Littérature scientifique sur le sujet « Adsorption – Travail à chaud »

Le site de Constellium Neuf-Brisach est dédié à la transformation de l’aluminium. C’est un des principaux laminoirs d’Europe avec une capacité annuelle de production de près de 500 000 tonnes. Inauguré en 1967, ce site prend ses racines dans la croissance des Trente Glorieuses. Au fil des années 1950, les usages de l’aluminium se développent rapidement et les producteurs français, regroupés au sein de la Compagnie générale du duralumin et du cuivre (Cegédur) décident d’installer une usine des plus modernes, au cœur de l’Europe industrielle, en Alsace sur la commune de Biesheim. Afin de retracer l’histoire de ce site majeur de la filière de l’aluminium, l’Institut pour l’histoire de l’aluminium a lancé au début des années 2000 une campagne de collecte de la mémoire orale auprès des femmes et des hommes qui participèrent par leur travail en production à cette aventure industrielle. Deux de ces entretiens sont présentés dans cet article. Ils témoignent des débuts de la ligne de laminage à chaud - équipement central de ce site - et relatent l’évolution des métiers, de l’organisation du travail. Ainsi retranscrits et réunis dans un corpus sur les activités de transformation de l’aluminium, ils fournissent un précieux matériau pour retracer l’histoire d’une activité, dans ses aspects économiques, techniques et sociaux.

En quelques jours, lors du premier confinement de 2020, plusieurs millions de salariés passent, contraints, en télétravail à domicile. Sur la base d’entretiens téléphoniques réalisés « à chaud » sur cette période, l’article examine les conditions matérielles de ce transfert à domicile. Hypothèse est faite que nombre de ces conditions étaient déjà réunies dans l’organisation du travail en entreprise, ce qui expliqueraient la relative fluidité de ce grand déménagement. Il analyse comment se recompose l’activité de ces salariés selon que leur travail est plus tourné vers l’interne ou vers l’externe. Il propose quelques hypothèses pour des travaux ultérieurs.

Résumé Cet article présente la démarche et l’évaluation d’une intervention participative fondée sur une formation dispensée auprès de groupes Ergo réunissant des cadres et des employés du secteur de la production de métal chaud. La formation portait d’abord sur le diagnostic ergonomique et puis sur la transformation des situations de travail. L’évaluation de type réaliste porte sur le processus et les résultats. Elle montre que la concrétisation des projets d’amélioration dans les usines implique certes des acquis relatifs à l’analyse du travail obtenus par la formation, mais aussi que les participants à la formation détiennent ou développent une connaissance riche des processus de conduite de projets — formels et informels — propres à l’usine.

Près de 9 000 personnes travaillent et vivent de 9 à 5 dans des tours climatisées. Tout est en place pour produire et consommer davantage. Lorsqu'il fait froid, l'air climatisé est là pour nous dégeler, et lorsqu'il fait chaud, il est toujours là pour garder l'air ambiant à 20° C afin de nous faire oublier qu'à l'extérieur la température pourrait nous inciter à faire une sieste. De plus, le décor aseptique et impersonnel des petits bureaux nous fait souvent penser au « rat maze » de Skinner. Dans cet article, notre intention n'est pas de vous endormir en vous racontant l'histoire des tours à bureaux, mais plutôt de vous livrer les résultats d'une expérience dans le domaine de la santé communautaire qui se vit dans cet édifice depuis près de deux ans. Il s'agit du programme Prévention-Santé en milieu de travail du CLSC Centre-Ville à Montréal qui met l'accent sur un phénomène communément appelé le stress. L'originalité de ce programme réside dans le fait que l'intervention menée par une équipe multidisciplinaire s'est centrée sur une population du secteur tertiaire de l'industrie.

Notre intervention se veut une modeste contribution à chaud au débat actuel sur lagestion des compétences, la valorisation des hommes et la gestion des risques enentreprise AlgérienneNotre travail est le résultat d’une enquête sur le terrain (en entreprise Algérienne).Il tente d’examiner :1-la place et le rôle du sous système GRH, les nouvelles formes de management.2-de souligner l’aspect contingent de cette fonction, qui explique ses limites par rapportà la réalité Algérienne dans sa transition vers l’économie du marché (mondialisationoblige).3-de monter l’urgence des apprentissages et innovations dans notre rapport au travailpour assurer la transition et le développement de nos ressources.La survie de ces entreprises passe inévitablement par l’appropriation d’unmanagement des compétences et la maitrise des risques tout azimut.

