Dissertations / Theses: 'Mécanismes de déformation'

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Bouziri-Adrouche, Soumia. "Etudes des mécanismes de déformation des argiles surconsolidées." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2007. http://www.theses.fr/2007ECAP1059.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une recherche expérimentale et vise à contribuer à la compréhension des mécanismes opérant à l'échelle microscopique lors d'un chargement mécanique. Pour caractériser le comportement microscopique et identifier les principaux mécanismes qui le gouvernent à cette échelle, il était nécessaire d'aborder le problème en premier lieu avec une approche globale. L'étude mécanique comporte des essais triaxiaux dans deux gammes de contraintes de consolidation. Les principaux points examinés étaient d'une part l'évolution des déformations volumiques en fonction du chemin de chargement et d'autre part, l'influence de la contrainte de consolidation sur le comportement mécanique en conditions normalement consolidée et en fortement surconsolidée. Il ressort de cette étude entre autres que l'augmentation du degré de surconsolidation (OCR) dans le domaine des fortes contraintes de consolidation semble faire passer le comportement mécanique d'un comportement élasto-plastique avec état de plasticité parfaite à un comportement de type ductile. Les observations microscopiques sur les éprouvettes issues des essais triaxiaux ont permis d'apporter des explications microstructurales et de comprendre plus finement comment s'organisait la matrice argileuse. Le traitement d'image effectué sur ces photos, quant à lui, a permis d'apporter des interprétations semi-quantitatives sur l'évolution de l'anisotropie et sur l'orientation des bandes de localisation. Enfin la porosimétrie par injection de mercure, nous a permis de caractériser en continu le développement du réseau poreux. Ce dernier présente deux familles de pores, la première correspondant à la porosité intra-agrégats développée par l'assemblage des particules de kaolinite, et la deuxième, à la porosité inter-agrégats. C'est cette dernière qui semble être affectée par le chargement triaxial.

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Chicois, Jean. "Etude des mécanismes microscopiques de la déformation cyclique." Lyon, INSA, 1987. http://www.theses.fr/1987ISAL0008.

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Abstract:

[Le comportement microstructure de l'aluminium 5N soumis à une déformation cyclique (fatigue) a été étudié et modélise en termes d'interactions dislocations défauts cristallins. La majorité des études effectuées à ce jour ont porté sur le cuivre et comportent trois aspects: évolution des paramètres mécaniques, étude de la microstructure au MET sur états fatigués et modélisation. Nous proposons une nouvelle approche qui repose plus particulièrement sur l’étude du comportement dynamique des dislocations au cours de la fatigue elle mème. L'aluminium a été choisi car il se prête particulièrement bien à cette approche. Une machine de fatigue originale, à cinématique purement élastique, permettant un contrôle rigoureux des conditions de sollicitation a été construite. Elle couvre la gamme de déformation (10(exp-6) -10(exp-2)) nécessaire à l’étude des interactions dislocations défauts cristallins, entre -200"C et +200"C. De plus une chaîne de mesure d'atténuation ultrasonore lui est associée afin d'obtenir des données sur la mobilité des dislocations. L’informatisation de l'ensemble permet une exploitation optimum des mesures tant mécaniques qu'ultrasonores. Les résultats expérimentaux ont porté sur l'aluminium sous deux états recuit et pré-fatigué à saturation. Ils mettent en évidence deux domaines aux faibles amplitudes de déformations < (3x10(exp-5)), l’interaction dislocations atomes en solutions solides contrôle la déformation aux amplitudes plus élevées l’interaction dislocations-dislocations devient devient prépondérante. Cette interaction présente une forte caractéristique athermique et sous certaine conditions de chargement un comportement dissymétrique. Une modélisation reposant sur les concepts de matériaux composites (phase dure → les parois des cellules et phase molle → l’intérieur des cellules) et faisant intervenir la notion de contrainte de compatibilité est proposé pour rendre compte de l’évolution de la contrainte et du comportement dynamique des dislocations. La corrélation des résultats expérimentaux (mécaniques, ultrasonores et émission acoustique) avec ceux du modèle confirme la validité des hypothèses proposées. Cette approche s'inscrit dans une étude plus vaste sur l'endommagement et a permis d'enrichir nos connaissances sur les mécanismes microsrtucturaux de la déformation cyclique. ]

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Lehmann, Jérémie. "Mécanismes de déformation dans les systèmes d’accrétion Paléozoïque." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/LEHMANN_Jeremie_2009.pdf.

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Abstract:

Arguments lithostratigraphiques, géochronologiques et structuraux amenant à un nouveau modèle d’évolution géodynamique de la Chaîne Plissée d’Asie Centrale en Mongolie du SO. Ce modèle implique une subduction vers l’Ouest de l’Océan Mongol-Okhotsk sous le ruban continental Tuva-Mongol-Dzabkhan et la formation d’arcs magmatiques. Un raccourcissement N-S permo-jurassique provoque la rotation antihoraire et un plissement du ruban continental combinés avec des décrochements transpressifs réactivants des failles transformantes de l’océan Paléo-Asiatique. La zone d’étude est fortement déformée pendant cette phase de convergence dans un style contrôlé par la rhéologie de la croûte et par l’apport thermomagmatique hétérogène Permien. Enregistrements structuraux et ASM de granitoïdes mis en place lors de la croissance d’un dôme gneissique continental (dôme d’Orlica-Snieznik, Sudètes). À l’est du dôme, l’intrusif est fortement couplé mécaniquement avec les roches du toit et faiblement avec le buttoir du mur. Les structures tectoniques et ASM montrent que le magma est injecté parallèlement à l’anisotropie horizontale du buttoir produisant son collapse et la formation d’une zone de cisaillement transpressive majeure le long de laquelle la majorité du magma intrude. Au sud, le magma intrude la suprastructure du dôme selon une fabrique verticale et provoque la formation d’une zone de cisaillement normale. Les variations d’ASM et de fabriques des quartz sont attribuées à la superposition d’un cisaillement normal sur une fabrique magmatique subverticale. Nous discutons les variations du régime de contraintes liées à la mise en place des magmas et en rapport avec la croissance du dôme
Lithostratigraphic, geochronological and structural constraints leading to a revised model of the geodynamic evolution of the CAOB in SW Mongolia. This model implies a westward drift of the Tuva-Mongol-Dzabkhan ribbon continent during the Silurian-Devonian, associated with a westward-subduction of the Mongol-Okhotsk Ocean and a sequentional growth of magmatic arcs. Permian-Jurassic N-S convergence leads to the anticlockwise rotation and folding of the continental ribbon, combined with strike-slip (transpressional) reactivation of ancient transform boundaries of the Paleoasian Ocean. The studied area was intensely deformed during this convergence in a style controlled by the crustal rheology and a heterogeneous Permian magmatic-thermal input. Structural and AMS records of granitoids emplaced during growth of a continental gneiss dome (Orlica-Snieznik dome, Sudetes). East of the dome, magmas show a strong mechanical coupling with the hangingwall and are structurally decoupled with respect to the buttress of the footwall. Structural geology and AMS show that the magma was firstly injected parallel to the horizontal anisotropy of the buttress leading to the collapse of rock structures and development of a major transpressional shear zone along which the major magma emplaced. In contrast, the southern margin of the dome reveals that magmas intruded a vertical fabric in dome suprastructure and develop here a normal shear zone. The variations of AMS and quartz fabrics are attributed to the overprint of an original steep magmatic fabric by a continuous normal shearing. We discuss the variations in stress regimes related to the sill emplacement and to the growth of the gneiss dome

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Legros, Marc. "Etude par déformation "in situ" des mécanismes de déformation de Ti3Al et Ti-24Al-9Nb." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30169.

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Abstract:

L'objet de cette these est d'etudier les modes de deformation des alliages intermetalliques ti#3a1 et ti-24a1-9nb au niveau microscopique. Une etude bibliographique des proprietes plastiques connues de ces composes ainsi que des rappels cristallographiques propres a la structure do#1#9 de ti#3a1 constituent le premier chapitre. La technique de deformation in-situ dans un microscope electronique a transmission que nous avons employee est ensuite decrite. Les resultats obtenus sur le glissement des dislocations a dans les plans prismatiques et basal de ti#3a1 sont regroupes dans le chapitre iii. Ceux concernant le glissement pyramidal des dislocations a composante c font l'objet du quatrieme chapitre. Afin de degager les mecanismes elementaires qui controlent ces modes de deformation, nos resultats sont a chaque fois confrontes a ceux obtenus par d'autres techniques: essais de deformation macroscopiques, observations post-mortem, simulations de structure de cur des dislocations. Nous montrons que pour les trois systemes de glissement observes, le comportement dynamique des dislocations depend essentiellement de leur structure de cur. Le dernier chapitre expose l'etude preliminaire engagee sur l'alliage biphase ti-24a1-9nb. La deformation de chacune des deux phases ainsi que la transmission des dislocations de la phase ti#2a1nb a la phase ti#3a1 sont examinees

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Gapais, Denis. "Les Orthogneiss : Structures, mécanismes de déformation et analyse cinématique." Phd thesis, Université Rennes 1, 1987. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00648605.

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Abstract:

Ce mémoire comprend trois parties qui illustrent, à travers des exemples naturels, les principaux aspects mécaniques et cinématiques de la déformation des roches granitiques. Les deux premières parties traitent des mécanismes de déformation. L'une est consacrée aux granites syntectoniques, l'autre aux granites prétectoniques (socles anciens). Les principaux contrastes structuraux et microstructuraux existant entre ces deux types de contexte sont illustrés et interprétés en termes d'histoires thermiques différentes, rétrogrades ou progrades. Ceci conduit à préciser les relations entre la nature des mécanismes de déformation, le degré d'homogénéité du champ de déformation (échelle des instabilités mécaniques), et les conditions métamorphiques syntectoniques. La troisième partie est consacrée à l'analyse cinématique. Dans les roches granitiques, l'hétérogénéité de la déformation résulte de sa localisation dans des zones de glissement de toute échelle, de celle du grain (glissements intracristallins) à celle du massif (bandes et zones de cisaillement). On propose un modèle cinématique d'interprétation des champs de déformation hétérogène en termes de combinaisons de systèmes de glissement, en étendant cette notion à des structures variées (plans réticulaires, litages, failles, bandes et zones de cisaillement ductile). Selon ce modèle, la distribution des systèmes de glissement à une échelle donnée reflète la nature (aplatissement, déformation plane, constriction) et le degré de non coaxialité de la déformation globale à cette échelle. Il rend compte de l'essentiel des caractères des orientations préférentielles de réseau, telles que celles du quartz, èt des champs de failles ductiles tels que ceux affectant les roches granitiques. Appliqué à ces roches, il souligne leur intérêt en tant que marqueurs de la déformation crustale.

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Chapuis, Adrien. "Étude des mécanismes contrôlant la déformation du magnésium à chaud." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00611616.

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Abstract:

Le magnésium et ses alliages sont de plus en plus utilisés dans les transports pour leur faible densité (1,7), et on cherche à les utiliser sous la forme corroyée. De structure hexagonale compact, le magnésium est très anisotrope et faiblement ductile à froid. La déformation est contrôlée par l'activation de systèmes de glissement et de maclage, seuls le glissement basal et le maclage de traction sont actifs à froid, alors qu'à chaud sont activés les glissements prismatique et pyramidal , et le maclage de compression. Nous avons élaboré des monocristaux de magnésium pur de différentes orientations pour mesurer les contraintes de cission résolues critique (CRSS) des différents systèmes par des essais de compression plane à des températures allant de l'ambiante à 450°C. En parallèle nous avons développé un code de plasticité cristalline pour modéliser la déformation de cristaux contraints, ce programme est basée sur la loi de Schmid et le principe du travail maximum, ce qui permet de prédire les systèmes de déformation activés et la contrainte nécessaire, en fonction des CRSS. Nous avons aussi testé le modèle pour prédire le comportement de l'alliage polycristallin AZ31.

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Sassi, Khalida. "Contribution à l'étude des mécanismes de déformation des pentes instables." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0079.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude des déplacements des pentes instables et de leur renforcement par clouage. Le mémoire comporte deux parties :- La première partie présente une analyse des mesures inclinométriques réalisées sur quinze glissements de terrain. Une description synthétique de chaque site est présentée. Les mesures inclinométriques répertoriées, sont classées selon des formes -types de profils de déplacements et quelques schémas types d'évolution de ces formes sont ensuite proposés. Une étude de l'influence de ces formes sur les efforts calculés dans un pieu a été par ailleurs amorcée et réalisée au moyen du progra1une de calcul PILATE-LCPC. - La deuxième partie présente diverses analyses numériques des mouvements qui se développent à la rupture dans les pentes instables et dans les pentes renforcées par pieux. L'étude est réalisée en conditions bi-et tridimensionnelles à l'aide du code de calcul par éléments finis CASAR-LCPC (module LIMI, qui applique l'analyse cinématique régularisée). Dans un premier temps, les procédures d'utilisation du module sont précisées. Dans un second temps, le module est appliqué au cas d'une pente clouée par une rangée de pieux. L'étude analyse l'évolution du mécanisme de rupture en fonction de l'espacement entre les pieux. Enfin, une application de la méthode de calcul au remblai A du site expérimental des LPC à Sallèdes est présentée. Différentes modélisations ont été réalisées en conditions bi- et tridimensionnelle, non drainées et drainées. Les résultats des calculs ont été comparés aux mesures du site
This research work is devoted to the study of movements in unstable slopes and in slopes reinforced with piles. The report is divided into two parts: -The first part analyses the inclinometric measurements taken at fifteen landslide sites. A synthetic description of each site is presented. The analysis classifies typical forms of horizontal deformations patterns and describes a number of schemes for the change of these forms. The effect of the form of movements on the behaviour of pile reinforcing a slope was then analyzed, calculations are made with a program based on the modulus of subgrade reaction method: PILATE-LCPC. -The second part of the report presents several numerical analysis of ground displacements at failure in unstable slopes and in slopes reinforced with piles. These calculations were performed using the finite element code CESAR-LCPC: subroutine LIMI, based on a regularized kinematic approach of the limit analysis theory. The program procedures were first tested through several applications to sloped ground configurations. The regularized kinematic method was then applied to the study of a slope reinforced with a row of rigid piles. Three dimensional analyses were performed in order to study the effect of pile spacing on the failure mechanisms. Finally the method was used to analyze Sallèdes experimental embankment "A". Undrained and drained, three and two dimensional analyses were made. Numerical results were compared to field measurements

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Balcaen, Yannick. "Étude des mécanismes de déformation du titane T40 en formage incrémental." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2140/.

