Дисертації з теми "Revêtements protecteurs – Propriétés thermiques"
Щоб переглянути інші типи публікацій з цієї теми, перейдіть за посиланням: Revêtements protecteurs – Propriétés thermiques.
Оформте джерело за APA, MLA, Chicago, Harvard та іншими стилями
Ознайомтеся з топ-43 дисертацій для дослідження на тему "Revêtements protecteurs – Propriétés thermiques".
Біля кожної праці в переліку літератури доступна кнопка «Додати до бібліографії». Скористайтеся нею – і ми автоматично оформимо бібліографічне посилання на обрану працю в потрібному вам стилі цитування: APA, MLA, «Гарвард», «Чикаго», «Ванкувер» тощо.
Також ви можете завантажити повний текст наукової публікації у форматі «.pdf» та прочитати онлайн анотацію до роботи, якщо відповідні параметри наявні в метаданих.
Переглядайте дисертації для різних дисциплін та оформлюйте правильно вашу бібліографію.
1
Irigoyen, Maylis. "Durabilité des revêtements organiques anticorrosion : caractérisation de la dégradation." Toulon, 2002. http://www.theses.fr/2002TOUL0013.
2
Faugeroux, Olivier. "Caractérisation thermophysique de revêtements de protection thermomécanique par méthode photothermique impulsionnelle." Perpignan, 2001. http://www.theses.fr/2001PERP0459.
3
Guinard, Caroline. "Influence des propriétés morphologiques et mécaniques des barrières thermiques sur la fissuration interfaciale induite par perçage laser impulsionnel." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM068/document.
Анотація:
De nombreuses pièces aéronautiques telles que les chambres de combustion sont percées d'une multitudes de trous de refroidissement. Ce perçage, généralement effectué par un laser de puissance peut induire des endommagements dans la matière percée. Sur les systèmes barrières thermiques, une fissuration pouvant conduire à l'écaillage de la barrière thermique se produit à l'interface céramique/sous-couche lors du perçage laser. Cette thèse présente des éléments de compréhension des phénomènes de formation et de propagation de la fissure interfaciale. Pour cela, un protocole spécifique a été utilisé, consistant en la réalisation de perçage interrompus. De plus, afin de comprendre l'influence de la sous-couche et de l'interface sous-couche / céramique sur cette fissuration, une large gamme d'échantillons aux propriétés morphologiques et mécaniques bien distincts ont été sélectionnés. Pour cela, la sous-couche a été modifiée par la variation des paramètres de projection, du procédé de projection ainsi que par des post traitements sur la sous-couche. Le lien entre ces interfaces et les endommagements liés au perçage laser sont présentés au travers d'observations 2D et 3D, destructives et non destructives ainsi que par l'étude des modifications des contraintes résiduelles avant et après perçage laser pour différentes barrières thermiques. De manière a réduire encore la fissure interfaciale, plusieurs stratégies de perçage sont étudiées via la variation de la puissance laser entre les différentes impulsions laser nécessaires pour percer le matériau multicouches. Les résultats obtenus offrent des perspectives intéressantes pour améliorer la résistance à la fissuration des pièces aéronautiquesMany aircraft engines parts such as combustion chambers are drilled with numerous cooling holes. These holes, generally performed by a high power laser machine can induce damages in the part materials. On thermal barrier coatings systems, cracking can lead to spalling of the coating occurs at the ceramic / bond-coat layer interface during laser drilling. This thesis presents elements of understanding of the interfacial crack formation end propagation phenomena. In this purpose, a specific protocol was used, consisting of interrupted drilling process. Moreover, in order to understand the influence of the bond coat and the ceramic / bond coat interface on cracking, a wide range of samples with specific morphological and mechanical properties were selected. With this in mind, the bond coat was modified by varying spraying parameters, spraying process and also by post treatments on the bond coat. The link between these interfaces and the associated damages due to laser drilling are presented through 2D and 3D observations, destructive and non-destructive, as well as the study of residual stress modification before and after laser drilling for several thermal barrier coatings systems. For further reducing the interfacial crack, several drilling strategies are considered through the laser peak power variation between the different laser pulses needed to drill through the multi-layer material. The results offer interesting perspectives for improving crack resistance of aeronautical engines parts
4
Boissonnet, Germain. "Factors influencing the thermal insulation potential of different thermal barrier coating systems." Thesis, La Rochelle, 2019. http://www.theses.fr/2019LAROS007.
Анотація:
Dans les turbines à gaz aéronautiques, les matériaux employés dans les parties les plus chaudes sont soumis à des environnements chimiques extrêmes, sous fortes pressions et températures. Ainsi, des systèmes de revêtement « barrière thermique, BT » sont appliqués sur les substrats en superalliage à base nickel. Ces systèmes multicouches (zircone stabilisée à l’yttrine (YSZ) /couche de liaison en MCrAl ou NiPtAl/substrat refroidi) permettent d’abaisser la température à la surface des pièces, conduisant à un comportement thermomécanique adéquat et à une diminution des vitesses d’oxydation/corrosion. Cependant, l’augmentation nécessaire de la température des gaz d’entrée de turbine (augmentation du rendement moteur) entraîne de nouveaux phénomènes de dégradation (CMAS) et une perte d’efficacité des revêtements BT actuels. Par ailleurs, l’évaluation de la durée de vie des revêtements BT s’avère cruciale pour déterminer celle des moteurs. Comprendre l’évolution du pouvoir isolant des revêtements BT en environnement agressif constitue donc un enjeu essentiel du point de vue scientifique et technologique. A partir des revêtements couramment employés (YSZ) déposés par projection plasma (PS) ou en phase vapeur (EB-PVD), la présente étude a visé à mieux comprendre l’effet de l’évolution des propriétés microstructurales et chimiques des revêtements sur leur pouvoir isolant, dans le but de développer des outils nécessaires à la mise au point des revêtements du futur. De plus, une partie des travaux menés a porté sur une solution alternative plus économique et écologique d’élaboration de revêtements BT, fondée sur un procédé par voie barbotine, permettant in fine d’obtenir une barrière constituée de microsphères creuses d’alumine. Ce travail a permis de montrer que l’évolution par frittage des phases céramiques en YSZ, les changements de phase cristalline, les réactions avec les CMAS et la croissance d’oxydes thermiques modifient la diffusivité thermique. En revanche, celle-ci évolue moins avec la température puisque les revêtements en alumine issus de barbotines se sont avérés plus stables et ce, notamment, lorsque leur élaboration a été réalisée sous atmosphères hybrides (mélanges Ar/air)In aeronautical gas turbine engines, the metallic materials employed in the hottest sections are subject to very harsh chemical environments at high pressures and temperatures. Therefore, thermal barrier coating systems (TBCs) are applied onto nickel-based superalloy substrates. These multi-layered systems (ceramic yttria-stabilized zirconia (YSZ) / MCrAl or NiPtAl bond coats / cooled substrate) lower the temperature at the components surface, which ensures an adequate thermomechanical behaviour and reduces the oxidation/corrosion rates. However, the increase of the turbine inlet temperature (increased engine performance) brings about new degradation phenomena (e.g. CMAS) and loss of efficiency of the current TBCs. Therefore, understanding the evolution of the insulation ability of TBCs in such harsh environments is key from both the scientific and technological perspectives to estimate the lifetime of these coatings, hence that of the engines. Based on current plasma-sprayed (PS) and electron-beam physical vapour deposited (EB-PVD) YSZ coatings, this thesis seeks to provide a better comprehension on the relationships between the intrinsic properties of the current TBCs and their thermal insulation capacity as a basis for the development of future coatings. Also, this work studies an alternative solution to create a TBC made of hollow alumina microspheres by the slurry route. We will show that the sintering of the YSZ, the evolution of crystal phases, the reactions between YSZ and CMAS and the growth of thermal oxides alter the thermal diffusivity to different extents. In contrast, the evolution of the thermal diffusivity with temperature is less marked with the slurry alumina coatings, which appear more stable when hybrid Ar/air annealing atmospheres are employed upon their synthesis
5
Thibault, Marc. "Élaboration et caractérisation de revêtements formés par hydrolyse et condensation d'alcoxysilanes sur tôles magnétiques à grains orientés et non orientés." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10110.