Les façades des édifices sont considérées comme des surfaces de transfert de chaleur entre l’ambiance interne et le climat extérieur. Elles sont des zones de grandes pertes thermiques à travers différents modes de transfert(par conduction, convection et rayonnement), ce qui influe d’une grande manière sur le fonctionnement thermique des bâtiments. L’objectif de cette recherche est d’étudier le comportement thermique d’une façade ventilée sur son efficacité dans une zone chaude et aride. Cette recherche est basée sur un travail expérimental à travers l’exploitation des cellules tests à une échelle réduite. Les paramètres étudiés sont : les températures surfaciques externes, surfaciques internes et les températures ambiantes. Les résultats ont démontré que le fonctionnement thermique de la cavité d’air d’une façade ventilée influe d’une façon positive sur le comportement thermique de la façade et par la suite sur la performance thermique et énergétique de la construction.

Le secteur résidentiel en Algérie est responsable de 41 % de la consommation totale d’électricité au niveau national et il représente, de fait, le secteur le plus énergivore. Le présent travail est consacré à l’étude de la performance énergétique des bâtiments résidentiels à travers l’optimisation de l’enveloppe architecturale relativement à un climat chaud et aride. L’habitat individuel autoproduite à Biskra est choisi comme cas d’étude pour évaluer l’influence des paramètres propre à l’enveloppe(les murs, la toiture, les fenêtres, etc...) sur la consommation énergétique et le confort thermique. Des tests de simulation ont été effectués à l’aide du logiciel TRNSYS 17 durant la période de surchauffe. Plusieurs alternatives relatives aux caractéristiques de l’enveloppe de l’habitat individuel autoproduit à Biskra ont été étudiées, l’objectif étant d’améliorer les conditions de confort thermique à l’intérieur des maisons tout en réduisant la consommation énergétique.

Résumé Dans ce travail, nous avons analysé les préférendums photique, thermique, hygrique et granulométrique de trois espèces d’isopodes terrestres : Armadillidium vulgare (Latreille, 1804), A. granulatum (Brandt, 1833), et Porcellio laevis Latreille, 1804 en réponse à un champ magnétique statique (CMS) (0 Hz, 200 mT). Les animaux exposés au CMS montrent une augmentation significative du nombre des spécimens photophiles et une diminution significative des animaux photophobes. Ces cloportes montrent aussi une diminution significative des spécimens préférant le froid et une augmentation significative de ceux préférant le compartiment chaud. Cette exposition au CMS cause un inversement très significatif du choix préférentiel du compartiment humide au compartiment sec chez A. vulgare et P. laevis, alors que ce changement n’est pas significatif chez A. granulatum. Cette même exposition a entrainé une nette perturbation du choix de la granulométrie du substratum, en particulier pour le gravier chez A. vulgare.

