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Dissertations / Theses on the topic 'Physique de létat solide'
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Souris, Fabien. "L'hélium solide métastable en sous-pression." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066170.
Full textAbstract:
En 1969, il a été suggéré que des lacunes atomiques pourraient former un condensat de Bose dans l'hélium-4 solide, ce qui lui conférerait des propriétés de superfluidité. Ce scénario n'a toujours pas pu être observé, car il semblerait que l'énergie d'activation des lacunes soit trop importante. Toutefois cette énergie diminue lorsque le volume molaire du solide augmente, mais cette diminution est limitée par la fusion du solide. Le travail présenté dans cette thèse, vise à produire un d'hélium solide métastable par rapport à la fusion, pour prolonger la diminution de l'énergie d'activation et tendre vers la réalisation du scénario. Pour cela nous avons développé une technique permettant de focaliser une onde ultrasonore dans un monocristal d'hélium pourtant anisotrope. Les oscillations de pression provoquées par l'onde portent transitoirement l'hélium sous sa pression de fusion, qui est d'environ 25 bar. Une mesure interférométrique du champ acoustique émis, faite à travers les accès optiques du cryostat, nous permet de déterminer la pression de l'échantillon métastable produit. Les résultats obtenus montrent qu'il est possible d'obtenir des états métastables décomprimés jusqu'à 21 bar, soit 4,5 bar sous la pression de fusion. Au-delà de cette limite, le cristal subit une instabilité inattendue, bien avant la limite spinodale prédite théoriquement. L'analyse de cette instabilité montre que le phénomène pourrait correspondre à la nucléation de la phase liquide, bien que sa pression d'apparition soit incompatible avec le modèle actuelIn 1969, it was suggested that atomic vacancies could form a Bose condensate in solid helium-4, which would cause the solid to have superfluid properties. This scenario has still not been observed, because it seems that vacancy activation energy is too high. However, this energy lowers as the molar volume of the solid increases, but this lowering is limited by the melting line. The work presented in this thesis, aims to produce a metastable state relative to melting of solid helium, to extend the lowering of vacancy energy and tend to the realization of the scenario. To this end, we developped a technique allowing us to focus an ultrasonic sound wave inside a helium monocrystal, despite its anisotropy. Pressure oscillations causes by the sound wave bring transiently the solid below its melting pressure, close to 25 bar. An interferometric measurement of the acoustic field, made through the cryostat viewports, is used to determine the pressure of the metastable sample produced. Our results show that one can obtain metastable states down to 21 bar, i. E. 4,5 bar below the melting pressure. Beyond this threshold, the crystal undergoes an unexpected instability, much before the predicted spinodal limit. The instability analysis shows that this could be a nucleation phenomenom of the liquid phase, although the pressure threshold is incompatible with the actual model
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Le, Quang Hung. "Microstructures solubles et relations exactes en micromécanique." Université de Marne-la-Vallée, 2005. http://www.theses.fr/2005MARN0268.
Full textAbstract:
Les propriétés mécaniques macroscopiques d’un matériau hétérogène dépendent non seulement des propriétés mécaniques de ses constituants microscopiques mais aussi fortement de sa microstructure. L’objectif de ce travail de thèse consiste d’abord à construire une classe de microstructures nouvelles pour lesquelles certaines propriétés macroscopiques, linéaires ou non linéaires, peuvent être analytiquement et exactement déterminées. Il vise ensuite à démontrer l’existence de champs uniformes dans des matériaux hétérogènes non linéaires et à dériver des relations exactes pour leur homogénéisation. A partir de l’assemblage de sphères composites de Hashin (1962) et Hashin et Shtrikman (1962), un bon nombre de résultats originaux sont obtenus pour les matériaux hétérogènes linéaires. A l’aide du concept des champs uniformes et du théorème des fonctions implicites, des relations générales nouvelles sont déduites pour l’homogénéisation de matériaux hétérogènes non linéairesThe macroscopic mechanical properties of a heterogeneous material depend non only on the mechanical properties of its microscopic constituents but also strongly on its microstructure. The first objective of this work is to construct a class of new microstructures for which certain macroscopic properties, linear or nonlinear, can be analytically and explicitly determined. The second purpose of the work is to show the existence of uniform fields in nonlinear heterogeneous materials and to derive the exact relations for their homogenization. Starting from the composite sphere assemblage of Hashin (1962) and Hashin and Shtrikman (1962), a good number of original results are obtained for linear heterogeneous materials. Using the concept of uniform fields and the implicit function theorem, new general relations are deduced for the homogenization of nonlinear heterogeneous materials
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STELLMACHER, MAX. "Propriétés physiques des matériaux III - V A non stoechiométrie controlée." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1999. http://www.theses.fr/1999EPXX0045.
Full textAbstract:
Les matériaux semi-conducteurs III-V A non stoechiometrie controlée (ga 1 xas 1 + x) sont obtenus par épitaxie par jets moleculaires sur des substrats dont la température de croissance est fixée entre 200-400\c. Durant la croissance, jusqu'à 0. 5% d'as est incorporé en excès. Les conséquences de cet écart à la stochiométrie sont un temps de vie ultra court des électrons ( 1 ps) et une très grande résistivité après recuit. Nous avons d'abord étudié les defauts présents dans le matériau par les moyens classiques de caractérisation des solides (diffraction par rayon x, absorption infra rouge, microscopie électronique). La corrélation entre les informations apportées par les différentes méthodes de caractérisation, nous a permis d'identifier le défaut majoritaire dans ce matériau et de proposer un modele decrivant son incorporation et son recuit. D'autre part, nous avons etudie la dynamique de recombinaison des porteurs dans ce materiau par des experiences de photoconduction et de photoreflectance resolues en temps. Un modele permettant d'expliquer l'ensemble des propriétés de la recombinaison des porteurs a été developpé. L'intérèt de l'étude est de disposer de matériaux dont on peut maitriser le temps de vie des porteurs. Ceci permettra la fabrication et l'optimisation de commutateurs commandes optiquement travaillant à des fréquences très élevées (> 10 ghz). Enfin, nous avons étudié le confinement des défauts ponctuels de ce matériau et nous avons démontré la possibilité d'incorporer dans le même échantillon, des couches minces avec un temps de vie ajustable, à proximité immédiate de couches dont le temps de vie n'est pas modifié. Ceci a ouvert la voie à de nouveaux concepts que l'on peut regrouper sous le terme général d'ingénierie quantique du temps de vie. Des échantillons demontrant la possibilité d'un controle sélectif du temps de vie des électrons d'un puits quantique en fonction de leur niveau d'énergie dans le puits, ont été réalisés.
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Borrelli, William. "L'équation de Dirac en physique du solide et en optique non-lineaire." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLED021/document.
Full textAbstract:
Ces dernières années, de nouveaux matériaux bidimensionnels aux propriétés surprenantes ont été découverts, le plus connu étant le graphène. Dans ces matériaux, les électrons du niveau de Fermi ont une masse apparente nulle, et peuvent être décrits par l’équation de Dirac sans masse. Un tel phénomène apparaît dans des situations très générales, pour les matériaux bidimensionnels ayant une structure périodique en « nid d’abeille ». De plus, la prise en compte d’interactions mène à des équations de Dirac non linéaires. Ces équations apparaissent également dans l’étude des paquets d’ondes lumineuses dans certaines fibres optiques. Le but de cette thèse est d’étudier l’existence et la stabilité de solutions stationnaires de ces équations avec termes non linéaires sous-critiques et critiques, et de montrer qu’ils sont la limite de solutions stationnaires de l’équation de Schrödinger non linéaire à potentiel périodique dans certains régimes de paramètres. Du point de vue mathématique, on devra résoudre les équations d’Euler-Lagrange de fonctionnelles d'énergie fortement indéfinies faisant intervenir l’opérateur de Dirac. Il s’agira en particulier d’étudier le cas des non-linéarités avec exposant critique, encore mal comprises pour ce type de fonctionnelle, et qui apparaissent naturellement en optique non linéaire. Les résultats de cette thèse pourraient avoir un impact important en physique, en particulier en physique du solide et optique non linéaireRecently, new two-dimensional materials possessing unique properties have been discovered, the most famous being the graphene. In this materials, electrons at the Fermi level behave as massless particles and can be described by the massless Dirac equation. This phenomenon is quite general, and it is a common features of "honeycomb" periodic structures. Moreover, taking into account interaction leads to non-linear Dirac equations, which also appear in the description of light propagation in particular waveguides. The aim of the thesis is to study existence and stability of stationary solutions for those equations with both sub-critical and critical nonlinearities, and to show that they are limit of stationary solutions to the Schroedinger equation with honeycomb potential, for a suitable choice of parameters. This amounts to solving the Euler-Lagrange equation for strongly indefinite energy functionals, involving the Dirac operator. We will deal with critical nonlinearities, which are still poorly understood, and appear naturally in non-linear optics. This results may have an impact on the understanding some solid state or nonlinear optics systems
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Devulder, Anne Aubry Denis. "Approche micromécanique du remodelage osseux." S. l. : Ecole centrale de Paris, 2009. http://theses.abes.fr/2009ECAP0020.
Full text
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Renou, Frédéric Nicolai Taco. "Transition liquide-solide de micelles polymères en solutions denses." [S.l.] : [s.n.], 2008. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2008/2008LEMA1015.pdf.
Full text
7
Bertani, Philippe. "Mesures de distances internucléaires par résonance magnétique nucléaire du solide haute résolution." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13125.
Full text
8
Charmont, Patrick. "Contributions à l'amélioration de la résolution en résonance magnétique nucléaire à l'état solide." Lyon, École normale supérieure (sciences), 2001. http://www.theses.fr/2001ENSL0187.
Full text
9
Bornert, Michel. "Morphologie microstructurale et comportement mécanique ; caractérisations expérimentales, approches par bornes et estimations auto-cohérentes généralisées." Marne-la-vallée, ENPC, 1996. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00113078.
Full textAbstract:
Prévoir le comportement de matériaux hétérogènes aléatoires en fonction de la répartition spatiale des constituants reste un problème largement ouvert, dont on expose les enjeux, le formalisme et les diverses approches micromécaniques associées. Une étude expérimentale sur des matériaux biphasés fer/argent et fer/cuivre de morphologie matrice/inclusions ou à phases co-continues montre que l'influence des paramètres morphologiques est surtout sensible à l'échelle locale et concerne notamment les hétérogénéités de déformation, caractérisées en termes de moyennes par phase et de fonctions de distribution, mesurées grâce à une technique originale de micro-extensométrie. Les modelés classiques ne rendant pas compte des phénomènes observés, une nouvelle approche fondée sur la notion de motif morphologique représentatif est proposée. Un premier modèle à motifs multicouches admet une expression semi-analytique mais s'avère toujours insuffisant. Une description morphologique plus riche obtenue avec des motifs de structure interne quelconque en distribution ellipsoïdale conduit à des encadrements rigoureux et des estimations auto-cohérentes du comportement linéaire effectif. La théorie sous-jacente est exposée en détail, la signification physique véritable de ces modèles étant précisée. La mise en œuvre effective par des outils numériques conduit par exemple à de nouveaux résultats pour des composites anisotropes à renforts particulaires, dont on décrit ainsi correctement les interactions locales. La prise en compte de certains phénomènes de corrélation à grande distance observés expérimentalement dans le domaine non linéaire reste en revanche une question ouverte.
