Dissertations / Theses: 'Revêtements (Voirie)'

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Domec, Vincent. "Endommagement par fatigue des enrobés bitumineux en condition de trafic simulé et de température." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13117.

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Abstract:

L'essai de fatigue normalisé caractérisé le comportement en fatigue des enrobés bitumineux. La loi de fatigue issue des essais est utilisée pour le dimensionnement des chaussées. Toutefois, la performance prévue par la loi de fatigue est pessimiste par rapport à celle de la chaussée. De fait, un coefficient de calage KC est employé. Deux facteurs permettent d'expliquer la différence de performance : la température et les temps de repos. Les essais avec périodes de repos permettent un gain de durée de vie par rapport aux essais de fatigue continue qui s'explique par la capacité des enrobés à récupérer de la raideur. Nous vons créé un essai de fatigue dit "à trafic simulé" afin de déterminer une loi de fatigue avec repos et de quantifier la part de l'autoréparaion et de la thixotropie dans la récupération de raideur. Les résultats montrent que la durée de vie est une fonction de la température, de la déformation et du temps de repos. La différence de performance observée entre les essais de fatigue continue et la chaussée réelle est due à l'autoréparation des enrobés durant les périodes de repos. Notre étude du comportement d'une chaussée réelle montrent que le modèle de durée de vie issu des essais "à trafic simulé" permet une meilleure prédiction du comportement de la chaussée que l'essai de fatigue continue. Cette prédition reste pessimiste par rapport au comportement de la chaussée réelle qui est expliqué par des conditions de sollicitation non prises en compte par nos essais. L'essai à "trafic simulé" à deux phases étudie le comportement d'un enrobé suite à un renforcement. L'étude du comportement d'une GB dans ces conditions montre que le gain de durée de vie obtenu grâce au renforcement est fonction de l'instant et du niveau de rechargement.

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Colandini, Valérie. "Effets des structures réservoirs à revêtement poreux sur les eaux pluviales, qualité des eaux et devenir des métaux lourds." Pau, 1997. http://www.theses.fr/1997PAUU3002.

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Abstract:

Face aux problèmes hydrologiques engendrés par les pluies dans les villes et aux problèmes de préservation de la qualité des milieux récepteurs, il devient indispensable d'intégrer de nouvelles solutions techniques à l'assainissement pluvial classique. Les chaussées poreuses à structure réservoir, conçues pour réduire les débits et les volumes d'écoulement en zones urbaines fortement imperméabilisées, semblent jouer un rôle positif dans l'épuration des eaux pluviales. Cependant le fonctionnement épuratoire de ces structures est encore mal connu. Sur le cas concret d'un site expérimental à Reze (près de Nantes), le travail de recherche a consisté à obtenir une vision synthétique des effets d'une chaussée poreuse à structure réservoir mise en place depuis plusieurs années. Cette investigation a montré l'efficacité de l'ouvrage pour maîtriser quantitativement et qualitativement les écoulements pluviaux, par rapport aux écoulements analyses à l'aval d'un bassin versant de référence équipé d'un réseau d'assainissement séparatif. La contamination métallique particulaire est localisée essentiellement dans les particules colmatant le revêtement poreux de la chaussée ; le sol sous la structure est très peu contaminé. De granulométrie comparable à du sédiment de rue, les colmatants sont d'autant plus contaminés en plomb, cuivre, cadmium et zinc que le trafic sur la chaussée, la proportion de particules fines et de matière organique dans le sédiment sont élevées. L'approche qualitative des interactions entre les métaux lourds et colmatant par application d'un schéma d'extractions séquentielles montre que les polluants sont potentiellement remobilisables lors de variations des conditions physico-chimiques du milieu. L'approche quantitative par établissement des isothermes d'adsorption indique que les capacités de fixation des colmatants sont relativement saturées en plomb et en zinc et d'après le schéma d'extractions séquentielles, les métaux fixés lors des tests d'adsorption sont associés aux particules par des interactions théoriquement faciles à solubiliser. Pour limiter le risque de dispersion des contaminants métalliques, les colmatants résultant de l'entretien des revêtements poreux enrobés drainant doivent être gérés comme des déchets pollués, la fraction granulométrique fine pourrait être traitée en milieu acide avant sa mise en décharge.

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Pouteau, Bertrand. "Durabilité mécanique du collage blanc sur noir dans les chaussées." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2138.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'étudier la durabilité mécanique du collage blanc (béton) sur noir (enrobé) sans lequel deux structures de chaussée innovantes – le béton de ciment mince collé (BCMC) et le béton armé continu sur grave bitume (BAC sur GB) –, constituées d'une couche de blanc mise en oeuvre sur une couche de noir, n'ont aucun intérêt. Tout d'abord, on s'attache à identifier, à partir d'une analyse bibliographique, un mode de ruine du collage sous l'action du trafic. On établit que les fissures de retrait de la couche de béton constituent le point à partir duquel s'initie et se propage le délaminage. Dans un second temps, ce mode de ruine est simulé par un essai mécanique de fatigue en laboratoire, qui permet d'observer un délaminage progressif. Dans cet essai, le grenaillage de l'interface, comparé au non grenaillage, apporte un collage plus durable. Une analyse mécanique de l'essai est proposée et nécessite d'être être validée avec plus d'essais dans l'avenir. Ensuite, on met au point d'une méthodologie de suivi " in situ " de la qualité du collage par CND, basée sur l'utilisation système d'auscultation mécanique dynamique. Finalement, l'analyse des essais échelle 1:1 montre deux évolutions du collage. Pour la RN4, chaussée épaisse présentant un engrènement mécanique au niveau des fissures, on ne note aucune évolution du décollement initial après 2 ans. Pour la maquette de structure réelle, à couches amincies et ne présentant pas d'engrènement mécanique dans les fissures, on observe, après 1 million de cycles de sollicitation des simulateurs de trafic accéléré FABAC, le mode de ruine attendu soit un délaminage s'initiant au niveau des fissures de retrait
For the last ten years, two new composite pavement structures (whitetopping –i. E. Thin concrete slabs over existing rutted asphalt pavement– and Continuously Reinforced Concrete Pavement, CRCP, over asphalt sub-base) have raised a significant interest. Based on the association of a concrete layer bonded to an asphalt sub-base, they lead to a reduction of the layers thickness and cost. A long-lasting bond is essential. This work deals with the mechanical study of the bond fatigue lifespan. Firstly, the bibliographical analysis focuses on the way this bond is deteriorated in such structures submitted to traffic. Cracks induced by the restrained shrinkage of the concrete layer can initiate and propagate debonding. Secondly, a mechanical fatigue test simulates this way of deterioration in laboratory. Interface blasting leads to a more lasting bond. A mechanical analysis of the test is also proposed. Thirdly, a non destructive survey method of the bond quality, based on the use of mechanical wave propagation, is developed. Eventually, full scale experiments analysis provide two evolution of bond. The RN4 experiment aims to measure the growth of an initial fracture at the interface between the concrete layer and the asphalt sub-base under real traffic conditions. After 2 years of traffic, no propagation of the fracture is noticed. For the second full scale experiment, a pavement structure model, constituted of thin layers and wide opened cracks, the awaited way of deterioration (delamination initiated from the vertical crack) is observed after 1 million cycles applied by the accelerated pavement loading facility FABAC

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Bécot, François-Xavier. "Tyre noise over impedance surfaces : efficient application of the equivalent sources method." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0036/these.pdf.

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Abstract:

Le but de ce travail est de comprendre et de contrôler les mécanismes de rayonnement du pneumatique, ceci en concevant des outils de prédiction efficients pour la propagation du bruit pneumatique / chaussée au dessus de surfaces d'impédances arbitraires. Le rayonnement du pneumatique est modélisé à l'aide de la méthode des Sources Equivalentes. Un modèle d'effets de sol dus à un plan d'impédance donnée est développé pour des sources de directivités arbitraire. Par ailleurs, la solution exacte du problème bi-dimensionel est présentée. Basé sur les deux outils de prédiction précédents, un modèle itératif est développé pour le rayonnement d'un pneumatique au-dessus de surfaces d'impédance arbitraire. A l'aide de ce nouvel outil, un étude paramétrique examine les tendances du rayonnement du pneumatique au-dessus de chaussées absorbantes. Le présent travail contribue à l'étude des possibilités de réduction du bruit du trafic, notamment en utilisant des chaussées dites silencieuses
The aim of the present work is to understand and to control the mechanisms of the tyre radiation, by designing efficient prediction tools for the propagation of the tyre / road noise over arbitrary impedance surfaces. Tyre radiation is modelled using the Equivalent Sources method. A model for the ground effects induced from a given impedance plane is developed for sources having arbitrary directivity. Moreover, the exact solution to the two-dimensional problem is derived. Based on the two previous prediction tools, an iterative model is developed for the tyre radiation over an arbitrary impedance surface. Using this model, a parametrical study examines the tendencies of tyre radiation over absorbing surfaces. The present work allows to study the possibilities of traffic noise reduction, particularly by the use of so-called silent road surfaces

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Neji, Jamel. "Fissuration des chaussées semi-rigides : expérience et modélisation." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0246.

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Abstract:

Un prototype d'appareillage baptise fissuromètre ENTPE/Gerland permettant de simuler en laboratoire le phénomène de remontée des fissures est proposé. Cet appareillage comprend un ensemble de capteurs d'efforts et de déplacements, des jauges de déformation et un système de transmission ultrasonore. Cet ensemble permet de suivre l'évolution de la fissuration de la couche de roulement au droit de la préfissure de la couche de base. Une campagne paramétrique d'essais réalisée sur un béton bitumineux classique de couche de roulement est ensuite proposée. Trois critères permettant de caractériser l'évolution de l'endommagement ou/et de la fissuration de la couche de roulement sont proposes. Ces criteres donnent des résultats concordants. Une étude de validation de ces critères par des résultats d'observations de la fissuration in situ est présentée. Le site choisi est l'ensemble des planches d'essais de la route nationale n20. Nous avons mis en évidence l'influence de la déformabilité de l'interface sur la remontée des fissures dans la couche de roulement. Le phénomène de propagation des ondes ultra-sonores dans les bétons bitumineux est ensuite abordé. Plusieurs propriétés telles que l'influence de la température, la fréquence d'émission, la taille des grains ainsi que l'anisotropie des échantillons ont été testées. Nous avons utilisé les résultats expérimentaux pour caler un modèle de propagation des fissures dans les chaussées (loi de paris) qui utilise la théorie de la mécanique de rupture fragile. Les calculs ont été faits à l'aide du code élément finis cesar du LCPC

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Boishardy, Vincent. "Utilisation de revêtements économiques pour les routes locales et les routes d'accès aux ressources." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/38113.

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Abstract:

Les revêtements économiques représentent des solutions avantageuses, principalement au niveau fonctionnel, pour les routes locales et les routes d’accès aux ressources. Cependant, il existe peu d’outils pour quantifier leurs effets afin d’appuyer les décisions techniques des gestionnaires. L'objectif du projet est de déterminer qualitativement et quantitativement l'avantage socio-économique de la pose d'un revêtement économique sur une chaussée non revêtue. Les chaussées en question sont les routes à faibles volumes, qui représentent plus des trois quarts du réseau routier canadien. Trois types de revêtements économiques sont étudiés : traitement de surface, enrobé coulé à chaux et microrevêtement. L’augmentation de la rigidité octroyée par l’imperméabilisation de la fondation ainsi que la cohésion de surface est déterminée à la suite de cette étude. La rigidité des fondations est mesurée grâce à des essais in situ réalisés avec le pénétromètre dynamique sous différentes conditions hydriques. Ainsi un allongement relatif de durée de vie est quantifié grâce à une modélisation des déformations par éléments finis avec le logiciel Géostudio couplée avec une méthode de prédiction analyste empirique d’endommagement. Une analyse de ces résultats permet de conclure que la mise en place d’un enrobé économique à base d’émulsion bitumineuse, de 20 millimètres d’épaisseur, permet la diminution de la teneur en eau dans la fondation d’au moins 30% et permet l’augmentation de la durée de vie de la chaussée de 58 % à 75 % selon le type de charge. Une comparaison des coûts de cycle de vie est alors réalisée entre une chaussée revêtue de traitement de surface(couche de granulats enrobéesd’émulsion bitumineuse) et une chaussée non revêtue en utilisant des scénarios d’entretien réalistes et cohérents avec le contexte québécois. En prenant en compte les coûts de construction, d’entretien et d’utilisation de ces chaussées : il est démontré que la mise en œuvre d’un revêtementse traduit par un gain financier. Ce gain dépend de beaucoup de paramètres qui sont détaillés. Dans ce contexted’une vaste province comme le Québec où les ressources sont éloignées, la course au développement impose des techniques efficaces et économiquement viablespour augmenter la mobilité des ressources humaines et matérielles. Cette étude montre que certains revêtements minces permettent d’assurer une rigidité structurelle aux chaussées, allongeant ainsi leur durée de vie tout en diminuant les coûts qui leur sont associés.
Economic pavements represent advantageous solutions, especially at the functional level, for local roads and access roads to resources. However, there are few tools to quantify their effects in order to support the technical decisions of managers.The project’s objective is to determine qualitatively and quantitatively the socio-economic advantages of laying an economic pavement on an unpaved roadway. Roads in question are low-volume roads, which represent more than three quarters of Canada’s road network. Three types of economic coatings are studied: chip seal, hot mix asphalt and microsurfacing. The increase of the rigidity granted by the waterproofing of the foundation as well as the surface cohesion is determined as a result of this study. The rigidity of the foundations is measured by in situ tests carried out with the dynamic cone penetrometer under different water conditions. Thus, a relative elongation of a lifetime is quantified by finite element deformation modelling with GeoStudio software coupled with an empirical prediction analyst of damage method. An analysis of these results makes it possible to conclude that the implementation of a bitumen emulsion based economic coating, 20 millimetres thick, allows the reduction of the water content in the foundation by at least 30% and increases the service life of the road from 58% to 75% depending on the type of load. A comparison of life-cycle costs is thus made between a pavement with a chip seal (layer of aggregates coated with bituminous emulsion) and an unpaved surface using realistic maintenance scenarios that are consistent with the Quebec context. Considering the construction’s costs, maintenance and use of these pavements: it is demonstrated that the implementation of a coating results in a financial gain. This gain depends on many parameters that are detailed. In this context of a large Quebec province where resources are far away, the race for development imposes effective and economically viable techniques to increase the mobility of human and material resources. This study shows that certainthin coatings make it possible to ensure structural stiffness of pavements, thus prolonging their service life while reducing the associated costs.

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Turki, Kamel. "Approche des problèmes non réversibles des chaussées par le calcul avec éléments finis." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1991. http://www.theses.fr/1991ECAP0179.