Ce travail contient deux parties portant sur l'élaboration de matériaux microporeux. Dans la première partie, nous abordons la synthèse en trois étapes (dans l'ordre : polymérisation radicalaire en masse, fonctionnalisation et hyper-réticulation via une réaction d'alkylation de Friedel-Crafts) de polymères hyper-réticulés fonctionnalisés et fluorés (HCP) à partir de trois unités monomères fonctionnelles : le divinylbenzène, le chlorure de vinylbenzyl et le pentafluorostyrene. Les propriétés texturales des HCP se sont révélées fortement influencées par le rapport initial des monomères. Par conséquent, ce dernier a été optimisé afin de trouver un compromis raisonnable entre les propriétés texturales et le degré de fonctionnalisation. Une méthode de fonctionnalisation sélective, rapide et économe en énergie, la réaction para-fluoro-thiol, a été utilisée pour fonctionnaliser le cycle pentafluorobenzene avec une série de thiols accessibles, portant divers groupes chimiques (sulfonate, alkyle, amine et hydroxyle), aboutissant à des HCP fonctionnalisés avec des groupements chimiques variés. Les performances d'adsorption de CO2 à haute pression des matériaux ont été évaluées par manométrie. Les résultats ont montré les différences induites par la présence des groupements chimique à pression ambiante et ont mis en évidence l'importance des propriétés texturales, et en particulier celle du volume microporeux, envers les performances d'adsorption à haute pression, avec une contribution probable du gonflement des HCP induit par adsorption.La deuxième partie de ce travail concerne la synthèse de films de silice microporeux à partir de composés organosilane dipodaux. Après avoir évalué une série de techniques, notamment l'autoassemblage assisté par électrochimie (EASA), le dépôt par solution de Stöber et l'autoassemblage induit par évaporation (EISA), cette dernière méthode a été retenue pour produire des films uniformes et sans fissures. Ces films serviront de matériau modèle simple pour la première étape de validation expérimentale d'un modèle de poromécanique. Tout d'abord, une série de films a été élaborée à partir de cinq précurseurs organosilane dipodaux par coulée de solvant afin d'identifier les précurseurs et le protocole adaptés à l'obtention de films nanoporeux. Trois de ces précurseurs organosilane dipodaux ont permis d'obtenir des films nanoporeux avec une dispersité variable de la PSD, comme l'a révélé la porosimétrie à l'argon. En conséquence, ces derniers ont été sélectionnés pour élaborer des films minces par dépôt par trempage. Deux types de substrats ont été considérés (PVC et wafer de silicium), et la vitesse de retrait a été ajustée afin d'obtenir des films uniformes et sans fissures. Les films déposés sur wafer de silicium dans le régime de drainage ont été choisis pour réaliser des études de déformation induite par adsorption d'eau à l'aide de la porosimétrie environnementale par ellipsométrie (EEP). Au cours de quatre cycles continus d'adsorption/désorption, les résultats ont révélé que la chimisorption de l'eau entraînait un changement progressif des propriétés d'adsorption et de déformation de tous les matériaux entre les cycles. Un gonflement monotone a été observé pour deux des matériaux, tandis qu'une contraction suivie d'un gonflement, typique d'une condensation capillaire, a été observée pour un film
This work contains two parts dealing with the elaboration of microporous materials. In the first part, we address the three-step synthesis (in order: bulk radical polymerization, functionalization, and hypercrosslinking via Friedel-Crafts alkylation reaction) of functionalized fluorinated hypercrosslinked polymers (HCP) starting from three functional monomer units: divinyl benzene, vinylbenzyl chloride, and pentafluorostyrene. The textural properties of the HCPs were found to be strongly influenced by the initial monomer ratio. Therefore, the latter was optimized for a reasonable compromise between textural properties and functionalization degree. A selective, rapid, and energy-efficient functionalization route known as the para-fluoro-thiol reaction is utilized in order to functionalize the pentafluorobenzene ring with a series of widely available thiols bearing various chemical groups (sulfonate, alkyl, amine, and hydroxyl), yielding functionalized HCPs with diverse chemical moieties. The high-pressure CO2 adsorption performance of the materials was assessed using manometry. The results showed the discrepancies brought by the presence of functional groups at ambient pressure. They underlined the importance of textural properties, particularly of microporous volume, for high-pressure sorption performances, with a probable contribution of adsorption-induced swelling of the HCP.The second part of this work deals with the synthesis of microporous silica films from dipodal organosilane compounds. After assessing a series of techniques including electrochemically assisted self-assembly (EASA), Stöber solution deposition, and evaporation-induced self-assembly (EISA), the latter was chosen for producing uniform and crack-free films. These films will serve as a straightforward model material for the initial step of the experimental validation of a poromechanics model. First, a series of films have been elaborated from five dipodal organosilane precursors by solvent-casting in order to identify the suitable precursors and protocol for the obtention of nanoporous films. Three of these dipodal organosilane precursors yielded nanoporous films with variable PSD dispersity, as evidenced by Ar porosimetry. Consequently, the latter were selected to elaborate thin films by dip-coating-coating. Two types of substrates were considered (PVC and Si wafer) and the withdrawal speed was adjusted to obtain crack-free and uniform films. Films deposited on Si wafers in the draining regime were selected to conduct water sorption-induced deformation studies using environmental ellipsometry porosimetry (EEP). Over four continuous adsorption/desorption cycles, the results revealed that the chemisorption of water led to a gradual change of the adsorption and deformation properties of all the materials between the cycles. A monotonous swelling was observed for two of the materials while a contraction followed by swelling, typical of a capillary condensation, was observed for one film