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Renou, Frédéric. "Transition liquide-solide de micelles polymères en solutions denses." Le Mans, 2008. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2008/2008LEMA1015.pdf.
Full textAbstract:
Les polymères associatifs hydrosolubles sont des macromolécules dont la chaîne principale, hydrophile, est ornée de greffons hydrophobes. Dans cette étude, les greffons hydrophobes (groupements alkylés) se situent à une (copolymère mono-fonctionnel) ou aux deux extrémités (di-fonctionnel) de la chaîne hydrophile (poly(oxide d’éthylène), POE). En solutions aqueuses, les entités hydrophobes s’associent, formant ainsi des micelles "étoile" ou "fleur" selon leur fonctionnalité. A forte concentration, les micelles s’interpénètrent et se coincent les unes avec les autres, ce qui se traduit par une transition d’un état liquide à un solide. L’eau est solvant marginal vis-à-vis du POE, ce qui entraîne que la transition liquide-solide est, non seulement, fonction de la concentration mais également de la température. L’objectif principal de ce mémoire consiste en une analyse quantitative de cette transition liquide-solide de solutions concentrées de micelles. Plus particulièrement, l’influence, sur le coincement des micelles, de mélanges de micelles avec des homopolymères linéaires ou avec de micelles de structures différentes, est présentée. L’accent est mis sur l’analyse quantitative de la structure à l’origine des propriétés viscoélastiques obtenuesWater soluble associative polymers are macromolecules with an hydrophilic blaekbone with tethered hydrophobic groups. The polymeric system studied here is hydrophocally end-capped poly(ethylene oxide) (PEO) with alkyl group at one (monofunctionalized polymer) or both ends (di-functionalized) that form, in water, star-like or flower-like micelles respectively. At high concentration, the micelles are highly interpenetrated and jam with each others. At this time a transition from a low viscous liquid to an elastic solid occurs. Since water is a marginal solvent for PEO, one can vary the quality of the solvent by changing the temperature. This means that the liquid-solid transition is both function of concentration and temperature. The main goal of this work is a quantitative study of this liquid-solid transition. Ln particular, this investigation is addresses to the influence of mixing micelles with linear homopolymer or mixing different kinds of micelles
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Souris, Fabien. "L'Hélium Solide Métastable en Sous-Pression." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942738.
Full textAbstract:
En 1969, il a été suggéré que des lacunes atomiques pourraient former un condensat de Bose dans l'hélium-4 solide, ce qui lui conférerait des propriétés de superfluidité. Ce scénario n'a toujours pas pu être observé, car il semblerait que l'énergie d'activation des lacunes soit trop importante. Toutefois, cette énergie diminue lorsque le volume molaire du solide augmente, mais cette diminution est limitée par la fusion du solide. Le travail présenté dans cette thèse, vise à produire un état d'hélium solide métastable par rapport à la fusion, pour prolonger la diminution de l'énergie d'activation et tendre vers la réalisation du scénario. Pour cela nous avons développé une technique permettant de focaliser une onde ultrasonore dans un monocristal d'hélium pourtant anisotrope. Les oscillations de pression provoquées par l'onde portent transitoirement l'hélium sous sa pression de fusion, qui est d'environ 25 bar. Une mesure interférométrique du champ acoustique émis, faite à travers les accès optiques du cryostat, nous permet de déterminer la pression de l'échantillon métastable produit. Les résultats obtenus montrent qu'il est possible d'obtenir des états métastables décomprimés jusqu'à 21 bar, soit 4,5 bar sous la pression de fusion. Au-delà de cette limite, le cristal subit une instabilité inattendue, bien avant la limite spinodale prédite théoriquement. L'analyse de cette instabilité montre que le phénomène pourrait correspondre à la nucléation de la phase liquide, bien que sa pression d'apparition soit incompatible avec le modèle actuel.
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NAVARRO, OLIVIER. "Elaboration et etude physique des films de grenat pour memoires magnetiques a l'etat solide." Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066591.
Full textAbstract:
Ces travaux sur l'elaboration et l'etude physique de materiaux pour memoires magnetiques a l'etat solide se decomposent en trois objectifs: la recherche de films de grenats ferrimagnetiques a haute temperature de curie supportant des domaines submicroniques, nous a conduit a optimiser les conditions de croissance afin de controler les proprietes magnetiques de base telles que l'anisotropie uniaxiale ou l'aimantation a saturation; l'etude, a partir de considerations physiques et technologiques, des proprietes magnetiques de nombreuses compositions de grenat pour memoires a lignes de bloch verticales de premiere generation a permis l'obtention d'un materiau ideal pour ce type d'application; nous nous sommes particulierement interesses aux problemes de coercivite et de reproductibilite. Nous avons participe a l'identification, a partir des tests de la fonction lecture, d'un critere de lecture predictible relie au rapport entre l'epaisseur du film et la largeur d'une ligne de bloch; l'elaboration de films de grenat pour etudier l'observabilite des lignes de bloch verticales par visualisation directe nous a amene a identifier le parametre physique responsable d'un bon contraste de ligne: le coefficient de qualite du materiau. L'etude de la dynamique des lignes dans une paroi isolee rigide a necessite un ajustement particulier des parametres des films epitaxies possedant une rotation faraday minimale indispensable pour la visualisation d'une paroi et repondant a quatre criteres: un gradient de champ pour stabiliser la paroi, une longueur caracteristique suffisante tout en evitant des domaines magnetiques instables, une structure de paroi dependant de l'epaisseur du film et surtout un facteur de qualite suffisamment faible pour l'obtention d'un bon contraste de ligne. Meme si la combinaison de ces contraintes reduit considerablement le champ d'investigation, nous avons pu elaborer des echantillons a haute temperature de curie presentant une faible coercivite et differents coefficients d'amortissement
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Paquin, Anne Berveiller Marcel. "Modélisation micromécanique du comportement élastoviscoplastique des matériaux hétérogènes." [Metz] : [Université de Metz], 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1998/Paquin.Anne.SMZ9830.pdf.
Full text
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Gachet, Christophe. "Inventaire et hiérarchisation de paramètres structuraux et ultrastructuraux facteurs de variabilité intra spécifique de certaines propriétés mécano physiques de tissus ligneux." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12776.
Full textAbstract:
Si la majeure partie de la variabilité inter spécifique des caractéristiques élastiques du bois normal peut être expliquée par des indicateurs identifiés (nature de l'essence, masse volumique, taux d'humidité), l'étude menée ici permet d'élucider les causes de la variabilité de ces mêmes propriétés au niveau intra spécifique. La simulation de l'anisotropie élastique d'un bois résineux sans défaut est réalisée par l'empilement de quatre échelles de descriptions, faisant passer successivement du niveau des bio polymères essentiels à celui de chaque sous couche élémentaire (Passage 1), de celui de la sous couche à celui de la double paroi cellulaire (Passage 2), de la double paroi au tissu ligneux (Passage 3) et enfin de chacun des tissus ligneux à l'échelle du cerne (Passage 4). Les modèles micromécaniques utilisés à chaque étape restent basés sur la recherche du solide élastique homogène équivalent, par des lois des mélanges simples appliquées à des assemblages série ou parallèle de sous domaines supposés homogènes. Un jeu utile de 22 paramètres réalistes, en regard de données bibliographiques variées, est optimisé sur la base des données caractéristiques élastiques anisotropes du " résineux standard ". Un Résineux Standard Virtuel (RSV) est alors défini. L'outil de modélisation se révèle particulièrement adapté à l'analyse de la sensibilité des propriétés élastiques à la variabilité des paramètres structuraux et ultrastructuraux retenus. Une hiérarchisation objective est alors menée et permet de confirmer le rôle essentiel que joue l'inclinaison des microfibrilles dans S2 (AMF) sur l'anisotropie élastique globale (macroscopique) du matériau. Une campagne expérimentale partielle, menée sur du bois de réaction de trois essences résineuses permet de comparer les résultats prédits par le modèle RSV à ceux obtenus par diverses techniquesStructural predicting modelling of elastic anisotropic behaviour of gross wood are based on micro macro approach using successive scale changes (cell wall-wood cell, wood cell-tissue, tissue-annual ring). At each of these integrated levels of description is associated a more or less complex set of parameters allowing a local description of the mechanical behaviour. Such modelling presents a double interest: coherence of stacking models permits to clarify the role of each constitutive element allowing to evaluate some properties via experimental values at the upper scale. Simulation of elastic anisotropy of softwood is achieved here by four succesives descriptives scales called " Passages " (Passage 1 from polymers to sub-layer, Passage 2 from sub-layer to double cell wall, Passage 3 from double cell wall to tissue and finally Passage 4 from tissue to annual ring). In this integrated modelling of elastic anisotropy of wood, predicting successive descriptive steps one list, called RSV, of 22 strictly useful parameters is established to describe anisotropic elastic properties of normal softwood. A hierarchising and analysis are achevied and confirm role of microfibrillar angle (MFA) in gross wood elastic anisotropy. Experimentation on compression wood of three softwood allow to compare RSV modelling to results obtained from several methods
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Oesterlé, Benoît. "Étude des caractéristiques locales d'un écoulement gaz-solide en suspension diluée : Transferts cinétiques dans la phase solide." Nancy 1, 1986. http://www.theses.fr/1986NAN10082.