Анотація:
L'élaboration de revêtements pour tôles magnétiques par le procédé Sol-Gel à partir des alcoxysilanes conduit, après réactions d'hydrolyse et de condensation, à la formation de réseaux siloxanes particulièrement stables chimiquement et thermiquement. Dans le cas des tôles magnétiques à grains orientés, le revêtement doit être purement minéral. Le séchage d'un préhydrolysat à base de tétraéthoxysilane TEOS permet la formation d'un xérogel de silice présentant une isolation électrique insuffisante. Plusieurs traitements à haute température sous air, sous atmosphère N2/H2 et sous atmosphère N2, du xérogel sont étudiés, mais la fissuration irrémédiable du revêtement de silice en rend l'utilisation impossible. Dans le cas des tôles magnétiques à grains non orientés, le revêtement doit être organo-minéral afin de posséder des propriétés d'adhérence accrues. Le dépôt d'un revêtement polyméthylsiloxane est réalisé, mais son adhérence n'est pas satisfaisante. L'adhérence de ce vernis est améliorée par addition de polymères organiques (acide polyacrylique ou polyvinylpyrrolidone). L'analyse du revêtement par spectrophotométrie IRTF montre la présence majoritaire de radicaux organiques à la surface du film. Cette technique permet en outre d'effectuer un suivi de polymérisation. L'addition de particules de silice pyrogénée augmente la rugosité, l'isolation électrique et la dureté du vernis. Le mode opératoire d'un traitement thermique en deux étapes permettant la transformation du dépôt organo-minéral en silice amorphe non fissurée est mis au point. Les paramètres de ce traitement (vitesse de chauffe, température et durée de paliers, atmosphère de traitement thermique) sont optimisés.
6
Ravaux, Alice. "Réalisation et étude de dépôts composites multi-échelle élaborés par projection plasma pour applications tribologiques à hautes températures." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0077/document.
Анотація:
L’impact énergétique de la tribologie sur la vie économique et industrielle est important ; diminuer le frottement et l’usure des pièces mécaniques est un véritable enjeu pour des secteurs industriels très divers. Cette étude s’inscrit dans le cadre de la prévention de l’usure d’éléments mécaniques pouvant être soumis à des conditions sévères d’utilisation telles que les hautes températures. La réalisation de revêtements protecteurs céramique-métal est alors particulièrement indiquée afin d’apporter respectivement la résistance à la corrosion induite par les hautes températures avec un alliage adapté, et la résistance à l’usure grâce à la dureté des céramiques. D’autre part, le développement des recherches dans le domaine nanométrique a montré l’intérêt de la diminution de l’échelle sur l’amélioration des propriétés tribologique globales des revêtements. La projection thermique regroupe alors les procédés les plus adaptés à la réalisation de tels revêtements. Dans ce travail, des revêtements multi-composants (céramique-métal) et multi-échelles (micrométrique-nanométrique) sont développés par projection plasma afin de répondre à la problématique de résistance tribologique à haute température. La réalisation des dépôts est mise en œuvre à l’aide d’une torche tri-cathodes (TriplexPro-200) avantageuse pour sa stabilité et les larges possibilités laissées par sa fenêtre opératoire étendue. Les spécificités de cette torche seront étudiées afin d’adapter au mieux le procédé à la réalisation complexe de dépôts à composante multi-échelle. Une démarche innovante de projection hybride associant projection de poudres micrométriques et de suspensions de poudres nanométriques sera alors développée. Les étapes ayant amenées à la réalisation de ces revêtements sont détaillées dans ce travail puis les caractéristiques et le comportement tribologique des dépôts sont finalement étudiésNowadays, tribology has a high energetic impact on economic and industrial areas. Thus, reducing wear and friction of mechanical parts has become a real stakes for various industries. This study is focused on the wear prevention of mechanical parts subjected to severe operating conditions like high temperatures.The realization of protective ceramic-metal coatings is thus particularly appropriated to improve corrosion resistance induced by the high temperatures, with a suitable alloy, and the wear resistance, thanks to the ceramics hardness. Furthermore, researches development in the nanoscale field have shown the interest of scale reduction on the improvement of coatings tribological properties. Thermal spraying is then the most appropriate process for the realization of such coatings.In this work, multi-components (ceramic-metal) and multi-scales (micrometric-nanometric) coatings are developed by plasma spraying in order to give an answer to the high temperature tribological resistance issue. Coatings are realized using a three-cathodes plasma gun (TriplexPro-200) which provides a more stable plasma jet and offers wide possibilities by an extended operating window. First, the special features of this kind of plasma gun will be studied in order to adjust the process to the complex realization of multi-scale coatings. An innovative approach using a hybrid spraying process was thus developed, combining conventional micrometric powder spraying and suspension of nanoscale powders spraying. In a second time, the steps leading to the production of such coatings will be detailed, and finally, their main properties and their tribological behavior will be studied
7
Saïdi, Salima. "Synthèse et formulation de résines fluorées : étude des propriétés antigraffiti." Nice, 2002. http://www.theses.fr/2002NICE5750.
8
Boudot, Aline. "Propriétés des revêtements de protection haute température pour pales de turbine haute pression." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT034G.
Анотація:
Ce travail de thèse a porté sur l'étude du revêtement NiCoCrA1YTa utilisé pour la protection des pales de turbine haute pression et élaboré par projection plasma sous vide ou par codéposition électrolytique. Dans une première partie, ces deux dépôts élaborés sous forme massive ont été caractérisés d'un point de vue physico-chimique et d'un point de vue mécanique. Les microstructures des deux dépôts diffèrents légèrement vis à vis de la distribution des phases principales β et γ. Ainsi, le revêtement électrolytique présente une distribution moins homogène et l'élément γ s'y trouve ségrégé sous forme de précipités et d'oxyde. Les particularités de ce revêtement obtenu par codéposition induisent une sensibilité à l'écaillage à haute température des couches d'oxydes formées sur le NiCoCrA1YTa ainsi que des caractéristiques mécaniques (allongement à rupture, résistance à rupture et résistance élastique) plus faibles. Au contraire, les modules de Young des deux revêtements sont très proches pour les deux dépôts massifs. Dans une deuxième partie, l'influence de la présence d'un revêtement de protection sur les caractéristiques d"un substrat monocristallin base nickel a été caractérisée. Peu de différence ont été relevées entre les deux procédés de dépôts étudiés. Par contre, le rôle du revêtement dépend fortement de son comportement ductile ou fragile. Si le système substrat/revêtement est sollicité dans un domaine de température où le revêtement est ductile, ce dernier n'aura pas d'effet sur les caractéristiques mécaniques du superalliage. Dans le cas contraire, sa présence sera un facteur endommageant. En fluage, la zone de diffusion conduit à une diminution de la section porteuse de charge, qu'il convient de ne pas négliger. Au contraire, le revêtement amène un gain particulièrement dans les conditions de longue durée de vie grâce à la protection contre l'environnementThe aim of this work was the characterization of the vacuum plasma sprayed or electrodeposited NiCoCrA1YTa coating, used for protection of H. P. Turbine blade. First, both massive coatings were characterized in terms of physico-chemical and mechanical properties. The electrodeposited alloy shows a less homogenous distribution of β and γ phases and, in this coating, yttrium is segregated in the material as oxides and precipitates. These distinctive features induce mechanical spallation of the oxide scales and lower mechanical properties for the electrodeposited coating. Then, influence of protective coatings on nickel-base single crystal superalloy was characterized. Few differences were observed between the vacuum plasma sprayed coating and the electrodeposited one. The coating effect is mainly dependant on its ductile or brittle behaviour. If the mechanical solicitations of the substrate/coating system are applied in the brittle field of the coating, this one presents a detrimental effect. In the other case, a positiv effect of the coating is observed which comes from the protection of substrate against environmental degradation
9
Gomart, Hector. "Modélisation des propriétés thermo-radiatives de revêtements à haute efficacité énergétique." Orléans, 2008. http://www.theses.fr/2008ORLE2050.