L'endommagement par fatigue thermique limite la durée de vie des outils de mise en forme à chaud. Un essai de Fatigue Thermo-Mécanique (TMF) est développé pour étudier cet endommagement sur les aciers pour travail à chaud 55NiCrMoV7 et X38CrMoV5. Des cycles TMF hors-phase compression- compression avec différentes températures minimales et maximales sont étudiés. Le comportement cyclique des deux aciers est caractérisé par deux régimes successifs d'accommodation (adaptation progressive de la microstructure à la sollicitation TMF) et d'adoucissement (diminution cyclique de la résistance de l'acier). La température maximale contrôle le comportement. Pour l'acier X38CrMoV5, au dessus de la température critique 550°C, des processus thermiquement activés contrôlent le comportement cyclique. L'acier 55NiCrMoV7 présente une accommodation plus rapide et globalement un plus fort adoucissement que l'acier X38CrMoV5. L'oxydation préférentielle suivie de la fissuration par fatigue-oxydation semble être le mécanisme majeur de l'amorçage de fissure. Une loi parabolique décrit la cinétique de croissance de la couche d'oxyde plus importante pour l'acier 55NiCrMoV7. Pour l'acier X38CrMoV5, une loi de fissuration de la couche d'oxyde est proposée. La propagation de fissure en TMF est déduite des stries de fatigue. Un facteur d'intensité de déformation et une loi de type Paris décrivent la propagation de fissure. Pour les lois d'oxydation et de propagation, l'effet de la température minimale est négligé. Les durées de vie TMF diminuent avec l'augmentation de la température maximale. Une loi phénoménologique simple de type Manson-Coffin basée sur la variation de déformation mécanique est proposée. Une description ¯ne de la durée de vie TMF est utilisée. Pour l'acier X38CrMoV5, les lois de fissuration de la couche d'oxyde et de propagation de fissure sont utilisées pour estimer certaines fractions de la durée de vie. L'acier X38CrMoV5 présente globalement une plus grande résistance TMF que l'acier 55NiCrMoV7
Thermal fatigue damage is a life limiting factor of hot metal forming tools. A Thermo-Mechanical Fatigue (TMF) facility was developed to assess such damage mechanisms on the 55NiCrMoV7 and X38CrMoV5 hot work tool steels. A full compressive out-of-phase TMF cycle with different minimal and maximal temperatures were examined. The cyclic behaviour of both steels is characterised by two successive regimes of accommodation and softening. Accommodation is a gradual adaptation of the microstructure to TMF loading while softening corresponds to a cyclic decrease of the steel strength. The maximal temperature controls the cyclic behaviour. For the X38CrMoV5 steel, the temperature 550°C constitutes a boundary above which thermally activated phenomena control the cyclic behaviour. The 55NiCrMoV7 steel showed more rapid accommodation and global higher softening than the X38CrMoV5 steel. Preferential oxidation and oxidation-fatigue cracking seem to be the dominant crack initiation mechanisms. A parabolic law describes the oxide scale thickness growth higher for the 55NiCrMoV7 steel. For the X38CrMoV5 steel, an oxide scale through thickness cracking law was proposed. The TMF crack growth rate was deduced from striations accounting. A strain intensity factor range and a Paris law type were used to correlate the crack growth rate. The oxidation, tensile going strain and cyclic plasticity seem to control the crack growth. For the oxidation and the crack growth laws, the minimal temperature effect is neglected. The TMF lives are reduced with maximal temperature rise. A simple phenomenological TMF life prediction model was proposed using the Manson-Coffin relationship mechanical strain range based. A detailed partitioning of the fatigue life was proposed. For the X38CrMoV5 steel, the oxide scale through thickness cracking and the crack growth laws were used to estimate some fractions of the TMF life. The X38CrMoV5 steel presents a global better TMF strength than the 55NiCrMoV7 steel

