolutions of the mechanical characteristics and the plastic behavior of the material (in the case of ductile macroscopic failure), as a function of temperature and contents of oxygen and hydrogen. Observation of the fracture surfaces, μ-ERDA and electron microprobe analyses and a tensile test performed in situ under SEM highlighted the heterogeneity of the deformation and the failure mode at the local scale, due to the effects of the partitioning of chemical elements, especially of hydrogen and oxygen, during the phase transformations

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Le, Graverend Jean-Briac. "Etude et modélisation des effets d'incursion à très haute température sur le comportement mécanique d'un superalliage monocristallin pour aubes de turbine." Phd thesis, ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00834830.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le contexte de la modélisation et de la prévision de la durée de vie des aubes de turbine haute pression des turbines à gaz. Ces pièces sont réalisées en superalliage monocristallin base nickel tel que le MC2, matériau principal de l'étude. En service, ces dernières sont soumises à des conditions extrêmes de température et de contrainte. Des régimes d'urgence, dits O.E.I. (.One Engine Inoperative.), peuvent aussi survenir sur un hélicoptère bi-moteur : un des deux moteurs s'arrête ce qui provoque une augmentation de la température en sortie de chambre de combustion pour le moteur restant en fonctionnement. Dans le cadre de ce travail, le comportement anisotherme en fluage et en fatigue/fluage du superalliage monocristallin a été étudié afin de déterminer les répercussions des surchauffes à 1200. sur le comportement mécanique ultérieur à 1050. Il a pu être déterminé que le temps de pré-endommagement avant la surchauffe joue un rôle capital vis-à-vis de la durée de vie post-surchauffe. Cette influence est très dépendante de l'état microstructural du matériau sur lequel est réalisée la surchauffe (morphologie des précipités γ ', contraintes de cohérence entre les phases γ et γ '). Du point de vue des mécanismes d'endommagement, il a aussi été constaté que le niveau de température a une importance majeure en modifiant les contraintes de cohérence entre les deux phases γ et γ '. L'état microstructural jouant un rôle majeur sur la durée de vie lors des essais isothermes et anisothermes, une étude de l'évolution de la microstructure γ /γ' autour des particules de phase intermétallique μ a été faite, ainsi qu'une mesure expérimentale de l'évolution de la porosité, mesurée par des analyses tomographiques grâce à des essais de fluage multi-interrompus à haute température. Ceci a permis d'aboutir à un paramètre de dommage, à la frontière entre métallurgie et mécanique, prenant en compte les évolutions microstructurales. La coalescence orientée se déroulant à haute température, connue sous le nom de mise en radeaux, a une forte influence sur le comportement et l'endommagement des superalliages monocristallins. Ainsi, un nouveau modèle de mise en radeaux, prenant en compte la vitesse de sollicitation, a été implémenté dans le modèle de plasticité cristalline couplé comportement/endommagement Polystar. Ceci a permis d'améliorer la modélisation des essais longs. D'autres modifications ont été effectuées afin d'améliorer la modélisation lors des essais cycliques et de relaxation. Ce nouveau modèle a été testé et validé sur une éprouvette bi-entaillée générant des champs mécaniques multiaxiaux pendant un essai de fluage complexe anisotherme.