Full textAbstract:
Mesure par anémométrie laser des profils de vitesses des phases gazeuse et solide, des profils de concentration de la phase solide et des distributions statistiques des vitesses des particules. Simulation numérique. Élaboration du modèle pour les transferts cinétiques, basée sur l'écriture d'équations aux moments du second ordre
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Lee, Jung-Ryul. "Mise en oeuvre de techniques laser interférométriques en vue de l'analyse expérimentale des matériaux et des structures : application aux composites." Saint-Etienne, EMSE, 2004. http://www.theses.fr/2004EMSEA001.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but de présenter les résultats de comparaison de la famille d'interférométrie de laser pour des applications pratiques dans le domaine de la mécanique des solides. La partie I concerne le développement de l'interférométrie différentielle de speckle et de l'interférométrie moiré et une présentation de l'interférométrie différentielle sur réseau. Pour chaque technique, les performances telles que le rapport signal sur bruit, la sensibilité, la résolution spatiale et la résolution sont définies et évaluées à partir des données expérimentales réelles. Nous étudions également comment l'incrément optique ou numérique de différentiation et le filtrage passe-bas affectent chaque performance. Dans la partie II, les trois techniques interférométriques de laser sont théoriquement comparées. Deux applications pratiques sont discutées dans la partie III. Dans la première application, l'interférométrie différentielle sur réseau est sélectionné pour analyser les champs de déformation hétérogènes dans un tissu sous traction uniaxiale. Une plaque composite constituée d'un seul pli est étudiée comme la construction fondamentale d'un empilement de stratifié de tissu. Dans la deuxième application, l'interférométrie moiré est utilisé pour déterminer les propriétés élastiques d'un composite stratifié orthotrope mince. Pendant le procédé d'identification, le résultat expérimental basé sur cette interférométrie moiré présente une excellente stabilité au filtrage spatial, qui assure la compatibilité pour la détermination des paramètres mécaniques dans la pratiqueThis work is aimed at reporting about a useful comparison result related to the practical applications of the laser interferometry techniques in the field of solid mechanics. Part I gegin with the development of speckle shearography and moiré interferometry and the review of grating shearography. For each technique, performances such as signal-to-noise ratio, sensitivity, spatial resolution and resolution are defined and evaluated with the actual experimental image data. We also study how the optical or numerical differentiation increment and the low-pass filtering affect each performance. In part II, the three laser interferometric techniques are theoretically compared. Finally, the two applications are discussed in part III. In the first application, grating shearography is selected for investigating the basic behaviour of carbon/epoxy plain-weave fabric composite with large unit cell under tensile loading. In the second application, moiré interferometry is applied to identify the elastic properties of an anisotropic composite laminate NC2. During the identification procedure, this moiré interferometry-based experimental result shows excellent stability to the spatial filtering, which assures compatibility for the determination of the mechanical parameters in practice
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Diop, Adama. "Détermination expérimentale et numérique de la propagation du front de fusion d'un mélange binaire : géométrie cylindrique avec transferts pariétaux." Paris 12, 1998. http://www.theses.fr/1998PA12A028.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de determiner experimentalement et numeriquement la propagation du front de fusion d'un materiau binaire contenu dans un cylindre. On distingue deux classes de materiaux (les materiaux purs qui sont generalement caracterises par une interface de fusion franche et les materiaux issus d'un melange binaire qui presentent une interface etalee entre la phase solide pure et la phase liquide pure et qui ont une forte chaleur latente de fusion. Ils presentent des surfusions). Nous avons utilise comme materiau une solution aqueuse de chlorure de potasium h#2o-kcl a 21 % de concentration et a t#f =9,0 c. La resolution d'un probleme de changement de phase de materiaux binaires exige de procedes specifiques tenant compte, des proprietes physico-chimiques lors du changement d'etat, de l'etalement du front sur une certaine epaisseur, et de la discontinuite energetique dans la zone de changement de phase. L'etude est organise de la maniere suivante : une presentation et une analyse des travaux existants (les methodes de resolution numeriques, les configurations experimentales et les differentes methodes de determination de la position du front). Le dispositif experimental realise et instrumente a permis d'effectuer differentes campagnes de mesures. Un modele enthalpique unidirectionnel negligeant la convection dans la phase liquide est ensuite propose permettant la localisation du front de fusion. Pour prendre en compte les phenomenes de conduction et de convection dans la phase liquide une extention en bidimensionnel est proposee. Une analyse est faite en fonction des grandeurs adimensionnelles.
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Chagras, Valérie. "Simulation eulérienne-lagrangienne d'écoulements gaz-solide non isothermes : intéractions particules-turbulence, application aux écoulements en conduite." Nancy 1, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007697.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de contribuer à la modélisation numérique des écoulements turbulents gaz-particules en conduite horizontale ou verticale non isotherme, présents dans de nombreux procédés industriels (transport pneumatique, séchage, ). Le modèle repose sur une approche eulérienne-lagrangienne permettant une description fine des mécanismes d'interactions entre les deux phases (action du fluide sur les particules (dispersion), action des particules sur le fluide (couplage two-way ) et interactions inter-particulaires (collisions)), plus ou moins influents selon les caractéristiques de l'écoulement. Les développements numériques apportés au modèle en conduite verticale et horizontale ont été validés par comparaison avec les résultats expérimentaux disponibles dans la littérature. Les tests de sensibilité ont mis en évidence l'influence du modèle de dispersion, des collisions et de la modulation de la turbulence sur le comportement dynamique et thermique de la suspensionThe aim of this work is to contribute to the numerical modeling of turbulent gas-solid flows in vertical or horizontal non isothermal pipes, which can be found in many industrial processes (pneumatic transport, drying, ). The model is based on an Eulerian-Lagrangian approach allowing a fine description of the interactions between the two phases (action of the fluid upon the particles (dispersion), action of the particles upon the fluid (two way coupling) and between particles (collisions)), more or less influential according to the characteristics of the flow. The numerical developments brought to the model in vertical and horizontal pipe flow have been validated by comparison with available experimental results from the literature. The sensitivity tests highlight the influence of the dispersion model, collisions and turbulence modulation on the dynamic and thermal behavior of the suspension
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Moussati, Ali El. "Nouveaux algorithmes pour la modélisation physique macroscopique électrique et électromagnétique des circuits microondesà l'état solide." Lille 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LIL10081.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée à la mise en oeuvre de nouveaux modèles électriques et électromagnétiques numériques destinés à l'étude des circuits électroniques microondes basés sur une approche physique macroscopique de la description de leur fonctionnement dans le domaine temporel. Dans le premier chapitre, nous décrivons les améliorations que nous avons apporté au simulateur initial qui portent sur sa convivialité et sur l'efficacité des temps d'exploitation, améliorations obtenues par l'emploi du langage Fortran 90 et la parallélisation de la procédure de résolution des équations de circuit. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude des modèles physiques 1D et 2D des composants semiconducteurs et à l'évaluation de nouvelles méthodes numériques de résolution des équations de conservation, en relation avec la possibilité de parallélisation. Dans le troisième chapitre nous avons illustré le potentiel d'utilisation de notre simulateur électrique temporel de circuits hyperfréquences et des modèles physiques de composant semiconducteur à travers une étude concernant les applications hyperfréquences et optoélectroniques du transistor à transfert électronique à cathode bipolaire. Le dernier chapitre est consacré à la présentation des premiers résultats consécutifs au développement d'un nouveau modèle physique électromagnétique macroscopique stationnaire des composants semiconducteurs microondes dans le domaine temporel. Ce modèle est basé sur le couplage des équations de Maxwell et des équations de transport constituant le modèle dérive-diffusion issu de l'équation de Boltzmann. L'étude physique du fonctionnement dynamique d'une diode à avalanche et temps de transit distribuée constitue actuellement l'application-test de ce nouveau modèle.
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Nguyen, Trong Giang. "Modélisation du comportement rhéologique d'alliages à l'état semi-solide." Grenoble INPG, 1991. http://www.theses.fr/1991INPG0122.
Full textAbstract:
Le travail présenté concerne la modélisation du comportement rhéologique d'alliages à l'état semi-solide, considérés comme des milieux poreux saturés de liquide. L'étude des déformations des mélanges solide-liquide est possible par l'introduction de paramètres internes supplémentaires caractérisant la porosité et en considérant le couplage entre la déformation de la matrice solide et l'écoulement du liquide interstitiel. La thermodynamique des processus irréversibles fournit alors un guide pour établir des lois de comportement, du type viscoplastique compressible. En se basant sur les conceptions de la mécanique des milieux continus et de la théorie des mélanges, un modèle thermo-mécanique du comportement rhéologique des alliages à l'état semi-solide a été construit, identifié et validé expérimentalement. L'étude expérimentale du comportement mécanique des matériaux semi-solides a été complétée par des essais sous contraintes triaxiales de révolution, qui permettent de mettre en évidence certaines caractéristiques comme l'écrouissage en densité, l'effet de la pression latérale sur le comportement du matériau et de déterminer l'évolution de la déformation volumique ainsi que des vitesses de déformation. Une autre méthode originale d'identification du modèle rhéologique, utilisant ces essais de compression triaxiale de révolution, a été présentée. De plus, l'influence de la morphologie de la phase solide sur le comportement mécanique d'un alliage à l'état semi-solide a été étudiée. Cet effet a été pris en compte par l'intégration dans la loi de fluage du matériau d'un paramètre stéréologique, défini comme le rapport entre la surface spécifique et la fraction volumique solide. Une loi d'évolution de ce paramètre en cours de déformation, dans le cas de la structure initialement globulaire, a été proposée.
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Dupraz, Maxime. "Diffraction des rayons X cohérents appliquée à la physique du métal." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI103/document.
Full textAbstract:
Les propriétés mécaniques des petits objets diffèrent fortement de celles du matériau massif à partir du moment où leurs dimensions deviennent comparables ou inférieures à celles du libre parcours moyen des dislocations (typiquement quelques microns). Par exemple, leur limite élastique augmente quand leur taille diminue. D'autre part les nanostructures sont exposées à de fortes contraintes, telles que celles imposées par les relations épitaxiales avec le substrat.Il existe donc un besoin clair (supporté par des intérêts industriels) d'une meilleure compréhension des phénomènes physiques qui gouvernent les propriétés des matériaux aux échelles nanométriques.Le laboratoire SIMAP est engagé dans ce domaine de recherche et s'y attelle en combinant croissance d'échantillons, méthodes de caractérisation en laboratoire, méthodes numériques et techniques synchrotron.Une des expériences clés développées par notre équipe est la caractérisation in situ des mécanismes de déformation induits par une pointe d'AFM sur une nanostructure par la diffraction des rayons X cohérents. La diffraction des rayons-X cohérents est une technique émergente de synchrotron; qui permet la mesure détaillée de la structure du cristal, y compris le champ de déformation 3D et les défauts potentiels dans des objets micro ou nano structurés. En principe, une image 3D de la structure de l'échantillon peut-être obtenue à partir des données de diffraction cohérente. En pratique, reconstruire une image de l'échantillon peut s'avérer délicat en présence d'un champ de déformation inhomogène et de nombreux défauts cristallins. Le profil du front d'onde qui est généralement assez éloigné d'une onde plane, peut encore ajouter une complication supplémentaire au problème. Dans ces travaux de thèse, il est démontré qu'une image 3D de l'objet peut être reconstruite dans le cas de systèmes modérément complexesThe mechanical properties of small objects deviate strongly from the bulk behaviour, as soon as their size becomes comparable or smaller to the dislocation mean free path (typically a few microns). For instance, their elastic limit increase when their size is reduced. On a another hand, nanostructures are exposed to strong constraints, such as that imposed by epitaxial relations with a substrate. Altogether, there is a clear need (supported by industrial interests) for a better understanding of the fundamental phenomena that govern the mechanical properties of materials at the nanometre scale. The lab SIMaP is engaged in this research and tackles the topic by combining sample growth, laboratory characterisation methods, numerical models, and synchrotron techniques.One key experiment developed by our team is the in situ characterisation of the deformation mechanism induced by an AFM tip on a nanostructure using Coherent X-ray Diffraction (CXD). CXD is an emerging synchrotron technique that allows the detailed measurement of the crystal structure,including strain field and defects, of micro/nano-objects. In principle, a 3D image of the structure of the sample can be obtained from the CXD data. However, it remains difficult in realistic cases, when the strain is very inhomogeneous and crystal defects numerous. The problem is further complicated by the wavefront of the beam, which is usually far from a plane wave, particularly when the AFM tip shadows part of the incoming beam. In this PHD work, it is demonstrated that a 3D image of the object can be reconstructed in case of moderately complex systems
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Tsutsumi, Kazuo. "Energie de surface et distribution en énergie des sites superficiels de solides minéraux." Mulhouse, 1985. http://www.theses.fr/1985MULH0007.