L’objet de ce travail est l’étude expérimentale et théorique des aspects thermiques liés au procédé de mise en forme par emboutissage à chaud. Il a pour objet d’estimer les conductances de transfert permettant de simuler le refroidissement du flan pendant les trois étapes de l’opération d’emboutissage : l’approche, la mise en forme et la trempe. Sur le plan expérimental, un banc d’essai a été conçu et réalisé. Il est composé d’un outil en forme d’oméga formé d’une matrice et d’un poinçon en acier Z160CDV12 traité thermiquement montés sur une presse hydraulique de 10 tonnes équipée d’un capteur d’effort et d’un gabarit de positionnement. Les outillages sont instrumentés au moyen de thermocouples fin de type K formant des fluxmètres aux endroits les plus intéressants. Les expériences ont été menées sur trois types de matériaux. Les enregistrements de température sont bien reproductibles et font ressortir distinctement l’échauffement de la pièce dû à la transformation austénite–martensite qui intervient systématiquement à 400°C. Quelle que soit l’intensité du chargement, l’analyse de la courbe d’effort montre toujours une même loi de résistance de la pièce. Cela montre la bonne fiabilité du dispositif dans son ensemble. Les conductances thermiques aux frontières de la pièce sont estimées au moyen de modèles convectif/radiatif lors des phases d’approche et de mise en forme sur tout le domaine où il n’y a pas de contact. Aux interfaces de contact la résistance thermique C R est estimée par technique inverse non-linaire utilisant la méthode séquentielle de Beck. Les résultats ont pu être établis sous forme de corrélations de type R f (P) C= en vue d’être utilisées pour la simulation numérique. Les résultats expérimentaux ont pu être confrontés à ceux obtenus par simulations sur des codes de calcul (Pam-Stamp et Abaqus). Le faible écart entre les températures aux points de mesures aussi bien dans les outils que dans la pièce montre la bonne qualité des résultats obtenus. Ce travail a été réalisé dans le cadre d’une collaboration avec ArcelorMittal R&D de Montataire
The purpose of this work is the experimental and theoretical study of thermal aspects of hot stamping process. The objective is to estimate the thermal conductance in order to simulate the cooling of the blank during the three stages of hot stamping process: approach, forming and quenching. An experimental device was designed and developed to estimate the thermal contact resistance at the part/tool interface. The designed stamping tool is composed of a die and a punch made in Z160CDV12 steel and presenting an omega shape. It was mounted on a 10 tons hydraulic press equipped with force sensors and positioning plates. Samples and tools are thermally instrumented with thermocouples type K sheathed with silky glass, forming heat flux-meters in the most interesting locations in the tools. The experiments were carried out on three types of blank materials. Reproducibility tests showed a good repeatability of recorded and estimated parameters; it was noticed a re-heating of the cooled part due to its microstructure transformation from austenite to martensite occurring systematically at 400°C. Whatever the intensity of the stamping effort, the deformed part presents the same resistance law; that shows the good reliability of the experimental device. At the part boundary, thermal conductances are determined using convective/radiation modeling of both phases: approach and forming. At the contact interfaces, thermal resistances are estimated experimentally through a nonlinear 1D inverse technique founded on sequential method of Beck. Results have been established as correlation of type: R f (P) C = to be used for numerical simulation (through Pam-Stamp and Abaqus). Experimental and numerical parameters have been compared and the small temperature difference shows the good quality of results. This work has been done in collaboration with ArcelorMittal R&D - Montataire