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Abstract:

Le Formage Incrémental (FI) est un procédé émergent de mise en forme de tôles. Par opposition aux procédés classiques mettant généralement en jeu des outillages complexes et des équipements onéreux, celui-ci met en œuvre un poinçon de faible taille par rapport aux dimensions de la pièce, dont le pilotage de la trajectoire permet de générer la forme désirée. Le principal frein au développement de cette technologie réside dans la difficulté d'obtention de géométries précises. L'objectif de cette étude est donc d'apporter une meilleure compréhension du procédé, par une double approche expérimentale originale qui vise à mettre en relation la mise en forme de la pièce par FI avec la réponse microstructurale du matériau, ici un titane pur T40. L'approche mécanique et cinématique du procédé est basée, d'une part sur la mesure des champs cinématiques par corrélation d'images numériques à la surface des pièces, et d'autre part sur la mesure des différentes composantes de l'effort de formage tout au long du processus. Les états globaux de déformations rencontrés sur la pièce formée ainsi que les déformations locales induites par le passage du poinçon ont ainsi été mis en évidence. Par ailleurs, les effets de plusieurs paramètres de formage sur la réponse du matériau en termes de développement des déformations et d'efforts de formage ont étés mis en lumière. L'analyse microstructurale des tôles formées a été effectuée à l'aide des techniques de microscopie électronique à balayage (MEB) et en transmission (MET), ainsi que la diffraction de rayons X (DRX). La caractérisation des microstructures par diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) a mis en évidence l'apparition du maclage dans l'accommodation de la déformation générée par le procédé, les systèmes de maclages activés et leur occurrence dépendant de l'orientation de la sollicitation et du niveau de déformation. L'observation des arrangements de dislocations au MET a, quant à elle, permis de révéler une autre signature microstructurale des sollicitations de FI sur le T40
The single point Incremental Forming (SPIF) process is an emerging method of sheet metal forming. Unlike to conventional processes which are usually expensive due to tooling and equipment, SPIF involves a small punch with regard to the dimensions of the part and the forming is achieved by piloting the trajectory of the punch. The main obstacle in the development of this technology lies in the difficulty of obtaining precise geometries. The objective of this work is to bring a better understanding of the process, by an original dual experimental approach that aims to link the forming of the part by FI with the microstructural response of the material, here a pure titanium T40. The mechanical and kinematic approach of the process is based on one hand on the measurement of kinematic fields using digital image correlation on the parts surface, and on the other hand on the measurement of the forming forces throughout the forming. Various global strain states of the formed part and local strain state induced by the punch have then been highlighted. Besides, development of strain in the material and forming forces have been linked to several forming parameters. Microstructural analysis of strained sheets were performed using scanning (SEM) and transmission electron microscopy (SEM-TEM and X-rays diffraction (XRD). Electron backscatter diffraction (EBSD) characterization of microstructures highlighted twinning as an accommodation of the process generated strain, the activated twinning systems and their occurrence depending on the strain orientation and level. Observation of the dislocations arrangements in TEM allowed revealing another microstructural signature of the IF on T40

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Balcaen, Yannick. "Etude des mécanismes de déformation du titane T40 en formage incrémental." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00934317.

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Abstract:

Le Formage Incrémental (FI) est un procédé émergent de mise en forme de tôles. Par opposition aux procédés classiques mettant généralement en jeu des outillages complexes et des équipements onéreux, celui-ci met en œuvre un poinçon de faible taille par rapport aux dimensions de la pièce, dont le pilotage de la trajectoire permet de générer la forme désirée. Le principal frein au développement de cette technologie réside dans la difficulté d'obtention de géométries précises. L'objectif de cette étude est donc d'apporter une meilleure compréhension du procédé, par une double approche expérimentale originale qui vise à mettre en relation la mise en forme de la pièce par FI avec la réponse microstructurale du matériau, ici un titane pur T40. L'approche mécanique et cinématique du procédé est basée, d'une part sur la mesure des champs cinématiques par corrélation d'images numériques à la surface des pièces, et d'autre part sur la mesure des différentes composantes de l'effort de formage tout au long du processus. Les états globaux de déformations rencontrés sur la pièce formée ainsi que les déformations locales induites par le passage du poinçon ont ainsi été mis en évidence. Par ailleurs, les effets de plusieurs paramètres de formage sur la réponse du matériau en termes de développement des déformations et d'efforts de formage ont étés mis en lumière. L'analyse microstructurale des tôles formées a été effectuée à l'aide des techniques de microscopie électronique à balayage (MEB) et en transmission (MET), ainsi que la diffraction de rayons X (DRX). La caractérisation des microstructures par diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) a mis en évidence l'apparition du maclage dans l'accommodation de la déformation générée par le procédé, les systèmes de maclages activés et leur occurrence dépendant de l'orientation de la sollicitation et du niveau de déformation. L'observation des arrangements de dislocations au MET a, quant à elle, permis de révéler une autre signature microstructurale des sollicitations de FI sur le T40.

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Farenc, Sylvie. "Etude des mécanismes de déformation du titane et de l'alliage TiA1." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30052.

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Abstract:

Le titane est un metal de structure hexagonale. Deux nuances de titane avec des teneurs differentes en impuretes ont ete etudiees par deformation in situ. Dans tout le domaine de deformation, quelque soit la teneur en interstitiels, le mouvement des dislocations dans les plans prismatiques est controle par des forces de friction dues a la dissociation du cur hors du plan de glissement. Dans le titane basse purete, le pic d'aire d'activation est interprete a l'aide d'une forte decroissance de la longueur de vol avec la temperature. L'effet durcissant des interstitiels correspond a une augmentation de l'energie de recombinaison des dislocations. Tial est un alliage intermetallique de structure l10 qui presente une anomalie de limite d'elasticite pour chaque orientation du triangle standard unite. Suivant l'orientation de l'axe de sollicitation, les experiences de deformation in situ mettent en evidence le mouvement de superdislocations, dislocations simples et/ou maclage. Les dislocations simples ont un mouvement saccade en accord avec un mecanisme de blocage/deblocage. Les superdislocations ont un mouvement brutal difficilement observable. L'analyse en faisceau faible de ce type de dislocation met en evidence une dissociation entre deux superpartielles de shockley bordant une paroi d'antiphase. Le maclage est du a un deplacement collectif des dislocations partielles de shockley identiques a/6<112). La propagation des macles dans des zones libres d'obstacle a ete etudiee. Lorsque plusieurs systemes de deformation sont actives, des mecanismes d'interaction macle/macle et glissement/macle ont ete analyses; ils jouent un role preponderant dans la plasticite de ce materiau

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Randrianarivony, Hasina. "Mécanismes de déformation plastique (cyclique et monotone) de l'Inconel X-750." Grenoble INPG, 1992. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01775205.

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Abstract:

Les mecanismes de deformation plastique sous sollicitations cyclique et monotone, responsables des proprietes macroscopiques, sont analyses en detail en fonction de la microstructure initiale de l'inconel x-750. Les deux etats etudies sont caracterises respectivement par une precipitation fine et uniforme de la phase gamma prime (etat a) et par une repartition bimodale des precipites gamma prime (etat b). Pour l'alliage a l'etat a, les precipites gamma prime sont cisailles par des superdislocations (creation de parois d'antiphase) et par des superpartielles (creation de defaut de surstructure), developpant ainsi une structure en bandes; la deformation plastique, au niveau du grain, est plus localisee en fatigue plastique qu'en traction monotone. Pour l'alliage a l'etat b, les dislocations parfaites contournent les gros precipites et cisaillent les petits precipites; les superpartielles cisaillent les gros et les petits precipites par creation de defaut de surstructure. Une structure en bandes se forme egalement avec une densite de dislocations interbandes d'autant plus importante que la deformation plastique imposee est grande. Ces observations microstructurales sont correlees avec les resultats macroscopiques tels que les contraintes d'ecoulement, l'amorcage des microfissures de fatigue a l'interieur des bandes de deformation et la tenue a la fatigue. De plus, des elements d'explications peuvent etre donnes aux comportements de l'alliage en milieu pwr

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Guitton, Antoine. "Mécanismes de déformation des phases MAX : une approche expérimentale multi-échelle." Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2280/document.

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Abstract:

Il est couramment admis que la déformation plastique des phases MAX est dueau glissement de dislocations dans les plans de base s'organisant en empilements et murs. Cesderniers peuvent former des zones de désorientation locale appelées kink bands. Cependant, lesmécanismes élémentaires et le rôle exact des défauts microstructuraux sont encore mal connus. Cemanuscrit présente une étude expérimentale multi-échelle des mécanismes de déformation de laphase MAX Ti2AlN. A l'échelle macroscopique, deux types d'expériences ont été menés. Des essaisde compression in-situ à température et pression ambiantes couplés à la diffraction neutroniqueont permis de mieux comprendre le comportement des différentes familles de grains dans le Ti2AlNpolycristallin. Des essais de compression sous pression de confinement ont également été réalisés dela température ambiante jusqu'à 900 °C. À l'échelle mésoscopique, les microstructures des surfacesdéformées ont été observées par MEB et AFM. Ces observations complétées par des essais denanoindentation ont montré que la forme des grains et leur orientation par rapport à la directionde sollicitation gouvernent l'apparition de déformations intra- et inter-granulaires ainsi que lalocalisation de la plasticité. Finalement à l'échelle microscopique, une étude détaillée par METdes échantillons déformés sous pression de confinement a révélé la présence de configurations dedislocations inédites dans les phases MAX, telles que des réactions entre dislocations, des dipôleset des dislocations hors plan de base. À la vue de ces résultats nouveaux, les propriétés mécaniquesdes phases MAX sont rediscutées
It is commonly believed that plastic deformation mechanisms of MAX phases consistin basal dislocation glide, thus forming pile-ups and walls. The latter can form local disorientationareas, known as kink bands. Nevertheless, the elementary mechanisms and the exact role ofmicrostructural defects are not fully understood yet. This thesis report presents a multi-scale experimentalstudy of deformation mechanisms of the Ti2AlN MAX phase. At the macroscopic scale,two kinds of experiments were performed. In-situ compression tests at room temperature coupledwith neutron diffraction brought new insight into the deformation behavior of the different grainfamilies in the polycrystalline Ti2AlN. Compression tests from the room temperature to 900 °Cunder confining pressure were also performed. At the mesoscopic scale, deformed surface microstructureswere observed by SEM and AFM. These observations associated with nanoindentationtests showed that grain shape and orientation relative to the stress direction control formationof intra- and inter- granular strains and plasticity localization. Finally, at the microscopic scale,a detailed dislocation study of samples deformed under confining pressure revealed the presenceof dislocation configurations never observed before in MAX phases, such as dislocation reactions,dislocation dipoles and out-of-basal plane dislocations. In the light of these new results, mechanicalproperties of MAX phases are discussed

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Delon-Martin, Chantal. "Superplasticité d'un alliage aluminium-magnésium : mécanismes de déformation et comportement à l'endommagement." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0158.

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Abstract:

La superplasticite est souvent associee a un mecanisme de deformation unique a savoir le mouvement de grains. Le premier objectif de ce travail est d'etudier la possible contribution du fluage dislocations a la deformation macroscopique totale, en temps que mecanisme de deformation propre, particulierement en conditions de superplasticite. Ce travail est mene dans le cas de la deformation a haute temperature d'un alliage al-mg en traction uniaxiale pour lequel, la rheologie, les changements microstructuraux et les variations de texture cristallographique sont caracterises experimentalement. D'apres les resultats obtenus, il semble que meme dans des conditions de superplasticite pour lesquelles le mouvement de grains est effectivement majoritaire, il existe une contribution du fluage dislocations. Une modification de la vitesse affecte les contributions respectives de chaque mecanisme. De plus, a vitesse de deformation donnee, le poids de ces mecanismes peut varier au cours de la deformation, du fait, notamment d'une modification de la taille moyenne de grains. D'une part, celle-ci peut augmenter en raison du grossissement dynamique favorise par le mouvement de grains. D'autre part, elle semble pouvoir diminuer a cause d'un processus de recristallisation continue. Ainsi, l'apparition de nouveaux petits grains peut favoriser les proprietes superplastiques. Toutefois, l'obtention de forts allongements a rupture depend egalement du comportement a l'endommagement par cavitation, qui se developpe dans l'alliage au cours de la deformation, dont l'etude constitue le deuxieme objectif de ce travail. Une attention particuliere est portee au phenomene de coalescence, mis en evidence experimentalement grace a une caracterisation tridimensionnelle par micro-topographie x. Il semble que la coalescence se deroule en deux etapes. Apres une premiere phase de coalescence locale, la coalescence se generalise a l'ensemble du materiau.

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Staniek, Éric. "Etude des mécanismes de déformation du polypropylène dans un complexe métal-polymère." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10109.

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Cette étude est une contribution à la compréhension des mécanismes élémentaires de la déformation plastique d'un complexe plan aluminium-polypropylène smectique. Notre objectif est la caractérisation mécanique et structurale du film de polypropylène au cours de la déformation. Après avoir établi les propriétés structurales de la forme smectique du polypropylène, nous mettons en évidence l'existence d'une transformation allotropique induite par la déformation plastique. Cette transformation de la forme smectique en forme monoclinique après déformation a lieu à des températures inférieures à la température de transition thermodynamique, et peut être expliquée en termes des réarrangement local des chaînes lors de la transformation fibrillaire des lamelles cristallines. En conséquence, nous avons effectué une étude mécanique comparative des deux formes allotropiques. Cette étude montre une plus grande ductilité de la forme smectique par rapport à la forme monoclinique. La caractérisation mécanique du polypropylène en compression sous pression de confinement hydrostatique montre la forte dépendance de la limite élastique avec la pression, et nous permet de conclure que le comportement mécanique du polypropylène peut être décrit par le critère de plasticité de Coulomb. Enfin, l'aptitude du complexe métal-polymère à subir harmonieusement une déformation plastique malgré les différences de propriétés des deux constituants est discutée en termes d'adhérence et d'effet de pression sur la limite élastique du polypropylène.

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Donnay, Martin. "Étude des mécanismes de déformation de membranes polymères poreuses pour applications biomédicales." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0228.