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Abarenkova, Nina. "Etudes de systèmes intégrables ou de complexes faibles, en physique du solide et systèmes dynamiques discrets." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10068.
Full textAbstract:
Cette these reunit deux directions d'etude des systemes integrables : le calcul des fonctions de correlation dans le contexte de la physique du solide (en utilisant l'ansatz de bethe a deux composantes) et l'etude de transformations birationnelles dans le contexte des systemes dynamiques discrets. Le calcul analytique ainsi que plusieurs methodes numeriques sont employes. Ce document est organise en deux parties independantes. Dans la premiere partie, une methode de calcul analytique des fonctions de correlations, sous la forme d'un determinant de fredholm pour le modele de hubbard dans la limite u , et pour le modele correspondant d'echelle de spins, est presentee. Un ensemble de formules exactes est donne. La deuxieme partie est consacree a l'etude de systemes dynamiques discrets associes a des transformations birationnelles. Des classifications exhaustives, effectuees pour des ensembles tres larges de transformations birationnelles, ont permis de voir l'extraordinaire rarete des transformations integrables et la repartition effective de quantites mesurant la complexite des transformations. Sur l'exemple d'une famille de transformations non hyperboliques de deux variables nous avons donne tout un faisceau d'arguments convergeant vers une identification exacte de l'exponentielle de l'entropie topologique (associee a la fonction zeta dynamique) et du caracterisant la croissance exponentielle de la complexite de arnold. Cette egalite semble s'etendre au cas, ou les transformations sont vues comme des transformations portant sur des variables reelles. Des calculs d'exposants de lyapounov nous ont enfin permis de comparer l'entropie topologique reelle et l'entropie metrique.
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Fournel, André. "Etude de conducteurs de basse dimensionnalité à l'aide de l'effet tunnel." Aix-Marseille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX11349.
Full textAbstract:
Trois materiaux de dimensionnalite reduite sont etudies a l'aide de l'effet tunnel: a) nbse: le spectre tunnel montre que la deuxieme transition onde de densite de charge (la seule qui ait pu etre observee) entraine l'ouverture d'une bande interdite sur une partie seulement de la surface de fermi. Nbse#3 n'est donc pas quasi-1-d. Le mecanisme creant les deux ondes de densite de charge n'est toujours pas clairement percu. B) (tmsf)#2clo#4: le courant tunnel est observe suivant la direction normale aux chaines conductrices. Nos resultats montrent que ce materiau pourrait etre quasi-1-d: des effets precurseurs a la transition supraconductrice pourraient avoir ete mis en evidence a partir de 6k. Des mesures a venir devront confirmer cette interpretation. C) yba#2cu#3o#7: la courte longueur de coherence suivant la direction d'observation du courant tunnel ne permet pas d'etudier le volume du monocristal, mais seulement sa surface. Il est montre que l'on a probablement plusieurs phases supraconductrices en surface (30k
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Yahiaoui, Réda. "Etude par microvibrométrie de films minces et de dispositifs micromécaniques." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112024.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail de thèse était de développer un système optique permettant la caractérisation sans contact du spectre de vibration et des modes de vibration de dispositifs micromécaniques et de modéliser les mesures pour différents types de dispositifs micromécaniques de test (micropoutres, microponts, membranes). Dans le chapitre II sont recensés les modèles analytiques et semi-analytiques existants qui décrivent le comportement dynamique des principaux dispositifs micromécaniques. Ces modèles sont comparés à des simulations par éléments finis effectuées avec le logiciel ANSYS et différents facteurs de corrections sont proposés pour les micropoutres et les microponts afin de tenir compte de la variation du module d'Young effectif avec la largeur des dispositifs ainsi que des imperfections géométriques et des contraintes résiduelles présents dans les microdispositifs réels. Dans le chapitre III les principales techniques de vibrométrie optique ponctuelles et plein champ et d'excitation des vibrations sont analysées à partir des besoins pour la caractérisation des microsystèmes ce qui a permis de sélectionner l'excitation piezoélectrique et la vibrométrie interférométrique comme étant des techniques adaptées pour nos expériences. Dans le chapitre IV le système de vibrométrie interférométrique qui a été développé est présenté et son fonctionnement et ses performances pour la mesure de spectres et de modes de vibration sont illustrées sur différents types de microdispositifs. Enfin les modèles et le vibromètre optique ont été appliqués à la caractérisation du module d'Young et des contraintes résiduelles de différents films minces à partir des fréquences de résonance de membranes, de micropoutres et de microponts. Dans le cas des membranes un bon accord a été obtenu entre les mesures par vibrométrie et par la technique de gonflement. Dans le cas des micropoutres et des microponts, les résultats montrent le rôle important de la configuration de l'encastrement sur la précision des résultatsThe aim of this thesis work was the development of an optical system which allows non contact characterization of vibration spectra and vibration modes of micromechanical device and the modeling of the measurements for various type of micromechanical test device (cantilever microbeams, microbridges, membranes). Chapter II presents a survey of the analytical and semi-analytical models of the dynamical behavior of the main micromechanical devices. These models are compared with finite elements simulations with ANSYS software. Several correction factors are proposed for cantilever microbeams and microbridges in order to take into account the effective Young's modulus variation with devices as well as the geometrical imperfections and residual stress occurring in real microdevices. In chapter III, the main optical vibrometry techniques for point vibration spectra and vibration modes measurements are analyzed from the needs of microsystems characterization. This allowed to select piezoelectric excitation and interferometric vibrometry as suitable techniques for our experiments. In chapter IV, the optical vibrometer which has been developped is presented in details and its performances for vibration spectra and vibration modeshapes are illustrated on diffrent types of micromechanical devices. At last, models and the optical vibrometer have been applied to the characterization of the Young's modulus and residual stress of various thin films from the resonant frequencies of membranes, microbridges and mcantilever microbeams. In the case of membranes, results obtained by vibrometry and bulge test are in good agreement For cantilever microbeams and microbridges, it is demonstrated that the accuracy of results is largely dependent of the modeling of the clamping configuration
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Siebentritt, Matthieu. "Adsorption de l'hématite et son électroréduction en fer en milieu fortement alcalin." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066228.
Full textAbstract:
Plusieurs nouveaux procédés permettant la production de fer à partir de minerai avec une haute efficacité environnementale sont actuellement en cours de développement. Parmi ceux ci, la réduction électrochimique de l'hématite Fe2O3 à partir d'une suspension dans une solution de soude concentrée à 110 °C a montré des résultats très encourageants. L'objectif des travaux présentés est d'offrir une meilleure compréhension du mécanisme de réduction électrolytique de l'hématite. A ces fins, le potentiel de surface (potentiel zêta) des particules a été calculé en milieu dilué (< 0,1 M), puis concentré (> 0,1 M). Il a été démontré qu'une neutralisation du potentiel zêta intervient au-delà de 0,1 M dans NaOH. La comparaison avec différents autres hydroxydes a mis en évidence l'importance du caractère " mou " ou " dur " des ions vis-à-vis de la neutralisation du potentiel zêta. La réduction électrochimique de l'hématite fait intervenir différents mécanismes. Le dépôt à partir d'espèces solubilisées en solution peut également conduire à l'inclusion de particules qui seront réduites dans leur volume. L'utilisation d'échantillons frittés a permis de conclure à un mécanisme de réduction à l'état solide, sans intervention de l'électrolyte, par le biais d'un intermédiaire de magnétite Fe3O4. L'élimination de l'oxygène se fait alors le long des joints de grains ou grâce à la présence de défauts dans la structure cristalline
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Jeannette, David. "Contributions à l'étude des résonateurs laser à l'état solide munis de miroirs coniques et holographiques." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26169/26169.pdf.
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Degorce, Jean-Yves. "Dynamique hors équilibre de phénomènes de transport dans un solide absorbant, soumis à une impulsion laser." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR12950.
Full textAbstract:
Je présente dans cette thèse un ensemble de modèles tant analytiques que numériques destinés à décrire la dynamique hors équilibre des phénomènes de transport dans un solide absorbant irradié par un laser pulsé (ns et fs). Bien que ces modèles soient parfaitement généralisables à d'autres types d'interactions rayonnement-matière, ils sont, pour une part importante de cette thèse, utilisés dans le but de modéliser un procédé laser industriel original de fabrication d'une résistance de haute précision (compatible CMOS). Depuis le rayonnement incident, jusqu'au comportement électrique de la résitance fabriquée, la totalité du procédé est modélisée. Dans un premier temps, une description analytique originale d'un problème sans solution exacte (problème de Stephan), permet de déduire les paramètres essentiels décrivant un recuit laser en phase liquide. Puis, grâce à une description numérique des transports énergétiques avec changement de phase et des transports d'espèces minoritaires (dopants), je calcule la distribution transitoire de température au sein du matériau et les profils de concentration des dopants lors d'un recuit laser en phase liquide. La précision des calculs numériques est évaluée expérimentalement grâce à des mesures transitoires de réflectivité et des mesures de concentration dans le dispositif. L'effet de la ségrégation hors équilibre sur les profils de dopants est particulièrement étudié et le comportement original de l'indium lors d'un recuit laser est mis en évidence. Enfin, dans le but de contrôler les différents transports (électronique, thermique) dans les premiers instants de l'interaction entre rayonnement et matière lors d'impulsions laser (fs), j'ai développé des modèles basés sur la double température, décrivant la création de porteurs libres dans le cas du Si et le transport balistique d'énergie par électrons pour les métaux nobles. Les modèles sont validés par des mesures expérimentales de réflectivité et de domaines thermiquement affectés.
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Hu, Bingwen. "Manipulations des interactions dipole-dipole en RMN de l'état solide." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10062/document.