Анотація:
Les propriétés thermo-radiatives des matériaux dépendent de leur indice de réfraction, valeur qui dépend de la constitution chimique du matériau, mais aussi de leur morphologie. Ce phénomène permet d’élaborer des matériaux de haute technologie dans le domaine de l’industrie (barrières thermiques, SOFC…). L'influence de la rugosité sur les propriétés radiatives est bien connue, mais peu d'études tentent de décrire le comportement radiatif de matériaux réels pour de hautes températures (T ~ 1000 K). Afin de prédire au mieux les propriétés thermo-radiatives de matériaux hétérogènes, des surfaces de graphite ayant un degré de rugosité varié ont été élaborées. Un dépôt de nickélate de praséodyme (Pr2NiO4+δ) est également étudié. La caractérisation de ces surfaces montre une échelle de rugosité supérieure à la gamme de longueur d’onde étudiée (25 – 2 µm). Ces observations permettent de traiter l’interaction du rayonnement électromagnétique avec l’interface dans le cadre de l’approximation de l’optique géométrique. De plus, le fort coefficient d’absorption de ces matériaux et leur épaisseur permettent de considérer ces surfaces comme opaques d’un point de vue optique. Un algorithme de lancer de rayons (LR) est implémenté afin de calculer la réflectivité et l’émissivité de ces matériaux. Le comportement radiatif du Pr2NiO4+δ est bien décrit en couplant la technique LR à une loi de milieux effectifs, tenant compte de la microstructure (porosité, grains) inférieure à la longueur d’onde. Les simulations de la réflectivité du graphite montrent en revanche un désaccord avec les données expérimentales, que l’on attribue à une variation des indices optiques des surfaces lors du polissage.
10
Veys, Delphine. "Évolution des propriétés physico-chimiques de surface des matériaux quasicristallins lors de sollicitations électrochimiques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL076N.
Анотація:
Ce travail porte sur l'étude d'alliages intermétalliques complexes (alliages quasicristallins et approximants) à base aluminium, de type AI-(Cu)-Fe-Cr. Il s'agit d'étudier et de comparer les propriétés physico-chimiques de surface (composition, structure, réactivité) d'alliages de compositions et de structures variées soumis à des sollicitations électrochimiques en surface (corrosion en milieu électrolytique agressif, vieillissement et oxydation à l'ambiante). L'étude est menée en partenariat avec Saint-Gobain dans le cadre d'une application potentielle de ces alliages sous forme de revêtements d'ustensiles de cuisson. La première phase a consisté à élaborer des alliages massifs AI-(Cu)-Fe-Cr et à les caractériser. Ensuite, nous avons étudié les propriétés de corrosion de ces alliages dans un milieu électrolytique contenant de l'acide citrique et des ions chlorure. Nous avons pu déterminer les différents mécanismes de corrosion mis en jeu et identifier certaines compositions d'alliages particulièrement résistants. Enfin, l'évolution des propriétés de surface sous sollicitation électrochimique a été envisagée. Dans le cadre de l'étude de la résistance à la corrosion, les propriétés de topographie, de composition et de structure des surfaces ont été analysées. Nous avons par ailleurs mis en évidence un phénomène de vieillissement des surfaces à l'ambiante pour des échantillons de type AI-Cr-Fe. Nous avons modélisé la surface de ces matériaux, son évolution en fonction du temps d'exposition à l'air et corrélé ces résultats à la réactivité chimique de surfaceThe main goal of this study is to understand how the surface properties of quasicrystalline and approximant alloys are modified when submitted to various kinds of electrochemical stress. The alloys are Al-based complex intermetallic phases of the AI-(Cu)-Fe-Cr system, submitted to either corrosion test in aggressive media or simply to oxidation and ageing in ambient conditions. Ln a first part, bulk alloys of the AI-(Cu)-Fe-Cr system were synthesized and their atomic structure was characterised. Then, the corrosion behaviour of these alloys was investigated with a view to identify the role of the chemical composition and of the crystallographic structure on their ability to resist corrosion attack in a medium containing citric acid and chloride anions. This work bas allowed us to âetermine the corrosion mechanisms and to identify some alloy compositions which demonstrate high-resistance against corrosion. The last part focusses on the evolution of surface structure and chemistry as a function of electrochemical stress. The topography, composition and structure of corroded samples were analysed. Ln addition, for AICrFe samples, we have highlighted an ageing phenomenon of the surfaces in ambient conditions. We have proposed a model describing the surface of these materials as a stacking of several layers with different chemistry. The surface ageing is modelled and related to the observed modifications of the chemical reactivity
11
Bouzziri, Miloudi. "Adhérence et propriétés physico-chimiques des couches de phosphate sur aciers et aciers revêtus de zinc." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10201.
Анотація:
Au cours de ce travail, nous avons mis en evidence l'influence de la nature du substrat (acier, galvanise et electrozingue), de la nature du procede de phosphatation (aspersion ou immersion), de l'etuvage des couches de phosphate, et des cycles de post-cuisson sur l'adherence des revetements de peinture (cataphorese et cataphorese + laque de finition) avant et apres vieillissement. Les meilleures performances sont obtenues sur l'electrozingue traite par immersion. Dans ce cas aucune variation significative n'est mise en evidence lors de l'etuvage des couches de phosphate, des cycles de post cuisson et du vieillissement humide. Par ailleurs, pour tous les systemes peints, un arrachement plus ou moins important de la couche de phosphatation est observe dans la zone d'amorcage de la rupture a la suite de l'essai mecanique de flexion trois points. Il est de notoriete que les performances des systemes duplex sont meilleurs lorsque les couches de phosphate sont formes de fins cristaux, recouvrant bien la surface metallique. Dans ces conditions, nous avons plus particulierement etudie l'adherence des couches de phosphate en fonction de la nature, concentration et vieillissement des bains d'affinage d'une part et en fonction du taux de nitrate ajoute dans le bain de phosphatation en tant qu'accelerateur d'autre part. Dans chacun des cas l'observation meb de la surface des echantillons phosphates et la caracterisation physico-chimique par empa, xrfs, xrd, et ftir des couches formees et des zones d'amorcages des ruptures ont ete effectuees. Nous avons montre que la taille des cristaux, le poids de couche et le taux de recouvrement dependent de la presence ou de l'absence des affineurs, de la nature des affineurs et de leur concentration dans le bain d'affinage et du vieillissement de ce dernier. Par contre la nature et composition chimique des cristaux formes semble etre independants de ces parametres, seul la nature du substrat a une influence, quant a l'adherence et le taux d'arrachement, ils dependent de l'ensemble de ces parametres. Les memes constatations sont faites lors de l'etude en fonction de la qualite du nitrate dans le bain de phosphatation. Dans la mesure ou la nature cristallographique des cristaux et leur composition chimique ne dependent que de la nature du substrat, les variations de l'adherence et du taux d'arrachement observes sont bien caracteristiques de l'adherence des cristaux sur le metal et des proprietes des couches superficielles non recouvertes de cristaux. En conclusion on peut admettre que l'adherence des cristaux de phosphate depend des proprietes des couches creees a la suite de l'affinage et de la transformation de ces couches lors du contact avec le bain de phosphatation
12
Hatte, Quentin. "Influence des conditions de mise en œuvre sur les propriétés de revêtements protecteurs : application à la corrosion sur acier." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4027.