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Abstract:

Le «pancréas bioartificiel» (ou MAILPAN pour Macro-encapsulation d’ILots PANcréatiques) en développement par la start-up Defymed est un implant médical destiné aux patients atteints de diabète de type I. L’élément-clé de cet implant est une membrane poreuse qui a pour fonction d’assurer une certaine sélectivité moléculaire. De ce fait, une fissuration ou rupture de cette membrane entrainerait la perte de ses fonctionnalités. Il est par conséquent indispensable d’analyser et de comprendre le comportement mécanique de ce matériau afin de garantir son intégrité tout au long de la période d’implantation. Cette thèse s’inscrit dans le projet FUI MECABARP regroupant plusieurs PMEs et laboratoires lorrains et alsaciens.La membrane est un matériau unique obtenu par lamination de plusieurs matériaux polymères poreux. Elle se compose de films rendus poreux par le procédé de «track-etching» ainsi que de non-tissé consolidé par calandrage à picots. Cette thèse a pour objectif d’en étudier les mécanismes de déformation par l’utilisation de techniques de caractérisation et d’imagerie in situ à un essai de traction. Des campagnes expérimentales de micro-tomographie à rayons X et de diffusion de rayons X aux grands angles et petits angles ont été menées sur lignes haute énergie. Ces résultats sont complétés par des essais en laboratoire de microscopie électronique et spectroscopie Raman in situ à un essai de traction. La complémentarité des techniques choisies permet une approche multi-échelles (du millimètre à l’angström) dans le but d’obtenir l’étude la plus complète possible. Les faiblesses de la membrane d'un point de vue mécanique sont mises en avant et des solutions sont proposées. En parallèle, un essai mécanique en gonflement («bulge test») est développé dans l’optique de fournir un chemin de déformation équibiaxial plus proche des sollicitations réelles
The "bioartificial pancreas" (named MAILPAN for Macro-encapsulation d’ILots PANcréatiques) developed by the startup company Defymed is an implantable device for patients diagnosed with type I diabetes. The core element of the device is a porous membrane providing molecular selectivity. The emergence of cracking in this membrane would lead to the loss of its selective properties. As a consequence, it is crucial to study and understand the mechanical behavior of this material in order to ensure its integrity during the lifetime of the device. This thesis is a part of the FUI MECABARP project, gathering together SMEs and laboratories from the Lorraine and Alsace regions. The membrane is a unique material obtained by laminating several porous polymer materials. It is made of porous “track-etched” films as well as thermal-spot bonded nonwovens. The objective is to study its deformation mechanisms using time-resolved imaging and characterization techniques during a tensile test. X-ray micro-tomography and wide- and small-angle X-ray scattering experiments were performed on high energy beamlines. These results were supplemented with time-resolved scanning electron microscopy and Raman spectroscopy experiments during a tensile test. The synergy of the chosen techniques enables a multi-scale approach (from millimeter to angström) in order to obtain the most comprehensive analysis. Solutions are suggested to improve the mechanical properties of the membrane. Besides, a mechanical testing device by inflation (“bulge test”) has been designed to provide an equibiaxial mechanical path that is closer to the actual demands

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Varenne, Chloé. "Etude d'un alliage de titane β "transformable par déformation" : lien entre propriétés mécaniques, microstructures de déformation et mécanismes de rupture." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM030.

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Abstract:

Afin de pallier la ductilité et le taux d’écrouissage limités des alliages de titane, une nouvelle famille a été développée : les alliages de titane β transformables par déformation. Leurs mécanismes de déformation mettent en jeu la plasticité induite par transformation de phase (effet TRIP) et par maclage (effet TWIP), et sont largement étudiés depuis une dizaine d’années. Au contraire, la compréhension des mécanismes de rupture de ces alliages est faiblement documentée alors qu’elle reste essentielle afin de gagner en maturité dans leur développement. Ce projet avait pour but d’étudier en détail le comportement mécanique sous sollicitations variées d’un alliage β TWIP : Ti-8,5Cr-1,5Sn, à gros grains, afin de décorréler les échelles d’observation. Dans un premier temps, une méthodologie d’étude systématique de cette famille d’alliages a été mise au point. Nous avons statué sur les conditions de traitement thermique (épaisseur de trempe) et de réalisation des essais (géométrie d’éprouvette, type de chargement) et sélectionné les essais les plus pertinents pour une étude complète du comportement mécanique d’un alliage TRIP/TWIP. Cette méthodologie a ensuite été validée sur un alliage Ti-8,5Cr-1,5Sn tout d’abord à température ambiante, puis à température négative. Le comportement mécanique a été évalué dans une large gamme de conditions : traction uniaxiale, traction sur éprouvette entaillée, résilience, ténacité. Les contributions respectives de l’amorçage et de la propagation de fissure ont notamment été déterminées. Une corrélation, multi-échelles (optique, MEB, MET), a permis de mettre en évidence une rupture par localisation de la déformation, sans endommagement, fortement corrélée aux mécanismes de déformation plastique et indépendante des variations de vitesse de sollicitation et de triaxialité des contraintes. A température négative, l’absence de transition ductile-fragile a été mise en évidence sur les mécanismes de rupture, tout comme la conservation de la phénoménologie observée à l’ambiante (pas d’effet TRIP déclenché). La rupture, alors à basse énergie, met toujours en jeu un mécanisme ductile à cupules. La rupture reste régie par la localisation de la déformation, qui se déclenche d’autant plus tôt que la température d’essai est basse. Cette étude nouvelle et complète a permis d’approfondir la compréhension de la rupture d'un alliage TRIP/TWIP et fournit une base de données solide pour de futures études d’alliages de la même famille
In order to tackle the lack of ductility and work-hardening of titanium alloys, a new family is being developed, namely, strain-transformable β titanium alloys. The deformation mechanisms involve transformation induced plasticity (TRIP effect) and twinning induced plasticity (TWIP effect). They have been widely studied over the last ten years. On the otherhand, the understanding of fracture mechanisms of TRIP/TWIP titanium alloys still remains poorly documented although this is a key to improve the development of these alloys. Therefore, this project is an in-depth study of the mechanical behavior of a Ti-8.5Cr-1.5Sn β TWIP alloy, under various loading conditions. The coarse microstructure of the alloy was used to investigate deformation and fracture on a grain-by-grain basis. First, a methodology for the systematic study of this family of alloys has been developed. We selected the most relevant tests for a complete study of the mechanical behavior of a TRIP/TWIP alloy by investigating heat treatment conditions (quenching thickness) and mechanical testing conditions (specimen geometry, loading mode). Then,this methodology was validated on the Ti-8.5Cr-1.5Sn alloy first at room temperature, then at subzero temperatures, in order to get closer to the Ms point. The mechanical behavior was evaluated under a wide range of conditions giving access to tensile strength, impact toughness, and fracture toughness. The respective contributions of crack initiation and crack propagation were determined. A multi-scale correlation (optical, SEM, TEM) highlighted fracture by localized plastic flow, without damage development, strongly correlated with the plastic deformation mechanisms and independent of variations in strain rate and stress triaxiality. At subzero temperatures, the absence of ductile-to-brittle transition was demonstrated on the failure mechanisms, as was thepreservation of the phenomenology observed at room temperature (no triggered TRIP effect). Low energy fracture encountered at lower temperatures still involved a ductile dimple mechanism. It remained governed by localized plastic flow, which is triggered all the earlier the lower the test temperature. This new and comprehensive study has improved the understanding of fracture mechanisms of a TRIP/TWIP alloy and provides a solid database for further studies of this family of alloys

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Bouton, Rochelle Claudine. "Étude des mécanismes de déformation plastique dans des mélanges de poly(méthacrylate de méthyle)." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL101N.

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Abstract:

Le comportement mécanique du poly(méthacrylate de méthyle) a été comparé à celui d'un mélange homogène avec du poly(fluorure de vinylidène) et d'un mélange hétérogène avec des nodules de Latex à base de poly(acrylate de butyle) pour des sollicitations en traction, compression et cisaillement simple. Les résultats concernent les petites déformations viscoélastiques et les grandes déformations plastiques. Les résultats de ces expériences montrent que le cisaillement plastique est le mode principal de déformation irréversible dans les trois matériaux. Dans le mélange homogène, le PVDF abaisse la température de transition ductile-fragile du PMMA. En ce qui concerne le mélange hétérogène, les nodules élastomères augmentent la ténacité dans une large gamme de température. L'observation microscopique des échantillons déformés montre que les paires de nodules proches subissent des cisaillements plastiques localises très importants. La déformation plastique des polymères vitreux est modélisée en supposant que l'étape critique de la limite élastique concerne la mise en mouvement de portions de chaines très courtes. Le déclenchement de la plasticité nécessite alors la création de trous microscopiques de taille suffisante pour permettre à l'extrémité de ces portions de chaines de se mouvoir. Dans le cas d'un mélange homogène, ce processus critique est facilite si l'élément de mélange diminue le module élastique. Dans le cas d'un matériau contenant des nodules élastomères, la formation des trous microscopiques se produit plus facilement au voisinage de l'interface avec les nodules dont le module est très faible, surtout dans l'interstice de paires proches. Les performances mécaniques du mélange PMMA + Latex pourraient donc être optimisées par un contrôle fin de la distribution des paires de nodules pendant l'élaboration du matériau

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Bari, Hassan El. "Etude des mécanismes de la déformation plastique en cisaillement simple des polymères vitreux." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10288.

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Abstract:

Etude de la déformation plastique de polymères vitreux (polystyrène-polycarbonate) en cisaillement simple a differentes temperatures et en temps reel. Un modele qui suppose que la deformation des polymeres vitreux est due a la multiplication et au glissement de defauts lineaires (dislocations) a ete propose

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Nicotra-Barbe, Angela-Maria. "Transformations de phases et mécanismes de déformation dans les alliages de titane bêta." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Nicotra_Barbe.Angela.M.SMZ9647.pdf.

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Abstract:

L'un des objectifs de cette thèse a été de définir un alliage de titane bêta qui présente une bonne adéquation entre limite élastique et ductilité. Aussi les paramètres qu'il faut maitriser pour obtenir les caractéristiques mécaniques recherchées sont la composition et la taille de grain. Les caractéristiques mécaniques de ces alliages sont influencées par les mécanismes de déformation (glissement, maclage, et transformations de phases induites sous contrainte). Ces mécanismes dépendent de la composition chimique et donc de la stabilité de la phase bêta. Les alliages métastables qui se déforment par maclage présentent un allongement important et une limite d'élasticité basse. Les alliages stables qui se déforment par glissement ont par contre un allongement faible et une limite d'élasticité élevée. L'alliage idéal devrait donc, au début de la déformation, se déformer par glissement, puis ensuite par maclage. Pour deux compositions particulières, l'une de référence (Ti-20v) et l'autre proche de la composition souhaitée (Ti-20v-5Al), nous avons effectué des traitements thermomécaniques pour obtenir des tailles de grains différentes. L'influence des microstructures sur les mécanismes de déformation a été analysée. Pendant la déformation plastique, l'alliage Ti-20v se déforme par maclage de type 332 <113>. De plus, la phase s (phase induite sous contrainte) et du glissement, essentiellement de type 110 <111>, apparaissent lors de la déformation. Le maclage intervient dès le début de la déformation dans tous les cas sauf lorsque la taille de grain est inférieure à 40 microns. Dans ce cas, sa participation est réduite. Le maclage apparait d'autant plus facilement que la vitesse de déformation est grande et que la taille de grain est importante. La modélisation de l'évolution de texture lors du laminage permet de reproduire l'évolution expérimentale qui fait apparaitre différentes composantes majeures. La présence de ces composantes est due à la participation majoritaire du glissement 110 <111>. Pour l'alliage Ti-20v-5Al en statique, le mécanisme de déformation actif est le glissement. Dans les premiers pour cent de la déformation, seul un plan est activé. En utilisant un modèle de plasticité, nous avons pu reproduire l'évolution de texture expérimentale lors du laminage et obtenir les composantes majeures de la texture seulement en utilisant majoritairement du glissement 112 <111>. La comparaison entre les différents alliages a permis de déterminer l'alliage et la microstructure dont les caractéristiques mécaniques seront optimisées. Les raisons de ce choix sont discutées a la lumière des résultats des études microstructurales et de la modélisation du comportement
The aim of this Phd was to design a Ti-bêta alloy that would have a good Y. S/ductility balance. The mechanical properties of these alloys depend on their deformation mechanisms (glide system, twinning, stress induced phase transformation) and the parameters to be controled are the chemical composition and the grain size metastable alloys that deform essentially by twinning show low yield strength and large elongation. On the contrary, stable alloys deform by gliding and are characterised by higher Y. S. And smaller elongation. The ideal alloy should therefore start deformation by glide and later in the deformation, activate twinning. For two specific chemical compositions, Ti-20V and Ti-20V-5Al, we have carried out thermomechanical heat-treatments to obtain different grain sizes. The influence of the microstructure on the deformation mechanisms has been studied. During plastic deformation, the Ti-20V alloy deforms by 332 <113> twinning. In addition, stress induced [omega] s transformation and 110 <111> glide are also involved in the deformation. Twinning is always activated first, except when the grain size lower than 40[mu]m. In this case, its contribution to the deformation is limited. Twinning occurs more easily for sufficiently large grain sizes and high deformations rates. Modeling of the texture evolution during rolling allowed us to verify these observations through the analysis of the main texture componenets. The presence of these components can be associated to 110 <111> glide. For the Ti-20V-5Al loaded in a static deformation mode, only glide was activated. During the first percentage of strain, only one glide system is actived. Using a plasticity model, we have shown that the main texture components were associated with 112 <111> glide. Comparison of the various alloys has allowed to select the optimum alloys as well as its optimum microstructure for improving mechanical properties. The reasons of this choice have been discussed in the light of our experimental results

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Omri, M'Barek. "Étude des mécanismes de déformation plastique dans le composé III-V GaSb monocristallin." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10313.

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Abstract:

Déformation à vitesse imposée entre 0,5 Tf et 0,8 Tf (Tf = 985 k) à trois vitesses : 2,5 x 10(-5), 10(-4) et 2,5 x 10(-4) s(-1) ; obtention de courbes cission-glissement reproductibles avec une prédéformation de 1% à 823 k ; variations de la limite d'élasticité en fonction de la température et de la vitesse de déformation. Mesure des volumes d'activation dont la valeur est proche de l'énergie d'activation du glissement des dislocations. Analyse par microscopie électronique des sous-structures de dislocations au début de l'écoulement plastique; types (coin, vis) et arrangements (boucle, dipole, multipole) dominants en fonction des conditions, rôle prépondérant des dislocations en vis à basse température

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Zhu, Kangying. "Etude des mécanismes de déformation et de recristallisation dans un alliage de zirconium." Paris 13, 2006. http://www.theses.fr/2006PA132021.

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Abstract:

Plusieurs techniques expérimentales complémentaires et multiéchelles ont été employées. L’évolution de la microstructure et de la texture cristallographique de l’alliage Zr-2Hf en fonction du taux d’écrouissage a été interprétée à partir de l’identification des modes de déformation activés. L’évolution des textures globale et locale pendant les stades successifs de la recristallisation a été analysée. L’apparition de la composante de texture {0001}< > pendant la recristallisation primaire ne peut pas être attribuée à une énergie stockée nettement inférieure dans les grains possédant cette orientation. La formation et la croissance privilégiée des germes d’orientation {0001}< > peut être expliquée par la forte mobilité d’un joint de grain particulier correspondant à un plan de coïncidence du réseau hexagonal. La croissance des grains d’orientation {0001}< > pendant le stade de croissance normale du grain est liée à l’existence d’une énergie de déformation plastique résiduelle plus faible.

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Fiolleau, Sylvain. "Etude des mécanismes de déformation d'un glissement-coulée par une approche multi-méthodes." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALU025.