Full textAbstract:
Cette thèse traite du recouplage et du découplage des interactions dipolaires homonucléaire et hétéronucléaire en RMN des solides. Premièrement, deux types de techniques permettant d’établir des corrélations à travers l’espace entre des noyaux quadripolaires et de spin-1/2 sont présentés : Multiple-Pulse Cross-Polarization (MPCP) et Dipolar - Multiple Heteronuclear Quantum Coherence (D-HMQC). Nous comparons différentes séquences de recouplage dipolaire telles que SFAM, SR41² pouvant être utilisées avec D-HMQC. Secundo, nous proposons un nouvel exemple de technique de découplage de l’interaction diplolaire homonucléaire basée sur les principes de symétrie. Il fonctionne à de hautes vitesses de rotations à l'angle magique (MAS) (vR > 25 kHz) et sa version lissée appelée SAM (Smoothed Amplitude Modulation) est complémentaire d’autres méthodes antérieures, telles que DUMBO ou FSLG/PMLG. Troisièmement, une nouvelle méthode de recouplage homonucléaire appelée SPIP, permet la création de cohérences double quanta (DQ) entre noyaux de spin 1/2, tel que 1H. Comparée aux techniques DQ antérieures, cette séquence n’exige que des champs rf modérés, même à vitesses MAS extrêmement rapides. En outre, il affiche plus de robustesse à l’anisotropie de déplacement chimique et à l’off-résonnance. Quatrièmement, une méthode de traitement, appelée covariance, est employée en RMN des solides pour produire des spectres de corrélation homonucléaire (HOMCOR) 2D. Elle permet de s’affranchir des problèmes de troncature du signal, sans aucune connaissance préalable des positions et des largeurs des résonances, d'une manière plus performante que le traitement par transformée de Fourier habituelThis thesis deals with the recoupling and decoupling of dipolar homonuclear and heteronuclear interactions in solid-state NMR.First, two kinds of techniques for establishing the through-space correlations between quadrupolar nuclei and spin 1/2 nuclei are presented. One is MPCP (Multiple-pulse Cross-Polarization) recoupling sequence and the other one is D-HMQC (Dipolar assisted- Heteronuclear Multiple Quantum Coherence) sequence. We evaluate different kinds of dipolar recoupling techniques such as SFAM, SR41², that are used in our D-HMQC. Second, we propose a new 1H homonuclear dipolar decoupling technique labeled SAM (Smooth Amplitude Modulation). This method that is a symmetry-based sequences, works mainly at fast or ultra-fast Magic Angle Spinning (MAS) rates (vR > 25 kHz) and is complementary to previous methods, such as DUMBO, FSLG/PMLG. Third, a novel symmetry-based homonuclear recoupling method (SPIP) that excites double-quantum (DQ) coherences between spin-1/2 nuclei, such as 1H, is presented. Compared to previous 1H DQ-recoupling techniques, this pulse sequence requires moderate rf field, even at ultra-fast MAS speed. Furthermore, it displays higher robustness to both chemical shift anisotropy and spreads in resonance frequencies.Fourth, a new processing scheme, called covariance, is employed in solid state NMR to produce homo-nuclear correlation (HOMCOR) 2D spectra. It can accommodate signal truncation much better than the usual 2D-FT data treatment, without any previous knowledge of the positions and line-widths of the resonances. Besides, covariance methods can be applied to HETCOR NMR data to generate two HOMCOR indirect-covariance spectra
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Zarrouati, Marc. "Contributions à la topologie non commutative des solides apériodiques." Toulouse 3, 2000. http://www.theses.fr/2000TOU30212.
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Jean-Romain, Jean-Michel. "Détermination de la variation volumique au cours de la déformation plastique des polymères amorphes sollicités en traction uniaxiale." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://www.theses.fr/2005INPL048N.
Full textAbstract:
La déformation volumique de 10 polymères vitreux ductiles est déterminée au cours d'essais de traction menés jusqu'aux grandes déformations. Le dispositif expérimental permet de mesurer simultanément la loi de comportement plastique du matériau aux grandes déformations et l'évolution de la déformation volumique correspondante. Les essais sont menés à différentes vitesses de déformation et à différentes températures. Des mesures physiques et des observations microscopiques permettent de suivre l'évolution de la microstructure des matériaux au cours de la déformation. La compaction mesurée mécaniquement est corrélée au réarrangement moléculaire qui se produit lors de l'orientation des macromolécules. L'endommagement est dû à la multiplication des craquelures dans les matériaux. La recherche des erreurs de mesure est menée expérimentalement et numériquement. On montre que la compaction et l'endommagement sont amplifiées par le système de mesure. L'amplitude de ces erreurs dépend des conditions expérimentales qui favorisent certains modes de localisation de la déformation plastique. Le comportement isochore est déterminé en corrigeant le comportement expérimental à l'aide de relations établies en considérant la forme et de l'orientation des cavités. Un modèle permet de décrire de manière satisfaisante le comportement intrinsèque des matériaux. La déformation volumique totale est modélisée en tenant compte des trois processus de déformation élémentairesThe volume strain of 10 amorphous polymers is determined during uniaxial traction tests. The materials are streched up large deformations. The apparatus measure simultanously the constitutive plastic behavior and the correspondant evolution of the volume strain. The tests are carry out at différent temperatures and strain rate. Some physicals, measurements and microscopic observations allow to follow the evolution of the microstructure of the materials during the deformation. The compaction is due to reorganisation of the marcomolecules. The damage is due to crazing in the materials. ExpérimentaIs artefacts are investigated and we found that the compaction and the damage are amplified by the measurement system. The amplitude of these artefacts depend on the experimental conditions which further some localized mode of plastic deformation. The isochorus constitutive behavior is obtained by corrected from the experimental one by relations which are related to the orientation and to the morphology of the cavities. A model can reproduces in a good manner the intrinsic behavior of the materials of the study. The volume strain is modeled by means of three elementary mechanisms of deformation
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Paquin, Anne. "Modélisation micromécanique du comportement élastoviscoplastique des matériaux hétérogènes." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Paquin.Anne.SMZ9830.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la modélisation micromécanique du comportement élastoviscoplastique des matériaux hétérogènes, en vue d'une application aux alliages de polymères et polymères semicristallins. On utilise plus particulièrement l'approche autocohérente qui, contrairement à certains modèles extrêmes fournit une estimation plus réaliste de l'effet des interactions intergranulaires. Toutefois, la complexité du comportement élastoviscoplastique, de nature différentielle, rend difficile l'application directe du schéma autocohérent classique, adapté aux autres classes de comportement. En effet, le couplage entre l'élasticité et la viscosité est à l'origine du caractère héréditaire du matériau, qui, dans le cas des matériaux hétérogènes, induit un couplage espace/temps. Celui-ci se traduit par la présence d'interactions mécaniques différées (effet mémoire longue), que la transition d'échelle doit s'attacher à prendre en compte au mieux. Face à la lourdeur numérique des approches de type héréditaire, on privilégie les approches à variables internes pour la simplicité de leur démarche incrémentale. Jusqu'à présent, les modèles existants ont proposé soit des rééditions de modèles à accommodation élastique, entrainant une forte surestimation des contraintes, soit des approximations restrictives conduisant à des conditions autocohérentes incohérentes. Ainsi, ce travail a pour but de proposer une approche plus générale du problème de la transition d'échelle à variables internes en élastoviscoplasticité. Il repose, d'une part, sur la formulation d'une nouvelle équation intégrale, basée sur la prise en compte complète des équations de champs mécaniques à l'aide des opérateurs de projection, et d'autre part, sur l'utilisation des concepts associés aux états asymptotiques purement élastiques et viscoplastiques du matériau pour effectuer l'approximation autocohérente. L'analyse des résultats montre la prise en compte satisfaisante des interactions élastoviscoplastiques.
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Lemaire, Thibault. "Couplage électro-chimio-hydro-mécaniques dans les milieux argileux." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL116N.
Full textAbstract:
L'objet de cette étude est de comprendre les phénomènes couplés dont peuvent être le siège les milieux poreux gonflants comme les argiles. Les contributions prises en compte pour analyser les transferts dans de tels minéraux sont de nature électrique, chimique, hydraulique et mécanique. Dans une première partie nous introduisons des considérations minéralogiques et physico- chimiques des milieux argileux. Un objectif important de ce chapitre est de montrer le rôle crucial de leur microstructure. Dans une deuxième partie, un essai d'imbibition dans une poudre de bentonite MX80 est présenté. La décroissance avec la teneur en eau de la diffusivité hydraulique identifiée est expliquée au moyen d'un modèle à double porosité qui met en évidence la disparition progressive des mésopores en réponse aux effets de gonflement à la plus petite échelle. Ainsi une analyse multi-échelle est-elle nécessaire pour proprement décrire le comportement des milieux argileux. Le troisième chapitre expose une telle modélisation multi-échelle (basée sur l'homogénéisation périodique). Reposant sur la théorie de la double-couche, elle introduit un concept novateur de solution d'électrolyte virtuelle. Nous fournissons quelques résultats numériques pour une géométrie simple (plaques en vis-à-vis). Dans la partie suivante, nous exposons des simulations numériques de deux types: la réponse du système à un échelon de concentration et une simulation de l'électro-osmose. La fin de ce chapitre met en exergue la nécessité d'intégrer au modèle les effets du pH. Dans la dernière partie, les échanges surfaciques sont incorporés au modèle afin d'appréhender les rôles du pH et de la force ionique dans le processus électro-osmotiqueThe aim of fuis study is to understand coupled phenomena that occur in swelling porous materials like clays. Electro-chemo-hydro-mechanical contributions are taken into account to analyze transfers in such minerais. Ln a first fart, an general discussion is proposed to introduce mineralogical and physico- chemical considerations of clayey media. An important objective of this chapter is to show the crucial role of the microstructure. Ln a second part is presented an imbibition test in a MX80 bentonite powder. The hydraulic diffusivity versus water content curve's decrease is explained thanks to a double porosity model that shows the progressive collapse of mesopores due to swelling effects at the microscale. Thus a multi- scale analysis is necessary to weil describe clayey media behaviour. The third chapter exposes such a multi-scale modelling (periodic homogenization). It is based on the double-layer theory and introduces an innovative concept of virtual electrolyte solution. First numerical results are given in a simple geometry (parai lei platelets). Ln the next part are proposed numerical simulations of two kinds : response of the system to a chemical gradient and simulation of electro-osmosis. The end of this chapter puts into relief the necessity to integrate pH effects in the model. In the last part, chemical surface exchanges are incorporated in the modelling to understand pH and ionic force roles in electro-osmotic process
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Koutsawa, Yao Daya El Mostafa. "Modélisation et conception multi-échelles des matériaux : de la description atomique discrète aux modèles du continu Application aux propriétés amortissantes des pare-brises /." Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2008/Koutsawa.Yao.SMZ0830.pdf.
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Boulahbak, Mustapha. "Etude de la transférabilité des pseudopotentiels de l'état solide à l'état liquide : application au calcul de la structure des métaux liquides." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Boilahbak.Mustapha.SMZ9650.pdf.
Full textAbstract:
Les pseudopotentiels ont été introduits pour simplifier les calculs de structure électronique en éliminant la nécessite d'inclure les états du coeur et le potentiel très fort responsable de leurs liaisons. Ces potentiels sont donc écrantés en utilisant la méthode de la fonction diélectrique linéaire via la correction du champ local, G(q). On étudie la structure et la thermodynamique des métaux liquides à l'aide des équations intégrales et de la dynamique moléculaire. Cette étude s'articule autour de deux axes principaux. Le premier est l'étude de la transférabilité de l'état solide à l'état liquide des pseudopotentiels qui sont souvent de type premier principe. Nous utilisons les pseudopotentiels de Bachelet et al. (BHS) et celui de Fiolhais. L'étude révèle que ce dernier décrit correctement la structure et la thermodynamique de tous les alcalins, alors que dans le cas de BHS, la transférabilité n'est bonne que pour Na. Le second axe de l'étude est le calcul auto-cohérent des interactions d'échange et de corrélation entre les électrons de conduction. Il apparait que, pour les métaux alcalins avec un électron de valence par atome et un rayon électronique relativement grand, l'influence de G(q) est importante sur les propriétés thermodynamiques et non sur la structure. Par contre pour les polyvalents, avec un rayon électronique faible, G(q) a déjà une grande influence sur la structurePseudopotentials were originally introduced to simplify electronic structure calculations by eliminating the need to include the atomic core states and the strong potentials responsible for binding them. These potentials were then screened using a linear dielectric function method via local-field correction, G(q). In this work, we study the structure and thermodynamical properties of liquid metals by means of integral equation theory as well as molecular dynamics. It is developed around two main ideas. In the first part, we examine the extend to which the first principles pseudopotenitals can be transferred successfully from the solid state to other environments. We used both Bachelet et al. (BHS) and Fiolhais' model potentials. The latter appears to describe correctly the structure as well as the thermodynamical properties of each alkali metal. We clearly point out that the BHS's pseudopotential is not transferable except for Na. The second idea is a study of the effet of exchange and correlation in the theory of simple metals. It appears that the alkali, with one valence electron per atom, have relatively high rs valus. For this reason, the structure is quite insensitive to the form of G (q) while the thermodynamic quantities depend on it. On the contrary, for polyvalent metals, with small rs values, G (q) has a great influence already on the structure factor
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Mom, Sophanarith. "Modèle d'homogénéisation itérative numérique pour des milieux non linéaires morphologiquement riches : application aux comportements de bétons de chanvre." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066558.