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Abstract:

Notre recherche a été conçue comme une étude de faisabilité pour l'aide à la conception et au diagnostic des chaussées par le calcul avec éléments finis. L'étude des chaussées se fait en général avec des méthodes semi-empiriques et des calculs en élasticité linéaire. Le but de cette recherche est d'essayer d'aborder par le calcul divers aspects non linéaires et non réversibles du comportement des chaussées depuis la construction jusqu'à la ruine. Dans la première partie le comportement de la roue est assimilé à celui du sol sous la fondation. L'originalité du travail vient en particulier du calcul des éléments finis des comportements très divers du sol sous une fondation en fonction de la densité initiale, c'est-a-dire des comportements normalement consolidés et surconsolidés des sols. Dans la seconde partie, nous avons étudié quelques aspects du fonctionnement de la chaussée. L'eau joue un rôle majeur dans la vie de la chaussée, mais le mécanisme est très complexe étant donnée la présence des phases solides, liquides et gazeuses. Partie confidentielle: ensuite, nous avons abordé par le calcul les moyens de limiter la remontée des fissures des dalles de béton vers la couche de roulement, soit en ajoutant des grilles, soit en utilisant des matériaux spéciaux (colas). En dernier lieu, nous présentons les premiers résultats de l'expérimentation Colas sur le manège de fatigue de Nantes. Cette recherche a pour but de rapprocher les connaissances pratiques des ingénieurs et des résultats de calculs aux éléments finis

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Bentarzi, Younes. "Conception d'un nouvel éco-matériau à utiliser en chaussées perméables et épuratoires dans les zones urbaines." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6016.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse s’inscrit dans une optique de respect de l’environnement et de préservation des ressources. Il propose une solution innovante dans le domaine de la gestion des eaux pluviales en concevant un nouveau matériau utilisable comme chaussée perméable et épuratoire dans les zones urbaines à faible trafic, telles que les parkings. Ce matériau est un mélange de béton concassé issu de déchets inertes du BTP utilisé comme ossature de la structure perméable et de compost destiné à la rétention des polluants et à leur traitement biologique. Pour la caractérisation hydrodynamique de ce nouveau matériau, nous avons conçu un pilote expérimental de laboratoire. Des expériences ont été réalisées pour mesurer en milieu saturé la conductivité hydraulique du matériau constitué de béton concassé vierge ou mélangé avec du compost (3 %, 5 %, 7 % et jusqu’à 10 % du volume total du matériau). On a mené, par la suite, des campagnes de traçage pour les cinq proportions du mélange, réalisées dans des conditions de régime permanent et continu dans un milieu partiellement saturé. L’approche expérimentale adoptée pour cette étude consiste en une analyse des moments statistiques par suivi de la distribution du temps de séjour. Le traçage a été réalisé à l’aide d’un traceur conservatif (NaCl). Ces expériences de laboratoire ont été suivies d’un travail de modélisation à l’aide d’un code de calcul CXFIT destiné à estimer les paramètres de transport de soluté à l’échelle du laboratoire. Dans le but d’étudier le comportement hydrique et le pouvoir épuratoire du matériau sous des charges climatiques et mécaniques réelles, nous avons aussi conçu une plateforme expérimentale in situ (projet financé par la Région Alsace). Les premiers résultats obtenus montrent que le matériau constitué de béton concassé et de 10% de compost présente la plus grande capacité de rétention d’eaux pluviales
The work of this thesis deals mainly with environmental protection and resource conservation. An innovative solution is developed in the field of sustainable stormwater management by designing a new material used as permeable and purificating pavement in urban areas with low traffic, such as parking lot. The material is a mixture of crushed concrete which provides the skeleton of the drainage structure, and compost that plays the role of pollution retention and its biological treatment. For the hydrodynamic characterization of this new material, we designed a pilot experimental laboratory. Experiments were conducted in a saturated media to measure the hydraulic conductivity of the crushed concrete, and the ones of the new material which is composed of crushed concrete mixed with 3%, 5%, 7% and 10% of compost. We conducted, thereafter, tracing experiments for the five mixture proportions. These experiments were conducted under steady flow and continuous conditions in an unsaturated media. The experimental approach adopted for this study is an analysis of statistical moments (Residence Time Distribution). Tracing was performed using a conservative tracer (NaCl). These laboratory experiments were followed by a modeling work using a computer code CXFIT to estimate the solute transport parameters in laboratory scale. Further, we designed an experimental plat form in situ, to study the hydraulic behavior and purificating power of the new material under real climatic (stormwater) and mechanical (car’s parking) load conditions. The primarily results show that the mixture 90/10 (consisting of 90% of crushed concrete and 10% of Compost) has the high retention of stormwater

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St-Jacques, Michèle. "Des aménagements routiers sécuritaires et des techniques routières urbaines dans une perspective de gestion durable de la voirie : le cas du Québec." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC2018/document.

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Abstract:

Pendant plusieurs années, les aménagements de la voirie urbaine ont été adaptés à un accroissement continuel de la circulation automobile avec l’élargissement des emprises roulables et la prédominance du noir des revêtements bitumineux. Or, la route accueille maintenant des usagers variés. Elle doit donc tenir compte de tous ces utilisateurs, leur donner la place qui leur revient et réussir à les faire cohabiter. La route doit mettre en valeur les territoires qu’elle traverse, tout en répondant à sa mission première qui est de desservir adéquatement les communautés avoisinantes. Il faut concevoir des routes de façon à ce que les conducteurs de véhicules motorisés fassent naturellement ce qu’on attend d’eux. Les revêtements colorés peuvent être utilisés pour créer des ambiances urbaines, renforcer l’identité d’une ville et faciliter la lecture des espaces. Plusieurs nouveaux aménagements routiers, allant des carrefours giratoires aux stationnements en passant par la signalisation et toutes les mesures qui permettent de modérer la circulation, sont à la disposition des concepteurs. De plus, dans un contexte de développement durable, de nouvelles techniques routières ont fait leur apparition. Parmi celles-ci, en plus des revêtements colorés, il y a les enrobés tièdes. Cette thèse, basée sur une trentaine d’années de recherches, d’enseignements, de réalisations et d’observations à travers le monde, présente ces nouveaux aménagements routiers et ces nouveaux matériaux
For years, the development and maintenance of urban road systems responded to a continuous increase in automobile traffic by extending the network, with the blacktop for asphalt pavements taking the lead. However, the road now serves a wide variety of users, which it must now satisfy even as it struggles to meet their competing end goals. The road must enhance the landscape, while adequately serving the surrounding communities. Road design must be realized in a manner that allows drivers to perform what is expected of them naturally. Coloured bituminous surfaces can be used to create urban atmospheres, to reinforce the identity of a city, to facilitate the reading of spaces, to support the cohabitation of different users and to identify different places. Several new road engineering measures, such as roundabouts, parking, traffic signs and traffic calming measures, are now available to urban planners, traffic engineers and road designers. Furthermore, in the framework of sustainable development, new road techniques have emerged, including coloured bituminous pavements and a variety of warm mix asphalt techniques. This thesis, wich is based on thirty years of research, teaching, accomplishments and observations from around the world, presents these new road management measures and materials

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Tachon, Nadine. "Nouveaux types de liants routiers à hautes performances, à teneur en bitume réduite par addition de produits organiques issus des agroressources." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00002719/01/tachon.pdf.

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Abstract:

Après avoir étudié le bitume et son utilisation en technique routière, nous avons cherché à substituer les fluxants pétroliers par des composés issus des agroressources. L’ajout au bitume chaud d’une émulsion d’huile végétale stabilisée par l’oléate de sodium permet une formation de mousse de liant bitumineux. En optimisant le taux de tensioactif, le rapport eau/huile et la quantité d’eau, nous avons mis au point une formulation de l’émulsion adaptée au moussage et qui permet d’augmenter le coefficient d’expansion de la mousse de bitume. Ce liant sous forme de mousse est utilisé, à une température de 120°C, pour l’enrobage de granulats neufs ou à recycler. L’huile végétale présente dans le liant devrait permettre une régénération du bitume. Des tests effectués sur les granulats d’enrobé ont montré le potentiel de ce nouveau liant. Une étude analytique poussée du bitume par spectrométrie de masse à haute résolution a également été réalisée
Bitumen and its use in road engineering have been studied to substitute flux oil by biomass byproducts. Adding vegetable oil emulsion stabilized by natrium oleat to hot bitumen enables bituminous binder foam expansion. By optimizing surfactant rate, water to oil ratio and water quantity, we formulated an emulsion allowing formation of bituminous foam and expansion ratio increase. This binder in foaming form, was used at a lower than 120°C temperature to prepare bituminous coatings or to reuse old bituminous coatings. The vegetable oil, part of the binder, should reactivate old bitumen. Some experiments carried out on old bituminous coatings have shown the potential of this new binder. An advanced analytical study with high resolution mass spectrometry have been carried out

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Diakhaté, Malick. "Fatigue et comportement des couches d’accrochage dans les structures de chaussée." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/6571d719-9eba-4e0e-be37-58cb8a5632eb/blobholder:0/2007LIMO4037.pdf.

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Abstract:

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre le laboratoire Mécanique et Modélisation des Matériaux et Structures du Génie Civil (3MsGC) de l’Université de Limoges, et Eurovia, une société du groupe VINCI. Les travaux réalisés dans cette thèse visent à une meilleure connaissance du comportement mécanique des couches d’accrochages mises en œuvre à l’interface de deux couches d’enrobés bitumineux. Afin de caractériser ce comportement, un large travail expérimental a été réalisé. Les résultats de cette campagne d’essais ont permis d’alimenter le modèle éléments finis développé dans le but de prédire la durabilité du collage à l’interface des couches de chaussée. Ce modèle permet également d’étudier l’effet de la modélisation ou non du comportement de l’interface sur le dimensionnement de la chaussée. Afin de mener à bien la campagne expérimentale de ce travail, un prototype de dispositif d’essai a été conçu et réalisé. Au moyen d’une presse servohydraulique mono-axe, le dispositif permet d’appliquer une sollicitation de double cisaillement aux interfaces d’une éprouvette symétrique constituée de trois couches d’enrobés bitumineux. Ainsi, des essais monotones, oligocycliques et de fatigue ont été réalisés à 10 et à 20°C sur une interface BBTM/BBSG, comportant ou non une couche d’accrochage à base de bitume pur. Les essais oligocycliques et de fatigue, réalisés en mode de contrôle de force, ont permis d’obtenir des résultats très satisfaisants, et très peu dispersés. Trois critères de rupture d’interface ont été analysés. Les résultats obtenus montrent que l’absence de couche d’accrochage réduit considérablement la performance à la fatigue du collage à l’interface. Les résultats d’essais ont également permis de proposer une méthode qui permet de prédire la loi de fatigue du collage à partir des résultats d’essais monotones de cisaillement. Cette campagne d’essais de cisaillement est complétée par une série d’essais monotones de torsion. Outre la caractérisation du comportement mécanique des couches d’accrochage, les résultats ont permis de déterminer les conditions expérimentales dans lesquelles les essais en laboratoire de cisaillement et de torsion sont corrélables. L’essai monotone de torsion présente l’avantage d’être réalisable sur chantier. Une dernière partie de ce travail est consacrée à l’analyse de l’influence, d’une part, du comportement mécanique du collage à l’interface lors du dimensionnement de la structure de chaussée, et d’autre part, des sollicitations tangentielles répétées sur la tenue à la fatigue du collage à l’interface. Deux modèles éléments finis (2D et 3D) sont développés pour étudier la réponse mécanique de la structure sollicitée par l’essieu standard français. Les résultats obtenus montrent que sur certaines sections de chaussée, la prise en compte des sollicitations tangentielles conduit à considérer la fatigue des interfaces comme prédominante lors du dimensionnement
The research work presented in this PhD thesis lies within the framework of a partnership between the laboratory Mechanics and Modeling of Materials and Structures in Civil Engineering (3MSCE, University of Limoges) and Eurovia, a subsidiary of the VINCI Group. The study aims at better understanding the mechanistic behavior of tack coats spread at the interface between two asphalt concrete (AC) layers. This behavior is characterized through a large experimental campaign. Then, the tests results are used in a finite element program. This program allows the pavement structure engineer to predict, on the one hand, the durability of the bonding at the interface, and on the other hand, the effect of modeling the interface behavior on the pavement response. In this research project, a laboratory double shear test device is designed and manufactured. By means of a mono-axis hydraulic press, the device allows applying a double shear loading at the interfaces of a symmetrical specimen which is consisted of three AC layers. Thus, monotonic, oligocyclic and fatigue tests are carried out at 10 and 20°C on an interface BBTM/BBSG (very thin AC layer overlaid on a dense AC layer). This interface is with or without tack coat (a cationic rapid-set emulsion with pure bitumen). The oligocyclic and fatigue tests were carried out in a force controlled mode, and lead to very innovative and interesting results. Three failure criteria are analyzed. The results clearly show that the lack of tack coat reduces the fatigue performance of the bonding (interface). Through the analysis of the results, a method is proposed, and allows predicting the fatigue law of the bonding from the monotonic shear tests results. This shear tests campaign is completed by a series of laboratory monotonic torque tests. Besides the characterization of the tack coats shear behavior, the experimental conditions where the torque and the double shear tests results are similar are specified. The last part of this work deals with, on the one hand, the effect of the interface shear behavior on the pavement structure design, and on the other hand, the effect of the repeated horizontal loads on the fatigue of the bonding at the interface. Two finite element models (2D and 3D) are developed in order to evaluate the mechanistic response of the pavement subjected to the French standard axle. Findings from this numerical simulation show that, when taking into account the horizontal loads, the fatigue of the bonding becomes predominant during the pavement structure design

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Racana, Nicolas. "Etude du comportement mécanique d'un massif en sol renforcé par géotextile cellulaire." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21406.

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Le principe du renforcement de sol par géoconteneurs constitue, de par son caractère tridimensionnel et son mécanisme de confinement, une solution technique intéressante notamment pour le cas où le matériau de remblai est de moindre qualité. La justification mécanique de ces ouvrages est essentiellement basée sur le gain induit par le confinement. Les mécanismes d'interaction alvéolaire et de fonctionnement en membrane de ces géotextiles ondulés ne sont pas pris en compte dans le dimensionnement interne de ces structures. Le but de ce travail est de caractériser cette interaction et ce comportement en membrane, de comprendre la fonction mécanique des liaisons inter-cellulaires. L'objectif étant de créer un nouveau concept de renforcement de sol par structure alvéolaire intégrant les phénomènes d'interaction cellulaire et d'effet menbrane. Cette recherche a consisté à étudier le comportement local et global des structures cellulaires à partir d'approches expérimentales, analytiques et numériques

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Parison, Sophie. "Urban Materials and Evaporative Cooling for Heat Mitigation in Cities : Adapting Pavement-Watering to Different Parisian Pavements." Thesis, Université de Paris (2019-....), 2020. http://www.theses.fr/2020UNIP7051.

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Abstract:

Ce manuscrit s’intéresse à l’arrosage urbain comme stratégie d’atténuation de la chaleur et d’adaptation au changement climatique. La méthode est optimisée pour des matériaux de voirie traditionnels et "frais" afin de limiter la consommation d’eau du procédé. La première partie de ce manuscrit utilise des mesures de terrain recueillies lors de campagnes d’arrosage à Paris entre 2013 et 2018. Une méthode d’analyse statistique permet de déterminer les effets microclimatiques de l’arrosage sur la température de l’air et le stress thermique à l’aide de l’Indice Universel de Climat Thermique. Deux protocoles d’arrosage sont comparés afin de déterminer l’influence de la surface arrosée sur l’efficacité de la méthode.Dans un second temps, une expérience de laboratoire est utilisée afin de comparer le comportement thermique de structures de voirie réalistes dans des conditions similaires à celles d’une vague de chaleur parisienne. L’échantillon subit un cycle climatique de 24 heures et son arrosage peut être activé à une fréquence fixe. A l’aide de mesures de température et de flux thermique en surface et en profondeur, le bilan thermique de surface permet de déterminer le flux rafraîchissant évaporatif pour chaque débit d’arrosage testé. Les résultats obtenus sur une structure de chaussée en asphalte sont comparés à ceux du terrain.Enfin, le protocole est appliqué à douze revêtements traditionnels et "frais", avec et sans arrosage. L’arrosage est optimisé pour chaque structure afin de maximiser le rafraîchissement en minimisant la consommation d’eau. Pour ce faire, deux régimes de rafraîchissement sont employés. Les paramètres déterminants dans l’optimisation du flux rafraîchissant selon le débit sont identifiés. Le bilan thermique de la surface et le partitionnement de l’irradiance sont analysés pour chaque échantillon. L’efficacité de la méthode selon les structures ainsi que les limites du protocole de laboratoire sont discutées.Ce travail vise à fournir des informations utiles aux décideurs qui envisagent l’emploi de l’arrosage urbain ou de revêtements "frais" dans leur stratégie d’atténuation de la chaleur. La recherche future devrait s’intéresser aux effets microclimatiques de revêtements "frais" en combinaison avec de l’arrosage afin de confronter les résultats de laboratoire à davantage d’études de terrain. Ces dernières devront proposer un plan expérimental adéquat, tandis que les méthodes d’analyse statistique associées pourront également faire l’objet de futures améliorations
This manuscript examines the use of pavement-watering as a heat mitigation strategy and climate change adaptation tool for cities. The method is fine-tuned for traditional and cool paving materials in order to limit the water footprint of the technique. The first Part of this research is based on field measurements gathered form watering campaigns in Paris from 2013 to 2018. A suited statistical analysis method is proposed in order to determine the microclimatic effects of watering, including effects on air temperature and pedestrian thermal stress using the Universal Thermal Climate Index. Two watering protocols are compared to determine the influence of the surface area being watered on the efficiency and duration of pavement-watering.Secondly, a laboratory experiment is used to compare the thermal behaviour of realistic paving structures under heat-wave like conditions. The pavement undergoes a 24-h climate cycle and watering can be enabled at a fixed frequency. On the basis of surface and in-depth temperature and heat flux measurements, using the surface heat budget, the evaporative cooling flux is determined for each tested watering rate. Results obtained on an asphalt road structure with the lab protocol are compared to field results. Finally, the lab protocol is applied to twelve traditional and cool pavements under dry and watered conditions. Watering is fine-tuned for each structure to maximize cooling and minimize the water consumption using two linear cooling regimes. Driving parameters influencing the optimization of the evaporative cooling versus the watering rate are determined. The surface heat budget and the partitioning of irradiance into conductive, convective, radiative and cooling fluxes are analysed for each paving structure. In the end, the benefits of each pavement, the efficiency of the method and the limitations of the lab protocol are discussed.This research intends to provide useful information for decision-makers considering the use of pavement-watering or cool pavements as heat mitigation strategy. Future work should principally investigate the microclimatic effects of cool pavements combined with pavement-watering to confront lab results to field studies. Those should come with an adapted experimental design, while associated statistical procedures may also require improvements in the future

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Audo, Mariane. "Evaluation du potentiel rhéologique d'huiles issues de microalgues pour des applications en tant que matériaux de substitution aux bitumes." Nantes, 2013. http://www.theses.fr/2013NANT2038.