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Abstract:

Les mouvements de terrain affectant les matériaux argileux constituent un risquemajeur au niveau des infrastructures et des populations, avec des épisodes de réactivation soudains pouvant conduire à des mouvements rapides de type coulée. Ce travail de thèse s’intéresse à comprendre les différents mécanismes de réactivation et de déformation dans un glissement de ce type, en étudiant les transferts de masse dans un matériau présentant un comportant solide au niveau de l’escarpement sommital et de type coulée à la base.Le site d’étude est le glissement d’Harmalière (Trièves, Alpes françaises), constitué d’argiles glaciolacustres. Depuis l’évènement majeur de mars 1981 qui a emporté 45 ha, ce glissement a connu de nombreux épisodes de régression avec un taux moyen de 5 m/an au niveau de l’escarpement principal et des transferts de masse de plusieurs millions de m3. L’étude s’est appuyée sur une approche multi-méthodes, combinant des techniques de télédétection (images satellites, LiDAR, GNSS, drone), géophysiques et mécaniques.Dans une première partie, une analyse des évènements récents (à partir de 2016) a permis de décrire et quantifier les différents transferts de masse lors des réactivations. Dans une seconde partie, une étude plus approfondie des réactivations en tête de glissement a été réalisée. Tout d’abord, une étude du bruit de fond sismique enregistré en continu pendant les 4 mois précédant la rupture d’un bloc en tête de glissement a été effectuée. Cinq paramètres sismiques ont été suivis (le nombre cumulé d’évènements, l’énergie sismique, la fréquence de résonance, les variations de vitesse de l’onde de Rayleigh et le coefficient de corrélation associé) et ont tous montré un signal précurseur avant la rupture. Ensuite, une étude préliminaire a été réalisée sur l’évolution des propriétés mécaniques d’une couche de faible résistance mécanique mise en évidence au niveau de l’escarpement sommital. Dans une troisième partie, les mécanismes de dégradation du matériau menant à son écoulement ont été explorés à partir d’une approche mécanique et d’imagerie par drone. L’approche mécanique a permis d’étudier l’évolution spatiale des propriétés géotechniques du matériau argileux dans le glissement. L’imagerie drone a été utilisée pour suivre l’évolution des blocs d’argile dans la partie supérieure du glissement et quantifier la vitesse de dégradation du matériau
Ground movements affecting clay materials constitute a major risk to infrastructure and populations, with sudden episodes of reactivation that can lead to rapid movements (flow type). This thesis work is interested in understanding the different mechanisms of reactivation and deformation in a landslide of this type, by studying mass transfers in a material with a solid behavior at the top of the landslide and a fluid behavior at the toe. The study site is the Harmalière landslide (Trièves, French Alps), consisting of glaciolacustrine clays. Since the major event of March 1981 which took away 45 ha, this landslide has undergone numerous retrogression episodes with an average rate of 4 m/year at the headscarp and mass transfers of several million m3. The study was based on a multi-method approach, combining remote sensing (satellite images, LiDAR, GNSS, UAV), geophysical and mechanical techniques. In a first part, an analysis of the various recent events (from 2016) made it possible to describe and quantify the various mass transfers during reactivations. In a second part, a more detailed study of the reactivations at the head of the landslide was carried out. First, a study of the seismic background noise recorded continuously during the 4 months preceding the rupture of a clay blockat the headscarp was carried out. Five seismic parameters were monitored (cumulative number of events, seismic energy, resonance frequency, Rayleigh wave velocity variations and associated correlation coefficient). All these parameters showed a precursor signal prior to the rupture. Then, a preliminary study focuses on the evolution of the mechanical properties of a low mechanical strength layer close to the headscarp. In a third part, the degradation mechanisms of the material leading to flow type behavior were explored using a mechanical approach and UAV imaging. The mechanical approach allowed to study the evolution of the geotechnical properties of the clayey material in the landslide. UAV imaging was used to follow the evolution of the clay blocks at the head of the landslide and to quantify the degradation rate of the material

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Duchaussoy, Amandine. "Déformation intense d'alliages d'aluminium à durcissement structural : mécanismes de précipitation et comportement mécanique." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR135.

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Abstract:

La combinaison de deux mécanismes permettant d’accroitre la résistance mécanique (précipitation et joints de grains) a été explorée dans cette thèse afin d’augmenter les propriétés d’alliages d’aluminium à durcissement structural de la série 7###. Les techniques d’élaboration par déformation plastique intense permettent d’obtenir des alliages nano-structurés comportant une grande densité de joints de grains qui permet une augmentation conséquente de la limite d’élasticité selon la loi de Hall-Petch. Cependant, la grande densité de défauts (dislocations, lacunes, joints de grains…) et les contraintes internes générées par cette déformation donnent lieu à des nanostructures hors équilibre intrinsèquement instables lors d’un traitement de précipitation. Cela se traduit d’une part par une croissance rapide des grains et d’autre part par des changements dans les mécanismes de précipitation (précipitation hétérogène, cinétique accélérée). Nous avons étudié les nanostructures obtenues par déformation plastique intense via HPT et HPS (High pressure torsion/sliding) sur un alliage modèle, Al-2%Fe, et un alliage commercial AA7449 enrichi en fer. La stratégie choisie était de stabiliser la structure à grains ultra-fins par des nanoparticules d’intermétalliques riches en fer (épinglage de Zener) pour permettre une précipitation homogène de phases durcissantes et de combiner ainsi les 2 mécanismes pour accroître la limite élastique. Dans ce contexte, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à : 1) l’influence des solutés sur les mécanismes physiques de recristallisation dynamique conduisant à la nanostructuration ; 2) les mécanismes spécifiques impliqués lors de la co-déformation de phases aux comportements mécaniques très différents ; 3) les transformations de phase pouvant conduire soit à la formation d’une solution solide sursaturée ou bien au contraire à la décomposition d’une solution solide par précipitation induite par déformation ; 4) aux relations entre les nanostructures ainsi générées, leur stabilité thermique et leur résistance mécanique. L’observation des microstructures et la compréhension des mécanismes induits par la déformation ainsi que les relations avec le comportement mécanique ont été entrepris grâce à l’utilisation de nombreuses techniques : la microscopie électronique à balayage, en transmission, ASTAR (cartographie d’orientation au MET), ainsi que la sonde atomique tomographique. L’étude de la précipitation a été réalisée par DSC (calorimétrie différentielle à balayage), SAXS (diffusion des rayons X aux petits angles) et MET in-situ. Finalement, la relation avec le comportement mécanique a été établie sur la base d’essais de traction et de mesures de microdureté
The combination of two mechanisms to increase mechanical strength, namely precipitation and grain size reduction, has been explored in this thesis in the aim of increasing the properties of age hardenable aluminum alloy from the 7### series.Manufacturing by severe plastic deformation makes it possible to obtain nanostructured alloys with high density of grain boundaries, which allows increasing the yield strength according to the Hall-Petch law. However, the high density of defects (dislocations, vacancies, grain boundaries ...) and the internal stresses generated by this deformation results in inherently unstable nanostructures when precipitation heat treatment is performed. These nanostructures experience rapid grain growth and drastic changes in precipitation mechanisms (heterogeneous precipitation, accelerated kinetics).In this work we have studied nanostructures obtained by severe plastic deformation using HPT and HPS (High pressure torsion / sliding) on a model alloy, Al-2% Fe and a commercial alloy AA7449 enriched with iron. The strategy was to stabilize the ultra-fine grain structure by intermetallic iron-rich nanoparticles (Zener pinning) to allow homogeneous precipitation hardening and thus combine the two mechanisms to increase the yield strength. In this context, we have particularly investigated: 1) the influence of solutes on the physical mechanisms leading to dynamic recrystallization nanostructuring; 2) specific mechanisms involved in co-deforming phases with very different mechanical behaviors; 3) the phase transformations that may lead either to the formation of a supersaturated solid solution or, on the contrary, to the decomposition of a solid solution by deformation-induced precipitation; 4) the relationship between the nanostructures thus generated, their thermal stability and related mechanical properties.The observation of the microstructures and understanding of the mechanisms induced by the deformation and relations with the mechanical behavior has been undertaken with many techniques: scanning and transmission electron microscopy (SEM/TEM), ASTAR (orientation mapping by TEM), and atom probe tomography. The study of precipitation was carried out by DSC (differential scanning calorimetry), SAXS (small angle X-ray scattering) and in-situ TEM. Finally, the relationship with the mechanical behavior has been established on the basis of tensile tests and micro-hardness measurements

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Gaume, Marine. "Etude des mécanismes de déformation des alliages de zirconium après et sous irradiation." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30220/document.

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Abstract:

Au sein des Réacteurs à Eau Pressurisée, le flux de neutrons entraîne une modification des propriétés mécaniques des gaines à combustible en alliage de zirconium. Bien que leur comportement macroscopique soit bien connu, les mécanismes microscopiques de la déformation des alliages de zirconium restent à caractériser. Afin de simuler l'irradiation aux neutrons, des irradiations aux particules chargées (ions et électrons) ont été réalisées à 400 et 450°C sur un alliage de zirconium: le Zircaloy-4 RXA. L'analyse expérimentale de la microstructure obtenue après irradiation, effectuée au Microscope Electronique en Transmission (MET), a montré la présence de défauts cristallins: les boucles de dislocation de vecteur de Burgers . Leur évolution au cours de l'irradiation (taille et densité), ainsi que leurs caractéristiques (nature et plan d'habitat) ont été déterminées et discutées sur la base de la diffusion des défauts ponctuels. Les résultats obtenus suggèrent une diffusion des auto-interstitiels très faiblement anisotrope. Des expériences de traction in-situ ont été réalisées au MET, après irradiation aux ions, afin d'activer le glissement des dislocations et d'observer leurs interactions avec ces boucles . Certains cas d'interactions observés expérimentalement ont été modélisés par Dynamique des Dislocations pour une meilleure compréhension des mécanismes. L'effet simultané de la contrainte et de l'irradiation sur les mécanismes de déformation a ensuite été étudié. Des irradiations in-situ aux électrons et aux ions ont été effectuées, sans et avec application d'une contrainte. Des mécanismes de déformation impliquant la montée des dislocations ont ainsi été mis en évidence. Grâce à l'ensemble de cette étude, des modèles basés sur les mécanismes identifiés pourront être, à terme, proposés afin de prédire le comportement des alliages de zirconium en réacteur
In Pressurized Water Reactors, the neutron flux leads to a change in the mechanical properties of the fuel cladding tubes made of zirconium alloys. Although their macroscopic behavior is well known, the microscopic deformation mechanisms of zirconium alloys still need to be characterized. In order to simulate the neutron irradiation, charged particles irradiations (ion and electron) were carried out at 400°C and 450°C on a zirconium alloy: RXA Zircaloy-4. The experimental analysis of the irradiated microstructure, performed by using a Transmission Electron Microscope (TEM), have shown some crystalline defects: dislocation loops with a Burgers vector. Their evolution (size and density) and their characteristics (nature and habit plane) have been determined and discussed based on the point defects diffusion. The results suggest a weak anisotropy in the self-interstitial diffusion. In-situ tensile tests were performed using a TEM, after ion irradiation, in order to activate the dislocation glide and to observe their interaction with the loops. Some of the experimental cases of interaction have been simulate using Dislocation Dynamics for a better understanding of the mechanisms. The simultaneous effect of the stress and of the irradiation on the deformation mechanisms have been then studied. In-situ electron and ion irradiations were conducted, with and without an applied stress. Deformation mechanisms involving dislocation climb have thus been demonstrated. Through this study, models based on the identified mechanisms may be suggested, in order to predict the behavior of zirconium alloys in the reactor

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Gourdet, Sophie. "Étude des mécanismes de recristallisation au cours de la déformation a chaud de l'aluminium." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783855.

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La recristallisation dynamique discontinue (germination et croissance de nouveaux grains), très courante dans les matériaux a faible énergie de défaut d'empilement, est rarement observée dans les matériaux a forte énergie de défaut d'empilement tels que l'aluminium et ses alliages. Pour ces derniers, deux autres modes de recristallisation sont susceptibles d'opérer: la recristallisation dynamique continue (RDC) et la recristallisation dynamique géométrique (RDG). Le principal objectif de cette thèse était de mettre en évidence et de mieux caractériser la RDC.

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Akhadkar, Narendra. "Modélisation numérique des mécanismes. Influence des jeux, de la déformation et des impacts multiples." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI006.

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Abstract:

La simulation de la dynamique des systèmes multicorps avec contact frottant joue un rôle important dans un grand nombre d'applications industrielles.Elle est même devenue une partie importante du développement de nouveaux produits, de la vérification et même de l'optimisation de leur conception pour améliorer les anciens produits.Les travaux présentés dans cette thèse font partie d'une collaboration entre l'équipe BiPoP, équipe de recherche de l'INRIA Grenoble, et Schneider Electric.Le but principal de ces travaux est de comprendre l'influence du jeu dans les articulations, ainsi que l'influence du dimensionnement industriel et les tolérances géométriques sur lecomportement global des liaisons mécaniques. Plus spécifiquement nous avons étudié le mini-disjoncteur C-60 (domaine dans lequel la sécurité humaine doit être garantie), pour répondre à cette demande de robustesse, tout en respectant les tolérances sur les pièces constituant le disjoncteur C-60.Le jeu radial dans les articulations pivot est une source de variabilité dans les conditions initiales du système, mais également dans la dégradation de ses performances.La dégradation du système se présente toujours sous forme de vibrations, de bruit, de forces de réactions très grandes dans les articulations, de mauvaise précision et exactitude de la sortie.Le but est d'étudier l'influence des conditions initiales et le déplacement hors-plan, ainsi que l'effet de polarisation en trois dimensions.Un objectif supplémentaire est de développer un banc d'essai virtuel efficace pour reproduire les mesures obtenues sur un vrai banc d'essai en laboratoire, en utilisant la plateforme logicielle SICONOS qui utilise la méthode NSCD (Non Smooth Contact Dynamic) introduite par J.J. Moreau et M. Jean.Le schéma NSCD a prouvé son efficacité numérique: il est capable de traiter des problèmes de complémentarité, le contact ainsi que les impacts et les lois de frottement multivaluées.Le but est de comprendre quelle est la meilleure description géométrique pour simuler de très petits jeux.L'étude complète est divisée en deux parties. La progression part du cas planaire pour arriver au cas spatial, et la complexité suit le même chemin.Dans le cas planaire, on analyse un mécanisme à quatre barres avec du jeu quand une des articulations est commandée en boucle ouverte, ou par retour d'état linéaire ou non-linéaire(PD, linéarisation par retour d'état, ou commande passive).L'accent est mis sur la quantification de la dégradation des performances quand du jeu est ajouté dans les articulations. On montre alors que les commandes par retour d'état se comportent de façon robuste.Dans le cas spatial, le mécanisme C-60 est analysé précisément pour explorer les possibilités de relaxer les tolérances industrielles sur les pièces sans compromettre ni les performances ni la sécurité. L'influence de l'entrée, du modèle et des incertitudes numériques sur le modèle C-60 est étudiée.L'influence induite par le jeu et le coefficient de frottement dans les articulations sur la performance du produit est étudiée.Pour valider le modèle de simulation, des expériences sont effectuées sur des prototypes d'essai et les résultats sont comparés avec les simulations numériques.Nous avons trouvé une bonne correlation entre les résultats numériques et expérimentaux.L'analyse statistique~(analyse du pire cas, et par des simulations basées sur la méthode de Monte-Carlo) a été réalisée pour trouver la dispersion des conditions fonctionnelles.En plus des variations dimensionnelles, la tolérence aux variations géométriques comme la forme, l'orientation et la position, est analysée.Ce travail de recherche devrait aider les concepteurs à simuler le comportement du système mécanique avec une articulation de révolution imparfaite,depuis l'étape de conception préliminaire jusqu'à la fin de la conception pour avoir une amélioration significative de la planification et du budget
Dynamic simulation of multibody systems with unilateral contact and friction plays an important role in a wide range of industrial applications. It has become an integral part of new product development, verification/optimization of the design and to enhance the old products.This work is a part of collaboration between the BiPoP research team of INRIA Grenoble and the Schneider Electric company.The main goal of this thesis is to understand the influence of clearances in the revolute joints on the overall behaviour of the linkage mechanisms and specifically on the C-60 miniature circuit breaker where human safety must be guaranteed.In other words, the objective is to address the robustness of the C-60 breaker with respect to the production tolerances, which areexpressed in the form of dimensional and geometrical variations on the parts. These variations are the source of clearance in the joints of the mechanism.The radial clearance in the revolute joints is a source of variability in the initial conditions of the system and also the degradation of the system's performance. The degradation of the system isalways in the form of vibration, noise, very high reaction forces at the joints.The aim is to study the influence of initial conditions and the out-of-plane motion, so the polarization effect in three dimensional case.Another objective is to develop the time efficient virtual test bench to reproduce the measurements of real test bench in the laboratory using the open-source simulation software SICONOS which is based on the NonSmooth Contact Dynamic method (NSCD) introduced by J.J. Moreau and M. Jean.The NSCD scheme is proven to be a quite efficient numerical method, capable of handling complementarity conditions, as well as impacts and set-valued friction laws.The goal is to understand what is the most appropriate geometricdescription which allows to simulate very small clearances.The complete study is divided in two main sections.The progress through these partsgoes from the planar to the spatial case, the complexity follows the same advance.In the planar case, a four-bar mechanism with joint clearance, when one joint is actuated by collocated open-loop or state feedback controllers (PD, statefeedback linearization, passivity-based) is analysed. The focus is put on how much the performancedeteriorates when clearances are added in the joints. It is shown that collocated feedback controllersbehave in a robust way.In the spatial case, the C-60 mechanism is analysed precisely to explore the possibilities to relax the manufacturing tolerances on the parts withoutany compromise on either performance or the human safelyThe influence of the input, model and numerical uncertainties on the C-60 model is studied. The joint-wise influences of the clearance and coefficient of friction on theproduct performance are studied.To validate the simulation model, experiments are carried-out on the prototype samples and the results are compared with the simulations.We found quite good correlation between the virtual and experimental results.A statistical analysis~(worst-case and Monte Carlo simulation) has been carried out to find out the dispersion of the functional conditions.In addition to dimensional variations, the geometrical variations such as form, orientation and position tolerances are also analyzed.This research work shall help the designers to simulate the real time behaviour of the mechanical systems with the imperfect revolutejoint from the pre-design stage till the end of the design, to have good improvement on schedule and budget