L'USIBOR 1500P®, acier au Carbone/Manganèse microallié au bore, est destiné à l'emboutissage à chaud. Cette nuance présente des propriétés particulièrement intéressantes comme l'aptitude à la mise en forme à chaud et les propriétés d'usage à froid après traitement thermique. Les données de formabilité sont primordiales pour prédire la faisabilité de pièces embouties à chaud. Jusqu'à présent, aucune procédure expérimentale ne permettait de déterminer la formabilité à chaud en prenant en compte les conditions spécifiques au procédé. Ce manuscrit présente les travaux qui ont été effectués dans ce domaine. Tout d'abord, un dispositif expérimental pertinent a été développé tout en permettant la variation de nombreux paramètres du procédé. Un très grand nombre d'essais d'emboutissage de type Nakazima et Marciniak a ensuite été réalisé pour différents paramètres du procédé (déplacement, vitesse, frottement et échange thermique) et du flan (température, épaisseur et forme). Le dépouillement et l'analyse de ces essais ont permis de mettre au point une méthodologie basée sur la méthode de Bragard. Cette procédure détermine les déformations limites du matériau à chaud. Pour finir, des essais sur pièces industrielles ont permis de valider cette approche et les données qui ont été obtenues pour de multiples conditions de procédés
USIBOR 1500 P® is a coated C-Mn steel which is micro-alloyed with boron. It displays excellent processing properties in hot stamping, both in terms of formability, quenchability and surface protection, and allows to produce part with mechanical properties of the formed part. Formability data of the material is of primary importance to make a decision in terms of feasibility of a given part. Up to now, no experimental procedure is available in the literature to determine the forming limits of hot stamped material, taking into account the specific features of this process. This manuscript reports research work performed to develop and validate such a methodology. First, an efficient experimental set-up which allows to vary all the desired process conditions has been developed. Several hundred Nakazima and Marciniak hot stamping tests have been carried out for various process parameters (stroke, velocity, friction and heat exchange) and blank parameters (temperature, thickness and shape). The third step consisted in developing and validating an analysis scheme to determine the critical strain values based on Bragard's method. Finally, the critical strain values have been confirmed and comparisons with industrial parts for various process conditions have been performed

Dans toutes les opérations de mise en forme, le frottement joue un rôle déterminant sur la qualité des produits obtenus. La durée de vie des outillages est limitée par les endommagements qui se développent en surface. Ce travail constitue une contribution visant à décrire le comportement et prédire l'usure en frottement d'acier pour outil de travail à chaud. Un premier travail expérimental a permis de mettre en évidence les mécanismes pilotant l'usure à chaud de l'acier à outils. L'influence de la température d'essai, de la géométrie des éprouvettes et de l'état de surface de l'acier à outils sur le frottement et l'usure a été étudiée. Un cycle d'endommagement a alors été imaginé où la déformation plastique de la surface du pion pilote l'usure par perte de côte. L'étape de validation des hypothèses conduisant au cycle d'endommagement a été menée. Cette validation s'appuie sur de nombreux travaux bibliographiques et un travail expérimental complémentaire. Enfin, un modèle d'endommagement a été identifié. Ce modèle s'appuie sur un critère de rupture par effet rochet. Cela traduit un cumul de la déformation plastique à la surface du pion avant l'émission de débris. Une modélisation numérique du frottement a été nécessaire pour accéder à tous les paramètres du modèle d'usure. Les prédictions fournies par le modèle ont été comparées aux résultats obtenus lors des essais interrompus.