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Abstract:

Dans le domaine de la construction routière, la recherche de liants alternatifs au bitume constitue un enjeu tout particulier. En effet, issu de l’industrie pétrolière, le bitume est une matière première dont les ressources sont appelées être épuisées dans plusieurs dizaines d’années. Ce mémoire traite donc de l’évaluation d’une nouvelle bio-ressource pouvant se substituer au bitume : les microalgues. Une preuve de concept a été apportée par le travail mené sur Scenedesmus sp. . D’une part, les fractions lipidiques extraites à partir de cette espèce de microalgues (22% en poids de la biomasse, composées d’acides gras libres et d’un biopolymère aliphatique) ont montré des comportements rhéologiques intéressants, pouvant se rapprocher des propriétés de bitumes pétroliers. D’autre part, l’application d’un traitement hydrothermal permet de générer l’apparition d’une bio-huile en milieu aqueux, avec des rendements avoisinant 50%. Les propriétés rhéologiques de ces bio-huiles semblent être dépendantes des conditions expérimentales, même si aucun lien n’a pu être clairement mis en évidence
Asphalt is a petroleum-based product used mostly as a binder in road pavement. Because the worldwide petroleum production appears to have come to a stand still, it might become difficult to answer the need in asphalt. That’s why the search for new materials has become of highest importance. This thesis deals with a new biomass : microalgae, and the focus has been made on the microalgae Scenedesmus sp. . From this specie, 22% of a lipid fraction can be extracted. This fraction, made of free fatty acids and aliphatic biopolymer, shows some interesting viscoelastic behavior, similar to the one of petroleum bitumen. Switching this extracting process to hydrothermal liquefaction, which occurs in aqueous media, almost 50% of the biomass can be turned into a bio-oil. Rheological properties of those bio-oils seem to be correlated to the experimental conditions, even though no proof has been provided yet

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Ali, Bassem. "Modèle numérique pour comportement mécanique des chaussées : application à l'analyse de l'orniérage." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Ali.pdf.

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Abstract:

Ce travail comporte une étude par la méthode des éléments finis du comportement mécanique des chaussées dans le but de mieux comprendre les mécanismes d'initiation et de développement de l' orniérage dans les chaussées souples et de déterminer une stratégie pour leur réparation Il est présenté en quatre chapitres : Le premier chapitre comporte une analyse des travaux réalisés sur l' orniérage, et plus particulièrement sur les causes, les mécanismes de formation, les facteurs d'influence et les approches de modélisation. Le second chapitre présente le modèle numérique utilisé dans ce travail pour l'analyse du comportement mécanique des chaussées. Dans ce modèle, le comportement des couches inférieures est décrit à l'aide d'un modèle élastoplastique utilisant le critère de Mohr-Coloumb Un modèle élasto-viscoplastique est utilisé pour les couches de surface. L'effet de la température est pris en compte à l'aide du principe de superposition temps-température. La détermination des paramètres du modèle est discutée, notamment les paramètres rhéologiques et du chargement Le troisième chapitre présente la validation du modèle proposé sur des essais en vraie grandeur réalisés au laboratoire, qui comportent à la fois des essais instantanés et à long terme. Dans le quatrième chapitre, on présente une étude paramétrique sur l'influence des principaux facteurs (type de pneus, densité de charge. . ) sur le développement de l' orniérage Cette étude est suivie par une analyse de l'influence de la température et du type de trafic sur l' orniérage. Le chapitre comporte également une étude des stratégies de maintenance et de réparation des chaussées.

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Marc, Teodor paul. "Conception et réalisation de structures routières à hautes performances." Thesis, Artois, 2011. http://www.theses.fr/2011ARTO0214/document.

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Abstract:

La thèse de doctorat analyse l'étude des facteurs d'influence qui, par de grandes variations de température, mettent souvent en danger les structures routières, surtout celles avec des couches bitumineuses, en vue de déterminer les propriétés thermo-physiques (conductivité thermique, chaleur spécifique, diffusivité thermique, effusivité thermique et émissivité) et de concevoir et réaliser des couches d'asphalte avec des caractéristiques thermo-physiques et physico-mécaniques supérieures.Pratiquement, les études mises en évidence dans la thèse sont axées principalement sur la détermination des caractéristiques thermiques des enrobés bitumineux, des caractéristiques qui visent à lutter contre les facteurs d'influence résultant des conditions environnementales auxquelles les structures routières sont soumises constamment dans les étapes de construction, réparation, et au cours de leur durée de service. Grâce à la connaissance de la distribution de température dans chaque couche bitumineuse composant de la structure routière, les sollicitations qui apparaissent dues aux variations de température peuvent être contrôlées. Les fluctuations quotidiennes et saisonnières de la température de l'air, l'intensité de la radiation solaire, les matériaux qui composent les couches de la structure routière par leur géométrie et les conditions de surface sont quelques uns des facteurs les plus importants qui mettent en danger de manière significative la stabilité de la structure de la route.Des contributions positives ont été apportées quant à l'amélioration des caractéristiques thermiques par la conception et la mise en oeuvre des enrobés bitumineux dans la composition desquels on a utilisé, en plus de matériaux de base, des cendres volantes en remplaçant partiellement ou totalement le filler. Cela aide à obtenir de meilleures propriétés thermo-physiques qui ont un effet favorable sur les caractéristiques physiques et mécaniques.A base des résultats expérimentaux, on a formulé des conclusions intéressantes et en même temps extrêmement précieuses pour le domaine des infrastructures routières, qui ont ouvert sur une gamme de possibilités pour de nouvelles recherches dans ce domaine
The doctoral thesis analyses certain factors of influence that, through large temperature variations, frequently have a negative impact upon road pavements, especially the bituminous layers, with a view to determine the thermal-physical properties (thermal conductivity, specific heat, diffusive thermal, thermal effusion and emissivity) and to design and realize asphalt layers with better thermo-physical, and physical and mechanical characteristics.Practically, the studies highlighted in the thesis focus mostly on determining the thermal characteristics of asphalt mixtures, characteristics which help to combat the influence factors resulting from environmental conditions to which road structures are subject continuously road in the construction and repair stages, as well as during their service life. Due to being aware of temperature distribution in each bituminous layer of the road structure, the stresses occurring from variations of temperature can be controlled. The daily and seasonal fluctuations of air temperature, the intensity of solar radiation, the materials that make up the road structure layers by their geometry and surface conditions are some of the most important factors that significantly endanger the stability of the road structure.Positive contributions have been made on improving the thermal characteristics through designing and realizing asphalt mixtures in the composition of which, in addition to basic materials, flying ash was used as partial or total replacement for filler. This helps to obtain higher thermo-physical properties that have a favorable effect on physical and mechanical characteristics.Based on experimental results, some interesting and in the same time extremely valuable conclusions have been formulated opening a range of opportunities for further research in the field of road infrastructures

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Cortier, Olivier. "Quantification des bénéfices des revêtements perméables. Modélisation à l'échelle de la structure et du bassin versant." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC247/document.

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Abstract:

Les revêtements perméables se développent en France et à l’étranger comme une technique d’avenir en réponse aux enjeux de la protection des sols et de l’amélioration du cycle de l’eau en milieu urbain. Le développement de pavés drainants au sein du laboratoire de l’ESITC Caen a mis en évidence le besoin de quantifier les apports des revêtements perméables pour répondre aux attentes des acteurs locaux et favoriser l’utilisation de ces techniques par les aménageurs. Dans ce but, ce travail de thèse porte sur la description des processus hydrologiques au sein des revêtements perméables et la quantification de leurs bénéfices sur le ruissellement urbain. Deux modèles ont été développés pour répondre à ces objectifs.Le premier permet de modéliser les processus hydrologiques au sein des structures perméables avec une approche physique basée sur la résolution de l’équation de RICHARDS par la méthode des éléments finis. Cette modélisation apporte des éléments de compréhension sur l’influence des propriétés de la structure et de son environnement sur ses performances. Elle a abouti à la proposition d’une représentation conceptuelle du comportement hydrologique des structures perméables. Le second modèle permet de modéliser le comportement hydrologique d’un bassin versant avec une approche par systèmes multi-agents. Différents scénarios d’implantation de revêtements perméables ont été simulés sur un site d’étude réel situé à Ouistreham en Normandie. L’exploration de ce modèle apporte des éléments de quantification des bénéfices de l’implantation des revêtements perméables sur le ruissellement de surface. Les résultats obtenus mettent en évidence le lien entre le ratio de surface perméable sur la surface imperméable et la réduction du ruissellement. Ils soulignent l’importance de la dispersion des zones de revêtements perméables pour optimiser leurs bénéfices
Permeable pavements are developing in France and abroad as a promising response to the growing issues of ground protection and the improvement of the water cycle in urban areas. The development of pervious concrete within the laboratory of ESITC Caen had highlighted the need to quantify the contributions of the permeable pavement, and thus meeting the expectations of local authorities and encouraging the use of these techniques by urban planners. In this purpose, this Phd aims at describing the hydrological mechanisms of the permeable pavements and quantifying their benefits on surface runoff. Two models were developed to respond to these objectives. The first one allows modeling the hydrological processes inside permeable pavement structures with a physically-based approach, which solves RICHARD’s law with a finite element method. This modeling enables the understanding of the influence of the properties of the structure and its environment on its performances. Results have led to the proposal of a conceptual representation of permeable structures. The second model allows modeling the hydrological behavior of an urban catchment with an agent-based approach. Various scenarios of permeable pavement implemantations were simulated on a real study site located at Ouistreham in Normandy. The analysis of this model enables the quantifying of the benefits of the implementation of permeable pavements on surface runoff. Results highlight the link between the permeable surface on the impermeable surface ratio and the reduction of runoff. They emphasize the importance of dispersing permeable pavement areas to maximize their benefits

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Bannier, Amaury. "Contrôle de la traînée de frottement d'une couche limite turbulente au moyen de revêtements rainurés de type riblets." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066286/document.

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Abstract:

Motivée par les contraintes économiques et les exigences environnementales, l'industrie du transport tente de réduire ses dépenses énergétiques. Elle concentre notamment ses efforts sur la traînée de frottement. Bien que d'origine visqueuse, celle-ci est fortement amplifiée par les mouvements turbulents. La capacité à manipuler les fluctuations turbulentes, complexes et chaotiques, offre alors des perspectives de gain énergétique substantiel, mais nécessite une bonne compréhension des phénomènes physiques. Parmi les stratégies de contrôle les plus prometteuses, l'utilisation de revêtements rainurés, nommés riblets, est étudiée dans ce mémoire. Bien que leur capacité de réduction de frottement soit connue depuis plusieurs décennies, les mécanismes par lesquels ils interagissent avec la turbulence restent à préciser. À ces fins, une méthode pour leur simulation numérique est mise au point. En redéfinissant la position de l'origine virtuelle, c'est-à-dire de la paroi plane équivalente, une forte similitude est établie entre les écoulements contrôlé et canonique. D'un point de vue applicatif, cela permet notamment de quantifier les performances de réduction de traînée atteignables à haut nombre de Reynolds. Enfin, le potentiel a priori prometteur des riblets tridimensionnels est exploré. En s'appuyant sur les rares résultats précurseurs de la littérature, il s'agit de proposer une géométrie industriellement réalisable optimale en termes de réduction de traînée. Pour chacune des géométries novatrices testées, les simulations révèlent avec finesse que les éventuels bénéfices sur le frottement sont systématiquement surpassés par l'influence délétère des efforts de pression
Economical constrains and environmental requirements lead the transportation industry to progress towards energy expenditure reduction. Efforts are especially focused on the skin-friction drag. Friction drag, while due to viscosity, is greatly amplified by turbulent motions. The ability to manipulate the complex and chaotic near-wall turbulent fluctuations thus offers prospects for substantial energy saving, but also requires a solid understanding of the physical phenomena.Among the most promising control strategies, the present manuscript focuses on riblet-covered surfaces. Even though their drag-reducing capability has been observed from decades, the mechanisms by which they interact with the near-wall turbulent motions still need to be clarified. Towards these ends, a numerical method for ensuring their proper simulation is developed. The virtual origin—interpreted as the equivalent flat wall location—is redefined, which highlights a strong similarity between the controlled and the canonical flows. As a practical interest, this similarity enables an improved evaluation of the drag reduction capabilities achievable at high Reynolds numbers.Additionally, the promising potential for three-dimensional riblets is examined. Based on the scattered precursory results of the literature, we intend to come up with a design which demonstrates optimal drag reduction capabilities under the constraint of industrial feasibility. For each of the prospected innovative designs, the numerical simulations accurately reveal that the potential profit on skin-friction is consistently exceeded by the harmful influence of pressure stresses

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Martínez, Juan Luis. "Contribution au dimensionnement rationnel des structures de chaussées souples et inverses : comportement des graves non traitées et des sols support." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20271.

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Abstract:

Ce travail vise a affiner le dimensionnement rationnel des structures de chaussees souples et inverses, par une etude et une prise en compte plus rigoureuses du role et du comportement mecanique des materiaux non traites, dont la connaissance reste encore trop approximative et empirique. La premiere partie presente plusieurs aspects du dimensionnement des chaussees souples ou inverses et en rappelle les hypotheses usuelles. Apres en avoir souligne les lacunes, des ameliorations sont proposees, en particulier sur les plans de la modelisation mecanique des materiaux, des methodes de calcul et des mesures de validation et de reconnaissance. Dans la partie suivante, le comportement des graves non traitees et des sols support soumis a des chargements repetes a grand nombre de cycles, est etudie a l'appareil triaxial, sous l'angle du role des caracteristiques physiques, de la modelisation des deformations macroscopiques reversibles et irreversibles et de la classification des materiaux. Le calcul en elements finis mis en uvre dans la troisieme partie integre l'elasticite non lineaire des materiaux non traites et les lois de fluage sous charge cyclique. De nombreux exemples sont etudies et les consequences pratiques sur le dimensionnement des structures de chaussees sont exposees. Les resultats d'experimentations sur des chaussees en place sont finalement presentes et des methodes plus rigoureuses de traitement et d'interpretation des mesures de deflexion et d'ovalisation sont proposees et developpees. La validation des modeles et une reconnaissance de parametres mecaniques en place sont egalement effectuees

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Segui, Pauline. "Elaboration de liants hydrauliques routiers à base de pouzzolane naturelle ou de cendre volante de papeterie." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1390/.

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Abstract:

Nos préoccupations modernes nous poussent à entretenir et développer nos voies de communication tout en préservant les ressources naturelles. Dans cette optique, l'emploi de Liants Hydrauliques Routiers (LHR) lors des travaux de terrassement permet l'usage des matériaux en place aux comportements géotechniques initialement médiocres. Dans ces travaux de thèse, nous avons cherché à valoriser une cendre volante de papeterie (CVP), sous-produit industriel issu du recyclage de papier, et une pouzzolane naturelle comme principaux constituants de nouveaux LHR. Une caractérisation physique, chimique et minéralogique approfondie de ces matériaux a été effectuée, puis leur réactivité à la chaux et au gypse a été évaluée à l'aide d'une nouvelle méthode de quantification par voie chimique élaborée en vue d'aider à la formulation de LHR. Cette méthode qui reste à optimiser a néanmoins permis de dégager des formulations de LHR à partir de la pouzzolane ou de la CVP sans clinker. Pour finir, les performances des LHR, formulés grâce à la méthode développée ou avec une part de CEM I, ont été caractérisées sur mortier et en traitement de deux sols argileux. Une évaluation environnementale d'un liant contenant une majorité de CVP termine ce travail
Modern concerns lead us to maintain and expand our communication routes while preserving natural resources. In this context, the use of hydraulic road binders (HRB) during excavation works allows the use of in place materials having initially poor geotechnical properties. This thesis work deals with the valorization of a wastepaper sludge ash (WSA), industrial by-product from recycled paper, and a natural pozzolan as key components of new HRB. Physical, chemical and mineralogical characterization of these materials was carried out. Their reactivity with lime and gypsum was evaluated using a new chemical test method developed to assist the HRB design. If this method remains to be optimized, it allows the design of HRB using pozzolan or WSA without clinker. Finally, the performance of HRB, formulated by the developed chemical test method or with a part of CEM I, were characterized on mortars and treatment of two clay soils. An environmental assessment of a binder containing a majority of WSA finishes the study

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De, bortoli Anne. "Pour un entretien routier durable : Prise en compte des conséquences de l’interaction chaussée-véhicule dans l’aide à la décision des politiques de resurfaçage – illustration par un cas autoroutier français." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1165.