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Federico, Carlos. "Effets couplés de la température et de la vitesse de déformation sur le comportement mécanique non-linéaire des polymères amorphes : Caractérisation expérimentale et modélisation de la superposition vitesse de déformation-température." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM009/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de proposer une stratégie simplifiée et précise pour caractériser et modéliser le comportement mécanique des polymères amorphes de l'état quasi-fluide à l'état solide.L'étude a été réalisée sur des PMMA de masses molaires et de degré de réticulations différentes.D’abord, le comportement mécanique dans le domaine viscoélastique linéaire est étudié à l'aide de tests DMTA et rhéologiques. Il ressort de l’étude que l'augmentation de la masse molaire et du degré de réticulation augmentait les modules de stockage et de perte en tant que la transition α. En parallèle, l'utilisation du principe de superposition temps-température a permis de déterminer «des vitesses de déformation équivalentes à la température de référence».Ensuite, le comportement mécanique à grande déformation est étudié par essais cycliques en traction uni-axial et de cisaillement à haute température et couplés à la DIC. De plus, les effets de la vitesse de déformation et de la température ont été couplés grâce à "vitesse de déformation équivalent à la température de référence" extrait des observations dans le domaine linéaire. Les résultats ont montré que cibler la même vitesse de déformation équivalente conduira aux mêmes courbes contrainte-déformation, c'est-à-dire la même réponse mécanique. Ceci permet de réduire le nombre de tests expérimentaux nécessaires pour caractériser le comportement mécanique des polymères amorphes.Enfin, un modèle basée dans un cadre thermodynamique a été utilisée pour reproduire la réponse mécanique des PMMAs à grande déformation. Le modèle présentait un bon accord avec les données expérimentales, étant capable de reproduire des comportements visco-élasto-plastiques, viscoélastiques, hyperélastiques et visco-hyperelastiques pour la traction cyclique
The present PhD thesis proposes a simplified and accurate strategy for characterising and modelling the mechanical behaviour of amorphous polymers from the quasi-fluid state up to the solid state.The study was carried out on PMMAs with different molar masses and crosslinking degree.First, we addressed the mechanical behaviour in the linear viscoelastic domain using DMTA and rheological tests. Results showed that increasing the molar mas and crosslinking degree increased the elastic and loss moduli as the α-transition. In parallel, using the time-temperature superposition principle allowed determining “equivalent strain rates at reference temperature”.Then, we performed uniaxial tensile and shear uploading-unloading tests at high temperature and coupled with DIC, to characterise the mechanical behaviour at large strain. Additionally, strain rate and temperature effects were coupled by means of the “equivalent strain rate at reference temperature” extracted from observations in the linear domain. Results showed that targeting the same equivalent strain rate lead to the same stress-strain curves, i.e. same mechanical response. This allows reducing the number of experimental tests needed to characterise the mechanical behaviour of amorphous polymers.Finally, a constitutive modelling based in a thermodynamics framework, was used to reproduce the mechanical response of the PMMAs at large deformation. The model presented a good agreement with the experimental data, being able to reproduce viscoelastoplastic, viscoelastic, hyperelastic and viscohyperelastic behaviours for cyclic loading tensile

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Chen, Cheng. "Contribution à la prise en compte des effets de l’environnement sur la tolérance aux dommages d'impact de stratifiés composites." Thesis, Toulouse, ISAE, 2015. http://www.theses.fr/2015ESAE0004/document.

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Abstract:

L'utilisation extensive des matériaux composites dans l'industrie aéronautique nécessite une compréhension étendue de leur comportement mécanique et mécanismes d'endommagement. La prise en compte des effets environnementaux, température et vieillissement humide, dans la prévision du comportement à l'impact, des endommagements et des mécanismes associés reste un sujet encore peu traité actuellement. Dans ce travail différentes conditions de vieillissement humide (dénommées ci-après état neuf, 65% VH, et 90%VH) ont été appliquées au matériau de l'étude. La caractérisation des propriétés du pli et de l'interface ont été effectuée à température ambiante et 80°e. Une attention particulière a été portée à l'identification des propriétés en cisaillement plan. Un modèle d'endommagement progressif basé sur la mécanique de l'endommagement dans les milieux continus est proposé afin de décrire au mieux le comportement du pli élémentaire en prenant en compte les comportements fortement non-linéaires identifiés pour le cisaillement plan de ce matériau. Ce modèle matériau de comportement du pli est combiné avec des lois cohésives d'interface inter-laminaire utilisés dans des simulations numériques d'impact à faible vitesse afin de prédire la réponse mécanique à l'impact et les dommages. Le modèle de matériau a été implémenté dans le code de calcul explicite LS-Dyna. Des essais d'impact à différentes énergies ont été effectués afin de valider par comparaison essais-calcul l'approche utilisée. Une bonne adéquation est observée entre les résultats numériques et expérimentaux du matériau non-vieilli et testé à température ambiante pour ce qui concerne l'historique de la réponse globale et les dommages internes (rupture de fibre, fissures de matrice et délaminages)
The extensive application of composite laminates in aeronautical industries demands a thorough understanding of their mechanical behaviours and damage. The prediction of impact behaviour, impact damage and the associated mechanisms under complex environmental effects remain still an open issue. The effects of various humid ageing conditions (No ageing, 65% relative humidity and 90% relative humidity ageing) and environ mental temperatures (room temperature and 80°C) on the intra-Iaminar and inter-Iaminar properties are characterized. A particular emphasis is laid on the study of different non linear behaviours of in plane shear. A progressive damage model based on continuum damage mechanics is proposed to describe intra laminar mechanical behaviour by taking into account the identified in-plane shear nonlinear phenomenon. This model is then applied in numerical simulation on low velocity impact combined with cohesive law in interface to predict the impact response and associated damage (ie. Fibre failure, matrix cracks and delaminations). The damage model is implemented in LS Dyna as user defined material laws.lmpact tests on laminate coupons with different stratifications are performed to validate the numerical simulation. Good agreement is achieved especially for nonaged material under room temperature between numerical and experimental results in terms of contact force history, platedeflection and impact duration. By means of non-destructive inspection, the impact damage is coherent with predicted results concerning fiber damage location, matrix cracks especially the through thickness delamination

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Portebois, Léo. "Développement de matériaux réfractaires pour applications turbines aéronautiques : étude des effets microstructuraux sur le comportement en oxydation des alliages composites Nbss-Nb5Si3 et optimisation des solutions de protection associées." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0153/document.

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Afin d’accroitre le rendement des turbomachines les motoristes aéronautiques visent à développer de nouveaux matériaux réfractaires permettant d’augmenter les températures de service des parties les plus chaudes. Les travaux présentés dans ce mémoire s’inscrivent dans ce contexte et ont pour cadre le projet européen FP7-HYSOP dans lequel les alliages Nbss-Nb5Si3 sont à l’étude. Alors que d’un point de vue mécanique leurs propriétés sont compatibles avec leur industrialisation, leur résistance à l’oxydation dès les températures intermédiaires (800°C) constitue l’obstacle majeur à leur application. Deux voies sont suivies dans ce travail pour améliorer ce comportement. La première vise à évaluer l’effet d’un affinement de microstructure en synthétisant l’alliage Nbss-Nb5Si3 soit par la voie fusion, soit par métallurgie des poudres. Il a été montré que les microstructures les plus fines permettent de diminuer les cinétiques d’oxydations à 1100°C, et de s’affranchir des phénomènes d’oxydation catastrophique dont souffrent les alliages à microstructure grossière à 815°C. Des modèles diffusionnels gouvernant l’oxydation de ces matériaux ont pu être proposés. La seconde partie se focalise sur le développement de revêtements à base de siliciures, par la technique de cémentation activée en caisse, dont le caractère protecteur est assuré principalement par la formation d’une couche de silice (SiO2). Une série de tests d’oxydation/corrosion, représentative des conditions extrêmes régnant en sortie de chambre de combustion (isotherme ou cyclique, sous air, air + H2O, mélange silicaté CMAS), a permis d’évaluer et de hiérarchiser les performances des différents systèmes revêtus
Progress in the field of gas-Turbine engines for aircrafts is controlled by the availability of new structural materials able to withstand higher temperatures than nickel based superalloys. The present PhD work was conducted in this context, within the framework of the European FP7-HYSOP project, in which Nbss-Nb5Si3 alloys are studied. From a mechanical point of view, the physicochemical properties (room temperature fracture toughness and creep rate) are compatible with the targeted temperature (1300°C). However, starting from the intermediate temperatures (800°C), the oxidation resistance of those alloys is the major obstacle to their use. In this work, two ways are investigated to improve this behavior: The first one aims at studying the effect of a refinement of microstructure synthesizing the Nbss-Nb5Si3 alloy both by fusion method and powder metallurgy route. It was shown that refining the microstructure led to decrease the oxidation kinetics at 1100°C and suppressed the catastrophic breakaway oxidation (pesting) typical of the Nb-Si alloys with coarse microstructure at 815°C. Furthermore, diffusion models were proposed to describe oxidation kinetics both at 815°C and 1100°C. The second part of this study is devoted to the development of silica forming protective coatings. Diffusion silicide coatings were manufactured by the halide activated pack-Cementation method. The various conditions of oxidation/corrosion tests (isothermal or cyclic, in air, air containing water vapor, CMAS silicate melt) allowed assessing and ranking the performance of coated systems