Les conditions de contact et de frottement en forge à chaud engendrent des sollicitations thermomécaniques importantes qui induisent différents modes d’endommagement des outillages. L’objectif principal de la thèse vise à quantifier la capacité des lubrifiants à réduire ou retarder ces endommagements. En premier lieu, le choix d’un banc d’essai de laboratoire permettant la caractérisation tribologique appliquée au domaine de la mise en forme est présentée et justifiée. La méthodologie d’utilisation du banc d’essai est détaillée. Les résultats fournis par le banc sont présentés sous forme d’indicateurs de performances, permettant de quantifier les capacités du lubrifiant à réduire le frottement ou à protéger les surfaces, côtés pièces et côtés outils. Ensuite, une première campagne d’essais montre la fiabilité et la robustesse du banc d’essai, notamment en termes de sensibilité et de répétitivité. Enfin, une seconde campagne d’essais conduit à la qualification des solutions aqueuses graphitées, utilisées comme lubrifiant en forgeage à chaud des aciers. Les résultats présentent les performances du lubrifiant graphité en fonction de sa composition (granulométrie, liant), de son mode d’application où des sollicitations mécaniques qu’il subit
The conditions of contact and friction encountered in hot forging generate important thermo mechanical stresses which induce various damaging modes on the tools. The principal objective of the thesis aims at quantifying the capacity of the lubricants to reduce or delay these damages. First, the choice of a laboratory friction test allowing the tribological characterization applied to hot steel working is presented and justified. The methodology of use of the test bench is detailed. Results provided by the friction test are presented as performance pointers, allowing quantifying the capacities of the lubricant to reduce friction or to protect work piece and tool surfaces. Second, a first series of tests is run. Results show the reliability and the robustness of the test bench, in particular in terms of sensitivity and repeatability. Finally, a second series of tests is performed. It leads to the qualification of the graphite aqueous solutions, used as lubricant in hot forging of steels. The results present the performances of the graphite lubricants according to their composition (grain size distribution, binder), their spraying technique, and the mechanical loadings they undergo

Au cours du procédé de matriçage à chaud, les outils subissent des chargements sévères, complexes et variables. Agissant en synergie, ils induisent la dégradation des outillages par différents processus d’endommagement qui dépendent de plusieurs facteurs notamment le niveau du chargement, la microstructure des matériaux en contact et les contraintes résiduelles dans les matrices. Pour répondre à cette problématique, il apparaît particulièrement important de maîtriser le comportement mécanique du matériau des outils de matriçage. Cette étude est basée sur différentes approches expérimentales et numériques multi-échelles. Afin d’identifier les modes d’endommagement, une matrice en fin de service est expertisée par des observations au Microscope Electronique à Balayage, des analyses des contraintes résiduelles par DRX ainsi que des mesures de dureté. Cette expertise a mis en évidence la nature multiéchelle, et multiphysique de l’endommagement. Au regard de ces résultats, une première approche phénoménologique a été développée permettant de prédire la cartographie des contraintes thermiques et mécaniques dans l’outil. Une modélisation multiéchelle du comportement mécanique cyclique de l’acier à outil X40CrMoV5-1 est développée, en adoptant le modèle Chaboche-Lemaitre dans un premier temps et en exploitant un modèle autocohérent dans un deuxième temps. Une confrontation des résultats issus des différentes approches investiguées dans la thèse est établie
During hot forming process, tools are subjected to severe, complex and variable loadings. Acting in synergy, they induce degradation of tooling by various damage processes that depend on several factors including the level of loading, the microstructure of materials in contact and the residual stresses in dies. In order to solve this set of problems, it seems particularly important to study the mechanical behaviour of hot forming tooling material. This study is based on different multi-scale experimental and numerical approaches. To identify damage modes, a damaged hot working tool has been investigated with SEM observations, analysis of residual stresses by XRD and hardness measurements. This expertise highlights the complexity and multi-scale of damage. In view of these results, a first phenomenological approach was developed to predict the cartography of thermal and mechanical stresses in the tool. Multi-scale modelling of the X40CrMoV5-1 steel tool cyclic mechanical behaviour is developed by adopting Chaboche-Lemaitre model initially and operating a self-consistent model in a second time. A comparison of results acquired from the different approaches investigated in the thesis is established