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Abstract:

Mode largement majoritaire, le transport routier est un déterminant de notre bien-être quotidien : nous dépensons dans le transport routier 4 ans de nos vies, 10% de nos revenus, et un tiers de nos impacts nationaux au changement climatique. Entretenir de manière optimale le réseau d’infrastructures qui le supporte en accord avec les objectifs de développement durable de notre siècle et dans un contexte budgétaire toujours plus contraint nécessite un outil d’aide à la décision adapté, à la fois systémique et couvrant l’ensemble des piliers du développement durable.Les outils d’aide à la décision pour l’entretien routier sont aujourd’hui focalisés sur les contraintes techniques et le budget financier. Les méthodes d’Évaluations Socio-Économiques et d’Études d’Impact Environnemental préconisées par le Ministère de l’Écologie permettent d’aborder les piliers sociaux et environnementaux mais ne sont pas adaptées à l’entretien des routes, ne couvrent pas l’ensemble des principaux impacts des transports routiers, ni le cycle de vie complet. Or, le ralentissement global actuel de l’entretien des routes s’accompagne d’une augmentation des déformations de chaussées, provoquant à son tour une augmentation des consommations des véhicules – en carburant, pneumatiques, pièces de suspension. Dès lors, le véritable enjeu dans l’arbitrage de stratégies durables voire équitables d’entretien des routes est d’expliciter quantitativement, dans un but comparatif, la distribution au sein des parties prenantes des coûts et avantages environnementaux, sociaux et économiques du système {route + véhicules}. Et ce, en tenant compte des interactions chaussée-véhicules fortes, génératrices de transferts d’impacts particulièrement importants sous contraintes budgétaires vigoureuses.Une approche analytique puis systémique de l’entretien des routes nous a permis une appréhension souhaitée holistique, dans un souci d’équité dans la représentation des parties prenantes et d’exhaustivité des impacts majeurs de l’entretien. Le modèle développé permet l’évaluation quantitative multicritère et sur cycle de vie des stratégies de resurfaçage routières en interurbain français. Se basant sur une représentation physique « sur mesure » pour l’entretien du tronçon routier, il combine ensuite des méthodes d’évaluation éprouvées dans d’autres secteurs et ajustées ici à l’objet étudié : analyse environnementale et économique du cycle de vie, analyse de Leontief, évaluations financières et socioéconomiques. Sa batterie d’indicateurs inclut toutes les parties prenantes de l’entretien des routes : usagers, riverains, gestionnaire, environnement, et société. Il utilise des données et modèles nouveaux en techniques routières, environnement, acoustique et économie, construits dans le cadre de la thèse. Une enquête que nous avons réalisée auprès des gestionnaires routiers français nourrit le propos et la modélisation du point de vue qualitatif et quantitatif sur les pratiques française d’entretien des routes. Un apport particulier est également fourni en nouvelles données d’Inventaires de Cycle de Vie pour l’entretien des routes (resurfaçage et consommations véhiculaires) et en coûts des techniques routières.Le modèle est appliqué à un tronçon autoroutier français réel de 10 km : comparée à la stratégie d’entretien actuelle de cette autoroute, un entretien accru mènerait à des gains pour l’emploi et la production nationale, l’environnement (santé, biodiversité, ressources), et l’usager (dépenses). Des optima sanitaire et financier de l’entretien apparaissent autour de +50% d’investissement par rapport aux pratiques actuelles : les gains atteignent alors 4€ pour les usagers et plus de 700€ pour la santé des riverains (supply chain complète) pour chaque euro supplémentaire dépensé en resurfaçage. Le bilan en termes de dépenses du gestionnaire, de recettes pour l’État, et de temps passé par l’usager est en revanche amélioré par une baisse de l’entretien
As the principal conveyor of transportation, roads are a determinant of population well-being. Nevertheless, the budgets for the maintenance of public infrastructure keep on shrinking in most countries, along with the overall quality of road pavements. Literature has shown that a substantial surface deterioration leads to road vehicle overconsumption - in fuel, tires and suspension spare parts – with financial, macroeconomic, social and environmental impacts. Thus, considering road pavement-vehicle interactions is crucial to maintain roads in a sustainable way: we developed such a method to compare pavement resurfacing programs on a sustainable point of view for French intercity roads.First, an analytical then systemic approach led to an inventory of the stakeholders of road maintenance, and to develop indicators to quantify the impacts of different pavement overlay strategies on these stakeholders. The eleven indicators chosen to assess the sustainability of road maintenance are: the discounted expenses for the road manager; the discounted expenses and the time spent for the users; the road noise and health damages to local communities; the damages to non-renewable resources and to biodiversity for the environment; the national production and employment, the tax collection and the overall cost for the Nation.This assessment model is integrated, on the life-cycle. The calculation of indicators combines well-known methods used in other sectors and adapted to the studied subject: environmental life-cycle and life-cycle cost assessments, input-output analysis, financial and socioeconomic appraisals. We completed these methods with new data and statistical models about road maintenance techniques, environment, acoustics and economy. We sent a questionnaire to the managers of the different kinds of intercity roads in France to refine our models. Based on these answers with good representativeness, we built environmental Life Cycle Inventories and prices of road overlay techniques for the French market.We then applied this method to a ten-kilometer-long highway section in France to compare 5 scenarios of resurfacing, and highlighted few lessons learnt from this case study for sustainable highway maintenance programs. We first presented the studied road section – its characteristics, the current maintenance strategy of the manager – then explained the parametrization and scenario development to use the method, before analyzing and interpreting the results. The baseline scenario consisted in overlaying the road with 2.5 cm of hot mix asphalt every T=13 years period of time. Based on it, we quantified gains for the different stakeholders to change this period according to the following alternative scenarios: “Minimal Investment”: T=19.5 years; «50% Increased Investment »: T=9.8 years; « Ambitious Practices »: T=7.8 years; « Maximal investment »: T=5.7 years.An increased investment would lead to gains in terms of production, employment, environment (health, biodiversity, non-renewable resource consumption) and user expenses. Optima of public health return and user savings on maintenance investment have been spotted around +50% of investment compared to current practices: gains reach up to 700€ for local communities’ health and 4€ for users for each extra euro spent in road resurfacing program. On the contrary, rising the road maintenance investment entails losses in terms of tax incomes for the Nation, road manager expenses and time spent by users.Sensitivity analyses have also been conducted over three parameters: the traffic level, the resurfacing techniques and the speed of road surface deterioration. These analyses show that the more important traffic and speed of deterioration are, the higher environmental gains and users savings are. Moreover, environmental gains do not depend on road pavement materials: almost 100% of the environmental gains or losses come from the fuel consumption dependence on road surface condition

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Wallace, Efoé Rodrigue. "On the rolling contact between multi-layered bodies, application to tire-pavement modelling." Thesis, Lyon, 2022. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2022LYSEI014/these.pdf.

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Abstract:

Cette thèse a été consacrée au développement d’un outil numérique de dimensionnement des chaussées. En effet, la récurrence des dégradations observées à la surface des chaussées, pousse la recherche scientifique à s’intéresser à leur compréhension. Le but est donc de mieux cerner l’origine de ces dégradations, mieux les prédire afin de mieux les maîtriser dans le processus de dimensionnement des chaussées. C’est dans cette optique que s’inscrit la présente étude. Pour ce faire, une étude numérique est réalisée. Elle est basée sur une modélisation semi-analytique du contact. La méthode couple des solutions analytiques et des méthodes d’accélération numériques telles que la méthode du gradient conjugué (CGM) et les algorithmes de transformée de Fourier rapide (FFT). Pour atteindre une modélisation plus réaliste du contact pneu-chaussée, trois principaux aspects sont modélisés dans ce travail. Dans un premier temps, il est important de prendre en compte l’aspect multicouches de la structure de la chaussée. On utilise les coefficients de Papkovich-Neuber qui donnent des formes pour les contraintes et déplacements élastiques. En faisant une transformée de Fourier de ces dernières et en résolvant les conditions aux limites, on obtient les coefficients d’influence d’un espace semi-infini multi-couches avec un nombre quelconque de couches. Deuxièmement, la viscoélasticité est intégrée. Il s’agit de mettre en exergue le comportement viscoélastique des chaussées dû principalement à l’utilisation significative de l’asphalte dans la composition des matériaux. Afin d’intégrer ce comportement viscoélastique, une méthode de correspondance Elastique/Viscoélastique est proposée. Cette méthode impose de recalculer les coefficients d’influence à chaque pas de temps, occasionnant ainsi une augmentation des temps de calcul. Toutefois, les simulations restent très rapides par comparaison avec la méthode des Eléments Finis. Troisièmement, le contact roulant est modélisé avec la prise en compte des effets tangentiels et du coefficient de frottement statique. Le but est de pouvoir analyser les régimes transitoires (accélération, freinage, virage, etc.) pendant le roulement. Pour ce faire, il faut prendre en compte non seulement l’effort normal appliqué au contact, mais aussi le frottement à l’interface et les efforts tangentiels et éventuellement un moment de torsion. Les différents aspects de la modélisation sont validés avec des modèles de la littérature. De plus, différentes études paramétriques permettent de mieux saisir les aspects sus cités. L’application du modèle au contact pneu-chaussée a permis de montrer que dans les cas transitoires tels que l’accélération, le freinage, le virage, le dérapage, les effets tangentiels entrainent un accroissement significatif des contraintes dans la structure chaussée, surtout près de la surface
The purpose of this thesis has been the development of a dimensioning tool for pavement design. In order to better understand their surface degradations (mainly rutting and cracking), a modelling study is carried out. This modelling task has been performed with contact mechanics tools. Particularly, a semi-analytical model has been developed, based on Fast Fourier Transform (FFT) and Conjugate Gradient Method (CGM) algorithms. With view to achieve a more realistic modelling of the tire-pavement contact, the focus has been put on three aspects of the contact problem. Firstly, the multi-layered aspect of the pavement has been considered. Using the Papkovich-Neuber potentials, the influence coefficients have been found in the Fourier frequency domain. A numerical inversion using FFT algorithms has allowed to find the influence coefficients in the space domain. Secondly, the viscoelastic behaviour of asphaltic materials, used in roads construction, has been accounted. To this aim, an Elastic/Viscoelastic correspondence has been proposed. This correspondence imposes to recalculate the influence coefficients at every time step. These additional calculations imply an increase of the computation time; however, the simulations remain straight and fast. In addition, the proposed correspondence is exact in some cases (especially in steady-state regime); and it is an approximation in the other cases where the committed error has been shown to be marginal. Thirdly, the effects of the tangential overall forces have been integrated to the rolling contact. The goal is that the present tool can be able to simulate acceleration, braking, turnaround, etc. cases where tangential forces and/or moment are applied on the wheel in addition to the normal force (which is generally the weight of the car or truck). This tractive rolling contact has been solved between elastically dissimilar bodies submitted not only to tangential forces but also to a spinning moment. All these aspects, introduced together in the model, have allowed to perform various parametric analyses for a better grasp of their influence on general contacts. Furthermore, an application of the developed model has allowed to simulate realistic cases of rolling contact between the tire and the pavement. From examples such as acceleration, turnaround and drift, it has been proven that the tangential forces increase significantly the overall stresses

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Hun, Catherine. "Exploitation de la texture d'images de speckle pour caractériser, de façon globale, l'état de surface des chaussées à l'échelle de la microtexture." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003899.

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Abstract:

Afin d'améliorer l'adhérence des chaussées, il est nécessaire d'accéder à une caractérisation de leur état de surface tant à l'échelle des granulats (macrotexture) que de leur rugosité locale (microtexture). Or, à ce jour, la microtexture et plus particulièrement les aspérités d'amplitude comprise entre un et quelques dizaines de micromètres, ne peut être appréhendée de manière satisfaisante par les moyens mis en œuvre en génie civil (limitation de l'étendue de mesure des profilomètres aux résolutions souhaitées). Les travaux de recherches réalisés s'inscrivent dans le cadre plus global de travaux du LCPC destinés à accéder à une meilleure compréhension de l'apport de la microtexture au frottement pneumatique/chaussée. Ils ont pour objectif l'élaboration d'une méthode de caractérisation globale de la microtexture par l'emploi des techniques du speckle, plus particulièrement dans le cas d'un speckle subjectif non résolu. Devant le peu d'informations disponibles sur l'application des techniques du speckle aux surfaces multi-échelles, des simulations du contraste de speckle dans la configuration expérimentale particulière choisie sont réalisées pour une surface comportant deux échelles de texture à l'aide du modèle de diffraction scalaire de Kirchhoff. Celles-ci démontrent la possibilité de caractériser la finesse de la microtexture ou son évolution avec l'usure par la méthode choisie. Dans un second temps, les paramètres statistiques du premier ordre du speckle (contraste, histogramme de l'intensité) sont examinés dans le cadre d'expérimentations réalisées sur des surfaces de référence (papiers abrasifs de différente finesse) et sur des modèles de surface de chaussée (différentes roches, différents stades d'usure), chaque échantillon étant étalonné par des relevés de profils. Par des traitements adaptés des images de speckle, nous parvenons à séparer les surfaces de référence et dans le cas des modèles de chaussée, deux finesses différentes et deux stades d'usure.

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Allou, Fatima. "Un modèle élastoplastique pour la modélisation de l’orniérage des chaussées à faible trafic." Limoges, 2006. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/93d6406d-717a-455f-a660-0ad854f7bc9c/blobholder:0/2006LIMO0067.pdf.

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Abstract:

L'orniérage, dû aux déformations permanentes des matériaux non traités (assise en grave non traitée) est l'un des principaux modes de dégradations des chaussées souples. La méthode de dimensionnement des chaussées souples reste empirique. Cette méthode ne caractérise pas le comportement inélastique de ces matériaux (elle fixe implicitement un comportement élastique linéaire des couches constituant la chaussée), et ne prédit pas les déformations permanentes sous un grand nombre de cycles de chargements. Une méthode d'analyse limite pour la prédiction des déformations permanentes des graves non traitées soumises à un chargement cyclique a été développé et présenté dans le cadre de ce travail. Cette méthode, basée sur le concept de l'état limite (shakedown theory), est développée par Zarka (1979) pour les structures métalliques soumises à un chargement cyclique. L'état de contrainte initiale, la teneur en eau et l'anisotropie initiale des graves non traitées sont prises en compte dans la méthode proposée. Une procédure, basée sur les résultats d'essais triaxiaux à chargements répétés, a été développée pour la détermination des paramètres du modèle proposé. Les résultats de modélisation éléments finis du comportement à long terme d'une structure de chaussée obtenus avec le modèle sont présentés et comparés aux résultats issus de l'expérience du manège de fatigue au LCPC
Rutting, due to permanent deformations of unbound materials, is one of the principal damage modes for low traffic pavements. The flexible pavement design methods remain empirical. These mechanistic methods do not characterize the inelastic behaviour of these materials (only linear elasticity is used as mechanical model) and do not predict the rutting under large loading cycles number. A simplified method, based on the concept of the shakedown theory developed by Zarka for metallic structures under cyclic loadings, to estimate the permanent deformations of unbound granular materials (UGM) subjected to traffic loading has been developed and presented in the framework of this study. The mechanical initial states of granular layers are taken into account with an anisotropic hyperelastic model and the calculation of the rut depth evolution with time is carried out. Based on repeated loading triaxial tests, a general procedure has been developed for the determination of the material parameters of the constitutive model. The results of a finite elements modelling of the long-term behaviour of a flexible pavement with the simplified method are presented and compared with the results of the LCPC full scale pavement experiment

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Sow, Libasse. "Approche couplée expérimentation - modélisation multi-échelle pour la détermination du comportement mécanique des graves routières traitées aux liants : Application à la valorisation des Mâchefers d'Incinération de Déchêts Non Dangereux." Thesis, Rennes, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAR0001/document.