Анотація:
Les peintures sont classiquement utilisées dans le domaine des énergies marines renouvelables pour protéger les structures acier de la corrosion. Afin d’améliorer l’adhérence et donc la durabilité de ces revêtements, des traitements de surface peuvent être employés. Habituellement, celui-ci est réalisé par sablage. Dans cette étude, des traitements de surface innovants ont été testés. Les technologies sol-gel et PVD HiPIMS ont montré de bonnes propriétés d’adhérence et de durabilité au vieillissement en milieu humide, ce qui en fait des candidats intéressants pour remplacer l’étape de sablage qui fragilise mécaniquement le système peinture. Par ailleurs, une industrialisation de ces méthodes nécessite une maîtrise parfaite des procédés. C’est pourquoi l’influence des paramètres de mise en oeuvre des revêtements par sol-gel et PVD a été étudiée. La cinétique de transition sol-gel est affectée par la température et l’humidité relative ce qui modifie les propriétés du gel formé. T et HR doivent donc être mesurées pour ajuster le temps de séchage. La croissance du revêtement PVD entraine la formation de contraintes résiduelles qui peuvent être évaluées par une méthode détaillée dans ce rapport. L’étude de ces phénomènes a permis de faire des suggestions en vue d’améliorer l’efficacité du revêtement. Par exemple, le niveau et le signe des contraintes pourront être modifiés en jouant sur l’épaisseur et la polarisation du porte-échantillon. Finalement, de nombreux tests de caractérisation physico-chimique ont été utilisés et les résultats obtenus ont pu être confrontés ce qui a permis d’évaluer de la pertinence des différents essaisPaints are conventionally used in the field of marine renewable energies to protect steel structures from corrosion. To improve the adhesion and therefore the durability of these coatings, surface treatments can be used. Usually, this is done by sandblasting. In this study innovative surface treatments were tested. The sol-gel and PVD technologies have shown good adhesion and durability properties in humid environments, making them attractive candidates for replacing the sandblasting step which mechanically weakens the paint system. In addition, an industrialization of these methods requires a perfect control of the processes. This is why the influence of the monitoring conditions on the sol-gel and PVD processes was studied. The sol-gel transition kinetics is affected by temperature and relative humidity which modify the properties of the gel formed. T and RH must therefore be measured to adjust the drying time. The growth of the PVD coating results in the formation of residual stresses that can be evaluated by a method detailed in this report. The study of these phenomena made it possible to make suggestions in view of improving the effectiveness of the coating. For example, the level and the sign of stresses can be modified by adjusting the thickness and bias voltage. Finally, many physicochemical characterization tests were used and the results obtained could be compared, that made it possible to evaluate the relevance of the various tests
13
Decarlis, Arnaud. "Modélisation de la conductivité thermique de matériaux hétérogènes : application aux revêtements de coque utilisés en acoustique." Aix-Marseille 1, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX11076.
Анотація:
Cette etude porte sur la determination de la conductivite thermique homogene equivalente de materiaux composites. Deux methodes ont ete developpees pour les deux types de materiaux etudies. Pour les materiaux de type alberich (materiaux presentant une periodicite), le probleme est prealablement reduit a l'aide de la periodicite et des symetries. Une methode de type elements finis est ensuite utilisee pour expliciter le coefficient de conductivite effective dans la direction normale au panneau. Le modele developpe permet de prendre en compte des inclusions de formes variees. Pour les materiaux de type micro-inclusionnaire, nous avons d'abord recherche les differentes approches qui permettent de predire le comportement conductif des melanges. Parmi les approches de moyenne volumique, de moyenne d'ensemble, de percolation ou d'encadrement, nous avons choisi d'utiliser la technique de moyenne volumique. Apres une etude exhaustive de tous les modeles derives de cette approche, nous avons selectionne le modele de landauer (ou de bruggeman symetrique) pour etre generalise a l'aide d'une methode numerique de type elements finis. Nous avons ainsi developpe une nouvelle methode (scfem) qui generalise la methode de landauer a toutes les formes d'inclusions. Le modele numerique est detaille et un grand nombre de resultats numeriques sont presentes. Le modele est valide pour les inclusions spheriques, en utilisant des comparaisons avec la solution analytique, des resultats experimentaux provenant de la litterature et l'encadrement par des bornes evoluees. Pour les autres formes d'inclusion, le seuil de pseudo-percolation est calcule. Les resultats obtenus sont qualitativement coherents. Pour les deux types de materiaux consideres, les modeles les plus adaptes ont ete selectionnes. Ils permettent aujourd'hui a l'industriel de se lancer dans une campagne d'optimisation multicritere des materiaux acoustiques qui prenne en compte les caracteristiques acoustiques, thermiques et de tenue a la pression.
14
Cadoret, Yannick. "Effet du platine et du soufre sur l' oxydation des revêtements protecteurs β (beta)-NiA1 à haute température : applications aux barrières thermiques". Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066189.
15
Duquesne, Sophie. "Etude des procédés d'ignifugation de substrats polymères par revêtements intumescents : application aux polyuréthanes." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-Duquesne.pdf.
Анотація:
Cette étude s'intéresse aux procédés d'ignifugation de substrats polymères par application de revêtements intumescents. Elle porte plus particulièrement sur l'ignifugation d'une mousse rigide de polyuréthane (PU) obtenue par application d'un revêtement constitué d'un liant PU et d'un additif "retard au feu" (RF). L'évaluation des propriétés RF de la mousse revêtue prouve l'intérêt de l'ajout de polyphosphate d'ammonium (APP) ou de graphite expansible (EG) dans le revêtement. Une approche de la toxicité des effluents gazeux émis sous différentes conditions de dégradation montre une réduction de l'émission de gaz toxiques (en particulier CO et HCN) dans le cas des revêtements ignifugés. L'étude du mécanisme de la dégradation et de la carbonisation des différents revêtements permet de mieux comprendre le mode de protection au feu des deux additifs étudiés. Pour le système PU/APP, des interactions additif / polymère conduisant à la formation d'un résidu stable à haute température sont mises en évidence. Ce phénomène n'est pas observé pour la formulation PU/EG. Une approche chimique du processus de carbonisation des revêtements PU, PU/APP et PU/EG montre qu'en présence d'APP, une structure phosphocarbonée stable se forme et que le processus de carbonisation inclut des mécanismes radicalairesConcernant le système PU/EG, une faible modification du processus de carbonisation naturelle du PU est observée. La caractérisation du processus de carbonisation, menée selon une approche physique met en évidence une aptitude à la déformation de la structure carbonée formée par dégradation du revêtement PU/APP. Aucours d'un incendie, cette structure va donc se déformer plutôt que de se fissurer et ainsi permettre un maintien des performances RF. Dans le cas du système PU/EG, l'épaisseur importante, la faible densité et, comme il est possible de le supposer la faible conductivité thermique du bouclier intumescent permettent de comprendre le mode d'action de l'EG
16
Antou, Guy. "Améliorations de revêtements barrières thermiques par un procédé de refusion laser in situ utilisant un laser à diodes." Strasbourg 1, 2004. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2004/ANTOU_Guy_2004.zip.