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Cavinato, Cristina. "Caractérisation des micro-mécanismes de déformation et de rupture de la paroi d’anévrisme aortique." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEM003.

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Abstract:

La paroi de l'aorte thoracique ascendante présente une microstructure complexe et hétérogène qui peut être sujette à la pathologie d'anévrisme, une dilatation irréversible associée à un remodelage dégénératif de la microstructure. Ce dernier entraîne une modification du comportement mécanique du tissu, dont les conséquences les plus graves sont la rupture ou la dissection.L'objectif de cette thèse est d'aborder l’hypothèse scientifique suivante : les phénomènes qui se produisent au niveau de la structure fibreuse microscopique de collagène et d'élastine sont impliqués ou même responsables de la réponse mécanique macroscopique des anévrismes de l'aorte thoracique ascendante, notamment proche de la rupture. Une méthodologie expérimentale a permis d’allier, en une approche unifiée, un essai mécanique de gonflement ex vivo, un dispositif optique de mesure haute résolution de l'épaisseur des échantillons, un dispositif de corrélation d’images numériques pour la mesure de champs de déplacement, un microscope confocal biphotonique. Des analyses spécifiques aux patients ont été réalisées sur des échantillons d'aorte animale et humaine, en particulier des anévrismes de l'aorte thoracique ascendante humaine, d'un état non chargé jusqu’à rupture. Les relations entre l’état mécanique local et la morphologie microstructurale des composants fibreux de la couche aortique externe, l'adventitia généralement considérée comme la barrière ultime avant rupture, ont été étudiées. Les contributions majeures consistent en des observations des structures fibreuses en réponse au scénario de chargement, jusqu'à rupture, et des liens quantitatifs avec l'état mécanique et les données cliniques
The wall of the ascending thoracic aorta retains a complex heterogeneous microstructural organization which can be subjected to aneurysms, irreversible dilatations associated with degenerative remodeling processes of the microstructure. The latter results in an altered mechanical behavior of such key tissue whose utmost consequences are rupture or dissection.The following hypothesis is addressed: the phenomena which occur at the microscopic fibrous structure of collagen and elastin are involved or even responsible for the macroscopic mechanical response of ascending thoracic aortic aneurysms, in particular when close to rupture. Towards an improved understanding of the structure-to-mechanics relationship, an experimental methodology enabled the consistent coupling of several test benches: a mechanical inflation test, an optical device for high resolution measurements of the specimen thickness, a image correlation set-up for full-field displacement measurements and a two-photon microscopy bench. Patient-specific analyses were conducted on ex-vivo specimens of animal and human thoracic aortae, in particular human ascending thoracic aortic aneurysms, up to rupture. The analyses focus on the relationship between local mechanical state and microstructural morphology of the principal fibrous components of the outer aortic layer, usually seen as ultimate resistive barrier before rupture. The connection between these data and fundamental information inherent to clinics or morphometry are analyzed. The resulting contribution consists of advanced observations of the fibrous recruitment and reactions to the loading scenario and quantitative links with mechanics and clinics

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Bocquet, Romain. "Etude des mécanismes d’adhésion et de déformation à l’origine du frottement de surfaces textiles." Thesis, Mulhouse, 2013. http://www.theses.fr/2013MULH4391/document.

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Abstract:

Ce travail consiste à de étudier les mécanismes survenant lors du frottement de surfaces textiles pileuses, en particulier dans les conditions du toucher humain. Le but final est de proposer une méthode permettant de concevoir des surfaces textiles qui aurait le toucher demandé. La première étape a été d'établir un modèle de frottement, et ensuite de le valider au moyen d’un tribomètre développé au laboratoire et enfin de l'appliquer à des surfaces textiles industrielles. Nous avons pu montrer que la force tangentielle à l'avant du frotteur est proportionnelle à la largeur de celui-ci et a une origine essentiellement mécanique, alors que la force sous le frotteur est proportionnelle à l’aire de contact entre le frotteur et la surface textile et est de nature mécanique (déformation de la surface) et adhésive. Nous avons pu alors définir et déterminer les contraintes de frottement à l’avant et sous le frotteur, caractéristiques de l’étoffe textile utilisée pour une charge normale fixe. La dépendance de la force de frottement à la vitesse de glissement a été mise en évidence. Une étude portant sur le frottement de macro-surfaces pileuses modèle a été réalisée pour expliquer cette viscosité. Des essais de frottement analogues à ceux de l’étude menée sur les surfaces réelles ont été réalisés. En faisant varier les paramètres cinématiques de l’essai ainsi que les propriétés physico-chimiques des fibres, nous avons pu déterminer que l'origine de la viscosité observée sur les surfaces textiles réelles provient majoritairement du frottement inter-fibres d’origine physico-chimiques
This work is to study the mechanisms occurring during friction of hairy textile surfaces, especially in terms of human touch. The final aim is to offer a method for designing textile surfaces with the required touch. The first step was to establish a model of friction, and then to validate it by means of a tribometer developed in the laboratory and then apply it to industrial textile surfaces. We have shown that the tangential force in front of the slider is proportional to the width of this one and has essentially a mechanical origin, while the friction under the slider is proportional to the contact area between the slider and the textile surface and is of a mechanical nature (surface deformation) and adhesive. We could then determine and define the friction stress in front and under the slider, characteristic of the textile fabric used for a fixed normal load. The dependence of the frictional force to the sliding velocity was highlighted. A study on the friction of model hairy macro-surfaces was performed to explain this viscosity. Similar tests to those of the friction study on real surfaces were performed. By varying the kinematic parameters of the test and the physico-chemical properties of the fibers, we were able to determine that the origin of the viscosity observed on real textile surfaces mainly comes from inter-fiber friction with physicochemical origin

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Gourdet, Sophie. "Étude des mécanismes de recristallisation au cours de la déformation à chaud de l'aluminium." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG4206.

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La recristallisation dynamique discontinue (germination et croissance) est peu observee dans les materiaux a forte energie de defaut d'empilement tels que l'aluminium. Pour ces derniers, deux autres modes de recristallisation sont susceptibles d'operer : la recristallisation dynamique continue (rdc - transformation des sous-grains en grains) et la recristallisation dynamique geometrique (rdg - produite par l'evolution des grains initiaux). Le principal objectif etait de mettre clairement en evidence et de mieux caracteriser la rdc. Des essais de compression uniaxiale ont ete effectues a differentes temperatures et differentes vitesses de deformation sur trois nuances d'aluminium polycristallin : un aluminium pur (1199), un aluminium de purete commerciale (1200) et un alliage al-2,5%mg (5052), ainsi que sur des monocristaux d'aluminium pur. Quelques eprouvettes d'aluminium 1200 ont egalement ete deformees par torsion. Ces essais ont permis de caracteriser le comportement rheologique des differents echantillons. Les microstructures des eprouvettes deformees a 0,7 t#f et 10#-#2s#-#1 ont ensuite ete etudiees a differents stades de deformation par diffraction des rx, microscopie optique, meb et ebsd. L'etude des eprouvettes monocristallines a confirme que des sous-joints peuvent effectivement se transformer en joints, notamment lorsque l'orientation initiale est instable. Dans le cas des eprouvettes polycristallines, apres separation de l'effet des anciens et des nouveaux joints, il apparait que la rdc se developpe plus rapidement dans l'aluminium 1200 que dans les deux autres nuances. De plus, le chemin de deformation ne semble pas modifier sensiblement la cinetique de la rdc. Un modele permettant de combiner les mecanismes elementaires de la rdc tels que l'on peut les imaginer a partir des donnees experimentales est finalement propose. Les principales evolutions microstructurales typiques de ce mode de recristallisation sont reproduites de maniere satisfaisante.

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Leroy, Marie. "Mécanismes de déformation post-rifting des marges passives : Exemple des marges péri-atlantiques et modélisation." Rennes 1, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008495.

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Abstract:

De nombreuses marges passives, et notamment celles de l'océan Atlantique, présentent des indices de déformation post-rift, caractérisée par de la surrection et du raccourcissement horizontal, qui se répercute sur la géométrie des systèmes sédimentaires. Différents mécanismes ont été envisagés dans la littérature pour expliquer ces déformations. La modélisation nous permet d'en tester certains. Le ridge-push, la tectonique régionale, l'influence des points-chauds, et de la rhéologie des marges, ont ainsi été testés grâce à des modèles analogiques et numériques. Il résulte des observations naturelles dans l'océan Atlantique et des modélisations, que la déformation récente des marges passives est liée à des associations différentes de mécanismes selon chaque marge. Cependant certains mécanismes pourraient favoriser ces déformations (ridge-push ou compression régionale, points chauds mis en place lors de leur formation ou postérieurement).

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LEROY, Marie. "Mécanismes de déformation post-rifting des marges passives. Exemple des marges péri-atlantiques et modélisation." Phd thesis, Université Rennes 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008495.

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Abstract:

Les marges passives présentent de nombreux indices de déformations postérieures à l'épisode de subsidence thermique, successif au rifting. Parmi ces déformations, la plus argumentée dans la littérature est la surrection, bien reconnue sur les marges nord-ouest européennes, ouest africaines, sud-ouest brésiliennes et indiennes. Elle est responsable d'une topographie élevée, ainsi que de perturbations importantes des systèmes sédimentaires marins et continentaux (identifiables sur images satellitaires). Des indices d'une tectonique récente en raccourcissement (plissements, failles...) sont également décrits sur ces marges et les données de sismicité, de mouvements de plaques tectoniques (DORIS), et des indications géologiques sont en faveur de contraintes compressives actuelles sur les marges passives péri-atlantiques Les causes suggérées de ces déformations sont diverses. Facteurs climatiques, tectonique régionale, ridge-push, point chaud, etc, sont envisagés dans la littérature. La modélisation nous permet de tester l'influence de certains de ces mécanismes sur la surrection et/ou le style et la localisation de la déformation. Le raccourcissement tectonique et l'influence des point-chauds ont ainsi été testés grâce à la modélisation analogique. Il en découle que les rhéologies des lithosphères océaniques et continentales, et les contrastes de résistance et de densité existant, ont une grande influence sur le style et la localisation des déformations. Un modèle numérique 2D en éléments finis nous permet de connaître l'influence de la thermicité initiale sur la déformation observée après le breakup. Ce modèle démontre notamment qu'une surrection des marges passives peut être induite par leur évolution thermique et que cette surrection est plus importante pour les marges volcaniques que pour les marges non-volcaniques. La rhéologie aura quant à elle une grande influence sur le style et la localisation de la déformation en compression, lorsque la marge est soumise à un raccourcissement horizontal. Il résulte de ces observations et modélisations que la déformation récente des marges passives est liée à des associations différentes de mécanismes selon chaque marge. Cependant certains mécanismes pourraient favoriser ces déformations (ridge-push ou contrainte compressive régionale, points chauds mis en place lors de leur formation ou postérieurement).

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Bourcier, Mathieu. "Étude multi-échelle des mécanismes de déformation ductile de polycristaux synthétiques de chlorure de sodium." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841209.

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Abstract:

Il existe un renouveau d'intérêt pour la rhéologie du sel gemme car les cavités salines sont des sites intéressants pour l'enfouissement de déchet ou le stockage d'énergie. Ces nouvelles recherches bénéficient du développement des techniques d'observation à petite échelle qui permettent une caractérisation précise des microstructures, des mécanismes de déformation et des champs de déformation. Une procédure pour fabriquer des échantillons de sel synthétiques ayant différentes tailles de grains, a été mise au point. Des essais macroscopiques ont été réalisés pour comparer le comportement du matériau synthétique et naturel. Des tests de compressions uniaxiale ont été réalisés sur des presses classiques et avec une machine spécifique installée dans un microscope électronique à balayage. Les images numériques de la surface de l'échantillon ont été enregistrées à différentes étapes de chargement. Des marqueurs ont permis de mesurer les déplacements grâce à la corrélation d'images numériques. Les champs de déformation globaux et locaux ont ainsi été calculés. L'analyse de ces résultats donne une mesure de l'hétérogénéité à différentes échelles, une estimation de la taille de l'élément de volume représentatif et enfin une identification des mécanismes de déformation, c'est à dire, la plasticité intracristalline et le glissement aux interfaces que l'on constate être en interactions locales complexes. Les chargements macroscopiques donnent lieu à des champs de contraintes locaux complexes du fait de l'orientation cristalline, la densité et l'orientation des interfaces et l'histoire locale de la déformation. Nous avons donné une estimation quantitative de l'importance relative de ces deux mécanismes pour plusieurs microstructures et mis en évidence un un effet marqué de la taille de grains. Nous avons aussi réalisé des simulations par éléments finis basées sur la plasticité cristalline et trouvé un bon accord avec les résultats expérimentaux pour l'identification des systèmes de glissement. Enfin, des développements expérimentaux 3D utilisant la tomographie aux rayons X sont montrés avec des résultats préliminaires.