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Abstract:

Dans ce travail, il est question d'étudier la faisabilité d'une valorisation en techniques routières de granulats de Mâchefers d'Incinération des Dèchets Non Dangereux (MIDND). Cette étude se base en premier lieu sur une analyse expérimentale ayant permis d'obtenir leurs propriétés élastiques. Ces propriétés servent de données d'entrée à une modélisation multi-échelle hiérarchique développée pour étudier le comportement mécanique de graves base de MIDND traitées aux liants (ciment et bitume). La campagne expérimentale originale sur des particules de mâchefers a permis de les cartographier au Microscope Electronique à Balayage (MEB Pour ces particules, des modules d'élasticité moyens réduits variant de 15 à 68 GPa ont été trouvés par le biais de tests d'indentation en appliquant méthode de «Olivier and Pharr ». Les analyses chimiques ponctuelles qualitatives (EDS) effectuées ont permis d'obtenir la composition chimique des granulats de mâchefers. Partant d'une granulométrie de particules de MIDND 0/25 qui a fait l'objet d'une étude expérimentale [BEC 07], nous avons mis en place des modèles numériques 3D de grave routière traitée aux liants dans des Volumes Elémentaires Représentatifs (VER). Ces modèles sont basés sur une stratégie de modélisation dite « multi-échelles » hiérarchique. Deux types de liant sont étudiés : le ciment CEM 1 42,5 R et le bitume de [NGU 08). Pour les deux types de liant, les agrégats traités ont été décomposés en deux VER : sub-mesoscopique (0/6) et mesoscopique (6/25). Une application à valorisation des MIDND en techniques routières est faite dans les deux cas. Avec un traitement à 3% de ciment, une campagne de simulations numériques "Laboratoire virtuel" a été menée. A l'échelle sub-mesoscopique, des simulations multiaxiales menées sur le VER, ont conduit à l'obtention des paramètres permettant d'alimenter un modèle d'endommagement plastique utilisé à l'échelle mesoscopique pour différents degrés d'hydratation. A l'échelle mesoscopique, les caractéristiques mécaniques de la grave routière traitée au ciment, habituellement déterminées par le biais d'expérimentations, ont été retrouvées. La modélisation développée a ensuite été validée e comparant nos résultats numériques et quelques résultats expérimentaux de [BEC 07]. Avec un traitement à 5% de bitume, des tests de relaxation de contraintes ont été effectués aux deux échelles ct ont permis d'obtenir les propriétés thermo-rhéologiques de la grave de mâchefers traités au bitume : les modules de relaxation sont exprimés sous la forme de séries de Prony à une température de référence de 0 °C ; par ailleurs, les constantes de la loi Williams-Landel-Ferry (WLF) pour décrire le comportement thermo- rhéologiquement simple sont identifiées. Les séries de Prony sont obtenues par l'intermédiaire des modules élastiques normalisés. Les constantes de 1 WLF obtenues sont C 1 = 20 °C-1 ct C2 = 130 °C. La validation des paramètres identifiés a été faite en comparant les réponses du matériau hétérogène de grave-bitume et celles d'un matériau homogène à qui nous avons donné les propriétés identifiées tirées du matériau hétérogène
In this work, the feasibility of a valorisation in road engineering of non-hazardous waste incineration bottom ash aggregates (NHWI) is investigated. This study is first based on an experimental determination of the elastic properties of the bottom ash particles. These properties serve as input data for hierarchical multi-scale modelling developed to study the mechanical behaviour of aggregates treated with binders (cement and bitumen). The original experimental campaign on the bottom ash particles allowed them to be mapped to the Scanning Electron Microscope (SEM). For the particles, a mean reduced modulus of elasticity in between 15 and 68 GPa was found by means of indentation tests and applying the "Olivier and Phan method. The chemical analysis of the aggregates was obtained using qualitative point chemical analyzes (OHS). Based on a 0/25 particle size distribution of NHWI, which was the subject of an experimental study [BEC 07] , we have implemented two 30 models < road materials treated with binders in Representative Elementary Volumes (REV). These models are based on a hierarchical multi-scale modelling strategy. Two types of binder are studied: cement CEM I 42.5 R and bitumen of [NGU 08]. For both types of binder, the treated aggregates we divided into two REV, at respectively the sub-mesoscale (0/6 mm) and the mesoscale (6/25 mm). An application to the valorisation of NHWI bottom ashes in road engineering is studied in both cases. With a 3% cement treatment, a numerical simulation campaign "Virtual Laboratory" was conducted. At the sub-mesoscale, the input parameters for the Concrete Damaged Plasticity Model used at the mesoscale are determined. At the mesoscale, the mechanical characteristics of the road materials usually determined through experiments have been found. The developed simulation strategy has been validated by comparing our numerical results and son experimental results of [BEC 07]. With a 5% bitumen treatment, stress relaxation tests carried out at the two scales enable one to obtain the thermo-rheological properties of the Bitumen Bound Gravel. These properties are the Prony series at a reference temperature of 0°C and the Williams-Landei- Ferry (WLF) law constants. Prony series are obtained by means of standardized elastic moduli. The obtained WLF law constants are Cl = 20 °C-1 and C2 = 130 °C. The numeric simulations have been validated by comparing the responses of heterogeneous and corresponding homogeneous materials

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Rahoui, Souphiane. "Élaboration et caractérisation de revêtements par voie sol-gel en vue d'applications tribologiques en température." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2644/.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur l'élaboration et la caractérisation de revêtements lubrifiants issus de la voie sol-gel déposés sur l'acier inoxydable 15-5PH, pour des applications aéronautiques en température. L'objectif est de rechercher les conditions d'élaboration d'un revêtement composite lubrifiant par la synthèse in situ de carbone amorphe dans une matrice oxyde. La première partie expérimentale de ces travaux présente une étude sur l'influence des conditions de synthèse puis de transformation par traitement thermique du revêtement hybride initial sur ses caractéristiques physicochimiques et structurales. L'investigation de l'évolution de la structure chimique des matériaux déposés par des techniques spectroscopiques (notamment RMN et IR) permet de comprendre les phénomènes se produisant lors des traitements thermiques. Nous exposons notamment quel est l'influence de la température et de l'atmosphère de traitement thermique sur les transformations physico-chimiques des revêtements et sur les réactions de fragmentation, d'oxydation et de recombinaison ayant lieu. Nous montrons ensuite quel est l'effet de l'introduction d'un renfort lamellaire tel que le talc sur ces réactions et sur les caractéristiques physico-chimiques et microstructurales des revêtements. La deuxième partie expérimentale concerne les caractérisations sclérométriques, mécaniques et tribologiques des différents revêtements déposés sur l'acier inoxydable 15-5PH. Nous déterminons les propriétés d'adhérence des revêtements par essais de rayure, ainsi que leurs caractéristiques mécaniques (dureté et module élastique) par nanoindentation et leurs comportements tribologiques par essais en configuration bille/plan avec une contreface en alumine. Des corrélations sont proposées entre les évolutions de la structure chimique et les performances tribologiques des revêtements. Des conditions d'élaboration et de traitement thermique optimales, à 250°C sous air ou à 300°C sous azote, conduisant à la synthèse de carbone amorphe lubrifiant in situ, et associées aux meilleurs comportements tribologiques des revêtements sont ainsi déterminées
These works focus on the development and characterization of lubricating coatings deposited by sol-gel route on 15-5PH stainless steel, for aeronautic applications at high temperature. The aim of this study is to determine the conditions leading to the development of a composite lubricating coating containing in situ-synthesized amorphous carbon in an oxide matrix. The first experimental part presents a study of the influence of synthesis and thermal treatment conditions on the physicochemical and structural characteristics of the initial hybrid coating. The investigation of the chemical structure evolution of the deposit by spectroscopic techniques (especially NMR and IR) allows the phenomena occurring during thermal treatments to be understood. We explain the influence of thermal treatment temperature and atmosphere on the coatings physicochemical transformations and on the occurring fragmentation, oxidation and recombination reactions. Then, the effect of a lamellar reinforcement as talc particles, on physicochemical microstructural coating properties is studied. The second experimental part of these works deals with the scratching, mechanical and tribological characterizations of different coatings deposited on 15-5PH stainless steel. We determine coating adhesive properties by scratch test as well as mechanical characteristics (hardness and elastic modulus) by nanoindentation technique and tribological behavior with an alumina ball on plane test configuration. Correlations between changes in the chemical structure and coating tribological performances are being proposed. Thus optimal synthesis and thermal treatment conditions are determined, at 250°C in air or at 300°C in N2 gas, leading to the amorphous carbon in situ-synthesis and associated to the best coating tribological behavior

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Marsal, Alexis. "Élaboration et caractérisations de revêtements obtenus par voie sol-gel en vue d'applications tribologiques sur acier inoxydable." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/3814/.

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Abstract:

Pour répondre à la demande des industries françaises de la mécanique, le CETIM souhaite développer des revêtements protecteurs sur aciers inoxydables de type AISI 304L et 316L afin d'en améliorer le comportement tribologique. Dans nos travaux, l'objectif sera d'élaborer un revêtement issu de la voie sol-gel permettant de réduire le coefficient de frottement et également l'usure. Face à cette problématique, l'alumine et la silice sont apparues comme étant susceptibles de remplir cette fonction du fait de leurs propriétés intrinsèques particulières. Une première partie du travail de thèse consiste en l'élaboration et en la compréhension des mécanismes réactionnels nécessaires à la réalisation de ces types d'oxydes. Nous avons donc réalisé une étude approfondie sur l'influence que peut avoir le ratio silice/alumine, et l'acquisition de données expérimentales nous a permis de faire des choix entre les différentes matrices pour améliorer le comportement tribologique des aciers
To meet the demand of the French mechanical engineering industries, CETIM wishes to develop protective coatings on AISI 304L and 316L stainless steels in order to improve their tribological behaviour. In our work, the objective will be to develop a surface from the sol-gel track to reduce the friction coefficient and also wear. Faced with this problem, alumina and silica appeared likely to fulfil this function because of their particular intrinsic properties. A first part of the thesis work consists in developing and understanding the reaction mechanisms required to produce these types of oxides. We have therefore carried out an in-depth study on the influence that the silica-alumina ratio can have, and the acquisition of experimental data has enabled us to make choices between the different matrices to improve the tribological behaviour of steels

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Houel, Amélie. "Revêtements polyesters hybrides organiques-inorganiques par voie sol-gel." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821407.

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Abstract:

L'objectif principal a été d'élaborer de nouveaux revêtements hybrides O/I de morphologie contrôlée afin de répondre des exigences de haute stabilité thermique (300°C) et résistance à la rayure et ayant des propriétés mécaniques spécifiques. Pour répondre à ces attentes, une phase inorganique est générée in-situ par des réactions d'hydrolyse/condensation d'un précurseur inorganique silicié (TEOS) au sein de matrices organiques de microstructures variées : polyesters hyperramifiés (Boltorn H20 and H40), oligoesters ramifiés (Synthoester et dérivés tanniques). Les nombreuses fonctions hydroxyles de la composante organique et leur forme spécifique permettent, dans les conditions de synthèse choisies, de contrôler les interactions entre les phases organiques et inorganiques et retarder les mécanismes de séparation de phases induite lors de la condensation du TEOS. Les matériaux hybrides ont été analysés par TEM, SAXS, ATG et DMA, microscratch testeur. L'influence de la masse molaire, de la teneur en composés inorganiques, de la teneur en fonctions hydroxyle de la composante organique sur la morphologie finale et les propriétés thermiques et mécaniques de surface.

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Yahia, Jamal Charles. "Validation d'un modèle physique de prévision de la température de surface du revêtement de la chaussée : intégration de données in situ et de prévisions à moyenne échéance pour l'élaboration d'informations en météorologie routière hivernale." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688806.

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Abstract:

Assurer la sécurité routière et maintenir les autorités en état de circulation est une charge qui incombe aux gestionnaires autoroutiers. Cette charge se voit compliquer en période hivernale par des conditions météorologiques difficiles dont la formation de verglas routier. Pour lutter contre ce fléau, il convient de savoir prévoir la température de la surface du revêtement de la chaussée. Une telle approche notamment mise en place au travers du système PREVIROUTE sur l'autoroute de semi montagne A75, a servi de cadre aux études réalisées au cours de cette thèse. Les études du système PREVIROUTE se sont articulées autour de deux thèmes : l'étude de la sensibilité du système aux variables et paramètres du modèle physique de prévision de la température de surface à 24 heures d'échéance qui le constitue et l'étude des performances de ce système dans différentes conditions afin d'en connaître les limites. L'étude de la sensibilité de la prévision de la température de surface aux variables et aux paramètres du modèle a commencé par la constitution d'une base de données contenant huit années de mesures et de prévisions météorologiques relatives à l'autoroute A75. Ensuite, pour cette étude il a été procédé de deux manières différentes. La première a consisté à faire la relation entre les erreurs sur les variables météorologiques prévisionnelles et celles faites sur les prévitions de la température de surface. La seconde a consisté à apporter des variations volontaires sur les variables et paramètres et d'en observer l'influence sur la prévision de la température de surface. Cette étude a permis de conclure que parmi les paramètres du modèle, seule la diffusivité thermique possède une influence considérable sur le modèle. Quant à ce qui concerne les variables atmosphériques alimentant le modèle, ce sont la température de l'air et la nébulosité qui jouent le rôle le plus important par leur intervention dans le calcul des grandeurs radiatives. Par ailleurs, j'ai évalué en utilisant la base de données constituée, la performance du modèle dans diverses configurations. Il fut ainsi possible de distinguer trois phases de fonctionnement pour ce modèle : une première phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de 2,5°C+-3,2°C, une phase noctrune où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -0,1°C+-2,1°C et une phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -1, 1°C+-3,8°C. J'ai pu constater et démontrer que ces performances étaient inchangées quel que soit le mois de prévision, l'état de la surface de la chaussée ou le lieu géographique ce qui fait du système PREVIROUTE un outil performant pour la prévision de la température de surface spécialement en phase nocturne, phase critique en terme de formation de verglas

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Yahia, Jamal Charles. "Validation d'un modèle physique de prévision de la température de surface du revêtement de la chaussée : intégration de données in situ et de prévisions à moyenne échéance pour l'élaboration d'informations en météorologie routière hivernale." Phd thesis, Clermont-Ferrand 2, 2006. https://theses.hal.science/docs/00/68/88/06/PDF/2006CLF21645.pdf.

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Abstract:

Assurer la sécurité routière et maintenir les autorités en état de circulation est une charge qui incombe aux gestionnaires autoroutiers. Cette charge se voit compliquer en période hivernale par des conditions météorologiques difficiles dont la formation de verglas routier. Pour lutter contre ce fléau, il convient de savoir prévoir la température de la surface du revêtement de la chaussée. Une telle approche notamment mise en place au travers du système PREVIROUTE sur l'autoroute de semi montagne A75, a servi de cadre aux études réalisées au cours de cette thèse. Les études du système PREVIROUTE se sont articulées autour de deux thèmes : l'étude de la sensibilité du système aux variables et paramètres du modèle physique de prévision de la température de surface à 24 heures d'échéance qui le constitue et l'étude des performances de ce système dans différentes conditions afin d'en connaître les limites. L'étude de la sensibilité de la prévision de la température de surface aux variables et aux paramètres du modèle a commencé par la constitution d'une base de données contenant huit années de mesures et de prévisions météorologiques relatives à l'autoroute A75. Ensuite, pour cette étude il a été procédé de deux manières différentes. La première a consisté à faire la relation entre les erreurs sur les variables météorologiques prévisionnelles et celles faites sur les prévitions de la température de surface. La seconde a consisté à apporter des variations volontaires sur les variables et paramètres et d'en observer l'influence sur la prévision de la température de surface. Cette étude a permis de conclure que parmi les paramètres du modèle, seule la diffusivité thermique possède une influence considérable sur le modèle. Quant à ce qui concerne les variables atmosphériques alimentant le modèle, ce sont la température de l'air et la nébulosité qui jouent le rôle le plus important par leur intervention dans le calcul des grandeurs radiatives. Par ailleurs, j'ai évalué en utilisant la base de données constituée, la performance du modèle dans diverses configurations. Il fut ainsi possible de distinguer trois phases de fonctionnement pour ce modèle : une première phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de 2,5°C+-3,2°C, une phase noctrune où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -0,1°C+-2,1°C et une phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -1, 1°C+-3,8°C. J'ai pu constater et démontrer que ces performances étaient inchangées quel que soit le mois de prévision, l'état de la surface de la chaussée ou le lieu géographique ce qui fait du système PREVIROUTE un outil performant pour la prévision de la température de surface spécialement en phase nocturne, phase critique en terme de formation de verglas

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Koti, Joël. "Valorisation des coques de noix de palmiste dans la construction des routes à faible trafic." Thesis, Limoges, 2022. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f79d4974-f3cb-47d7-8a60-ec5e92d65af9/blobholder:0/2022LIMO0062.pdf.