Full textAbstract:
Ces travaux s'inscrivent dans une étude visant à modéliser le comportement des bétons de chanvre (BC) au moyen d'une approche micromécanique. Pour tenir compte des taux de porosité et de renfort élevés, une méthode de modélisation multi-échelle itérative est ici enrichie d'une technique de résolution numérique 3D. Ces calculs permettent de prendre en compte l'influence de la géométrie plaquettaire des inclusions ainsi que de leur orientation au sein du matériau liée à un éventuel compactage du béton. A titre illustratif, la méthode est ici mise en oeuvre pour décrire l'évolution du comportement thermique, mécanique élastique et non-linéaire des BC pour différents taux de compactage. On notera par ailleurs que les simulations réalisées tiennent compte de la non-linéarité de comportement de l'une des phases vis à vis du compactage tout en conservant des temps de calcul raisonnable. La bonne prédiction de l'anisotropie induite par l'organisation spatiale des inclusions est mise en avant par le biais de confrontations à des données expérimentales issues de la littératureA multi-scale modelling technique is here improved with the aim of predicting the behaviour of hemp and lime concretes (HLC). The approach under consideration allows to take into account in a direct manner the microstructural richness of HLC by means of an iterative homogenisation scheme. HLC are indeed higly-filled materials with bar shaped particles and high porosity rates. The local problem of each homogenisation step is numerically solved through finite elements simulations providing thus an estimate of local fields and their fluctuations. The anisotropic behaviour of the material is also directly taken into account in a 3D context within reasonable CPU time. The nonlinear behaviour of one phase with respect to compaction is also accounted for. As an illustration the method is here put into practice to model the anisotropic behaviour of HLC. In order to validate the results thus obtained, the latter are eventually compared to external experimental data
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Kerkour-El, Miad Abdelhamid. "Modélisation micromécanique du comportement cyclique des polycristaux sous chargements multiaxiaux à déformation et à contrainte imposées avec l'effet de la forme du grain." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066326.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail est de tester la validité d’un modèle développé auparavant au sein de notre laboratoire, en sollicitations cycliques et d’évaluer sa capacité prédictive dans le cas des trajets de chargements complexes à déformation imposée et à contrainte imposée. Une extension basée sur le concept de Hall-Petch prenant en considération l’effet de taille est aussi une issue envisagée. Par conséquent, un modèle non-incrémental simplifié qui comprend à la fois l’effet de forme et l’effet de taille de grain est obtenu. Ce modèle introduit une variable d’écrouissage isotrope intragranulaire pour chaque système de glissement. L’effet de l’écrouissage cinématique est globalement et naturellement décrit par la loi d’interaction. Le modèle, sans l’effet de taille, a mis en évidence sa capacité à reproduire les principaux phénomènes liés aux chargements cycliques tels que le durcissement cyclique, l’effet d’amplitude, le phénomène de surécrouissage dû au chargement complexe, phénomènes de rochet et d’accommodation, etc. Il a aussi démontré sa sensibilité vis-à-vis de ses paramètres clés: le paramètre de forme et le paramètre décrivant le caractère visqueux. L’identification du modèle a été effectuée en utilisant une base de données expérimentale de l’aluminium 2024. Les expérimentations réalisées dans ce travail (surtout pour le rochet multidirectionnel) ont permis la mise en évidence d’un nouveau phénomène. Il s’agit d’une réponse doublement oscillatoire : oscillation à l’échelle de chaque cycle et l’autre à l’échelle de chaque bloc de cycles. La confrontation modèle-expérience montre une efficacité à reproduire les comportements cycliques à déformation imposée. En revanche, sous sollicitations cycliques à contrainte imposée, une différence notable entre l’expérience et le modèle est enregistrée liée au phénomène capté à cause du manque d’informations et de la nature des équations alimentant le modèle. A travers l’effet de taille, ciblé pour un diamètre moyen de grains supérieur à 100 nm, la nouvelle extension du modèle a montré sa capacité à reproduire cet effet tout en utilisant le concept de Hall-Petch. Les prédictions illustrent clairement l’efficacité du modèle à décrire à la fois l’effet de la forme et l’effet de la taille pour trois matériaux métalliques polycristallins (cuivre, aluminium et nickel).
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Scholtès, Luc. "Modélisation micro-mécanique des milieux granulaires partiellement saturés." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0142.
Full textAbstract:
L'étude des sols non saturés, et plus généralement des milieux granulaires multiphasiques, a été principalement traitée dans le cadre de la mécanique des milieux continus. Le comportement de ces matériaux trouvant ses origines à l'échelle des particules, nous en proposons une analyse micromécanique, basée sur des simulations numériques utilisant la Méthode des Eléments Discrets. Pour les faibles teneurs en eau, l'eau se concentre sous la forme de ponts liquides intergranulaires dont les propriétés en terme de force et de volume de liquide peuvent être interprétées à travers la théorie de la capillarité. En partant de la description des effets microscopiques de la capillarité, un modèle discret tridimensionnel a été développé. Les propriétés macroscopiques des milieux granulaires faiblement saturés sont ainsi investiguées, aussi bien en terme de rétention d'eau, que de résistance au cisaillement, au travers d'essais réalisés sur des assemblages de grains numériques. En complément d'analyse, les techniques de l'homogénéisation sont mises en oeuvre. Les analyses permettent de mettre en évidence l'importance de la distribution du liquide au sein du milieu, ainsi que le caractère tensoriel des contraintes mécaniques associées aux forces capillaires. La texture du liquide est étudiée, et l'existence d'une contrainte effective est discutée sur des bases microstructurelles. Finalement, une approche est proposée pour simuler l'effondrement au remouillage, caractéristique de la transition d'un état partiellement saturé à un état complètement saturéUnsaturated soils, and, more generally, multi-phase granular materials, have been mainly studied in the framework of continuum mechanics. As the behavior of these materials depends on particle interactions, a micromechanical approach is proposed, based upon numerical simulations using the Discrete Element Method. At low water contents, the presence of water leads to the formation of menisci between neighboring grains that can be well interpreted by the capillary theory. Starting from the local description of the capillary effects, a 3D discrete model has been developped. Macroscopic properties of low saturated granular materials are then investigated, both in terms of water retention and shear strength, from direct simulations on numerical granular assemblies. Besides, homogenisation techniques are performed. The analyses prove the crucial role of pore fluid distribution in the bulk, and computations allow a capillary stress tensor to be exhibited from capillary forces. Emphasizing this capillary stress contribution, the effective stress is reviewed. Finally, an application is proposed to simulate the wetting induced collapse of unsaturated materials
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Porras, Rey Gregorio Orlando. "Modélisation des phénomènes de transport en milieu diphasique déformable (solide-liquide binaire) : simulation 2D du séchage convectif." Pau, 2005. http://www.theses.fr/2005PAUU3017.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'une thématique générale du Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau consacrée à l'étude et l'optimisation d'opérations de séparation solide/liquide tels que le séchage, la déshydratation imprégnation par immersion ou la filtration-compression, le travail porte sur la modélisation des phénomènes de transports de masse, d'énergie et de quantité de mouvement en milieu déformable diphasique solide/liquide, la phase liquide étant binaire. Tout en tenant compte de la diffusion et du comportement rhéologique, la thèse se focalise particulièrement sur la description du transport convectif de la phase liquide sans compromettre la physique par la traditionnelle introduction d'un coefficient de transport équivalent sans fondements. La première étape de la modélisation consiste à décrire classiquement le mouvement de chacune des deux phases continues. Bien qu'à cette échelle les mécanismes soient parfaitement décrits, le passage à la simulation impose une étape d'homogénéisation par prise de moyenne. Ce changement d'échelle, décrit dans une deuxième partie, conduit à un système d'équations à l'échelle locale dans lequel apparaît la loi de Darcy. Le gradient de pression de la phase liquide, moteur naturel du transport, est conservé au détriment de l'habituel gradient de teneur en liquide trouvé dans la littérature suite à l'introduction d'une loi liant pression et fraction volumique liquide. Sans fondements physiques, cette relation se traduit par le coefficient de transport équivalent qui doit être estimé par identification sur des résultats expérimentaux, liant injustement le modèle au procédé. On montre comment l'utilisation d'une telle loi peut être évitée en exploitant simultanément la conservation du volume solide (incompressibilité) et la conservation de la masse solide. Dans la littérature, la première se substitue à la seconde pour en éviter la résolution. Le modèle est ensuite appliqué au séchage convectif 2D d'un milieu élastique linéaire. L'examen des simulations ne révèle aucun lien entre le gradient de pression, moteur du mouvement convectif, et le gradient de teneur en eau, contrairement aux affirmations de la littératureOne of the themes of the " Laboratoire Thermique Energétique et Procédés de Pau " is the study and the optimisation of separation processes as drying, dehydration Impregnation soaking or filtration for example. In this context, this work deals with modelling of energy, mass and momentum transport phenomena in a deformable solid/binary liquid medium. The thesis deals with diffusion and rheological behaviour and focuses on the description of the liquid phase convective transport without introducing an usual non physical equivalent transport coefficient. Conservation equations are first written for each phase. The macroscopic partial differential equations are derived by integrating over a representative volume these microscopic conservation laws. By introducing at phase scale the rheological behavior of a classic fluid for the liquid phase and by integrating the obtained equation, Darcy's law is established. This law links the average liquid velocity to the natural driving force : the pressure gradient. The difficulty is then to express the average pressure of the liquid phase which cannot be deduced from the capillary pressure like in three-phase media. In the literature, authors get round this difficulty by introducing arbitrarily a phenomenological law which supposes that the pressure depends on the liquid volume fraction. This law constitutes an important limitation to the analysis of transport mechanisms. From a physical point of view, the driving force is undoubtedly without any foundations. From a practical point of view, an equivalent transport coefficient must be identified numerically by matching experimental and predicted data in such a way that model and process become dependant. The main novelty of the model proposed is that such a law is not introduced by keeping solid mass conservation and solid volume conservation together. Modelling is then applied to the convective drying of an elastic medium. Two dimensional simulations show notably that pressure gradient and moisture gradient are not linked contrary to the literature hypothesis
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Rhouzlane, Saïd. "Rheologie des mixtures solide-liquide : conception et realisation d'un viscosimetre rotatif a entre fer large." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1986. http://www.theses.fr/1986STR13079.