Анотація:
Les barrières thermiques, réalisées par projection thermique à la torche à plasma d'arc soufflé et constituées d'une couche céramique de zircone stabilisée notamment à l'yttrine (ZrO2-Y2O3), sont largement utilisées pour protéger les composants des turbines à gaz aéronautiques des dégradations à haute température, de la corrosion et de l'oxydation. Toutefois, ces revêtements se dégradent lors des cycles de fonctionnement. Aussi, il existe une véritable difficulté technologique pour élaborer à un coût modéré des barrières thermiques présentant à la fois de faibles caractéristiques de conductivité et une bonne tenue en service. L'originalité de cette étude est donc de modifier les propriétés de barrières thermiques à base de zircone partiellement stabilisée par un procédé de refusion laser in situ couplant la projection thermique à la refusion par irradiation laser. Au final, le procédé de refusion in situ a permis d'architecturer différemment les dépôts barrières thermiques, et notamment : (i) de substituer à la microstructure lamellaire des dépôts projetés une microstructure dendritique colonnaire plus adaptée aux sollicitations thermomécaniques (augmentation de la résistance aux chocs isothermiques pouvant aller jusqu'au doublement du nombre de cycles) ; (ii) d'obtenir une architecture poreuse moins sensible au frittage, d'où une meilleure conservation des propriétés thermiques et mécaniques du dépôt lors de maintiens à hautes températures ; (iii) d'améliorer les propriétés d'isolation thermique de la barrière thermique, notamment en réduisant la conductivité thermique du dépôt d'environ 30 % ; (iv) de diminuer drastiquement sa perméabilité pour lutter contre l'oxydation et la corrosion ; (v) d'obtenir une phase tétragonale métastable plus stable lors de chocs thermiques ; (vi) de conserver les propriétés élastiques du dépôt (module de Young intrinsèque et apparent)Yttria partially stabilized zirconia thermal barrier coatings (TBCs) are nowadays widely used to protect components of aero gas turbines against degradation at high temperature, corrosion and oxidation. However, these coatings degrade in service conditions. Therefore, to manufacture TBC which present both low thermal conductivity and high life-time is a real challenge. Engineering the coating architecture by an adapted process is a prerequise to modify TBC characteristics. In this study, laser remelting was combined to thermal spraying in order to modify the TBC properties. The purpose was to adapt TBC characteristics during their manufacturing process, without adding one or even more additional steps. In situ laser treatment (i) changes structure from lamellar to dendritic columnar; (ii) generates a pore architecture less sensitive to sintering, inducing then a best conservation of the thermal and mechanical properties during thermal treatments at high temperatures; (iii) improves the thermal insulation properties of the TBC by decreasing its thermal conductivity of about 30 %; (iv) decreases its permeability in order to diminish oxidation and corrosion phenomena; (v) increases the resistance to isothermal shocks (with the possibility to double the number of cycles); (vi) conducts to a metastable tetragonal phase more stable during thermal shocks; (vii) without modifying elastic response of the deposit
17
Barakat, Yosry Fathallah Moustafa. "Dopage du dioxyde de titane par oxydation anodique : étude analytique et structurale, conséquences sur les propriétés protectrices." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMP0E69.
Анотація:
L'importance industrielle du titane et de ses alliages a montré la nécessité d'un développement technologique des méthodes de protection contre ce métal. Du point de vue électrochimique, le métal peut-être protégé par des traitements cathodiques ou anodiques. Dans ce travail, nous avons choisi la deuxième voie de protection, où nous avons appliqué une technique de dopage du dioxyde de titane par l'anodisation. Ce dopage d'oxyde a été réalisé dans différents milieux tant acides que basiques. Les conditions électrochimiques appliquées sont diverses, elles incluent la nature de l'électrolyte, sa concentration, la température, la densité de courant. La couche anodique formée est analysée qualitativement et quantitativement par différentes méthodes physiques comme SDL, SIMS, XPS et MAN. Les résultats de ces analyses nous ont fourni des informations très importantes sur la composition, la structure de la couche anodique et les éléments étrangers incorporés au cours de l'anodisation. L'effet de ces éléments incorporés sur l'oxydation à haute température a été examiné entre 550 et 660°C. Les courbes cinétiques obtenues montrent un ralentissement net du phéomène d'oxydation par rapport à des échantillons de titane non anodisés.
18
Tlili, Brahim. "Caractérisation de films durs multicouches élaborés par pulvérisation magnétron : influence des conditions d'élaboration sur leurs propriétés." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00573968.
Анотація:
L'objectif de ce travail était de développer et caractériser une nouvelle génération de revêtements multicouches de type nitrures dont le métal constituant la base est le chrome, et de comprendre les mécanismes de dégradation, tant d'un point de vue physico-chimique que tribologique, afin de définir des règles d'élaboration optimisées ultérieurement. En raison des conditions auxquelles ils sont soumis, ces dépôts doivent présenter des caractéristiques particulières. Dureté, propriétés tribologiques et thermiques optimisées sont les premières à considérer, compte tenu de leur application potentielle dans le domaine de l'usinage. En outre, ils doivent présenter une bonne tenue à l'oxydation à chaud en raison de l'élévation de température concomitante au frottement. Nous avons développé et caractérisé ainsi des revêtements multicouches (CrN/CrAlN et Cr/CrN/CrAlN) en faisant varier les conditions d'élaboration des monocouches, nous avons déterminé les conditions optimales de réalisation des multicouches. Par la suite, les films élaborés dans ces conditions optimales ont été étudiés et caractérisés. Nous nous sommes intéressés en particulier à leurs morphologies, leurs propriétés physico-chimiques et leurs caractéristiques mécaniques (dureté, contraintes résiduelles, adhérence et propriétés tribologiques). Les résultats obtenus dans cette étude apportent une contribution à la compréhension des mécanismes complexes d'endommagement des revêtements multicouches.
19
Maurin, Vanessa. "Revêtements poudres UV : mécanismes de polymérisation et étude des relations structures / propriétés." Thesis, Mulhouse, 2012. http://www.theses.fr/2012MULH4091.