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Abstract:

La production de l’huile de palme génère plusieurs déchets dont les coques de noix de palmistes (CNP). Face à l’épuisement des ressources naturelles, utilisables en technique routière, la valorisation des déchets agricoles comme les coques de noix de palmiste constitue une solution alternative d’avenir pour les pays producteurs du palmier à huile. Cette thèse étudie l’utilisation des coques de noix de palmiste comme agrégat grossier dans la formulation des composites, proposables comme matériaux de couches d’assises des chaussées à faible trafic. La première partie du manuscrit traite de l’élaboration des mélanges des coques de noix de palmiste et de la terre de barre (terre latéritique abondante dans le sud du Bénin) pour une utilisation en couche de fondation. Les proportions volumiques de chaque composite sont déterminées par la loi parabolique de Fuller-Thompson. Au laboratoire, les essais géotechniques sur le sol latéritique et sur les composites ont montré que l’ajout de 61% des CNP à la terre de barre augmente l’indice CBR de 76% à 95% de l’optimum Proctor Modifié. L’ajout de 15% de sable lagunaire dans la formulation a permis de réduire la plasticité de 29%. Ainsi, le composite (39 % de sol latéritique + 61 % de CNP) avec un indice CBR égal à 30 et le composite (45 % de sol latéritique, 40 % de CNP et 15 % de sable de lagune) avec un indice CBR égal à 41 sont utilisables en couche de fondation des routes à faible trafic. La deuxième partie est consacrée au remplacement dans un béton bitumineux semi grenu 0/10 utilisable en couche de roulement des gros granulats classiques par les coques de noix de palmiste. Les différentes compositions granulaires sont obtenues par le modèle d’empilement compressible de De Larrard. La tenue à l’eau, étudiée à travers l’essai de Duriez montre que les CNP peuvent remplacer les granulats grossiers dans les enrobés des chaussées à faible trafic. La valorisation des coques de noix de palmistes en technique routière, constitue une grosse solution technico- économique dans le désenclavement des milieux ruraux des pays tropicaux et surtout pour le transport des produits des zones de production vers celles de transformation et de consommation
The production of palm oil generates several wastes including palm kernel shells (PKS). Facing the depletion of natural resources that can be used in pavement construction, the recovery of agricultural waste such as palm kernel shells is an alternative solution for the future for oil palm producing countries. This thesis studies the use of palm kernel shells as coarse aggregate in the formulation of composites materials. The latter can be used as subbase course materials for low-traffic pavements. The first part of the manuscript deals with the production of mixtures of palm kernel shells and lateritic soil (lateritic soil abundant in the south of Benin) for use as a foundation layer. Parabolic law of Fuller-Thompson is utilized to determine the volume proportions of each composite. In the laboratory, geotechnical experiments on lateritic soil and on composites have shown that the addition of 61% PKS increases the CBR index from 76% to 95% of the Modified Proctor optimum. The addition of 15% lagoon sand in the formulation decreases the plasticity by 29%. Thus, the composites with a CBR index of 30 (39% lateritic soil + 61% PKS) and 41 (45% lateritic soil, 40% PKS and 15% lagoon sand) can be used in the foundation layer for low traffic roads. The second part focuses on the substitution of the traditional coarse aggregates by palm kernel shells in a semi-grained bituminous concrete 0/10. This type of asphalt is usable in surface wearing course. The different granular compositions are obtained by the compressible stacking model of De Larrard. The moisture resistance, studied through the Duriez test, shows that PKS can be a good alternative of coarse aggregates in lightly trafficked pavement mixes. The valorization of palm kernel shells in transportation technology is a major technical and economical solution to provide a better access to the rural areas in tropical countries. Especially, it can be useful for the transport of products from production areas to those of processing and consumption

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Truyen, Dimitri. "Elaboration par voie sol-gel de revêtements catalytiques sur substrat métallique." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/615/.

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Abstract:

L'objectif était d'élaborer, par voie sol-gel, des catalyseurs supportés, stables en température (< 700°C). Les deux oxydes supports étudiés ont été le dioxyde de titane TiO2 et l'oxyde mixte de zircone-cérine Zr0. 5Ce0. 5O2. L'étude a porté principalement sur la synthèse d'un oxyde support possédant un rapport surface sur volume et une porosité élevés. A partir de sols stables d'oxydes, nous avons mis en évidence l'intérêt de former des particules nanométriques et de stabiliser la phase anatase de l'oxyde TiO2 pour conserver des domaines cristallisés de petite taille. Nous avons également montré l'influence d'un polymère ajouté dans le sol qui permet de limiter les phénomènes de frittage et d'augmenter la porosité du matériau. Les travaux effectués sur l'oxyde Zr0. 5Ce0. 5O2 ont mis en évidence le rôle des interactions entre particules sur l'assemblage lors de la gélification et après calcination du matériau, ces interactions étant dépendantes du milieu dans lequel les particules se trouvent (pH, force ionique). Afin d'inhiber le phénomène de frittage, des particules d'alumine ont été incorporées comme barrières stériques entre les particules de zircone-cérine. Nous avons défini divers systèmes pour lesquels les interactions entre particules sont différentes, afin d'élaborer un empilement poreux à haute surface spécifique. A partir de la mesure des tailles de particules et des mesures de porosité, nous avons proposé des modèles d'empilement. En ajoutant les précurseurs métalliques adéquats, nous avons préparé différents types de catalyseurs métalliques (Rh, Ru, Pt). Nous avons mis au point différentes formulations afin d'obtenir des revêtements catalytiques adhérents sur un substrat métallique. Les catalyseurs ont ensuite été testés pour la réaction d'oxydation totale du CO. Les meilleures activités ont été mesurées pour le Pt déposé sur l'oxyde Zr0. 5Ce0. 5O2
The aim of the study was to elaborate metallic supported catalysts by sol-gel route stable at high temperature (< 700°C). Both oxydes TiO2 and Zr0. 5Ce0. 5O2 have been studied. The study was mainly to synthesize an oxyde used as support and having a high surface and a high porosity. From stable colloïdal sols, we pointed out the interest to perform nanometric particles and to stabilize TiO2 anatase phase in order to keep small size cristallized domains. The influence of a polymer has been shown to decrease the sintering phenomenon and so to increase the porosity of the oxyde. Interactions between particles in sols are of great importance because they involve particular stacking of the particles during gelification and after calcination. The interactions between particles are different according to the ionic strength and pH of the medium. In order to decrease the sintering phenomenon, alumina nanoparticles have been added and used as steric barriers between ceria-zirconia particles. We defined several systems of interactions to elaborate a porous stacking with a high surface area. Particles size and porosity analysis have been performed to suggest stacking models. Several catalysts have been prepared using Rh, Ru, Pt according to different formulations in order to obtain adherent catalytic films deposited onto stainless steel substrate. Then, catalysts have been tested for complete CO oxidation reaction and best results have been measured for Zr0. 5Ce0. 5O2 - Pt deposited catalyst

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Naudin, Guillaume. "Revêtements antireflets multifonctionnels par voie sol-gel : application au domaine de l'automobile." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066613/document.

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Abstract:

Ces travaux ont permis l’élaboration d’un revêtement multifonctionnel adapté au vitrage automobile. Pour y parvenir, le procédé sol-gel de dépôt de couches minces a été utilisé pour apporter des propriétés antireflets, anti-buée et une résistance à la pollution. En particulier, les propriétés optiques des couches déposées ont été optimisées de manière à obtenir un effet antireflet par interférences destructives. Le choix d’une architecture en bicouche ou en tricouche nous a permis d’étudier différentes stratégies pour ajouter des propriétés additionnelles au revêtement. Une méthode originale a été développée pour observer la formation de la buée à la fois à l’échelle macroscopique et à l’échelle microscopique et sélectionner la stratégie anti-buée la plus performante. Ces observations ont été discutées à partir d’une méthode de modélisation permettant de comparer l’opacification macroscopique aux différentes populations de microgouttelettes. La durabilité des revêtements a également été testée au cours de campagnes de mesures
A multifunctional coating for the automotive industry was elaborated by depositing sol-gel thin films onto glass substrates. Broadband antireflective coatings were synthetized by tuning the optical properties of each deposited layer in order to promote destructive interferences. Different strategies based on a bilayer system and a trilayer system were used to add additional functionalities to the coating. A specific approach was developed to observe fog formation both at the macroscopic scale and at the microscopic scale and therefore to choose the best antifogging coating. These observations were discussed with a modelling method which allows us to compare the macroscopic opacification and the microdroplets populations. Moreover, mechanical tests were performed

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Victor, Jean-Louis. "Étude de revêtements thermochromes à base de VO2 élaborés par voie PVD/HiPIMS." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0275.

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Abstract:

Le dioxyde de vanadium (VO2) est un matériau thermochrome capable de changer de propriétés optiques avec la température suite à un changement de phase cristallographique associé à une transition de Mott. Cette capacité lui permet de moduler les flux thermiques en tant que revêtement de parois ou de vitrages. Il peut ainsi servir à réguler la température d’un habitacle ou encore être utilisé dans le domaine de la discrétion infrarouge. Le dioxyde de vanadium passe d’un état semi-conducteur vers un état métallique aux alentours de 68 °C. Cette température de transition, trop élevée pour l'obtention d'un confort thermique, peut être abaissée par dopage de type n. D’autre part, une température de recuit généralement supérieure à 450 °C est nécessaire à la stabilisation de la phase VO2 thermochrome. Son élaboration est donc difficilement envisageable sur des substrats thermiquement sensibles tels que les polymères.Les travaux présentés dans ce manuscrit concernent l’étude de ce matériau élaboré en couches minces par pulvérisation cathodique magnétron réactive. Les propriétés thermochromes résultantes ont été mises en évidence par plusieurs techniques d’analyses telles la diffraction des rayons X (DRX), les spectroscopies de rétrodiffusion de Rutherford (RBS) et photo-électronique d’émission X (XPS), l’ellipsométrie, ainsi que par des mesures en température de résistivité corrélées à des mesures spectrophotométriques dans la gamme 2,5 μm à 25 μm du rayonnement infrarouge. En raison de son efficacité démontrée dans la littérature, le tungstène a été choisi comme dopant entre 0 et 4% at. Un taux de 3,6 % a alors permis d’abaisser la température de commutation du matériau jusqu’à 9 °C après recuit à 500 °C. Pour finir, une couche de VO2 performante autour de 59 °C a été obtenue à seulement 300 °C via l’emploi d’une alimentation à haute puissance pulsée (HiPIMS). L’ensemble de ces résultats ouvre des perspectives quant à une application industrielle dans le domaine de l’efficacité énergétique
Vanadium dioxide (VO2) is a thermochromic material exhibiting tunable optical properties, due to its structural change associated with a Mott transition. Thus, this material is capable to modulate heat flows when coated on walls orwindows. Consequently, it can be used for a wide range of applications, like cabin’s temperature control and adaptive thermal camouflage. Around 68 °C, VO2 shifts from a semiconductor to a metallic state. However, this temperature is too high to bring a thermal comfort, which can be adjusted by n doping. Moreover, in order to stabilize the thermochromic VO2 phase, an annealing step over 450 °C is required, preventing its deposition on thermally sensible substrates such as polymers.This work focuses on the study of this material which was synthesized by reactive magnetron sputtering. Resulting thermochromic properties were evidenced by X-Rays Diffraction (XRD), Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS) and X-Rays Photoelectron Spectroscopy (XPS), ellipsometry and by resistivity and spectrophotometric measurements with temperature in the infrared domain ranging from 2.5 μm to 25 μm. The doping was made with tungsten (W) due to its reported efficiency. VO2 thin films were doped with various W amounts (0 to 4% at.). Especially, the 3.6% W doping rate yielded a lowering of the commutation temperature up to 9 °C after annealing treatment at 500 °C. Endly, a performing VO2 thin film switching around 59 °C was obtained at only 300 °C by using HiPIMS mode synthesis, paving the way to industrial applications for energetic efficiency

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Lehtihet, Moncef. "Réalisation de revêtements composites par voie liquide pour la gestion des infrarouges solaires." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0226.

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Abstract:

Ce projet de thèse porte sur la conception, la réalisation et la caractérisation de revêtements déposés par des méthodes d'enduction liquide pour la gestion des infrarouges solaires, en vue d'applications comme la gestion thermique des bâtiments et la récupération énergétique solaire. La piste explorée dans ce projet est l'utilisation de films fins composites, correspondant à une matrice dotée d'inclusions dont une ingénierie optique permet d'atteindre la fonctionnalité visée. Une modélisation complète à toutes les échelles d'un film composite sur un substrat est proposée. Un régime optimal de propagation lumineuse où l'absorption du matériau est amplifiée par l'ajout de diffusion est mis en lumière dans cette étude, représentant une stratégie intéressante pour le blocage du rayonnement sur de faibles épaisseurs. Un moyen de production de film fins est mis en place et des méthodes de caractérisation des divers phénomènes physiques intervenant durant le processus de réalisation des films sont étudiées. Une étude à la fois théorique et expérimentale de l'influence des propriétés optiques des inclusions sur les performances thermiques de ces revêtements est proposée. Des films polymères chargés en nanoparticules d'or sont utilisés comme preuve de concept de l'utilisation de la diffusion comme moyen de contrôle du rayonnement incident. Des films de PEDOT:PSS/Silicium sont également réalisés pour contrôler de façon indépendante absorption et diffusion dans le film et observer le régime optimal d'absorption dans la gamme du proche infrarouge
This PhD project focuses on the designing, realization and characterization of coatings deposited by liquid means, for the management of infrared solar light, regarding applications towards building efficency and solar energy harvesting. We aim to produce composite thin films, composed of polymeric matrix in which solid inclusions are added. An engineering of these inclusions permits one to reach the desired functionality. A complete modelling of composite thin film on a substrate is proposed. An optimal transport regime of light is found where the absorption is enhanced by the addition of scattering. A bench for thin film production is realized and experimental methods of characerization of the various physical phenomena occuring during material deposition is studied. A theoretical and experimental study of the influence of the optical properties of thin film on its thermal performances is proposed. Polymeric thin films containing gold nanoparticles are used as proof-of-concept of the enhanced heat generation by light scattering. Also, PEDOT:PSS/Silicon thin films are realized to control independently the absorption and scattering in films and explore such optimal regime in the near-infrared part of the spectrum

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Murillo, Gutierrez Noé Verner. "Protection contre la corrosion d'alliages de magnésium par des revêtements issus de la voie sol-gel." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2432/.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur le développement de systèmes de protection anticorrosion pour alliages de magnésium par des revêtements issus de la voie sol-gel. La première partie de l'étude définit un prétraitement de surface adapté à l'alliage Elektron21 (Mg-Nd-Gd-Zr-Zn), comprenant une phase de préparation par voie mécanique puis par voie chimique. La deuxième partie concerne la formation de couches de conversion à base de cérium, et de phosphates, en vue de rendre le substrat métallique plus noble et de favoriser le post-dépôt d'autres revêtements. Une troisième partie est dédiée à la protection de l'alliage de magnésium par des revêtements hybrides élaborés à partir de deux formulations, " base méthacrylate " et " base époxyde ", et dont la formule d'origine a été modifiée par ajout d'un inhibiteur de corrosion, le Ce(NO3)3, et de groupes fonctionnels " phosphonatés ". Dans la perspective d'améliorer les performances du revêtement hybride " base époxyde ", un système architecturé " bicouche " est proposé. Enfin, la dernière partie de ces travaux concerne l'étude d'un système de protection " duplex ", comportant une couche de conversion chimique phosphatée et le revêtement hybride " base époxyde " en configuration mono ou bi-couche. Des analyses de surface et microstructurales sont corrélées aux résultats des caractérisations électrochimiques réalisées en milieu corrosif pour les différents systèmes de protection anticorrosion présentés
The present works aim to the development of anticorrosion protection systems for magnesium alloys, by the way of sol-gel coatings. The first part of the study defines a targeted surface pretreatment for the Elektron21 magnesium alloy (Mg-Nd-Gd-Zr-Zn), consisting of a mechanical preparation, followed by a chemical step. The second part is related to the formation of cerium-based and phosphate-based chemical conversion layers, in order to reduce the substrate reactivity and to promote the post-deposition of other kind of coatings. A third part of the study regards to the protection of the Elektron21 alloy by two different formulations of hybrid coatings: "methacrylate" and "epoxy"-based, for whose the original composition was modified by addition of a corrosion inhibitor, Ce(NO3)3, or also by addition of organic "phosphonate" functional groups. In the prospect of the improvement of performances of the "epoxy-based" hybrid coating, a "bilayer" architecture system is proposed. Finally, the last part of these works discusses the study of a "duplex" protection system, consisting of both a phosphate-chemical conversion layer and the "epoxy-based" hybrid coating, on mono or bilayer configuration. Some surface and microstructural analyzes are correlated to the results obtained by electrochemical characterizations realized in corrosive environment for all the different anticorrosion protection systems here presented

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Cambon, Jean-Baptiste. "Élaboration et caractérisation de revêtements anti-corrosion par voie sol-gel sur l'acier inoxydable martensitique X13VD." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1892/.