Full textAbstract:
On travaille avec un entrefer large pour avoir un ecoulement aux fortes concentrations, minimiser les interactions des particules avec la paroi et ainsi eviter la perturbation de l'ecoulement. L'approximation de constance du gradient de vitesse ne pouvant etre maintenue dans cet entrefer large on adapte un systeme d'anemometrie laser et on rend homogene l'indice de refraction du couple liquide-solide afin d'exploiter les vitesse dans l'entrefer
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Ciracì, Cristian. "Study of second-harmonic generation in nonlinear nanostructured materials." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20053.
Full textAbstract:
Au cours de ces 20 dernières années, une attention particulièrement soutenue a été donnée à l'étude et à la fabrication de matériaux nano-structurés permettant le contrôle de la lumière. Cependant, les propriétés de non-linéarité optique de ces nouveaux matériaux n'ont que très peu été explorées. Partant de ce constat, cette thèse se propose de pourvoir cette insuffisance. L'accent est mis en particulier sur le processus de génération de seconde harmonique à travers deux aspects fondamentaux: (i) le contrôle de l'émission de seconde harmonique pour des matériaux nano-structurés non-linéaires et (ii) l'augmentation de conversion dans des dispositifs photoniques intégrés. Nous présentons un nouveau phénomène de localisation non-linéaire qui a lieu dans des matériaux main-gauche et qui implique un accord de phase isotrope. Nous démontrons analytiquement le processus de localisation dans un milieu homogène main-gauche, avant de mettre en évidence un tel effet dans des cristaux photoniques non-linéaires à l'aide de simulations numériques. L'effet de localisation contra-propagative du second harmonique est utilisé pour le design d'une lentille de second-harmonique. Ce résultat théorique a été démontré numériquement pour une structure réalisable fonctionnant aux fréquences optiques. L'augmentation de génération de seconde harmonique constitue l'aspect complémentaire. En tirant parti de la forte localisation de lumière dans une chaîne de nano-tiges de dimension finie, nous montrons que, pris ensemble, le confinement transverse sub-longueur d'onde et la condition de résonance d'accord de phase contribuent de manière importante à l'augmentation de la génération de seconde harmonique. Les capacités de guidage sub-longueur d'onde de chaînes de nano-tiges sont mis en évidence en examinant leurs propriétés de propagation linéaire. Pour finir, nous nous penchons sur la condition d'accord de phase assurant l'interaction non-linéaire optimaleThe past twenty years have been exceptionally rich on the study and fabrication of nanostructured materials to control light, but no much attention was given to nonlinear optical properties of these novel materials. In this context, the present thesis would partially address this gap. In particular, we focus on the second-harmonic generation process, by considering two fundamental aspects: the second-harmonic emission control by means of nanostructured nonlinear materials and the conversion enhancement in integrated photonic devices. A novel nonlinear localization phenomenon occurring in left-handed materials and involving isotropic phase-matching is presented. We analytically demonstrate the localization process in a homogenous left-handed material and by numerical simulation we show the effect for nonlinear photonic crystals. The backward second-harmonic localization effect is used to design a second-harmonic lens. This interesting theoretical result is numerically shown for a feasible structure working at optical frequencies. The second-harmonic generation enhancement is the complementary aspect. By taking advantage of the strong light localization achieved in finite size dielectric nonlinear nanorod chains, we show that sub-wavelength transversal confinement, together with the resonant phase-matching condition, adds an important property to the second-harmonic generation enhancement. A study of linear propagation properties of nanorod chain structures first evidences its sub-wavelength guiding capabilities. Finally, the phase-matching condition that assures the maximal nonlinear interaction in this kind of structure is presented
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Georgelin, Marc. "Etude expérimentale des instabilités secondaires en croissance cristalline directionnelle." Aix-Marseille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX11048.
Full textAbstract:
Cette these porte sur une etude experimentale des instabilites secondaires en croissance cristalline directionnelle d'un alliage dilue (succinonitrile). Ces instabilites sont en partie responsables des microstructures du solide ainsi forme par les modifications de la morphologie de l'interface liquide-solide qu'elle engendre. Un diagramme des instabilites du reseau cellulaire est obtenu en fonction de la largeur locale des entites cellulaires et de la vitesse de solidification. Deux instabilites dynamiques sont etudiees plus attentivement. Tout d'abord, un mode global d'oscillation de largeur et de hauteur des cellules, doublant la longueur d'onde du reseau cellulaire, est caracterise. Il conduit a un cycle limite ou a une transition vers un etat asymetrique de doublets. En second lieu, le branchement dendritique est etudie par l'analyse de ses seuils d'apparition. Deux modes geometriquement differents sont identifies et leur similarite est exploitee. Le gradient thermique est reconnu comme facteur destabilisant de ces modes, en opposition surprenante avec son role stabilisant envers le front plan. Des mesures supplementaires de rayon de courbure et de sous-refroidissement montrent que la theorie d'instabilite convective, lineaire et locale ne peut suffire, sous sa forme actuelle, a expliquer l'origine physique des branchements observes experimentalement.
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Monerie, Yann. "Fissuration des matériaux composites : rôle de l'interface fibre-matrice." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22054.
Full text
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Mbongo, Bonaventure. "Liaison métal-céramique par thermocompression : Influence de l'état initial des matériaux et de la pression partielle d'oxygène." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1583_bmbongo.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est de déterminer les mécanismes qui régissent la liaison en définissant une méthodologie d'approche qui consiste à diviser la formation de l'interface en trois étapes: adaptation des surfaces, adhésion des surfaces, évolution des matériaux et contraintes au voisinage de l'interface. Ainsi pour l'adaptation du joint métallique dans les rugosités de la céramique, outre les paramètres classiques qui jouent sur le fluage du joint, le rôle bénéfique du préécrouissage du métal est approfondi. Autre paramètre important analysé : le rapport largeur/épaisseur de métal qui est essentiel pour l'optimisation des conditions de liaison. Pour l'adhésion thermodynamique métal-céramique, l'influence de la pression partielle d'oxygène est approfondie, en particulier pour le couple cuivre-alumine. En outre, le rôle positif des éléments d'addition est mis en évidence au niveau de l'interface par implantation ionique du cuivre, du zirconium et du titane dans l'alumine. Pour finir, l'évolution de la ténacité de la céramique au voisinage de l'interface étudiée par indentation vickers confirme l'importance des contraintes résiduelles et de la diffusion du métal dans la céramique. L'étude a permis de faire un bilan du point de vue fondamental et appliqué sur les différents paramètres à prendre en compte.
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Morinière, Maxime. "Formalismes et méthodes pour le calcul de la réponse linéaire des systèmes isolés." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY096/document.
Full textAbstract:
La réponse linéaire de la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps est étudiée dans le cadre du formalisme d'ondelettes du code BigDFT, qui permet d'exprimer les fonctions d'onde électroniques sur une grille de simulation dans l'espace réel. L'objectif est de déterminer un spectre d'excitations de référence pour un système et un potentiel d'échange-corrélation donnés.Il apparaît que seule une partie du spectre, concernant les transitions entre orbitales liées, peut être facilement amenée à convergence par rapport aux paramètres d'entrée de BigDFT, que sont l'extension de la grille de simulation et le nombre d'orbitales du continuum qui sont considérées pour le calcul des spectres. L'énergie de la dernière orbitale inoccupée utilisée dans les calculs se révèle d'ailleurs être un paramètre plus important que ce nombre d'orbitales inoccupées. La justification vient de l'étude de la complétude des bases formées par les orbitales de l'état fondamental du système. Tout ceci permet de porter un regard neuf sur les résultats obtenus avec le formalisme à base gaussienne, tel qu'implémenté dans le code NWChem.En ce qui concerne la convergence du spectre de plus haute énergie, concernant des transitions entre orbitales occupées et orbitales inoccupées du continuum, l'espoir d'une convergence se heurte au problème du tassement du continuum. Il faut alors songer à une manière différente de capter l'information contenue dans ce continuum.Le formalisme des états résonants, dont les fondements ont été posés lors de la première moitié du XXème siècle, est une piste très encourageante pour cela. Une étude préliminaire dans le cas du puits de potentiel carré à une dimension est donc présentée. La première étape a consisté en la détermination de ces états résonants, dont les énergies et fonctions d'onde sont complexes. Une normalisation a notamment pu leur être attribuée. Il est ensuite montré, sous certaines conditions, que la base formée par les états propres de ce potentiel, dont une partie est constituée par les états du continuum, peut être efficacement remplacée par une base discrète et complète faite d'états résonants. Des applications numériques montreront qu'ils peuvent être avantageusement utilisés pour définir la fonction de Green ou encore calculer la propagation temporelle d'un paquet d'ondeThe linear response on the time-dependent density functional theory is studied in the wavelets formalism used in the BigDFT code, that allows the representations of electronic wave-functions on a simulation grid in real space. The goal of this study is to determine a reference excitation spectrum for a given system and exchange-correlation potential.It appears that only one part of the spectrum can be easily brought to convergence with respect to the input parameters of BigDFT, which are the simulation grid extension and the number of unoccupied continuum orbitals considered in the spectrum calculation. The energy of the last unoccupied orbital used actually proves to be more important as a parameter than this number of unoccupied orbitals. This is justified by the study of the completeness of the basis sets made of the ground state orbitals of the system. This gives another point of view regarding spectrum obtained by using the Gausian basis sets formalism, as the one implemented in the code NWChem.As to the convergence of the spectrum at higher energy, concerning transitions between occupied orbitals and unoccupied orbitals of the continuum, the hope for a convergence faces the problem of the continuum collapse. One therefore has to think of another way of retrieving the data contained in this continuum.The resonant states formalism, whose foundations were laid in the first half of the 20th century, is very encouraging in this regard. A preliminary study in the case of the one-dimension square well potential is therefore presented. The first step consisted in the determination of these resonant states, whose energies and wavefunctions are complex valued in general. Their normalization was also clearly defined. It is then shown, under certain conditions, that the basis set formed by the eigenstates of this potential, including the continuum states, can be efficiently replaced by a discrete and complete basis set made of resonant states. Numerical applications also show that these states can also be advantageously used to define the Green's function or even compute the time propagation of a wavepacket
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Prussel, Lucie. "Ab-initio description of optical nonlinear properties of semiconductors under an electrostatic field." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX051/document.