Анотація:
Inscrite dans le cadre d’un projet ANR, la thèse porte sur l’étude et le développement des revêtements poudres UV en vue du recouvrement de panneaux de bois. La thèse détaille les spécificités de ces formulations et de la technologie associée afin de constituer une bibliographie solide propre à ce domaine. Les travaux expérimentaux se basent sur des formulations modèles comprenant une résine poudre UV (uréthane diacrylate ou polyester diméthacrylate) et un photoamorceur. Une étude mécanistique permet de montrer les influences de la température et de la viscosité, de l’intensité lumineuse et de l’atmosphère sur la réactivité des formulations modèles. Il est également démontré que les mécanismes de terminaison spécifiques à ces systèmes suivent des processus mixtes: bimoléculaire, pseudo-monomoléculaire et recombinaison des radicaux primaires. La prédominance des différents processus dépend de l’avancement de la réaction. La formation du réseau de réticulation est ensuite étudiée en fonction de la source d’irradiation: convoyeur semi-industriel doté de lampes UV ou système LED émettant autour de 395 nm. Les caractéristiques du réseau de réticulation (Tg, densité de réticulation, module d’Young) sont reliées aux propriétés des revêtements finaux (flexibilité, résistance à la rayure ou au solvant). L’utilisation d’acrylates multifonctionnels a un impact sur les longueurs de chaînes et la densité de réticulation. En vue d’applications spécifiques, il est finalement proposé d’incorporer une argile modifiée avec de l’Argent au sein des formulations modèles pour obtenir des revêtements poudres UV antibactériens homogènes possédant de bonnes propriétés de résistanceIn the frame of a project of the Agency National Research (France), the thesis deals with the study and the development of UV powder coatings dedicated to wood based panels. The work describes the main features of these formulations and the associated technology in order to offer a strong bibliography specific to this area. The experiments are based on model formulations containing an UV powder resin (diacrylate urethane or dimethacrylate polyester) and a photoinitiator. A mechanistic study allows highlighting the influence of temperature and viscosity, light intensity and atmosphere on the reactivity of the model formulations. It is also shown that the termination mechanisms specific to theses systems follow mixed processes: bimolecular, pseudo-monomolecular and primary radical termination. The predominance of the different processes is related to the reaction conversion. The building of the crosslinking network is then studied depending of the irradiation source: semi-industrial conveyor equipped with UV lamps or LED system emitting around 395 nm. The characteristics of the crosslinking network (Tg, crosslinking density, Young’s modulus) are linked to the final coatings properties (flexibility, scratch and solvent resistance). The incorporation of multifunctional acrylates affects the chains length and crosslinking density. To reach specific applications, it is finally proposed to add a silver-modified clay into model formulations to obtain homogeneous antibacterial UV powder coatings exhibiting good resistance properties
20
Lewis, François. "Étude sur les propriétés d'adhérence des revêtements fluorocarbonés déposés par plasma sur l'acier inoxydable 316L pour les stents coronariens." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/26602/26602.pdf.
Анотація:
Les stents coronariens sont des dispositifs médicaux utilisés pour soutenir mécaniquement les artères atteintes d’athérosclérose. Cette maladie se caractérise par l’accumulation de dépôts lipidiques à la surface des parois artérielles, ce qui provoque une diminution du diamètre effectif de l’artère et la perturbation du débit sanguin. Les stents sont principalement constitués d’une structure métallique recouverte d’un polymère. Malgré leur succès commercial, plusieurs lacunes au niveau de l’adhérence sont rapportées à la suite de leur expansion, telles que des délaminations et l’apparition de fissures. Ces défaillances affectent notamment l’efficacité des stents. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier cette problématique en utilisant des revêtements fluorocarbonés déposés par plasmas.
Ces travaux doctoraux proposent une nouvelle technique d’évaluation de l’adhérence appelée, le Small Punch Test. Cette méthode reproduit l’expansion d’un stent sur des échantillons plats ce qui facilite les caractérisations des revêtements après déformation. Des caractérisations au microscope électronique à balayage ainsi qu’au microscope à force atomique ont permis d’évaluer l’influence de l’épaisseur des revêtements sur leur cohésion. Des fissures ont été observées sur les échantillons possédant une épaisseur supérieure à 35 nm.
Afin de déposer des revêtements à faible teneur en nano-pores et d’augmenter leur stabilité en milieu aqueux, ces travaux étudient également la croissance et les propriétés des revêtements fluorocarbonés en fonction de différents décapages plasmas. Les décapages d’hydrogène ont notamment conduit à la formation d’hydroxydes à la surface de l’acier qui ont agit comme initiateur à la polymérisation. Le revêtement ainsi formé possède une teneur réduite en nano-pores, est riche en CF2 et est composé de longues chaînes polymères tel qu’observé par XPS, ToF-SIMS et FTIR. Cependant, les décapages plasmas ont modifié et réduit l’épaisseur de la couche d’oxyde de l’acier inoxydable ce qui l’a rendue plus sensible à une post-oxydation.Coronary stents are medical devices used to provide internal scaffolding to stenosed arteries. This disease is characterized by the deposition of lipids on the artery wall, a decrease of the artery diameter and blood flow disturbance. The stents are mainly made of a metal structure coated with a polymer film. Despite their commercial success, many adhesion problems are reported after their expansion, such as coating delamination and cracking. These coating failures decrease the stent’s efficiency and durability. The aim of this thesis was to study this problem using fluorocarbon coatings deposited by plasma polymerization This thesis proposes a new technique, named Small Punch Test, to evaluate the coating adhesion. This method simulates the stent expansion on flat substrates, which facilitates the evaluation of the coating properties after deformation. Scanning electron microscope and atomic force microscope investigations showed the importance of the coating thickness on their cohesion properties. Cracks were observed on specimens with a coating thickness higher than 35 nm. To deposit coatings with a low density of nano-defects and to increase their stability in aqueous media, this research investigates the growth and properties of fluorocarbon films deposited on plasma etched substrates. Hydrogen plasma played a key role, with the formation of hydroxide as film growth initiator. During the first polymerization steps, hydroxides may lead to the formation of fluorocarbon coatings with low nano-defect density, high content in CF2 and long polymer chains, as observed by XPS, ToF-SIMS and FTIR. However, plasma etchings modified and lowered the oxide layer thickness of stainless steel and increased the sensitivity of samples to post-oxidation.
21
Masson, Cécile. "Caractérisation des films passifs formés sur aciers inoxydables en milieux électrolytiques : modélisation par spectrométrie d'impédance." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10155.
Анотація:
Ce travail est consacre a l'etude des proprietes des films passifs formes sur aciers inoxydables en milieux electrolytiques. Les caracteristiques physico-chimiques des films passifs conditionnent leur proprietes protectrices et donc la plus ou moins grande resistance a la corrosion des aciers inoxydables. Au cours de ce travail, nous avons donc cherche a etablir une relation entre les proprietes electriques des films passifs, leur composition chimique et leur structure. Dans une premiere partie, l'etude du comportement electrochimique des films passifs formes sur differents aciers est realisee par des techniques electrochimiques classiques de mesure de tensions d'abandon, de test de piqure et de voltammetrie cyclique. Dans une seconde partie, les proprietes electriques des films passifs ont ete etudiees par spectrometrie d'impedance. La caracterisation des couches passives etant difficile a partir des diagrammes d'impedance obtenus, les resultats experimentaux sont retraites soit en terme de capacite de charge d'espace d'un semi conducteur, soit en terme de capacite complexe. Les resultats obtenus par la premiere approche mettent en evidence les proprietes electroniques du film passif qui se comporte comme un semi-conducteur de type n fortement dope sur une plage de tensions reduite. L'existence de reactions d'oxydo-reduction dans le film passif revelee par voltammetrie cyclique et les variations d'epaisseur observees par spectrometrie esca permettent de proposer, dans la deuxieme approche, une modelisation du film de passivation. Le schema electrique equivalent propose assimile le film passif a un materiau dielectrique hote au sein duquel se produit des variations du degre d'oxydation et qui echange des charges avec le milieu electrolytique
22
El, Alaoui Sidi Mohammed. "Elaboration et étude des revêtements réfractaires sur un acier inoxydable austenitique Fe-Ni-Cr." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30095.