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Abstract:

Les travaux de thèse portent sur la réalisation et la caractérisation de revêtements issus de la voie sol-gel sur l'acier martensitique X13VD. La première partie expérimentale a permis d'évaluer le comportement en corrosion de l'acier inoxydable X13VD avec une étude entreprise sur l'efficacité d'inhibiteurs de corrosion : Ce(NO3)3 et Na2MoO4 choisis après étude bibliographique. Les performances de deux types de revêtements hybrides élaborés à partir de deux formulations de sol " base méthacrylate " et " base époxy " ont également étaient comparées. La seconde partie s'intéresse à l'étude de la structure chimique par spectroscopie de résonnance magnétique nucléaire (RMN 13C, 29Si, 27Al) de l'hybride " base époxy ", système le plus intéressant pour la protection anti-corrosion de l'acier inoxydable X13VD. Cette investigation permet donc de comprendre l'influence de l'incorporation des inhibiteurs dans la matrice hybride et également du traitement thermique sur les mécanismes réactionnels entrainant la formation du réseau sol-gel. La dernière partie de ces travaux concerne les caractérisations mécaniques et électrochimiques des différents revêtements hybrides " base époxy " déposés sur l'acier X13VD différant par la nature et la teneur en inhibiteur de corrosion et du traitement thermique. Des corrélations sont proposées avec le les résultats précédents démontrant ainsi les interdépendances entre les performances des revêtements hybrides et leurs structures chimiques étudiées par spectroscopie RMN
The thesis focuses on the development and characterization of sol-gel coatings on X13VD martensitic steel. The first experimental part was used to evaluate the corrosion behavior of X13VD stainless steel, a study undertaken on the effectiveness of corrosion inhibitors: Ce(NO3)3 and Na2MoO4 selected according to the literature. The performances of two types of hybrid coatings prepared from two formulations of sol, " methacrylate-based " and "epoxy-based", were also compared. The second part focuses on the study of the chemical structure by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR 13C, 29Si, 27Al) of the hybrid "epoxy base" formulation, the most interesting system for corrosion protection of X13VD stainless steel. This investigation enables to understand the influence of inhibitors incorporation in the hybrid matrix and also of heat treatment, on the reaction mechanisms leading to the formation of the sol-gel network. The last part of this work concerns the mechanical and electrochemical characterization of different hybrid "epoxy base" coatings deposited on steel X13VD differing in the nature and content of corrosion inhibitor and heat treatment. Correlations are proposed with previous results demonstrating the interdependence between the performance of hybrid coatings and their chemical structures investigated by NMR spectroscopy

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Addach, Hmad. "Contribution à l'étude de l'interaction hydrogène-métal dans le cas de revêtements métalliques réalisés par voie humide." Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2006BESA2014.

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Jaubert, Olivier. "Revêtements hybrides multifonctionneles élaborés par voie sol-gel pour la protection d'alliages d'aluminium pour l'aéronautique (AA2024-T3)." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/2463/.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse portent sur l'élaboration de revêtements hybrides, exempts de Cr(VI), multifonctionnels innovants pour la protection contre la corrosion de l'alliage d'aluminium AA2024-T3. Le choix s'est porté sur une matrice sol-gel à base d'organoalkoxysilane, d'alkoxyde d'aluminium et d'un inhibiteur de corrosion. L'effet de la concentration de chaque précurseur a été étudié en estimant les performances anticorrosion des revêtements obtenus à l'aide du test du brouillard salin neutre (BSN) et de la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE). Ces résultats ont été ensuite complétés par des analyses RMN de xérogels pour corréler les performances anticorrosion à la structure chimique des revêtements. Ensuite des travaux sur la synthèse et la caractérisation de nanoparticules de boehmite préparées selon la méthode de Yoldas ont été discutés. Ces nanoparticules ont été modifiées par physisorption de l'inhibiteur de corrosion. La SIE a permis de démontrer que les nanoparticules ainsi modifiées sont bien des nanoréservoirs d'inhibiteur de corrosion. Dans la dernière partie de ce travail, l'élaboration de revêtements multifonctionnels est abordée de deux façons : tout d'abord en proposant une architecture originale pour de nouveaux revêtements présentant à la fois des nanoréservoirs d'inhibiteur de corrosion et une surface hydrophobe, puis enfin en obtenant des revêtements anticorrosion colorés. Ainsi des revêtements présentant une architecture originale et innovante ont été mis au point permettant de relever le défi du cahier des charges établi par les partenaires industriels
This thesis focuses on the development of innovative multifunctional hybrid coatings, free of Cr(VI), for protecting aluminum alloy AA2024-T3 against corrosion. The sol-gel innovative matrix is based on organoalkoxysilane, aluminum alkoxide and a corrosion inhibitor. The effect of the concentration of each precursor has been studied by measuring the anticorrosion performances of the coatings with the neutral salt spray test (NSS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Afterwards these results were corroborated by NMR analysis of xerogels to correlate corrosion performance with the chemical structure. The synthesis and characterization of boehmite nanoparticles were prepared according to the Yoldas method. These nanoparticles were modified by physisorption of the corrosion inhibitor. By EIS we have demonstrated that modified nanoparticles act as nanocontainers of corrosion inhibitor. In the last part of this work, the development of multifunctional coatings is approched in two ways: firstly, by providing an original architecture for new coatings displaying both corrosion inhibitor nanocontainers and a hydrophobic surface. Secondly by getting colored anticorrosion coatings. In conclusion coatings with an optimal and innovative original architecture have been engineered to satisfy the requirements established by the industrial partners

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Vu, Trong Dai. "Modélisation des effets tournants du pneumatique et des forces decontact pour le bruit de roulement basses fréquences." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1051/document.

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Abstract:

Le bruit de roulement contribue fortement au bruit perçu à l'intérieur de l'habitacle des automobiles. Ce bruit a pour origine le contact du pneumatique sur une chaussée rugueuse. En basses fréquences (0-400 Hz), il est transmis dans l'habitacle du véhicule essentiellement par la voie solidienne. La méthode actuelle de prévision de ce bruit chez PSA Peugeot Citroën repose sur une approche mixte calcul-mesure longue, coûteuse et pas suffisamment prédictive. Pour contourner ces limitations, une filière purement numérique est envisagée. Elle demande de modéliser le comportement vibro-acoustique du pneumatique en prenant en compte les effets liés à la rotation et de résoudre le problème de contact avec une chaussée rugueuse. Concernant la modélisation d'un pneumatique en rotation, des formulations des effets tournants d'un solide déformable sont établies en utilisant une approche Arbitrairement Lagrangienne Eulérienne (ALE). Ces formulations sont validées par une application sur un nouveau modèle simplifié du pneumatique. Il s'agit d'un modèle d'anneau circulaire incluant les effets de cisaillement soumis localement à une charge représentative de la masse du véhicule. Un modèle plus complexe d'ensemble monté pneu/roue/cavité intégrant l'ensemble des effets liés à la rotation est également validé par une comparaison avec des essais. Ensuite, le contact avec une chaussée réelle est formulé par différentes approches permettant de réduire le temps de calcul pour une utilisation industrielle. En particulier, le calcul du contact est décomposé en un calcul statique non linéaire suivi d'un calcul dynamique linéaire. La validation du modèle de contact est réalisée par une comparaison calcul/essai. Les résultats sont très satisfaisants
The rolling noise contributes significantly to the noise inside cars. This noise comes from the tire/road contact. In low frequencies (0-400 Hz), it is mainly transmitted into the cabin through structural vibration. The current method used at PSA Peugeot Citroen to predict this noise, is a mixed simulation/experimental approach which is long, expensive and not sufficiently predictive. In order to overcome these difficult, a full numerical approach is considered. It requires modeling the tire vibration by taking into account the rotating effects and the contact with the rough surface. Concerning the model of rotating tire, a formulation of a deformable solid is constructed by using an Arbitrary Lagrangian Eulerian approach (ALE). This formulation is validated by an application on a new simplified tire model which is a circular ring including the shear stresses and the non linear effects due to the vehicle weight. A more complex model composed of tire/wheel/cavity including all the rotating effects is also validated by comparison with experiments. Then the contact with a real road is calculated by different approaches to get the acceptable computing time for industrial uses. In particular, the calculation of the contact is divided into a non-linear static analysis followed by a linear dynamic calculation. The validation of this model is successfully achieved by comparison test results

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Lavollée, Claire. "Revêtements hybrides architecturés élaborés par voie sol-gel pour la protection anticorrosion et anti-usure de l'acier DC04." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30376/document.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur le développement d'un revêtement multifonctionnel issu de la voie sol-gel pour la protection anticorrosion et anti-usure de pièces de pompes. Le matériau d'étude est un acier laminé non allié DC04, très sensible à la corrosion et de topographie irrégulière. Il a été démontré la faisabilité du développement d'un revêtement hybride architecturé nanocomposite, densifié en extrême surface et élaboré par voie sol-gel sur l'acier DC04. L'architecture est basée sur un gradient de concentration de couches hybrides non chargées et chargées de nanoparticules de zircone. La bicouche primaire, qui est non chargée et d'une épaisseur de 5 microns, est adhérente, couvrante, nivelante et présente de très bonnes propriétés anticorrosion, jusqu'à 1000 heures lors de l'immersion dans l'eau de ville à 60°C. L'introduction de nanoparticules de zircone dans le sol hybride permet d'obtenir une couche supérieure plus épaisse de l'ordre d'une dizaine de microns dont la surface a été densifiée par traitement laser. Les systèmes architecturés ont été caractérisés par une méthode innovante qui combine les tests d'usure Taber, les observations microstructurales et la spectroscopie d'impédance électrochimique. Des analyses spectroscopiques par RMN des noyaux 13C, 29Si et 27Al ont mis en évidence l'importance de contrôler les réactions de polymérisation inorganique et organique pour l'obtention de revêtements performants en anticorrosion. La modification de la structure de la matrice hybride organique- inorganique permettant l'insertion d'une plus grande quantité de cérium sans détériorer les propriétés anticorrosion du revêtement
This thesis focuses on the development of a multifunctional sol-gel coating for corrosion and wear protection of pump parts. The studied material is a DC04 laminated carbon steel, very sensitive to corrosion and with an uneven topography. Feasibility of the development of an architectured hybrid coating, densified on the extreme surface and prepared by the sol-gel route on the DC04 steel has been demonstrated. The architecture is based on a gradient of concentration of zirconia nanoparticles imbedded in an aluminosilicated hybrid matrix. The resulting bilayered primer in the range 5-6 microns is adherent, covering, leveling and presents high-performance anticorrosion properties, up to 1000 hours when immersed in tap water at 60 ° C. The introduction of zirconia nanoparticles in the hybrid sol allows to obtain a thicker upper layer, in the range 8-10 microns, which surface has been densified by laser treatment for few nm in deep. Architectured systems were assessed by an innovative method which combines Taber wear tests, microstructural observations and analysis by electrochemical impedance spectroscopy. 13C, 29Si and 27Al NMR spectroscopies have highlighted the importance of controlling both the organic and inorganic polymerisation reactions to obtain efficient anticorrosion coatings. Moreover, these results demonstrate that the modification of the organic-inorganic hybrid matrix structure allows the introduction of a higher amount of cerium, as corrosion inhibitor, without damage for the anticorrosive properties of the coating

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Serres, Nicolas. "Réalisation et caractérisation de revêtements épais éco-respectueux réalisés par voie sèche destinés à remplacer des dépôts électrolytique." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/SERRES_Nicolas_2010.pdf.

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Abstract:

Les matériaux utilisés industriellement sont de plus en plus sollicités dans des conditions extrêmes, exigeant résistance à l’usure et à la corrosion. A ces performances techniques s’ajoutent désormais des contraintes environnementales de plus en plus fortes nécessitant la recherche de traitements de surface alternatifs. L’objet de cette thèse est de remplacer le chromage dur électrolytique par des traitements par voie sèche, en garantissant performances techniques et environnementales par analyse du cycle de vie des dépôts. Afin de corriger certains défauts des dépôts obtenus par projection thermique, et de se rapprocher des qualités des dépôts obtenus par rechargement laser, procédé performant mais beaucoup plus lent, un procédé hybride innovant de refusion laser in situ a été utilisé. La refusion de dépôts NiCrBSi - matériau sélectionné pour ses bonnes performances environnementales - a mis en évidence une répartition homogène de carbures et de borures dans une structure plus dense, sans porosité, entraînant une amélioration des propriétés mécaniques. Le traitement hybride permet d’architecturer différemment les dépôts en remplaçant la microstructure lamellaire par une microstructure dendritique, multiphasique, plus adaptée aux sollicitations mécaniques et chimiques. Les modes de dégradation tribologique, comme les mécanismes de corrosion, diffèrent. Le dépôt d’alliage NiCrBSi par refusion laser in situ, au bilan environnemental acceptable, appliqué avec une densité d’énergie laser suffisante, pourrait être une solution de choix au remplacement des dépôts électrolytiques de chrome dur
Materials used industrially are more and more applied under extreme conditions, implementing wear and/or corrosion resistance. In addition, environmental regulations are nowadays effective. Thus, it seems necessary to find surface coatings with justified environmental behaviour, implementing life cycle assessment of the processes. This Ph. D. Thesis aims to replace electrolytic hard chromium plating by dry coatings. In order to improve some well-known drawbacks of thermal spraying, laser remelting was combined to thermal spraying. Remelting of NiCrBSi deposit, which was selected for its good environmental behaviour, shows a homogeneous carbides and borides distribution in the coating layer and an improvement of the mechanical properties compared to the as-sprayed sample. The hybrid process changes structure from lamellar to dendritic and produces denser coatings with finer structures, without porosity, which improves chemical and mechanical properties. Results are closely linked to laser cladding, except that there are obtained with a very high process velocity. Whereas hard chromium plating is affected by its characteristic microcrack structure, and APS by surface fatigue, laser coatings show an adhesive wear mechanism corresponding to a wear by oxidation in case of laser remelting. If the corrosion kinetics are comparable according to the selected process, mechanisms change. In case of as-sprayed sample, porosity lets the electrolyte reach the substrate, while the in situ remelted sample substrate is not reached. Concerning hard chromium replacement, laser in situ remelted NiCrBSi could be a good solution

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Messaoud, Mouna. "Fonctionnalisation anti-bactérienne passive ou active de tissus textiles par voie sol-gel ou photochimique - L'association du TiO2 et de la chimie douce." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00584376.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, plusieurs approches de fonctionnalisation anti-bactérienne passive, de type"bactériostatique" utilisant des espèces hydrophobes, et active (selon un standard ISO), de type"bactéricide" utilisant des nanoparticules d'argent métallique ou des espèces à base d'ammoniumquaternaire, ont été testées sur des tissus textiles. Des solutions liquides ont été élaborées par voie sol-gelet photochimique, en association ou non. Elles ont tout d'abord été caractérisées d'un point de vuephysico-chimique, morphologique et structural, afin d'optimiser leur formulation et les caractéristiquesdes espèces en solution vis-à-vis de différents cahiers des charges industriels. Ce travail d'optimisation aen particulier conduit à des solutions stables permettant leur utilisation reproductible au cours du temps.Les solutions ont ensuite été imprégnées sur des échantillons textiles, par un dispositif simplifié de "padcoating"mis au point au cours de la thèse, afin de tester la fonction anti-bactérienne des textiles traités.Selon la nature des espèces imprégnées, l'optimisation des solutions conduit à une fonctionnalité antibactériennepassive ou active respectant l'aspect visuel du textile et ne dénaturant pas son toucher. Destests de lavage de laboratoire ou de lavage ménager en conditions réelles ont également montré unaccrochage notable des espèces imprégnées sur les textiles. Des options ont finalement été proposées pouraccroître cet accrochage afin de répondre à des conditions de lavage industriel. En conclusion, ce travail met en évidence le potentiel des approches d'élaboration par chimie douce en vue de fonctionnaliser des textiles, en permettant en particulier de proposer des méthodologies originales et simplifiées en adéquation avec des impératifs industriels.