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Serghat, Mohamed. "Etude du laminage à froid d'alliages de titane : mécanismes de déformation et évolutions de texture." Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Serghat.Mohamed.A.SMZ9469.pdf.

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Abstract:

Le but de ce travail est de comprendre les mécanismes de déformation par l'étude et la modélisation des textures de laminage à froid d'alliages de titane. On utilise le modèle de Taylor pour simuler ces textures. Les modélisations nécessitent une bonne connaissance des paramètres métallurgiques responsables de l'évolution de la texture au cours de la déformation. On a aussi étudié l'évolution de la morphologie et de la fraction volumique maclée avec le laminage. Les différents modes de déformations sont déterminés soit par microscopie électronique à transmission soit dans le cas du maclage par la technique de mesure des orientations individuelles (ebsp). Le modèle de Taylor est utilisé avec ses deux versions, la déformation totalement imposée et la déformation partiellement imposée. L'utilisation de l'une ou l'autre de ces deux versions repose sur la connaissance de la morphologie des grains. Les textures ainsi modélisées sont en bon accord avec les textures expérimentales. Une comparaison avec les résultats d'autres modèles semble être en faveur du modèle de Taylor avec la méthode de Monte Carlo. Ce modèle, en plus des bonnes simulations qu'il permet de faire, donne également de bons résultats pour l'évolution de la fraction volumique maclée, chose non encore établie pour les autres modèles
The aim of this work is to understand the deformation mechanisms for the study and the modelisation of cold rolling textures of titanium alloys. In this study, we use the Taylor model to simulate cold rolling textures. Modelling requires a good knoledge of metallurgical parameters leading to the texture evolution during deformation. We thus studied the evolution of the grain morphology and the twinned volume fraction with rolling. We have also determined the different deformation modes, either by TEM, or by individual orientation measurements (EBSD) for determining the type of the twins. The Taylor model is used in its two versions, the Full Constrained, respectively Relaxed Constrained Version. The use of the one or the other of these two versions relies on the knowledge of the grains' morphology. The modelled textures are in good agreement with the experimental ones. A comparison with the results of other models seems to be in favour of the Taylor model including the Monte Carlo scheme to account for twinning. This model, in addition to the good simulations also allows the description of the twinned volume fraction, what is not the case for other models

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Collet, Jean-Louis. "Les mécanismes de déformation d'un acier TWIP FeMnC : une étude par diffraction des rayons X." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0018.

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Abstract:

Les mécanismes de déformation des aciers TWIP austénitiques Fe22Mn0. 6C ont été étudiés par une analyse quantitative des profils des pics de diffraction aux rayons X. Les densités de dislocations et les probabilités de fautes d'empilement ont été déterminées en utilisant respectivement le modèle de Wilkens et la théorie de Warren. Cette approche de l'analyse des profils de raie a été modifiée pour prendre en compte l'effet des empilements de dislocations provoqués par le glissement planaire de celles-ci dans les métaux CFC à faible énergie de faute d'empilement. L'analyse quantitative du champ de contrainte moyen en tête des empilements de dislocations montre que celui-ci est égal au back-stress dans ces matériaux, ce qui nous a permis une mesure non destructive de celui-ci. Les résultats de cette méthode ont été confirmés à l'aide de l'indexation automatique de clichés de diffraction en microscopie électronique et de densités de dislocations mesurées par variation de la masse volumique issues de la littérature. Cette méthode a également été appliquée avec succès sur un échantillon standard, en l'occurrence un monocristal de cuivre. Nous avons confirmé que les mécanismes de déformation des aciers Fe22Mn0. 6C, basés principalement sur la formation de martensite à très basse température, laissent place à un maclage intense à température ambiante puis au seul glissement des dislocations à haute température. L'analyse quantitative que nous avons développée a été également appliquée à des aciers TWIP Fe22Mn0. 6C restaurés. La comparaison des mesures de densités de dislocations et du back-stress avec l'évolution de la contrainte d'écoulement durant le traitement thermique démontre clairement que le durcissement induit par le maclage n'est pas identifiable au back-stress
The deformation mechanisms of austenitic Fe22Mn0. 6C TWIP steels have been investigated using a quantitative X-ray diffraction peak profile analysis. The dislocation densities and the stacking fault probabilities have been determined using the Wilkens model and the Warren theory respectively. This approach of peak profile analysis has been modified in order to take into account the effect of dislocation pile-ups due to the planar glide of dislocations that occurs in such low stacking fault energy FCC metals. The quantitative analysis of the average strain field at the head of dislocation pile-ups has demonstrated that the strong back-stress effect, in these materials, is directly linked to it. The results of this method have been confirmed by automatic indexing of electron diffraction patterns and by dislocation densities of the literature measured with physical density variation. This method has also been applied successfully on a model copper single crystal. We have confirmed that the deformation mechanisms of Fe22Mn0. 6C steels shift from the formation of martensite at very low temperature, to twinning around room temperature and dislocation glide at higher temperatures. The developed quantitative analysis has also been applied on recovered Fe22Mn0. 6C TWIP steels. The comparison of measured dislocation densities and back-stress with the flow stress evolution during thermal treatment clearly demonstrate that the hardening due to twinning is not equivalent to the back-stress

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Collet, Jean-Louis. "Les mécanismes de déformation d'un acier TWIP FeMnC : une étude par diffraction des rayons X." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00376431.

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Abstract:

Les mécanismes de déformation des aciers TWIP austénitiques Fe22Mn0.6C ont été étudiés par une analyse quantitative des profils des pics de diffraction aux rayons X. Les densités de dislocations et les probabilités de fautes d'empilement ont été déterminées en utilisant respectivement le modèle de Wilkens et la théorie de Warren. Cette approche de l'analyse des profils de raie a été modifiée pour prendre en compte l'effet des empilements de dislocations provoqués par le glissement planaire de celles-ci dans les métaux CFC à faible énergie de faute d'empilement. L'analyse quantitative du champ de contrainte moyen en tête des empilements de dislocations montre que celui-ci est égal au back-stress dans ces matériaux, ce qui nous a permis une mesure non destructive de celui-ci.
Les résultats de cette méthode ont été confirmés à l'aide de l'indexation automatique de clichés de diffraction en microscopie électronique et de densités de dislocations mesurées par variation de la masse volumique issues de la littérature. Cette méthode a également été appliquée avec succès sur un échantillon standard, en l'occurrence un monocristal de cuivre.
Nous avons confirmé que les mécanismes de déformation des aciers Fe22Mn0.6C, basés principalement sur la formation de martensite à très basse température, laissent place à un maclage intense à température ambiante puis au seul glissement des dislocations à haute température. L'analyse quantitative que nous avons développée a été également appliquée à des aciers TWIP Fe22Mn0.6C restaurés. La comparaison des mesures de densités de dislocations et du back-stress avec l'évolution de la contrainte d'écoulement durant le traitement thermique démontre clairement que le durcissement induit par le maclage n'est pas identifiable au back-stress.

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Chattoraj, Joyjit. "Effet d'une faible température sur les mécanismes élémentaires de la déformation plastique dans les matériaux amorphes." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00664392.

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Abstract:

Par la mise en œuvre de simulations numériques d'un modèle bidimensionnel de verre de Lennard-Jones, nous étudions l'effet de la température sur les mécanismes élémentaires de la déformation dans les matériaux amorphes. Nous présentons un ensemble très complet de données couvrant plusieurs décades de taux de cisaillement à différentes températures en dessous et jusqu'à la transition vitreuse. Les mesures, qui portent sur la diffusion transverse, la contrainte macroscopique ainsi que sur des champs mésoscopiques (déformation, contrainte) et leurs corrélations spatiales, conduisent à proposer que la dynamique des avalanches identifiée précédemment dans les simulations athermiques continue d'être à l'œuvre - en restant presque inchangée - jusqu'à la transition vitreuse. Nous arguons que dans la gamme de paramètres utilisée l'effet des fluctuations thermiques revient à déplacer les seuils auxquels les événements dissipatifs se produisent, ce qui se traduit par une forte baisse du niveau de contrainte macroscopique aux températures les plus basses

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Gaye, Ababacar. "Analyse multiéchelle des mécanismes de déformation du sel gemme par mesures de champs surfaciques et volumiques." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1053/document.

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Abstract:

Dans ce travail est proposée une méthodologie générale de micromécanique expérimentale multi-échelle des polycristaux. Elle a été appliquée dans le cas d'un polycristal de sel gemme, qui en plus d'avoir des applications industrielles de stockage d'énergie et de déchets, constitue un matériau modèle de micromécanique présentant une déformation plastique aussi bien à l'ambiante qu'à haute température. La déformation ductile à l'échelle de la microstructure opère par la plasticité cristalline intra-granulaire traditionnelle, mais aussi des mécanismes de déformation inter-granulaires, tels que le glissement aux joints de grains. Nous avons dans un premier temps quantifié précisément la part de chacun de ces mécanismes locaux dans la déformation macroscopique du sel en se basant sur la technique de corrélation d'images numériques (CIN), obtenues au cours d'un essai de compression uni-axiale in-situ dans la chambre d'un microscope électronique à balayage (MEB). Afin d'augmenter la précision de cette quantification, des motifs spéciaux gravés aux interfaces des grains par micro-lithograhie ont été proposés. Ensuite, les observations surfaciques (par MEB) ont été étendues au cœur du matériau grâce à la micro-tomographie à rayons X et à la technique de corrélation d'images volumiques (CIV). Pour ce faire, des particules micrométriques de cuivre (3 % en volume) ont été dispersées dans le matériau lors de son élaboration, afin d'avoir un marquage local volumique adapté pour la CIV. Différentes microstructures (en termes de taille moyenne de grain) ont été considérées. De nouvelles procédures de CIV ont permis d'accéder à la répartition tridimensionnelle de la déformation ductile à l'échelle de la microstructure polycristalline avec une précision inferieure à la taille moyenne de grain. Les mécanismes de déformation observés à cœur d'échantillon sous chargement uni-axial sont cohérents avec ceux identifiés par les observations surfaciques. L'importance des mécanismes inter-granulaires dans la déformation ductile et dans l'endommagement diffus du sel a été confirmée. Une caractérisation tridimensionnelle de la microstructure par DCT (Diffraction Contrast Tomography) a été effectuée et comparée à des mesures surfaciques d'orientation cristalline par EBSD (Electron BackScattered Diffraction). Enfin, la comparaison des champs de déformation surfacique et volumique obtenus sur les mêmes échantillons a permis de retrouver les mêmes organisations et développements des localisations de déformation ductile en surface et en volume, et de les relier aux conditions de chargement et à la microstructure
We develop in this study new experimental methodologies for the multi-scale experimental investigation of the micromechanics of polycrystalline materials. These methodologies are applied to synthetic halite (NaCl), which is a convenient model polycristal due to its viscoplastic behavior at both ambient and high temperatures (350°C). In addition, halite is used for industrial applications such as underground energy and waste storage. The ductile deformation at the scale of the microstructure operates not only through conventional intra-granular plasticity, but also through inter-granular deformation mechanisms, such as grain-boundary sliding (GBS). First, we precisely quantify the relative contribution of each of these local mechanisms to the macroscopic deformation of halite. For this purpose, we apply digital image correlation (DIC) technique to high resolution images obtained during uniaxial compression tests in the chamber of a scanning electron microscope (SEM). The DIC algorithms have been modified to account for the discontinuous kinematics at grain boundries. We also propose a method to improve accuracy of GBS quantification, which consists in creating specific artificial patterns across grain-boundaries by electron beam lithography. The results show that GBS is present from the beginning of plastic deformation of the polycrystal. The 2D observations (using SEM) are complemented by 3D volume investigations using X-ray computed microtomography and Digital Volume Correlation (DVC) techniques. In order to obtain local volume markers differing in contrast (density) from NaCl and adapted to DVC, micrometric copper particles (3 % in volume) are dispersed into the material during its elaboration. Various microstructures (in terms of average grain size) are considered. New DVC protocols allow us to obtain the three-dimensional distribution of ductile deformation at the scale of the polycrystalline microstructure, with a spatial resolution finer than the average grain size. 3D and 2D local mechanical fields are compared on the same samples submitted to uniaxial compression. The strain patterns and the deformation mechanisms observed in depth of the sample are consistent with those identified by 2D observations. The results show the same organization and development of strain localization bands in relation with the loading conditions and microstructure, both at the surface and in volume. The importance of inter-granular mechanisms for the plastic deformation and diffuse damage of halite is also confirmed in 3D. Finally, in view of a further numerical model of the plasticity of the polycrystal, the three-dimensional polycrystalline microstructure is characterized by diffraction contrast tomography and compared to 2D measurements obtained by electron BackScattered diffraction

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Androussi, Yidir. "Mécanismes de déformation plastique de l'Arséniure de Gallium sous très forte contrainte et à température ambiante." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL1A001.

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Abstract:

Des essais de déformation plastique par micro-indentation ou par compression uniaxiale sous pression de confinement sont effectués sur des cristaux de GaAs non dopés, dopés (In) et codopés (Zn, In). Deux mécanismes de déformation plastique sont mis en évidence par microscopie électronique à transmission, à savoir : le glissement parfait de dislocation et le maclage.

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Thurel, Elina. "Etude par microscopie électronique en transmission des mécanismes de déformation de la wadsleyite et de la ringwoodite." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-111-112.pdf.

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Abstract:

La zone de transition du manteau terrestre correspond à la transformation de l'olivine en ses polymorphes de haute pression, wadsleyite et ringwoodite. La plasticité de ces minéraux joue un rôle clé dans la convection globale du manteau terrestre, cependant, à ce jour, leurs mécanismes de déformation sont mal connus. L'objectif de ce travail est donc d'étudier les microstructures de déformation de la wadsleyite et de la ringwoodite par microscopie électronique en transmission. Les échantillons de wadsleyite et de ringwoodite sont synthétisés puis déformés dans une presse multi-enclumes. La déformation peut se faire par compression ou par cisaillement. Les échantillons obtenus sont ensuite observés par microscopie électronique en transmission. Tous les échantillons observés sont déformés plastiquement, témoignant que la déformation en presse multi-enclumes de la wadsleyite et de la ringwoodite est possible aux pressions et températures qui règnent dans la zone de transition du manteau. Dans le cas de la wadsleyite, cinq systèmes de glissement sont facilement activables: ư<111>{101}, [100]{021}, [100](010), [100]{011} et [100](001). Trois autres systèmes sont également activables, mais à basse température et fortes contraintes: [010](001), [010]{101} et <101>(010). Nous avons caractérisé deux systèmes de glissement dans la ringwoodite: ư<110>{111} et ư<110>{110}. Les résultats obtenus laissent supposer que d'autres structures spinelles comme MgAl2O4 forment de bons analogues de la ringwoodite. Enfin, une nouvelle méthode pour évaluer les contraintes différentielles appliquées durant la déformation en presse multi-enclumes est proposée. Cette méthode, basée sur la mesure du rayon de courbure des dislocations, conduit à des valeurs des contraintes de l'ordre de 400 MPa à 1000ʿC dans la wadsleyite comme dans la ringwoodite.