Анотація:
L'élévation de température du fonctionnement des machines thermiques et notamment des moteurs (chambres de combustion, turbines des moteurs aéronautiques. . . ) permet d'augmenter leur rendement en vue d'économie d'énergie. Le problème majeur du fonctionnement à haute température est celui de la tenue à l'oxydation des métaux et alliages. L'emploi de barrières de diffusion et de barrières thermiques constituées de matériaux réfractaires permet de pallier à ce problème. L'efficacité de ces barrières dépend de leur formulation qui est liée à leurs conditions de fabrication. Ce travail s'inscrit dans le développement de revêtements céramiques (alumine) élaborés par chimie douce pour protéger les aciers inoxydables réfractaires et les super alliages contre l'oxydation à haute température. Ces revêtements sont obtenus par voie chimique, sur un substrat préalablement fonctionnalisé par un traitement de conversion. Les résultats présentés concernent un revêtement d'alumine sur un substrat en acier inoxydable austénitique. Une première étape a été l'optimisation du traitement de conversion et notamment la formulation du bain pour fonctionnaliser le substrat. Les couches de conversion obtenues sont nanostructurées et présentent un caractère fractal. Dans une deuxième étape, l'utilisation de la Méthodologie de la Recherche Expérimentale (M. R. E) nous a permis d'optimiser les conditions du dépôt d'alumine ; il s'agit d'un dépôt induit par électrolyse et particulièrement adhérent. Deux paramètres importants ont été étudiés: le temps et la densité du courant. Ces dépôts caractérisés par spectrométrie de masse des ions secondaires (SIMS), par Diffraction des RX et MEBrévèlent des gradients de concentration en élément réfractaire ce qui explique la bonne résistance à l'écaillage. Les tests thermogravimetriques ont montré une amélioration très significative de la tenue à l'oxydation à haute température de l'acierThe rise in temperature of operation of the heat engines and in particular of the engines (combustion chambers, aeronautical turbines of engines. . . ) makes it possible to increase their output for energy saving. The major problem of operation at high temperature is that of the behaviour to oxidation of metals and alloys. The use of thermal refractory material barrier and diffusion barriers made up makes it possible to mitigate this problem. The effectiveness of these barriers depends on their formulation which is related to their conditions of manufacture. This work falls under the development of ceramic coatings (alumina) worked out by soft chemicals to protect the refractory stainless steels and super alloys against oxidation at very high temperature. These coatings are obtained by chemical way, on a substrate functionalized beforehand by a treatment of conversion. The results presented relate to an alumina coating on austenitic stainless steel substrate. A first stage consisted in optimizing the treatment of conversion and in particular the formulation of the bath to functionalize the substrate. The layers of conversion obtained are nanostructurées and present a character fractal. In a second stage, the use of the Experimental design methodology (M. R. E), us made it possible to optimize the properties of the alumina deposit; it is about a deposit induced by electrolysis and particularly member. Two significant parameters were studied: the time and density of current. These deposits characterized by spectroscopie of mass of the secondary ions (SIMS) and Diffraction of the X-ray reveal gradients of concentration in radiant what explains good resistance to chipping. The tests thermogravimetric showed a very significant improvement of the behaviour to oxidation at high temperature of steel
23
Ganda, Hassane. "Méthode de mesure de l'émissivité spectrale directionnelle de matériaux à haute température : mise au point et application à des revêtements céramiques." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30178.
Анотація:
Une revue bibliographique des differentes methodes de mesure des emissivites spectrale et totale et des proprietes thermooptiques associees a ete etablie ainsi que la description de differents appareillages utilises a haute ou a moyenne temperature. Dans le second chapitre, une methode de determination simultanee de l'emissivite spectrale directionnelle et de la temperature de materiaux de natures diverses a ete developpee. Elle repose sur la mesure de la temperature de luminance monochromatique et la determination de la reflectivite spectrale directionnelle hemispherique, a partir de la mesure de la reflectivite spectrale bidirectionnelle en rayonnement polarise. Sa mise en oeuvre necessite l'utilisation d'un laser a longueur d'onde variable et d'un pyrometre optique monochromatique. L'appareillage de mesure mis au point est utilisable pour des materiaux opaques, dans le domaine 0,4 a 1m, (domaine pouvant etre etendu au-dela), pour des temperatures pouvant atteindre 2500 k, dans differentes conditions d'incidence et d'atmosphere. Nous montrons egalement comment la methode peut etre etendue aux materiaux semitransparents, par des mesures complementaires de transmission. Dans le troisieme chapitre, nous avons cherche a modeliser les proprietes optiques des revetements ceramiques etudies. Apres avoir passe en revue les differents modeles susceptibles d'etre utilises, nous avons adopte celui, dit des 4 flux, permettant de calculer le facteur spectral normal de reflexion, d'un revetement semitransparent applique sur un substrat quelconque. Dans le quatrieme chapitre, nous presentons les resultats obtenus avec trois types de revetement ; i) oxydes refractaires (alumine, zircone, oxyde de lanthane, oxyde de neodyme, et oxyde d'erbium), etudies sous forme de revetements frittes sur substrat metallique ; ii) le nitrure d'aluminium sous forme de couche mince sur un substrat opaque ; iii) des couches a base d'oxyde de fer, de chrome et de nickel sur acier inoxydable. Nous avons utilise le modele retenu pour analyser le comportement optique des revetements ceramiques
24
Malassenet, Lise. "De l’étude des paramètres physico-mécaniques des revêtements vers le développement de finitions performantes sur bois en extérieur." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0204.
Анотація:
Exposé aux intempéries, le bois est sujet à des dégradations esthétiques et subit des variations dimensionnelles dues aux alternances de périodes sèches et humides. Son utilisation en extérieur nécessite donc l’application d’une finition (peinture, lasure) pour le protéger. Le revêtement doit être assez souple pour suivre les variations du bois tout en étant assez dur pour résister à de potentiels impacts (grêle). Les performances mécaniques du revêtement jouent donc un rôle primordial dans sa durée de vie. Pourtant, actuellement en Europe, les performances des revêtements sont principalement évaluées à travers des tests de vieillissement suivis d’évaluations visuelles, de mesures de couleur et de brillance et de mesures d’adhérence. L’objectif de ce travail est de mettre en place une méthodologie approfondie d’évaluation des performances des revêtements afin de mieux comprendre les phénomènes régissant le vieillissement des revêtements. La finalité de ce projet est le développement industriel de revêtements innovants sur bois pour un emploi extérieur avec de bonnes performances tout au long de leur durée de service. A travers notre étude, les performances de revêtements traditionnels ont été évaluées avec les tests obligatoires dans la série de norme EN 927 ainsi qu’avec d’autres méthodes (destructives et non destructives) permettant d’avoir une connaissance approfondie de leurs propriétés physico-mécaniques. Ainsi, des mesures de dureté pendulaire, d’extensibilité du revêtement par indentation ou encore des tests de traction sur films libres ont été réalisés. Le pendule de Persoz a particulièrement été investigué comme un outil permettant d’avoir une approche simple et rapide des propriétés mécaniques du revêtement. Ce travail a démontré un lien entre la dureté pendulaire et les performances des revêtements. Les tests de traction de films libres ont permis d’étayer ces résultats en démontrant une corrélation entre la dureté pendulaire et certaines propriétés mécaniques. Enfin, l’étude des variations de dureté pendulaire au cours du vieillissement a permis de mieux comprendre l’apparition des dégradations et a conduit à l’établissement de seuils de performance. Ces résultats ont permis la sélection et l’élaboration de nouvelles formulations photopolymérisables adaptées à une utilisation extérieure. Celles-ci sont constituées d’un mélange de monomères polyfonctionnels (ou diluants réactifs) et d’oligomère(s) combiné(s) à un photoamorceur. Ces différents constituants ont été sélectionnés permettant le développement d’une formulation avec de bonnes performances au vieillissementWood used outdoors is subject to aesthetic damages and to dimensional variations due to alternation of dry and wet periods. Therefore, a protection with a coating is recommended. Coatings need to be soft enough to follow variations of wood and at the same time hard enough to be able to withstand possible damages (impact). Hence, mechanical properties of coatings play a major role in their service life. However in Europe, coating performances are mainly assessed through weathering tests followed by visual assessments, color and gloss measurements and adherence tests. The aim of this work is to develop a thorough methodology to assess coating performances in order to better understand the resistance of coatings to weathering. The final objective of this project is an industrial development of innovating wood coatings for outdoors with good performances to weathering during their service life. Through our study, performances of commercial coating were assessed using conventional standardized tests from the EN 927 series but also with other methods in order to gain an extensive understanding of their physic-mechanical properties. Hence, damping and indentation tests on coated wood were investigated as well as tensile tests on free films. Persoz pendulum was particularly used as a tool to approach easily and quickly mechanical properties of coatings. This work established a link between damping test results and coating performances exposed to artificial and natural weathering. Tensile tests on free films have supported these results as a good correlation between damping hardness and some mechanical properties was found. Last but not least, the analysis of damping hardness variations versus weathering time has lead to a better understanding in the development of damages and to the establishment of performance specifications. These results allowed us to select and formulate new UV-curing formulations for outdoors. They are made of a mixture of monomers and oligomers combined with photoinitiators. At this stage, the methodology developed to assess performances has allowed the selection of the best constituents to ensure good performances to weathering
25
Arfan, Éléonore. "Tenue thermomécanique des dalles d'impact des poches à acier en céramiques réfractaires." Cachan, Ecole normale supérieure, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00661179.