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Termoss, Hussein. "Préparation de revêtements de nitrure de bore (BN) par voie polymère précéramique : étude des paramètres d'élaboration : caractérisations physico-chimiques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00699530.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de réaliser des revêtements de nitrure de bore sur différents types de substrats comme le graphite, le quartz, le pyrex, en allant jusqu'aux métaux et en particulier le titane. Le choix de la voie PDCs s'avère intéressant grâce à la maîtrise du précurseur de départ au niveau atomique d'une part et à la facilité du procédé de dépôt, d'autre part. Nos objectifs étaient d'étudier la faisabilité de réaliser des revêtements BN sur différents types de substrat en utilisant un traitement thermique résistif et de mettre en place un dispositif qui nous permette de pyrolyser les films polymériques sur métaux sans dommage pour le substrat, en vue de leur protection contre l'oxydation ou d'autres applications mécaniques. Dans ce sens, nous avons démontré la possibilité d'utiliser un traitement thermique alternatif par lampe halogène émettant dans l'infra-rouge pour densifier les revêtement BN déposer sur substrats métalliques.

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Nguyen, Van Nhan. "Revêtements hybrides à base de polymères acryliques et de TiO2 préparés par voie sol-gel : étude des propriétés thermomécaniques." Toulon, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUL0002.

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Abstract:

L'objectif de l'étude consiste à caractériser les propriétés de revêtements hybrides organique/inorganique. Préparés par voie sol-gel à partir de poly(méthacrylate de méthyle-cométhacrylate de butyle-co-acide méthacrylique) et de butoxyde de titane. Des films libres de teneurs en TiO2 de 4. 5 à 25% en masse, ont été obtenus. Des mesures d'extraction dans le THF ont montré que le pourcentage de polymère réticulé variait entre 38 et 73 % selon la teneur en TiO2. Les propriétés mécaniques des hybrides ont été étudiées par micro dureté Vickers. Cette technique a mis en évidence l'augmentation (7 à 20°C) de la température de transition vitreuse du polymère liée à la présence des charges inorganiques. La vitesse de fluage diminue fortement avec l'augmentation de la teneur en TiO2. Les propriétés anticorrosion des hybrides ont été également étudiées par spectroscopie d'impédance électrochimique et mesures d'absorption d'eau. L'état de l'eau absorbée a été étudié par spectroscopie IRTF. Les films hybrides contenant 2. 3% de TiO2 en volume présentent des propriétés anticorrosion largement supérieures à celles du ter polymère acrylique
Hybrid inorganic-organic materials based on a methyl methacrylate (MMA)-n-butyl methacrylate (n-BMA)-methacrylic acid (MA) terpolymer have been prepared by the in situ sol-gel process in the presence of tetrabutyltitanate. The whole hydrolysis-condensation process results in homogeneous and semi-transparent films with amounts of titania ranging from 4. 5 to 25 wt%. Solvent extraction results undoubtedly proved the strong interaction between the polymer and the inorganic phase through COOTi bonds. Mechanical properties of the hybrid films have also been investigated through micro hardness measurements. The Tg evolution with the titania content follows the same trend as the percentage of crosslinked polymer determined from THF solvent extraction. The rate of creep of the hybrids significantly decreases with an increase in titania content. Anticorrosion properties of hybrid organic-inorganic coating have been studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy and water uptake measurements. The state of water in hybrid was studied by FTIR spectroscopy. Hybrid films with 2. 3 % vol. Ti02 have significantly better anticorrosion properties than the acrylic polymer

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Termoss, Hussein. "Préparation de revêtements de nitrure de bore (BN) par voie polymère précéramique : étude des paramètres d’élaboration : caractérisations physico-chimiques." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10145/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de réaliser des revêtements de nitrure de bore sur différents types de substrats comme le graphite, le quartz, le pyrex, en allant jusqu’aux métaux et en particulier le titane. Le choix de la voie PDCs s’avère intéressant grâce à la maîtrise du précurseur de départ au niveau atomique d’une part et à la facilité du procédé de dépôt, d’autre part. Nos objectifs étaient d’étudier la faisabilité de réaliser des revêtements BN sur différents types de substrat en utilisant un traitement thermique résistif et de mettre en place un dispositif qui nous permette de pyrolyser les films polymériques sur métaux sans dommage pour le substrat, en vue de leur protection contre l’oxydation ou d’autres applications mécaniques. Dans ce sens, nous avons démontré la possibilité d’utiliser un traitement thermique alternatif par lampe halogène émettant dans l’infra-rouge pour densifier les revêtement BN déposer sur substrats métalliques
The aim of this work was to prepare boron nitride coatings onto different substrates using the Polymers Derived Ceramics (PDCs) approach. In that way, BN coatings were obtained onto graphite, pure silica and metal especially titanium. The first part of this thesis was to study parameters (of the solution used and of the dip-coating process), to obtain the best coatings in terms of morphology, cristallinity and chemical composition. The second part was dedicated to BN coatings obtained onto metal substrates using an alternative thermal treatment allowing the polymer-to-ceramic conversion without any damage for the metal. Actually, annealing by infrared irradiation allows heating only the coating, energy being reflected by the metal

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Valette, Stéphane. "Influence de la préoxydation d'un acier sur l'adhérence de son revêtement en alumine déposé par voie plasma thermique." Limoges, 2004. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/e77046c3-b6a8-47ac-aaac-918b3368e39b/blobholder:0/2004LIMO0052.pdf.

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Abstract:

La présence de wüstite (Fe1-xO) à la surface d'un acier C40E, formée par préoxydation contrôlée sous dioxyde de carbone, augmente de manière drastique l'adhérence des dépôts d'alumine réalisés par voie plasma thermique. Au contraire, une intercouche composée des oxydes Fe203 ou Fe304 diminue la tenue d'un tel revêtement. Une étude cinétique a déterminé les conditions de formation de la wüstite. L'observation des interfaces au MET a mis en évidence que des relations d'hétéroépitaxie entre l'acier, la wüstite des traces de magnétite superficielle et l'alumine sont à l'origine d'une adhésion chimique forte du dépôt. Ce prétraitement d'oxydation contrôlée avant revêtement, facile à réaliser industriellement, permet la suppression de l'étape initiale de sablage des pièces à recouvrir ainsi que l'obtention de dépôts sur des substrats de faible épaisseur
The presence at C40E steel surface of wüstite (Fe1-xO) formed by controlled preoxidation under carbon dioxide atmosphere, increases drastically the adherence values of a alumina plasma sprayed coatings. On the contrary, an interlayer composed of Fe203 or Fe304 decreases the alumina coating adhesion. A kinetic study bas been led in order to determine the conditions for wüstite phase formation. TEM investigations of interfaces bas showed heteroepitaxied growth between steel, wüstite, superficial traces of magnetite and alumina coating, which justifies, thanks to chemical relationships, the strong alumina coatings adhesion. Such a monitored oxidation pretreatment before spraying, easily performed in the industry, eliminate grit blasting stage and then allows to coat thin metallic substrate

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Meftah, Rabie. "Une approche par formalisme de green réduit pour le calcul des structures en contact dynamique : application au contact pneumatique/chaussée." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00665546.

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Abstract:

Le travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre de la réduction du bruit du traffic routier. Le contact pneumatique/chaussée représente la principale source de ce phénomène dès la vitesse de 50 km/h. Dans ce contexte, une nouvelle démarche de modélisation du comportement dynamique d'un pneumatique roulant sur une chaussée rigide est développée. Au niveau du pneumatique, un modèle périodique est adopté pour calculer les fonctions de Green du pneumatique dans la zone de contact. Ce modèle permet de réduire considérablement le temps de calcul et de modéliser le pneumatique dans une large bande de fréquence. Le modèle est validé en le comparant avec un modèle d'éléments finis classique réalisé sous le logiciel Abaqus. Habituellement, la réponse temporelle du pneumatique peut être calculée par une convolution des fonctions de Green et des forces de contact. Cette technique est très coûteuse en terme de temps de calcul. Nous avons adopté une nouvelle démarche. L'idée consiste à décomposer les fonctions de Green dans une base modale. Les paramètres modaux sont ensuite utilisés pour construire une convolution plus rapide. La convolution modale est adaptée au problème de contact par l'addition d'une condition de contact cinématique. Le modèle de contact est comparé à la méthode de pénalité dans le cas d'un exemple académique. Il présente l'avantage de sa stabilité et de sa facilité de mise en oeuvre. Dans la dernière partie de ce travail, le modèle de contact est appliqué au cas d'un pneumatique roulant sur différents types de chaussée. Le contenu spectral des forces de contact est étudié en fonction de la vitesse de déplacement et la rugosité des chaussées. Afin de construire le modèle de contact d'un pneumatique réel sur une chaussée réelle, plusieurs exemples à complexité croissante sont traités. Le modèle d'anneau circulaire sous fondation élastique est largement étudié dans cette thèse. Une étude détaillée du modèle est réalisée dans les cas analytique et numérique

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Fenech, Justine. "Nouvelles compositions de revêtements de zircone subsituée (Y, La, Sm, Er) élaborés par la voie sol-gel : application aux barrières thermiques multicouches." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1359/.

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Abstract:

Ces travaux de thèse ont pour objectif de démontrer les potentialités qu'offre la voie sol-gel pour élaborer des revêtements à base de zircone pour des applications haute température de type barrière thermique. Ce procédé bas coût en phase liquide, associé au procédé de mise en forme par trempage-retrait, a été choisi car il possède l'avantage d'induire une structure à porosité isotrope contrairement aux deux procédés physiques utilisés dans l'industrie (projection plasma et EB-PVD) et de produire aisément des revêtements multicouches d'oxydes d'une grande pureté dont la stœchiométrie peut être contrôlée. Des revêtements de zircone yttriée (YSZ) mis en forme par dip-coating à partir de poudres de zircone dopée 9,7%mol. YO1,5 dispersées dans un sol de même nature puis traitées à 950°C, présentant la phase quadratique métastable t', homogènes, et parfaitement adhérents à des substrats métalliques base nickel de type NiCrAlY ou (Ni,Pt)Al, ont été obtenus. L'optimisation de ces revêtements est due à la réduction granulométrique des particules YSZ, à partir d'un nouveau mode de séchage du gel précurseur de zircone : le séchage supercritique. Les résultats obtenus montrent par ailleurs qu'il est possible d'ajuster la morphologie finale du revêtement en modifiant la température de calcination des poudres YSZ. En vue d'accroître l'isolation thermique des systèmes barrière thermique, tout en maintenant une bonne accommodation des contraintes thermomécaniques, des revêtements épais multicouches composés de poudres de zircone yttriée et de zircone dopée samarium ou erbium (couches surfaciques) élaborés par la voie sol-gel, ont également été élaborés. Enfin des essais préliminaires ont consisté à tester des barrières thermiques YSZ en oxydation cyclique ainsi qu'à l'exposition à de polluants silicateux (oxydes de type CMAS) afin d'évaluer les modes de dégradation
The main objective of this work is to prove the potentialities of the sol-gel process for the elaboration of zirconia based coatings for thermal barrier coating (TBC) applications. Combined with the dip-coating process, the sol-gel route presents the advantage to induce an isotropic porosity contrary to the physical Plasma Spray or EB-PVD physical processes used in the industry, but also multilayered coatings of oxides with a controlled stœchiometry. After the dip-coating process in a starting sol (9. 7mol% YO1. 5) loaded with a suspension of yttria stabilized zirconia (YSZ) powder of the same composition, and sintering at 950°C, homogenous YSZ coatings presenting the metastable tetragonal t' phase are obtained on nickel based superalloys substrates (NiCrAlY or (Ni,Pt)Al). The optimization of these coatings is mainly due to the decrease of the YSZ particle granulometry due to the supercritical drying of the zirconia gel. Results show that it is possible to adjust the final morphology of the coating by modifying the calcination temperatures of YSZ powders. In order to improve the thermal insulation of the TBCs, multilayered systems composed of erbia and samaria doped zirconia in the upper layer and a conventional YSZ coating with the required t' phase close to the interface to increase the thermomechanical properties, were elaborated. Finally, preliminary cyclic oxidation tests were performed on YSZ sol-gel coatings but also the degradation by molten CMAS oxides was studied in order to evaluate these two damaging modes

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Errotabehere, Xabier. "Nouveaux revêtements hybrides élaborés par voie sol-gel pour la protection de substrats ligno-cellulosiques : étude des microstructures et des propriétés mécaniques surface." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14525/document.

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Abstract:

Lors de leur durée de vie, les parquets en bois sont soumis à des agressions d’origine mécanique (rayure, frottement, usure). Des systèmes de vernis organiques (acryliques) et photoréticulables, appelées vitrificateurs, sont déposés en plusieurs couches et font intervenir une sous-couche appelée « basecoat » et une couche supérieure appelée « topcoat ». Cette dernière confère la résistance à la rayure nécessaire à l’ensemble du système. Des nouveaux revêtements hybrides organiques-inorganiques ont été élaborés par voie sol-gel et appliqués en couche de finition (topcoat) dans une configuration de vitrification de parquets. Ces revêtements sont préparés à partir de formulations liquides de monomères hybrides en solution hydroalcoolique soumises à une réaction de polymérisation inorganique (hydrolyse-condensation – procédé « sol-gel »), puis organique (photopolymérisation UV). Une étude structurale en phase liquide et en phase solide a permis de comprendre les mécanismes de polymérisation inorganique d’un sol de MAPTMS et de sols binaires MAPTMS/TEOS. Le phénomène d’auto-organisation du MAPTMS, connu lorsqu’il est utilisé comme seul précurseur, persiste en présence de TEOS. Des microstructures schématiques ont été proposées pour ces « vernis hybrides », leur organisation étant dépendante de la teneur en TEOS.Une étude mécanique locale, grâce à la technique de nanoindentation, a révélé l’effet renforçant du TEOS au sein des revêtements hybrides. Leur comportement à la rayure a été également étudié à deux échelles (« nano » et « micro ») et comparée à celui d’une référence industrielle organique réputée performante (dite « topcoat industriel »). A l’échelle « nano », les seuils d’endommagement (fissuration) des revêtements hybrides se sont avérés être équivalents voire supérieurs à ceux du topcoat industriel. A l’échelle « micro », un dispositif expérimental permettant d’enregistrer l’aire réelle de contact entre la pointe et le revêtement a montré que la transition élastique-plastique est retardée lorsqu’un revêtement hybride est utilisé comme topcoat. De plus, ces caractérisations mécaniques ont permis de proposer des éléments de corrélation entre la microstructure et les propriétés mécaniques (module élastique, dureté, comportement à la rayure) des revêtements hybrides MAPTMS/TEOS, qui prennent en compte l’organisation du réseau inorganique et pas seulement le taux de condensation de monomères inorganiques
During their life, the parquets are subjected to mechanical aggressions and ageing (scratch, friction, wear). UV-curable organic coatings (acrylic) are classically deposited in several layers involving a first layer called “basecoat” and an upper layer called “topcoat”. The latter provides the scratch resistance necessary to the whole system. The coatings were prepared from liquid organic-inorganic precursors that undergo a consequent inorganic polymerization followed by radical UV chain polymerization. In the present work, new organic-inorganic hybrid coatings were elaborated via a sol-gel route and applied as the topcoat in a parquet vitrifying configuration. A structural study in liquid and solid phases allowed the understanding of the inorganic polymerization mechanisms of neat MAPTMS sol and binary MAPTMS/TEOS sols. The self-organization phenomenon of MAPTMS (nano structures e.g. octamer cages) is well-known when it is used as neat precursor. It was also evidenced in the presence of TEOS. Microstructures were proposed for these “hybrid varnishes”, the type of nano structures being dependent on the TEOS content. A local mechanical study, using nanoindentation technique, revealed the reinforcing effect of TEOS within the hybrid coatings. Their scratch behavior was also studied on two scales (“nano” and “micro”) and compared with to that of an industrial reference. On the “nano” scale, the damage thresholds (cracking) of the hybrid coatings are equivalent or even higher to those of the industrial topcoat. On a “micro” scale, an experimental device allowing real time recording of the true contact area between the tip and the sample, showed that elastic-plastic transition is postponed when a hybrid coating is used as a topcoat. Moreover we attempted a correlation between the microstructure and the mechanical properties (elastic modulus, hardness, scratch behavior) of MAPTMS/TEOS hybrid coatings, taking into account the inorganic network organization

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Dissertations / Theses on the topic 'Revêtements (Voirie)'

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