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Silbermann, Gwennaëlle. "Effets de la température et de l'irradiation sur le comportement du 14C et de son précurseur 14N dans le graphite nucléaire. Etude de la décontamination thermique du graphite en présence de vapeur d'eau." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00954466.

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Le démantèlement des réacteurs Uranium Naturel Graphite Gaz génèrera en France environ 23 000 tonnes de déchets radioactifs graphités. La gestion appropriée de ces déchets nécessite de déterminer leur inventaire radiologique et de disposer de données fiables sur la localisation et la spéciation des radionucléides (RN). Le 14C a été identifié comme RN d'intérêt pour le stockage en raison de son inventaire initial important et du risque de présence d'une fraction organique mobile dans l'environnement, lors de la phase de stockage. A ce titre, l'objectif de cette thèse CIFRE, réalisée en partenariat avec EDF, est de mettre en œuvre des études expérimentales permettant de simuler et d'évaluer l'impact de la température, de l'irradiation et de la corrosion radiolytique du graphite sur le comportement migratoire en réacteur du 14C et de son précurseur azote. Les données ainsi acquises sont intégrées dans la deuxième partie de ce travail consacrée à l'étude d'un procédé de décontamination thermique du graphite en présence de vapeur d'eau. La démarche expérimentale consiste à simuler respectivement la présence de 14C et de 14N par implantation ionique de 13C et d'azote (14N ou 15N) dans un graphite de rondin SLA2 vierge. Cette étude montre que dans la gamme de températures du graphite en réacteur (100 - 500°C) et en absence de corrosion radiolytique, le 13C est stable thermiquement quel que soit l'état de structure du graphite. En revanche, les expériences d'irradiation du graphite chauffé à 500°C au contact d'un gaz représentatif du caloporteur radiolysé montrent le rôle synergique joué par les espèces oxydantes et l'endommagement du graphite favorisant la mobilité du 13C par gazéification des surfaces et/ou oxydation sélective du 13C plus faiblement lié. En ce qui concerne l'azote constitutif, il a tout d'abord été démontré que sa concentration en surface atteint plusieurs centaines de ppm (< 500 ppm at.) et décroît en profondeur jusqu'à environ 160 ppm at.. Contrairement au 13C implanté, l'azote implanté migre à 500°C lorsque le graphite est fortement déstructuré (environ 8 dpa) alors qu'il reste stable pour un taux de déstructuration moindre (0,14 dpa). Les expériences montrent également le rôle synergique des excitations électroniques et de la température qui accélèrent le transport de l'azote vers la surface du graphite. Cette migration de l'azote semble se faire sous forme moléculaire d'espèces C-N, C=N voire C N. Après huit heures d'irradiation ces espèces ne sont toutefois pas ou peu relâchées et restent bloquées à la surface. L'étude du procédé de décontamination thermique en présence de vapeur d'eau a nécessité la mise en place d'un dispositif de thermogravimétrie couplé à un générateur de vapeur d'eau ainsi que l'optimisation des paramètres de l'étude. Les influences de la température (700°C et 900°C) et de l'humidité relative (50 % HR et 90 % HR) ont été testées à un débit de gaz humide fixe de 50 mL/min. Dans ces conditions, l'oxydation sélective du carbone implanté a été confirmée.