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Gasc-Barbier, Muriel. "Étude des mécanismes de déformation de roches argileuses profondes : apport de la microstructure et des analyses pétrophysiques." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066151.

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Gerber, Philippe. "Etude des liens entre hétérogénéités de déformation et mécanismes de recristallisation. Application au cuivre et ses alliages." Paris 13, 2002. http://www.theses.fr/2002PA132027.

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Abstract:

Les liens entre hétérogénéités de déformation et recristallisation statique sont étudiés dans le cuivre et ses alliages. Dans le cuivre, un seuil de déformation (laminage à froid de 90 %) est mis en évidence par mesures des textures globales. En dessous de cette valeur, la texture de recristallisation est dispersée. Pour une valeur égale ou supérieure, la texture Cube {100}<001> est obtenue. L'ajout de zinc provoque une distribution des orientations plus dispersée, en partie due au maclage de déformation, provoquant la production d'un ensemble d'orientations possédant un potentiel germination et croissance. La confrontation des mesures expérimentales effectuée sur le cuivre pour deux taux de déformation( =70 % et =90 %) permet d'évaluer l'influence du taux de déformation sur la recristallisation. Les mesures d'énergie stockée montrent qu'une différence minimum entre les orientations C {112}<111>et/ou S{123}<634>et Cube est vitale pour engendrer une texture Cube. Une restauration des grains Cube au tout début de la recristallisation est observée pour ces deux matériaux. Par mesures EBSD dans le cuivre =70 %, nous montrons qu'une germination intergranulaire prend place dans les zones de fortes hétérogénéités de déformation, conduisant à diperser la texture. Dans le cas du matériau =90 %, cette germination n'est pas effective. Cependant, après restauration au sein de bandes de transition Cube/G {011}<100> (voisines de grains déformés orientés C et/ou S) une germination et une croissance rapides de l'orientation Cube ont lieu. Nous pouvons ainsi parler de germination et croissance orientées. Une simulation Monte-Carlo permet de reproduire approximativement la texture dévelo^ppée au cours de la recristallisation après déformation à =70 %. Le caractère dispersé de la texture de recristallisation est difficile à obtenir. Le processus de maclage, actif au cours de la recristallisation, peut en être la cause, et doit être considéré par la suite
The study of the relation between deformed inhomogeneities and static recrystallization is done in copper and -brass in cooper, a critic value of deformation (cold rolling to =90 %) is obtained from the bulk texture analysis. Below this value, the recrystallization texture {100}<001>is obtained. In x-brass, the deformation texture is even more complicated due to the deformation twinning mechanisms, which conducted to a weaker texture. The comparison of the experimental measurements in copper for two levels of reduction ( =70 % and =90 %) is done in order to understand the influence of the deformed state on recrystallization. Stored energy measurements show that minimum difference is needed between the C {112}<111>and/or S {123}<634>and the Cube orientations to produce the Cube texture. For both materials, a recovery of the Cube grains is observed. From EBSD measurements in copper =70 %, intergranular nucleation takes place in highly deformed regions, which conducts to a dispersed texture. In copper =90 %, this nucleation is not the main mechanism. Indeed, after recovery inside Cube/G {011}<100> transition bands, a fast process of nucleation and growth of the Cube orientation is observed. This corresponds to the oriented nucleation and growth hypothesis. In copper, Monte-Carlo simulation is used in order to explain the recrystallization texture after cold rolling to =70%. The experimental recrystallization texture is difficult to obtain, and this can be due to the annealing twinning active nucleation and growth steps

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Tournadre, Léa. "Vers une meilleure compréhension des mécanismes de déformation par croissance libre sous irradiation des alliages de zirconium." Thesis, La Rochelle, 2012. http://www.theses.fr/2012LAROS390.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour objet de contribuer à la compréhension de la déformation des assemblages combustibles REP équipés de composants en alliages de zirconium (Zy-4 ou M5). En particulier, nous nous sommes intéressés à l’accélération de croissance, corrélée à l’apparition d’un type de défaut d’irradiation : les boucles à composante . Des irradiations aux particules chargées nous ont permis de reproduire ces évolutions microstructurales et d’étudier leur représentativité. La morphologie du dommage primaire n’a ainsi que peu d’impact sur la microstructure de boucles tandis que le taux de création de dommage (tout comme la température) semble jouer un rôle majeur. Par ailleurs, la dose seuil pour la nucléation des boucles apparaît étroitement liée à la cinétique de croissance des amas lacunaires et des germes de boucles. Cette cinétique peut être influencée par le taux de création de dommage, les éléments d’alliages, mais également la contrainte ou la présence d’hydrogène (introduit dans le matériau lors de l’oxydation en réacteur). Ce travail a ainsi exploré de manière approfondie l’effet d’une contrainte appliquée dans les domaines d’élasticité et de plasticité ainsi que l’impact de l’hydrogène absorbé sur la nucléation et la croissance des boucles . Conformément au mécanisme SIPA proposé dans la littérature, nous avons observé un effet de la contrainte sur les boucles . Par ailleurs, cette étude met en évidence que l’hydrogène en solution et / ou sous forme d’hydrures influence significativement la nucléation et la croissance des boucles
The aim of this PhD work is to have a better understanding of axial elongation of the PWR fuel assemblies manufactured in zirconium alloys (Zy-4 or M5). More specifically, we focused on the growth acceleration of these assemblies, clearly correlated to the nucleation of specific irradiation defects: the c-loops. Irradiations by charged particles were performed in order to reproduce the microstructure evolution and to study its representativeness. Thus, primary damage morphology has no impact on the c-loop microstructures where as the damage creation rate (like the temperature) seems to play a major role. Moreover, the nucleation dose for c-loops appears clearly correlated to the nuclei and vacancy clusters growth kinetics. This kinetics could be influenced by the damage creation rate, the alloying elements, but also by an applied stress or the hydrogen content (which can be introduced during oxidation in reactor). Thus, this work has explored the effect of an applied stress (in the elasticity or plasticity domain) and the impact of the hydrogen pick-up on the nucleation and growth of c-loops. In accordance with the SIPA mechanism described in the literature, we observed an effect of the applied stress on the c-loop microstructures. Moreover, this study clearly shows an impact of hydrogen in solid solution and as precipitated hydrides on the nucleation and growth of c-loops

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Larrouy, Baptiste. "Mécanismes de déformation et d'amorçage de fissures dans l'alliage Udimet™ 720Li en relation avec les paramètres microstructuraux." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2014. http://www.theses.fr/2014ESMA0019/document.

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Abstract:

Cette étude s’est focalisée sur la compréhension des mécanismes de déformation et d’endommagementd’un superalliage à base de Nickel (Udimet 720Li) utilisé pour la confection de disques de turbine hautepression soumis à des sollicitations monotones et cycliques à des températures inférieures à 500 °C.L’amorçage de fissures de fatigue à 20 °C et 465 °C a été systématiquement observé suivant des facettescristallographiques pour différents états métallurgiques. Une étude quantitative des traces de glissementplastique en surface a permis de montrer que cet endommagement est la conséquence d’une nontransmission de la déformation plastique entre grains voisins. Plus précisément, un mécanisme de rotationcristalline localisée au sein de micro-volumes à l’extrémité de bandes de glissement dans le grain voisin aété identifié à l’origine des fissures.Les configurations cristallographiques favorisant ce processus impliquent notamment les relations entresystèmes de glissement de part et d’autre du joint de grains (angle de TWIST), ou encore la présence d’uneprécipitation fine participant au confinement des bandes de glissement
This study contributes to the understanding of the deformation and damage mechanisms in a Nickelbasedsuperalloy (the Udimet 720Li) used for the manufacturing of aeroengines high pressure turbinedisks submitted to monotonic and cyclic loadings at temperatures below 500 °C under service conditions.Fatigue crack initiation at 20 °C and 465 °C was systematically observed at large crystallographic facetswhatever the microstructure. An extensive quantitative study of the slip activity at the surface showed thatcrack initiation results from a difficult slip transmission between neighbouring grains. In more details, alocalized crystallographic rotation confined in micro-volumes detected at the tip of slip bands interactingwith the grain boundary were identified to trigger crack initiation.The crystallographic configurations favouring such a process are closely related to the TWIST anglebetween active slip systems on each side of the grain boundary and to a dense and fine precipitationconfining the plasticity.Mots-clés

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Sadat, Tarik. "Alliages Ni-W : de la mise en oeuvre par frittage flash aux micro-mécanismes de déformation et d'endommagement." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCD083.

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Abstract:

Dans le cadre de ce projet de thèse, des microstructures innovantes « composites » Ni-W constituées d’amas de Tungstène multi-cristallins (à grains fins) immergés dans une matrice de la solution solide Ni(W) cfc ont été élaborées par frittage flash (Spark Plasma Sintering (SPS)). Différents alliages ont ainsi été fabriqués en contrôlant de manière très précise les fractions volumiques respectives des deux élément Ni et W. En outre, le fait que le Ni soit un matériau particulièrement ductile contrairement au W plus résistant, peut conférer au matériau un bon compromis ductilité/résistance mécanique. Ainsi, en ajustant les taux respectifs de Ni et/ou de W, nous avons réussi à faire cohabiter dans un même matériau les micro-mécanismes de déformation propres à chaque phase, dont les caractéristiques et les évolutions sont ensuite analysées lors de sollicitations mécaniques conventionnelles ou in situ sous Synchrotron. Ainsi, nous avons mis en évidence le rôle de chacune des phases constituant la microstructure vis-à-vis du comportement macroscopique. Il est clairement montré que la proportion et l’arrangement spatial de la phase de W sont des facteurs influents sur la fragilité d’ensemble ainsi que sur les transferts de charge entre phases. Concernant la phase ductile, nous avons pu mesurer des déformations du réseau cristallin d’amplitude inhabituelle, que nous avons reliées à la densité initiale importante de joints de type ∑3, densité qui ensuite diminue fortement sous sollicitation mécanique
As part of this thesis project, innovative “composites” microstructures Ni-W composed by clusters of multi crystallized (ultra fine grain) W embedded in a matrix of a cfc Ni(W) solid solution were elaborated by spark plasma sintering (SPS). Several alloys were processed by controlling precisely the respective volume fractions of the two elements Ni and W. In addition, Ni is a particularly ductile material unlike the more resistant W. So, it may give to the material a good compromise between ductility and mechanical resistance. Thus, by adjusting the respective fractions of Ni and/or W, we obtained in the same material the specific deformation micro-mechanisms of each phase, the characteristics and evolutions of those deformations were after analyzed during conventional mechanical stresses or under in situ Synchrotron. Thus, we have highlighted the role of each phase constituting the microstructure regarding the macroscopic behavior. It is clearly shown that the proportion and spatial distribution of the W phase are key factors on the overall brittleness as well as on the load transfer between the phases. Concerning the ductile phase, we underscored deformations of unusual amplitude, which are connected to the high initial density of ∑3 boundary grains, which then decreases sharply under mechanical stress

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Samet-Meziou, Amel. "Etude des mécanismes de recristallisation dans un acier IF-Ti après faible déformation par laminage ou par traction." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112010.

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Abstract:

Ce travail a permis d’établir une relation entre les sous-structures de déformation d’un acier IF-Ti déformé par laminage (40%) ou par traction (35%) et les mécanismes de recristallisation. Pour ce faire, la sous-structure de déformation a été caractérisée par microscopie électronique en transmission pour les trois principales composantes de la texture de déformation : orientation {111}<112> de la fibre  et orientations {111}<110> et {001}<110> de la fibre . Deux types de sous-structures ont été observées : des bandes lamellaires pour les grains d’orientation {111}<112> et des cellules équiaxes pour les grains de la fibre . Cette caractérisation de l’état déformé a été complétée par une estimation de l’énergie stockée à l’aide de différentes approches (diffraction des neutrons, EBSD, MET) et a montré la hiérarchie suivante : E{111}<112> > E{111}<110> E{001}<110>. La première étape du recuit est caractérisée par une restauration. Ce processus est assuré par : l’affinement des parois de cellules, le nettoyage des dislocations à l’intérieur des cellules, la coalescence et la croissance des cellules. La sous-structure cellulaire est la plus favorable à la croissance. Pour les deux sous-structures observées, une taille suffisante est nécessaire pour assurer la formation d’un germe viable. La formation de grains recristallisés est assurée par deux mécanismes : la restauration généralisée majoritairement observée pour la sous-structure de bandes lamellaires et le « bulging » spécifique aux sous-structures équiaxes
This work permit to establish a relation between the substructures of deformation of an IF-Ti deformed by rolling (40%) or tensile strain (35%) and the recrystallization mechanisms. With this intention, the substructure of deformation was characterized by transmission electronic microscopy for the three principals components of the deformation texture: the {111}<112> orientation of the  fiber and the {111}<110> and {001}<110> orientations of the  fiber. Two types of substructures were observed: lamellar bands for the {111}<112> grains and equiaxed cells for the grains of the  fiber. This characterization of the deformed state was completed by an estimation of the stored energy using various approaches (neutrons diffraction, EBSD, TEM) and showed the following hierarchy: E{111}<112 > > E{111}<110 > E{001}<110 >. The first stage of annealing is characterized by recovery. This process is assumed by: refinement of the walls of cells, the vanishing of dislocations inside the cells, the coalescence and growth of the cells. The cellular substructure is most favourable to the growth. For the two observed substructures, a sufficient size is necessary to ensure the formation of a viable nucleus. The formation of recrystallized grains is ensured by two mechanisms: generalized recovery mainly observed for the substructure of lamellar bands and the "Bulging" specific to the équiaxes substructures

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Crépin, Jérôme. "Etude des mécanismes de déformation et d'endommagement du zirconium grade 702 traité beta : application aux cordons de soudure." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1995. http://www.theses.fr/1995EPXX0015.