Une série de quatre études ont été réalisées dans une chambre environnementale dans des conditions chaudes (50°C) et contrôles (24°C) avec des durées d’exposition variées. Les sujets ont réalisé une série de tests cognitifs simples et complexes. La température centrale (Tcore) et cutanée (Tskin) étaient enregistrées. Des mesures subjectives de confort et de sensation thermique étaient également recueillies. Lors de la quatrième étude un enregistrement EEG a été réalisé au niveau du lobe frontal. L’hyperthermie (≈38. 5°C) n’a pas eu d’impact sur les tâches cognitives simples, alors que l’impulsivité a augmentée dans les tâches nécessitant le maintien de l’attention sur des durées prolongées. Une augmentation significative de la Tcore au delà de 38. 7°C était associée à une dégradation des fonctions cognitives complexes. De plus, des variations rapides et importantes de la Tskin indépendamment des changements de la Tcore suffisent à entraîner les mêmes conséquences sur les performances cognitives complexes. Les résultats suggèrent que les dégradations des fonctions cognitives complexes suite à l’exposition a la chaleur proviennent de la charge cognitive imposée par le stress thermique résultant de l’augmentation de la Tcore ou des variations allesthésiques de la Tskin ; avec ces facteurs agissant comme variables concurrentes pour l’accès à une capacité cognitive limitée. L’augmentation de l’amplitude des ondes Thêta et la diminution des ondes Alpha en HOT confirment que la tentative de réaffecter des ressources cognitives pour la réalisation des tâches complexes est inefficace étant donné la charge cognitive imposée par l’hyperthermie passive
The aim of this thesis was to investigate the effects of exposure to a hot environment on cognitive performance. Methods: A series of four experiments were performed in an environmental chamber under both hot (HOT: 50°C, 30% RH) and control (CON: 24°C, 30% RH) conditions, with varied exposure times ranging from 15 minutes to 4h30min. Under different levels of thermal strain, subjects performed both simple and complex computerised cognitive tasks. Central (Tcore) and skin (Tskin) temperatures were continuously recorded. Subjective measures of thermal comfort and thermal sensation were also registered. During the forth study EEG was registered over the frontal lobe. Results: Hyperthermia had no impact upon reaction time and accuracy of responses of simple tasks, however, impulsivity increased during tasks that required sustaining attention over prolonged periods of time. Significant increases in Tcore beyond 38. 7oC were associated with impaired complex cognitive task performance. In addition, rapid and substantial variations in Tskin (≈3oC in 15min of exposure to HOT), independent of any change in Tcore, had a similar detrimental effect upon complex cognitive tasks. The elevation in theta and alpha power showed a higher cognitive load in HOT during simple tasks but not during the complex tasks. Discussion & conclusion: The results suggest that these reductions in complex cognitive performance with heat exposure originate from an additional cognitive load imposed by the thermal strain associated to the increase in Tcore or the alliesthesial Tskin variations; with both these factors acting as competing variables to the limited cognitive processes. EEG recordings confirm that attempts to reallocate additional cognitive resources to perform complex tasks are unavailable given the load imposed by passive hyperthermia

Le procédé de laminage à chaud permet l'élaboration de tôles ou de profilés, par écrasement d'une brame entre deux cylindres parallèles tournant en sens inverse afin d'en réduire l'épaisseur. Les couches d'oxydes créées en surface des cylindres jouent un rôle ambigu. D'une part, elles favorisent I'engagement puis l'entraînement de la brame entre les cylindres. D'autre part, sous sollicitations thermomécaniques, elles peuvent générer des défauts en surface du laminé comme de l'outil. L'objectif de l'étude a donc été la compréhension des mécanismes d'interaction oxydation-frottement entre deux matériaux représentatifs du laminage à chaud (brame, nuance de cylindre). La mise en place de cette étude au sein du CROMeP a vu la conception et la réalisation d'un tribomètre haute température de configuration pion sur disque. Cette étude a été abordée suivant trois domaines que sont l'oxydation, la thermique et la tribologie. Elle a mis en évidence une modification de l'évolution du coefficient de frottement au cours d'un essai continu, avec l'apparition d'une phase transitoire, indépendante des conditions d'essais mais dépendante de la nature et du régime thermique du contact initial. Les observations microscopiques des faciès d'usure, du pion comme du disque, ont conduit à I'élaboration d'un modèle phénoménologique décrivant les mécanismes d'évolution des débris dans le contact. Malgré une évolution des mécanismes d'endommagement, on ne note pas de modification significative du coefficient de frottement avec la charge et la vitesse. Cette non-évolution du frottement s'explique par l'établissement constant d'un contact oxyde sur oxyde (hématite/hématite). Des analyses par diffraction des rayons X, réalisées sur le pion comme sur le disque, dans les traces d'usure comme à l'extérieur de ces traces, ont ainsi mis en évidence l'évolution de la texture de croissance des couches d'oxydes suivant la profondeur de pénétration du faisceau RX et sous I'influence du frottement.