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Poncet, Mélissa. "Effet de l'incorporation de systèmes hybrides sur les propriétés mécaniques de matériaux composites à matrice époxyvinylester et polyester insaturé." Thesis, Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0025/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'élaboration d'un matériau composite à matrice thermodurcissable incorporant des renforts nanométriques et/ou une phase élastomère, permettant d'améliorersa rigidité, son amortissement et sa résilience. Pour cela, nous avons réalisé des formulations baséessur des matrices époxyvinylester, renforcées ou non par une phase élastomère et chargées de montmorillonite ou de sépiolite. Nous avons étudié leurs propriétés visco-élastiques par analyse modaleexpérimentale et leurs propriétés à l'impact par des essais d'impact par chute de masse. Nous avonsdéterminé la microstructure des composites fabriqués en nous appuyant sur la diffraction des rayonsX et des observations en microscopie électronique. Des modèles d'homogénéisation, fondés sur lemodèle de H ALPIN -T SAI et adaptés aux matériaux composites étudiés, ont été développés afin dedisposer d'un outil permettant de relier explicitement la rigidité des composites à leur morphologie.Une analyse paramétrique approfondie a permis de déterminer les caractères morphologiques lesplus influents et d'évaluer la performance des procédés de mise en œuvre au regard des renforcements mécaniques obtenus. Expérimentalement, l'incorporation de montmorillonite ou de sépiolite a conduit à une augmentation significative du module élastique et la présence d'une phase élastomère dans la résine a permis de doubler l'amortissement et d'augmenter la résilience. Finalement, les formulations les plus performantes ont été retenues pour la fabrication de composites renforcés de fibres de verre. L'amélioration des propriétés mécaniques se retrouve, dans une moindre mesure, dans lesprototypes réalisés. La pertinence de l'utilisation de ces matériaux à l'échelle industrielle a été évaluée
This thesis focuses on the development of a thermosetting matrix composite incorporating nanoscale reinforcements and/or an elatomeric phase to improve its stiffness, damping and resilience.To do so, we made formulations based on epoxy vinyl ester matrices, filled or not by an elastomeric phase, and reinforced with montmorillonite or sepiolite. Their viscoelastic properties were studied usingexperimental modal analysis and their impact properties were investigated using drop weight impacttesting. The microstructure of these composites was examined using X-ray diffraction and electronmicroscopy observations.Homogenization models based on H ALPIN -T SAI model and adapted to the studied composites were developed to provide a tool able to explicitly link the stiffness of the material to its morphology.A detailed parametric analysis allowed to determine the most influential morphological characteristics and to assess the efficiency of the process regarding the mechanical stiffening obtained.Experimentally, the incorporation of montmorillonite or sepiolite led to a significant increase in the elastic modulus and, with the presence of an elastomeric phase in the resin, the damping was doubled and the resilience was increased.Finally, the most efficient formulations were used to manufacture glass fibers reinforced composites.The improvement in mechanical properties was found, to a lesser extent, for the manufactured prototypes.The relevance of the use of these materials on an industrial scale was evaluated

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Sasaki, Layla. "Influence du vieillissement sur la résistance à la fissuration par fatigue à haute température d'alliages de titane pour mâts-réacteurs." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2018. http://www.theses.fr/2018ESMA0006/document.