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Abstract:

La présente étude a pour objet de mieux appréhender le comportement mecanique du matériau constituant les cordons de soudure. Le matériau d'étude est le zirconium technologique grade 702 traite beta. Sa microstructure est constituée de colonies, qui sont elles-mêmes constituées de lattes parallèles et de même orientation cristallographique. L'hétérogénéité de répartition des éléments d'addition (sous forme de precipites ou en solution solide) est aussi étudiée. Le comportement mécanique est abordé a la fois au niveau global par des essais uniaxiaux monotones ou cycliques, et au niveau local par des essais de traction réalises dans un microscope électronique a balayage. Les mécanismes élémentaires de la déformation (glissement et maclage) ainsi que les hétérogénéités qui apparaissent (localisation du glissement le long des joints de lattes) et les endommagements qui en résultent ont ete mis en évidence et identifies sans ambiguité. Les cavités d'endommagement sont de forme tubulaire a section hexagonale, d'axe parallèle a l'axe c du prisme hexagonal. La croissance des cavités est de type intralatte ; sa cinétique a ete déterminée. Cette croissance est liée a l'activation deux a deux des systèmes de glissement prismatique autour de la cavité. Un modèle a permis de justifier la cinématique locale du glissement et d'expliquer comment la limitation du glissement a trois systèmes prismatiques aboutit a ce mode d'endommagement original et particulièrement précoce. La coalescence des cavités s'effectue le long d'un même joint a l'intérieur d'une colonie. Le passage d'une colonie a une autre donne lieu a la rupture des extrémités de lattes riches en précipités par la formation plus classique de petites cupules. Ces résultats rendent bien compte du comportement du matériau sous sollicitation cyclique en traction/compression. Bien qu'obtenu sur du matériau massif ils sont parfaitement représentatifs des mécanismes actifs dans les cordons de soudure sollicites en traction simple a la température ambiante

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Farbaniec, Lukasz. "Mécanismes de déformation et résistance à la rupture des polycristaux à grains ultra-fins : études expérimentales et numériques." Paris 13, 2012. http://scbd-sto.univ-paris13.fr/intranet/edgalilee_th_2012_farbaniec.pdf.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est à travers deux thèmes fondamentaux d’étudier et analyser les mécanismes de déformation et de rupture des polycristaux cubiques à faces centrées à grains ultra-fins. Dans le premier thème la déformation plastique est considérée comme un procédé de fragmentation des grains en blocs plus petits. À cet effet, la technique dite du poids tombant (développée au SMMA-Supméca) qui est un procédé de déformation plastique en régime dynamique est utilisée pour l'affinement des grains de nickel polycristallin. Les mécanismes d’affinement et de déformation sont ensuite analysées expérimentalement et numériquement par transformée de Fourier rapide (Fast Fourier Transform). Le deuxième thème traite de l'influence de la tri-axialité sur la ténacité des matériaux ductiles ainsi que de l'identification des mécanismes conduisant à la rupture en traction. À cette fin, des essais de traction sur mini-éprouvettes à entaille circulaire et des techniques de modélisation numérique sont développés et mis en oeuvre pour prédire le comportement à la rupture du nickel polycristallin et d’un acier. Les résultats obtenus sont utilisés pour formuler un critère appliquable au chargement d'une fissure. Les résultats numériques sont comparés avec les données expérimentales pour valider la procédure et estimer la ténacité des matériaux étudiés
The objective of this thesis is to provide insights of two fundamental topics regarding the deformation and failure mechanisms of ultrafine-grained face-centered cubic metals. The first topic considers the mechanisms of plastic deformation as a desired grain fragmentation process in order to achieve a significant refinement of structural elements. For this purpose, the so-called Dynamic Plastic Deformation technique is used to cause the grain refinement of polycrystalline nickel. Subsequently, a Fast Fourier Transform numerical procedure is applied to the microstructure after deformation, and the results are compared with the experiments. The second topic deals with the effect of the stress state on ductile toughness along with identification of the mechanisms leading to tensile failure. To this end, a small-scale experimental and numerical modelling techniques are developed and implemented to predict fracture behaviour of polycrystalline nickel and steel. Consequently, the obtained results are used to formulate a criterion applied to the crack tip situation. The numerical results are compared with the experimental data to validate the procedure and estimate fracture toughness of the investigated material

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Vultos, Winnie. "Influence de la microstructure sur les micromécanismes de déformation en fluage dans le superalliage AD730TM." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30166.

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Abstract:

L'étude menée au cours de ce travail de thèse consiste à analyser les micromécanismes qui contrôlent la déformation en fluage à 700°C, dans le superalliage AD730(tm) développé par Aubert & Duval pour la fabrication des disques de turbines des futurs turboréacteurs pour application civile. Les différents éléments de la microstructure (taille, distribution et composition chimique de la matrice et des précipités) ont été caractérisés par Microscopie Electronique en Transmission (MET) en mode conventionnel et par des techniques d'analyse chimique (spectroscopies EDX et EELS). Les micromécanismes de déformation ont été identifiés au MET après des essais de fluage à 700°C sous 500 MPa, 600 MPa et 850 MPa pour différents états microstructuraux. L'étude des microstructures a permis de mettre en évidence que les traitements thermiques pouvaient modifier la composition chimique locale des différentes phases : variation de la teneur en Cr dans la matrice g, germination de phase g dans les précipités g' primaires et variation de la teneur en Ti dans les précipités g' secondaires. Ces fluctuations chimiques modifient les énergies de faute d'ordre et d'empilement qui contrôlent la propagation des dislocations. Ces paramètres ont pu être quantifiés et nous ont permis d'interpréter le comportement macroscopique. Quels que soient la contrainte appliquée et l'état microstructural, les mécanismes de déformation intragranulaires observés correspondent aux mécanismes classiquement cités dans les superalliages polycristallins. Ces résultats ont pu être validés grâce à l'évaluation des niveaux de contrainte associés à ces mécanismes. L'augmentation de la vitesse de déformation en fluage à 700°C dans le cas de la microstructure à grains fins (en comparaison avec la microstructure à gros grains), a pu être attribuée aux précipités g' primaires où se développe et d'où est émise la plasticité. L'augmentation de la vitesse de déformation lors des essais sous 850 MPa a pu être associée au rôle des joints de grains qui initient l'émission de plusieurs systèmes de glissement. En conclusion, ce travail a ainsi permis d'identifier un certain nombre de paramètres à l'échelle microscopique qui contrôlent le comportement en fluage à 700°C dans ce superalliage
The study carried out during this thesis consists in analyzing the micromechanisms that control the creep deformation at 700 ° C, in the AD730(tm) superalloy developed by Aubert & Duval for the manufacture of turbine disks of the future turbojet engines for civil applications. The microstructure of the superalloy (size, distribution and chemical composition of the matrix and precipitates) has been characterized by conventional transmission electron microscopy (TEM) and by chemical analysis techniques (EDX and EELS spectroscopies). Deformation micromechanisms were identified at TEM after creep tests at 700°C at 500 MPa, 600 MPa and 850 MPa for different microstructural states. The study of the microstructures showed that thermal treatments can modify the local chemical composition of the different phases: variation of the Cr content in the matrix g, germination of g phase in the primary precipitates and variation of the Ti content in the secondary precipitates. These chemical fluctuations modify the antiphase boundary energy and the stacking fault energy that control the dislocation propagation. The quantification of these parameters allowed us to interpret the macroscopic behavior of the superalloy. Whatever the applied stress and the microstructural state, the observed intragranular deformation mechanisms correspond to conventional mechanisms reported in the literature for polycrystalline superalloys. Our results were validated by evaluating the stress levels associated with these mechanisms. The increase in the creep deformation rate at 700°C in the case of the fine-grained microstructure (in comparison with the coarse-grained microstructure), could be attributed to the primary precipitates where plasticity grows and is emitted. The increase of the creep strain rate at 850 MPa could be associated with the role of the grain boundaries which initiates the emission of several slip systems. In conclusion, this work allowed us to identify the parameters at microscopic scale that control the creep behavior at 700°C in the analyzed superalloy

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Ben, Hafsia Khaoula. "Identification des micro-mécanismes de déformation du PET amorphe et semi-cristallin in situ au cours d’un essai mécanique." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0081/document.

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Abstract:

Selon leur formulation et leur mise en forme et grâce à leur complexité microstructurale induite, les polymères thermoplastiques bénéficient d’une grande diversité de propriétés thermomécaniques. Cependant, l’évolution de la microstructure de ces matériaux au cours de leur utilisation reste difficile à identifier. Afin de mieux comprendre les modifications microstructurales ayant lieu au cours de sollicitations thermomécaniques, différentes techniques non destructives de caractérisation en temps réel et in situ ont été développées. Dans ce contexte, un Poly (Ethylène Téréphtalate) (PET) amorphe et semi-cristallin a été étudié afin de mettre en évidence l’effet de la microstructure sur les propriétés macroscopiques du matériau. Pour ce faire, plusieurs couplages de techniques expérimentales de caractérisation ont été mis en œuvre tels que la spectroscopie Raman et la diffraction/diffusion des rayons X couplées au système de VidéoTraction™ ou la spectroscopie Raman couplée à la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) pour une caractérisation des micromécanismes de déformation et du comportement thermique du matériau respectivement. Le suivi de différentes bandes vibrationnelles judicieusement identifiées a permis d’établir un nouveau critère robuste et capable de mesurer avec exactitude le taux de cristallinité du matériau ou de remonter aux températures caractéristiques de sa morphologie (Tg, Tc, Tcc, Tf) grâce aux informations extraites d’un spectre Raman. De plus, un système de caractérisation relaxationnelle par un couplage de la spectroscopie diélectrique dynamique avec un essai de traction a été utilisé afin de mettre en évidence l’effet de la mobilité moléculaire sur la déformation élasto-visco-plastique du PET. D’un point de vue mécanique, les principaux micromécanismes de déformation ont été étudiés en temps réel pendant un essai de traction à différentes températures et vitesses de déformation vraies constantes : l’orientation macromoléculaire, l’endommagement volumique, le développement de mésophase et la cristallisation induite sous contrainte, ont été observés et quantifiés in situ en utilisant les couplages précédents au synchrotron Petra III de Hambourg et au synchrotron Elettra de Trieste. En parallèle, une étude de la mobilité moléculaire (paramètre déterminant à la prédominance de tel ou tel micromécanisme de déformation) a été menée via des analyses relaxationnelles réalisées au cours de la déformation du matériau. En complément, des expériences en temps réel, des études post mortem par les techniques précédemment citées et par radiographie X, microscopie électronique à balayage et tomographie X ont été réalisées afin d’apprécier l’influence de la relaxation mécanique du PET
According to their formulations and forming processes and thanks to the complexity of their induced microstructure, thermoplastic polymers show a wide range of thermomechanical properties. However, the identification of the evolution of the microstructure of these materials during their use remains difficult. To better understand the microstructural changes occurring during thermomechanical loadings, various in situ and non-destructive techniques of characterization have been used. In this context, a Poly (Ethylene Terephthalate) (PET) amorphous and semi-crystalline was studied in order to highlight the effect of the microstructure on the macroscopic properties of the material. This way, different coupling systems combining several experimental characterization techniques have been implemented such as Raman spectroscopy and X-rays diffraction/scattering coupled to the VidéoTraction™ system or Raman spectroscopy coupled with differential scanning calorimetry (DSC) for the characterization of the deformation micro-mechanisms and the thermal behavior of the material respectively. Monitoring specific vibrational bands thoroughly identified allowed the establishment of a new robust criterion which enables to accurately measure the crystallinity ratio of the material and the identification of the characteristic temperatures of its morphology (Tg, Tc, Tcc, Tm). In addition, a relaxational characterization system by coupling dynamic dielectric spectroscopy to a tensile test has been used in order to highlight the effect of molecular mobility on the elasto-visco-plastic deformation of PET. From a mechanical point of view, the main deformation micro-mechanisms have been studied in real time during a tensile test at different temperatures and constant true strain rates: macromolecular orientation, volume damage, development of mesophase and strain induced crystallization were observed and quantified in situ using the coupled characterization technics presented previously at Petra III (Hambourg) and Elettra (Trieste) synchrotrons. In parallel, a study of the molecular mobility (a determining parameter for the predominance of one deformation micromechanism to another) was conducted via relaxational analysis performed during the deformation of the material. In addition to in situ experiments, post mortem analysis by the previously mentioned technics and by X radiography, scanning electron microscopy and X tomography were performed to assess the influence of the mechanical relaxation of the polymer

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Dutel, Guy Daniel. "Comportement mécanique et mécanismes de déformation et d'endommagement de polycristaux de nickel mono- et bi-modaux élaborés par SPS." Paris 13, 2013. http://www.theses.fr/2013PA132027.

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Abstract:

Les matériaux à grains ultrafins présentent une résistance mécanique élevée, mais une très faible ductilité. La Métallurgie des Poudres est alors utilisée en recours pour concevoir des microstructures innovantes aux propriétés optimisées. Dans ce travail, des échantillons de nickel ont été élaborés par Frittage Flash (SPS) et/ou par Compactage Isostatique à Froid (CIP) à partir de mélanges de poudres (nano/micro). Les microstructures obtenues sont denses et mono- ou bi-modales. Les fractions volumiques de grains ultrafins (UFG<1μm) et de grains micrométriques (MC>1μm) ont été maîtrisées. Après avoir stabilisé les tailles moyennes de grains UFG et de grains MC, il a été montré que les propriétés mécaniques en compression et traction in-situ (synchrotron) dépendent essentiellement de la fraction UFG/MC. Ainsi, la limite élastique croît avec la proportion des grains UFG. A l’inverse, la ductilité augmente avec la fraction de grains MC. Un compromis ductilité-résistance a été trouvé en jouant sur la fraction UFG/MC. L’étude de la déformation du réseau cristallin au synchrotron a révélé une transition élasto-plastique tardive pour les bimodaux. Il a été montré en accord avec la littérature, que les mécanismes de déformation et d’endommagement étaient généralement : du démaclage et de la diminution de la densité des joints Σ3 (interaction avec les partielles de Shockley), de la fissuration déclenchée dans la matrice UFG et stoppée par les grains MC, des décohésions inter-faciales que nous avons attribuées aux incompatibilités de déformation entre matrice UFG et grains MC. Par ailleurs, les concentrations de contrainte en tête des fissures étaient à l’origine du maclage mécanique dans certains grains UFG
Ultra-fine grained materials present a high mechanical resistance, but a very weak ductility. The Powder Metallurgy is then used to conceive innovative microstructures and optimize their properties. In this work, nickel samples were developed by Spark Plasma Sintering (SPS) and/or by Cold Isostatic Pressing (CIP) from blends of nano- and micrometer-sized powders. The obtained microstructures are dense and mono- or bi-modal. The volume fractions of ultrafine grains (UFG<1μm) and micrometric grains (MC>1μm) were controlled. Having stabilized the average sizes of UFG grains and MC grains, it was shown that the mechanical properties in compression and in-situ tensile tests (synchrotron) depend essentially on the UFG/MC fraction. So, the elastic limit grows with the UFG fraction. On the contrary, the ductility increases with the MC fraction. The mechanical properties were improved by varying the UFG/MC fraction. The synchrotron analyses revealed a late élasto-plastic transition for bimodal samples. It was shown in agreement with the literature, that the deformation and damage mechanisms were generally: decrease of the density of twins and Σ3 boundaries (interaction with the partial dislocations), cracking in the UFG matrix (stopped by the MC grains), interfacial decohesion which we attributed to the deformation incompatibilities between UFG matrix UFG and MC grains. Besides, the high stresses at the head of the cracks were at the origin of the mechanical twining in some UFG grains

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Dissertations / Theses on the topic 'Mécanismes de déformation'

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