Full textAbstract:
La connaissance des propriétés optiques est fondamentale pour l’amélioration des matériauxet des dispositifs non-linéaires.Elle offre la possibilité de chercher de nouveaux matériaux ayant des propriétés bien spécifiques.Une façon de moduler certaines de ces propriétés est d’appliquer un champ électrostatique sur les matériaux,donnant lieu à des effets électro-optiques. Ce champs statiquepeut être appliqué volontairement sur le système ou être déjà présent dû à la structure du matériau:par exemple à une interface une accumulation de charges se crée générant un champ électrostatique àl'intérieur du matériau.Un des effets électrostatiques les plus connus est l'effet Pockels ou effet électro-optique linéaire (LEO).Il s'agit d'une réponse du second ordre, quicorrespond à une correction à la réponse optique linéaire en présence d'un champ statique.Un important processus non-linéaire est la génération de seconde harmonique (SHG), où deux photonssont absorbés par le matériau et un photon est émis à une énergie deux fois plus grande que celle du photonincident. Ce processus est très sensible à la symétrie du matériau. En effet, si le système étudié présenteune symétrie d'inversion alors la réponse de seconde harmonique sera nulle. Cependant ajouter unchamp statique à l'intérieur du matériau permettrait de générer une réponse du second ordredans n'importe quels matériaux, qu'ils soient ou non centrosymétriques.Ce phénomène est un processus de troisième ordre appeléEFISH (Electric Field Induced Second Harmonic).Le but de ma thèse était de calculer théoriquement et numériquement les réponses optiques linéraireset non-linéaires (deuxième harmonique)de matériaux soumis à un champ électrostatique, soient les corrections au premier et second ordreLEO et EFISH.J'ai calculé ces deux réponses dans le cadre d'un formalisme ab-initio, reposant sur laTDDFT (Time-Dependent Density Functional Theory), pour des matériaux semi-conducteursou isolants.Ces calculs ont, dans un premier temps, été appliqués à des matériaux massifs simplesde type carbure de silicium (SiC),arséniure de gallium (GaAs), etc, pour valider notre formalisme.Ils ont ensuite été appliqués à des matériaux plus complexes d'intérêt technologiquescomme Si/Ge et des matériaux sous contrainteA deep understanding of the optical properties of solids is crucial for the improvement of nonlinear materials and devices.It offers the opportunity to search for new materials with specific properties.One way to tune some of those properties is to apply an electrostatic field. This gives rise to electro-optic effects.The most known among those is the Pockel or linear electro-optic effect (LEO), which is a second order response property.An important nonlinear process is the second harmonic generation (SHG), where two photons are absorbed bythe material and a photon is emitted at twice the energy of the incoming photon. While this process is sensitive tothe symmetry of the material, adding a static field would enable a nonlinear response from every material,including centrosymmetric ones. This happens through a third order process, named EFISH (Electric Field Induced Second Harmonic).We have developed a theoretical approach and a numerical tool to study these two nonlinear properties (LEO and EFISH)in the context of Time-dependent Density Functional Theory (TDDFT), and we have applied it to the case of bulk SiC andGaAs as well as layered systems such as Si/Ge
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Dujardin, Nicolas. "Vitrification à l’état solide du glucose et maîtrise de la mutarotation." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10087/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire est consacré à la vitrification à l’état solide du glucose par broyage mécanique et à la maîtrise de sa mutarotation. L’ensemble de ces résultats a été obtenu par DRX, DSC, ATG et Raman. Nos résultats montrent que les anomères a et ß du glucose cristallin s’amorphisent sous broyage à haute énergie. Cette voie d’amorphisation conduit à des états amorphes anomériquement purs extrêmement originaux qui ne peuvent être obtenus par les procédés classiques d’amorphisation (trempe du liquide…). Nous avons exploité cette opportunité unique pour : 1. Montrer que l’amorphisation par broyage mécanique s’opère directement à l’état solide au travers de mécanismes qui diffèrent fondamentalement de ceux impliqués lors de la trempe thermique classique du liquide. 2. Former de véritables alliages moléculaires amorphes homogènes a-glucose / ß-glucose en toute proportion par co-broyage. La possibilité de contrôler la concentration anomérique a permis d’étudier, pour la première fois, le diagramme de phases d’un mélange binaire anomérique. 3. Etudier de manière originale les cinétiques de mutarotation directement à l’état solide. Cette étude a révélé l’existence d’un couplage inattendu entre le mécanisme de mutarotation (processus local) et les relaxations structurales lentes au voisinage de Tg (processus coopératif). De plus, l’évolution microstructurale du glucose sous broyage montre que l’amorphisation résulte de deux mécanismes : une amorphisation en surface des cristallites induite par les chocs violents lors du broyage et une amorphisation spontanée des cristallites lorsque leur taille devient inférieure à une taille critiqueThis thesis deals with the solid state vitrification of glucose by mechanical milling and the control of its mutarotation. All the results have been obtained by XRD, DSC, TGA and Raman experiments. Our results show that crystalline a and ß glucose can be amorphized upon high energy ball milling. This route to the glassy state leads to remarkable anomerically pure amorphous states which cannot be obtained by the usual amorphisation processes (thermal quench…). We use this unique opportunity: 1. To show that the amorphisation upon milling occurs directly in the solid state through mechanisms which are fundamentally different from those implied in the quench of the liquid. 2. To form amorphous molecular alloys a-glucose / ß-glucose by co-milling on the whole concentration range. Furthermore, the control of the anomeric concentration gives the possibility to study, for the first time, the phase diagram of an anomeric binary mixture. 3. To study, from original way, the kinetics of mutarotation directly in the solid state. This study revealed the existence of an unexpected coupling between the mechanism of mutarotation (local process), and, the slow structural relaxation around Tg (cooperative process). Moreover, the microstructural evolution of glucose upon milling shows that amorphisation results from two mechanisms: an amorphisation on the crystallite surface area induced by violent shocks during milling and a spontaneous amorphisation of crystallites when their size becomes smaller than a critical size
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Louyer, Yann. "Développement de sources lasers à l'état solide pour la réalisation d'une horloge optique basée sur l'atome d'argent." Phd thesis, Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005897.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s'inscrit dansle cadre du développement d'une horloge optique basée sur une
transition à deux photons de 661 nm de l'Ag de largeur naturelle
~1 Hz. Afin de profiter du facteur de qualité de la
résonance, il faudra travailler sur un échantillon d'atomes
refroidis par laser, la longueur d'onde nécessaire étant de 328
nm. Ce mémoire concerne plus précisément la mise au point de
sources lasers solides pour améliorer la fiabilité de l'expérience
actuelle. Le cristal laser de Nd:YLF, pompé par diode laser,
permet d'accéder aux longueurs d'onde 1322 nm et 1312 nm. Le
doublage en fréquence de la première source fournira la radiation
à 661 nm tandis que deux étapes de doublage permettront d'obtenir,
à partir des photons à 1312 nm, une onde à 656 nm puis
une onde à 328 nm. Nous avons développé un modèle théorique, tenant
compte des effets thermiques et notamment des processus de
recombinaison Auger, afin de dimensionner différentes
configurations laser à tester (cavité linéaire, à mode hélicoïdal,
cavité en anneau réinjectée). Grâce à la dernière, nous avons
réalisé des sources continues, monomodes, d'environ 2 W, à 1322
nm et à 1312 nm. Ces cavités se prêtant au doublage de fréquence,
nous avons obtenu des puissances de 440 mW à 661 nm et 340 mW à
656 nm. Par ailleurs, une étude théorique des probabilités de
transition de l'atome d'argent à l'aide des codes de Cowan a été
entreprise, afin d'une part de chiffrer l'ordre de grandeur de la
puissance laser nécessaire et d'autre part, d'estimer la durée de
vie du niveau métastable, jusqu'alors obtenue
uniquement par comparaison
avec une transition quadrupolaire de l'ion mercure.
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Léger, Jean-Michel. "Magnétométrie à pompage optique : conception, réalisation et évaluation des performances d'un magnétomètre scalaire utilisant l'hélium 4 pompé par un laser LNA." Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10064.
Full textAbstract:
Nous presentons une etude theorique et experimentale des performances d'un magnetometre a pompage optique de l'helium 4 par un laser lna. Le modele numerique developpe permet de calculer les signaux de resonance paramagnetique electronique de l'helium 4 pompe par laser. L'etude parametrique realisee a partir de ce modele nous a amene a determiner les conditions optimales de fonctionnement du magnetometre. L'accent est mis notamment sur les phenomenes a l'origine des anisotropies tant d'amplitude que de frequence d'un tel magnetometre, ces dernieres affectant en effet directement la sensibilite et la precision du capteur. Ces previsions theoriques ont fait l'objet de verifications experimentales. La mise au point d'un capteur adapte a la magnetometrie de haute precision a ete utilisee pour caracteriser les performances du magnetometre et des lasers associes. Par ailleurs, les resultats de la modelisation numerique ont ete exploites pour concevoir divers magnetometres isotropes
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Caldas, Helena. "Le frottement solide sec : le frottement de glissement et de non glissement. Étude des difficultés des étudiants et analyse de manuels." Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA070014.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur les difficultés rencontrées par des étudiants lors de l'étude de situations physiques ou interviennent les phénomènes de frottement de glissement (frottement cinétique) et de frottement de non glissement (frottement statique) entre les zones de contact non lubrifiées des solides en présence (frottement solide sec). La recherche prend appui sur une "analyse a priori" (l'étude du frottement du point de vue physique et du point de vue didactique, une mini-enqsuete exploratoire, des observations empiriques en classe au cours d'un enseignement sur les frottements et une analyse partielle du manuel de référence utilise par les étudiants et les professeurs) ou un certain nombre de questions et d'hypothèses de travail sont explicitées. La deuxième partie est consacrée a l'analyse des résultats de questionnaires papier crayon proposes a des populations différentes (différents pays d'origine et différents niveaux d'études), questionnaires construits afin de tester nos hypothèses. Ces analyses aboutissent a une description aussi synthétique que possible des idées et des raisonnements des étudiants sur le frottement solide. Les raisonnements des étudiants ont les caractéristiques principales suivantes : tout se passe comme s'il existait, pour les étudiants, un phénomène unique de frottement (non distinction entre frottement statique et frottement cinétique) représente par une résultante unique des forces de contact (non application de la troisième loi de newton), résultante localisée a l'interface ("entre" les solides) et qui n'agit que sur le solide qui se trouve au dessus de l'interface (effet dessus dessous). Cette force unique a un sens bien défini, détermine a partir du sens des mouvements effectifs (donnes) des solides étudies : cette force unique s'oppose toujours aux mouvements effectifs ou "vrais" des solides (les mouvements relatifs des solides ne sont pas pris en compte)The aim of the present work is to tackle the difficulties met by students as they were confronted with physical situations in which phenomena of sliding friction (kinetic friction) or nonsliding friction (static friction) between the non-lubricated contact zones of the solids concerned are at work ("frottement solid sec" or "dry solid friction"). The research is based on a "priori analysis" (the study of friction both from a physical and didactic point of view, a short exploratory survey, empirical classroom observations of teaching methods dealing with friction and a partial analysis of the reference textbooks used by students and teachers) where a number of questions and hypoteses are explicitly put forward. The second part is concerned with analyzing the results of (written) questionnaires submitted to students from different backgrounds (different countries of origin and different academic levels). These questionnaires were elaborated in order to test our hypotheses. The resulting analyses lead to a synthetic description of the students'ideas and ways of reasoning concerning frictioin. The students' ways of reasoning bear the following characteristics : the students seem to have a one-siled notion of friction (no-distinction between static and kinetic friction) which is represented by only one resultant of the contact forces (newton's third law is not applied) ; the resultant is located at interface level ("between" the solids) and only has an effect on the solid above the interface ("effet dessus-dessous", or "upper-lower effet"). This single force has a welldefined direction and is determined by the direction of the "effective" (given) motion of the solids studied - this single force is constantly opposed to the "effective" motion of the solids (the relative motion of the solids are not taken into consideration)