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Abstract:

La conception de moteurs aéronautiques plus performants soumet les alliages de titane constitutifs des mâts-réacteurs à des contraintes thermiques et mécaniques plus sévères. Ces matériaux doivent d’une part être qualifiés en termes de tolérance aux dommages. D’autre part, l’exposition prolongée de ces alliages de titane à des températures élevées en service pose la question de leur vieillissement métallurgique. Le dimensionnement et la maintenance de telles aérostructures doit ainsi prendre en compte l’ensemble de ces deux problématiques cruciales.Dans ces travaux, le comportement cyclique ainsi que la résistance à la fissuration par fatigue d’alliages de titane de différentes nuances (TA6V, Ti 6242 et Ti 17) et de différentes microstructures, ont été étudiés en fonction du degré de vieillissement. L’effet du vieillissement se traduit essentiellement par une augmentation des vitesses de propagation à forte valeur du facteur d’intensité de contrainte, à température ambiante. Dans un second temps, une démarche de caractérisation poussée de ce phénomène mettant en œuvre des sollicitations variées, à différentes échelles et associées à des analyses fractographiques a été appliquée. Ceci a permis de proposer un scénario d’endommagement avant et après vieillissement pour l’alliage le plus affecté par l’exposition en température, le Ti 17. Ce scénario montre après vieillissement l’apparition d’un mode d’endommagement « statique » en lien avec un processus de rupture puis décohésion intralamellaire, sans modification notable du comportement cyclique. Enfin, une approche d’équivalence temps-température est proposée pour décrire la cinétique de dégradation des propriétés mécaniques consécutive au vieillissement
The conception of more efficient aircraft engines induces increased stress and temperature levels on the titanium alloys constitutive of the engine pylon. On the one hand, these materials have to be qualified in terms of damage tolerance. On the other hand, the long term high temperature exposure of these titanium alloys gives also rise to the question of thermal aging and metallurgical stability. Hence, the dimensioning as well as the maintenance of such aerostructures need to be considered in the light of both these critical issues.In the present work, the cyclic behavior as well as the fatigue crack resistance of different titanium alloys (TA6V, Ti 6242 et Ti 17), with various microstructures were studied after different aging conditions. Aging induces mainly an increase in crack growth rates at high values of the stress intensity factor, at room temperature. Subsequently, a thorough characterization procedure of this phenomenon was undertaken,including various types of loadings, at different scales and associated with fractographic analyses. The results allowed to suggest a damage scenario before and after aging, in the case of the alloy most affected by aging: theTi 17 alloy. This scenario shows the occurrence of a « static » mode of failure, which is linked to a damage process associated with intralamellar fracture and decohesion, without noticeable changes in the cyclic behavior. Finally, a time-temperature equivalency approach was developed to describe the kinetics of degradation of the mechanical properties induced by aging

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Brossard, Maxime. "Influence de l'eau (vapeur, liquide) et du régime d'oxydation sur la dégradation de revêtements alumino-formeurs sur superalliage à base nickel." Thesis, La Rochelle, 2014. http://www.theses.fr/2014LAROS018/document.

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Abstract:

En service, les matériaux constituant les aubes de turbine aéronautique (superalliages à base nickel) sont soumis à des environnements agressifs susceptibles d’altérer leurs propriétés structurales. Les atmosphères oxydantes impliquées sont en général complexes (O2, H2O, CO2, SO2, NOx…), la quantité d’eau présente pouvant en particulier varier selon le régime moteur et les conditions environnantes (nuages, précipitations, humidité de l’air). Pour apporter une protection contre l’oxydation à haute température, on met en œuvre des revêtements alumino-formeurs sur lesquels une barrière thermique peut, de plus, être déposée. Le présent travail se proposait donc d’étudier l’influence de l’eau, sous forme vapeur et/ou liquide, sur le comportement de revêtements alumino-formeurs de référence, ou développés au LaSIE (barbotine d’aluminium, électrodéposition de CeO2), selon différents régimes d’oxydation (isotherme et cyclique). Afin de se rapprocher des conditions en service, une démarche scientifique originale a été proposée avec la mise en œuvre de conditions de vieillissement et post-vieillissement variées, à haute température, lors des phases de refroidissement, ou encore à température ambiante. Les expériences menées ont montré qu’une introduction de vapeur d’eau n’a que peu d’effet en régime isotherme à 1100°C, notamment lorsqu’une couche d’alumine alpha s’est développée en surface. L’ajout d’eau à froid (humidité relative,gouttes d’eau) accroît l’écaillage des couches d’oxydes, au-delà d’un temps d’oxydation critique, alors que l’apport d’eau lors de la phase de refroidissement des cycles thermiques conduit à une dégradation catastrophique des aluminures de nickel par un mécanisme combinant fatigue thermique et piqûration
Upon service, aero-turbine blades (nickel-based superalloys) are submitted to high temperature degradation that may alter their structural properties. The oxidizing atmospheres are particularly complex (O2, H2O, CO2, SO2, NOx…) with variable water vapour contents as function of the engine regime and the atmospheric conditions (clouds, rain, relative humidity of air). These substrate materials are protected by alumina-forming coatings to improve their oxidation resistance, while additional thermal barrier coatings insulate the hottest parts. This PhD project aims at studying the effect of water (vapour, liquid) on the degradation of conventional and new coatings (Al slurry, electrodeposited CeO2) developed at the LaSIE laboratory under different oxidation regimes (isothermal and cyclic). An approximation to service conditions was proposed through an original methodology in which several oxidation and post-ageing conditions for different oxidation ranges (hot, upon cooling, at room temperature) were performed. The experiments showed little effect of water vapour mixed with air at 1100°C in isothermal conditions, in particular when the alumina scale grew over the surface. In contrast, water-containing environments at room temperature (relative humidity, water drops) increased the spallation of the oxide scales above a critical threshold time. Cyclic oxidation with water cooling provoked in turn, a catastrophic failure of the aluminide coatings by a mechanism involving thermal fatigue and pitting corrosion

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Ruggi, David. "Mise en œuvre de poudres de polyamides : Influence des conditions de transformation sur la microstructure et les propriétés. Application à la fabrication additive par fusion laser." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI057.

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Abstract:

La fusion laser est un procédé de fabrication additive transformant une poudre de polymère, déposée couche par couche, par fusion grâce à un faisceau laser balayant des zones précises de chaque couche. Les étapes de transformation d’un polymère semi-cristallin par fusion laser sont : l’écoulement de la poudre à haute température, la fusion-coalescence des particules, la résorption des porosités et la solidification par cristallisation lors du refroidissement. Les paramètres prépondérants sont la puissance du laser et le champ de température dans le bac de fabrication. Le matériau subit des températures élevées et des variations thermiques dont les cinétiques sont encore mal connues. La cohésion des couches successives et la microstructure de l’objet fabriqué (porosité, cristallinité) dépendent de ces conditions thermiques complexes. Les relations entre microstructure, propriétés finales et histoire thermique du matériau ne sont pas complètement élucidées. Dans ce travail, deux poudres de polyamides (PA 6 et PA 12) sont étudiées. Tout d’abord, les processus physiques décrits plus haut sont analysés dans des conditions de laboratoire avec une histoire thermique contrôlée. Cela permet de mieux comprendre et de modéliser le rôle des propriétés intrinsèques du polymère dans les phénomènes physicochimiques de sa transformation aux différentes échelles. Cette étude donne accès aux échelles de temps de ces mécanismes, en fonction de la température, et aux microstructures qui en découlent. Ensuite, des pièces sont produites par deux méthodes de fusion de poudre, l’une en laboratoire sur plaque chauffante, l’autre en machine industrielle de fusion laser. La connaissance des temps caractéristiques de la coalescence, de l’évolution des porosités et de la cristallisation permet d’expliquer la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces en relation avec leur méthode de production et l’histoire thermique associée. Cette analyse apporte un nouvel éclairage sur le développement des microstructures de polyamides transformés par fusion laser et les propriétés qui en découlent
Selective Laser Sintering, also called Powder Bed Fusion, is an additive manufacturing process that transforms a polymer powder layer-by-layer by melting with a laser beam scanning specific areas of each layer. The stages of transformation of a semi-crystalline polymer by laser fusion are: the flow of the powder at high temperature, the melting-coalescence of the particles, the resorption of the porosities and the solidification by crystallization during cooling. The most important parameters are the power of the laser and the temperature field in the manufacturing tank. The material undergoes high temperatures and thermal variations whose kinetics are still poorly known. The cohesion of the successive layers and the microstructure of the manufactured object (porosity, crystallinity) depend on these complex thermal conditions. The relationships between microstructure, final properties and thermal history of the material are not fully understood. In this work, two powders of polyamides (PA 6 and PA 12) are studied. First, the physical processes described above are analyzed under laboratory conditions with a controlled thermal history. This makes it possible to better understand and to model the role of the intrinsic properties of the polymer in the physicochemical phenomena involved in its transformation at different scales. This study gives access to the time scales of these mechanisms, as a function of temperature, and to the resulting microstructures. Then, parts are produced by two methods of powder melting, one in the laboratory on a hot plate, the other in an industrial SLS machine. Knowledge of the characteristic times of coalescence, evolution of porosities and crystallization enables to explain the microstructure and the mechanical properties of the objects in relation to their production method and the associated thermal history. This analysis sheds new light on the development of microstructures of polyamides transformed by laser fusion and the resulting properties

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Pibaleau, Baptiste. "Elaboration et caractérisation d'électrodes VACNT/MnO2 pour application aux supercondensateurs hybrides." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4034/document.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse ont porté sur l'élaboration, l'optimisation et l'étude d'électrodes composites de nanotubes de carbone verticalement alignés (VACNT) sur un collecteur d'aluminium et modifiés par l'oxyde de manganèse (MnO₂). Les VACNT synthétisés par voir CVD à basse température (580°C:) directement sur le collecteur ont permis d'obtenir des tapis de NTC parfaitement alignés d'une épaisseur allant de 20 à 80 µm et possédant des densités de 10¹¹ NTC.cm² et dont le taux de catalyseur (Fe) est inférieur à 1%. Leur modification par du MnO2 permet d’accroître leur capacité de stockage électrochimique. Afin de réaliser un enrobage optimal des VACNT par le MnO₂, différents précurseurs de l'oxyde ainsi que diverses méthodes(dépôts électrochimiques, chimiques, CVD) ont été utilisées et optimisées. Les composites élaborés ont ensuite été étudiées en tant que matériau d'électrode pour la réalisation de supercondensateurs asymétriques eu milieux aqueux
This thesis was focused on the development, optimization and study of composite electrodes of vertically aligned carbon nanotubes (VACNT) on an aluminum collector and modified with manganese oxide (MnO₂).VACNT were synthesized by a CVD process at low temperature (580° C) directly on the collector. Perfectly aligned CNT forest with a thickness of 20 to 80 μm were obtained with high densities of 10¹¹ NTC.cm² and whose catalyst (Fe) content is less than 1%. Their modification with MnO₂ increase their electrochemical storage capacity. In order to achiew optimal coating of VACNT by MnO₂, different precursors of the oxide and various methods ( electrochemical, chemical, CVD) were used and optimized. Composites were studied as electrode material for the realization of asymmetric supercapacitors in aqueous media. In addition, structurals, morphologicals and electrochemicals analyzes carried out on the different materials allowed a better understanding of the role of the elaboration's conditions on the properties of the VACNT/MnO₂ composites obtained

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Dissertations / Theses on the topic 'Matériaux mésoporeux – Effets de la température sur'

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