Анотація:
La dalle d’impact est une zone du revêtement en céramique réfractaire du fond de la poche à acier, renforcée pour résister aux sollicitations thermomécaniques induites par l’impact du jet d’acier liquide lors du remplissage. Les résultats d’une enquête menée sur un site de production sont d’abord présentés. Les causes et les modes de dégradation observés sur différents types de dalles ont été identifiés et l’influence de certains paramètres du procédé d’affinage de l’acier sur la durée de vie de la dalle a été évaluée. Une campagne d’essais mécaniques de compression simple et de flexion 3-points a ensuite été réalisée jusqu’à 1500°C sur différents types de bétons réfractaires alumine-magnésie formant des spinelles MgAl2O4. Elle a permis de caractériser le comportement mécanique de ces céramiques et les déformations induites par les changements de phases se produisant à haute température. Une loi de comportement thermoélasto-viscoplastique prenant en compte les changements de phases a été construite pour décrire le comportement en service des réfractaires. La dernière partie du document est consacrée à des simulations numériques réalisées avec les codes de calculs FLUENT et ABAQUS. Elle vise à décrire le comportement thermique et mécanique de la dalle d’impact au cours d’un cycle d’affinage et en particulier lors de l’impact du jet de métal liquide. Associées à des observations de la microstructure et des données recueillies sur le procédé d’affinage, ces simulations ont permis de reconstruire l’historique des sollicitations s’appliquant sur la dalle et de mieux comprendre à quelles étapes du procédé d’affinage certaines dégradations observées pouvaient être attribuéesThe impact pad is a reinforced zone of the refractory lining of the bottom part of the steel ladle designed to resist against thermo-mechanical loads due to the liquid steel impact during filling. Results of an inquiry performed on a steel plant are first presented. Degradations observed on different kinds of impact pad materials have been indentified and the influence of process parameters on their life span has been evaluated. Mechanical experiments (compression tests and three-point bend tests) have been performed up to 1500°C on different alumina-magnesia refractories. They allow for the characterization of the thermomechanical behaviour and the strains due to phase-transformations at high temperatures. A thermo-elasto-viscoplastic model taking into account the phasetransformations is proposed. The last part deals with numerical simulations carried out with ABAQUS and FLUENT softwares. These computations aim at describing the thermal and mechanical behaviour of the impact pad during the steel making process, and more precisely during the impact of the liquid steel. Combined with micro-structural observations and refining process data, these simulations enabled us to figure out how the different types of loads might be responsible for the degradations observed on worn impact pads
26
Daniel, Priscillia. "Etude des propriétés électriques de câbles isolés au polyéthylène réticulé en présence de cavités gazeuses et vieillis sous tensions DC ou DC avec harmoniques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT114.
Анотація:
Dans le but de favoriser l’intégration des énergies renouvelables, les réseaux de transport sous haute tension continue (HVDC) sont privilégiés. L’interface entre les réseaux AC et DC est assurée par des convertisseurs de puissance qui génèrent des harmoniques. Il est établi que, lors de la réticulation du polyéthylène (PER – XLPE), des microcavités apparaissent dans la matrice du polymère. L’objectif de la thèse est donc d’examiner l’impact éventuel des harmoniques en présence de microcavités. Suivant leur taille et les conditions de champ électrique, les microcavités piégées dans le XLPE peuvent être le siège de décharges partielles (DP). Deux types de câbles différents ont été vieillis : un câble moyenne tension AC (MVAC) comprenant des défauts de tailles millimétriques provoqués artificiellement et un minicâble avec un grade de XLPE pour HVDC. Les tronçons de câbles MVAC ont été soumis à des contraintes en tension DC sous des températures de 90 à 120°C. Les minicâbles ont subi des contraintes en tensions superposées DC+AC à 1800 Hz et à des températures de 70 et 90°C. Ces vieillissements ont été caractérisés par des mesures de DP, de courant et de spectroscopie diélectrique. En présence de cavités millimétriques, les vieillissements ont provoqué une baisse de la tension d’apparition des DP (TADP) et une augmentation de l’amplitude des DP. Pour les minicâbles, les valeurs TADP mesurées ont été attribuées, selon le modèle proposé, à des cavités de l’ordre de 10 µm de diamètre. Les courants de conduction ont augmenté et le seuil d’apparition des charges d’espace diminué en fonction des vieillissements subis. Enfin, les caractérisations de spectroscopie diélectrique ont montré des différences de la réponse spectrale entre des vieillissements thermiques et électrothermiques. Une simulation numérique a permis d’estimer les renforcements de champ électrique sous tension DC dans des cavités sphériques et délaminations. Ces facteurs sont plus élevés que ceux utilisés sous tension AC. L’implication des charges d’espace dans les phénomènes de DP dans les cavités est discutée sur la base de ces mesures et simulationsIn order to accommodate large scale renewable energy, electrical networks integrates more and more high-voltage direct current (HVDC) systems. Interface between AC and DC networks is ensured by power converters which also generate harmonics. It is known that during crosslinking process of polyethylene (XLPE), microcavities appear inside polymer matrix. This study aims to examine possible impact of these harmonics in presence of microcavities. Depending on their size and on the electrical field, partial discharges (PD) can occur in these microcavities. Two types of cables have been aged: a medium voltage AC (MVAC) cable with millimetric cavities induced artificially and a model cable with an HVDC XLPE grade. MVAC cable sections have been submitted to DC voltage under temperatures between 90 to 120°C. Model cables have been subjected to superimposed DC plus 1800 Hz AC voltages under temperatures from 70 to 90°C. Ageing have been characterized by PD, current and dielectric spectroscopy measurements. In presence of millimetric cavities, ageing have caused a decrease in PD inception voltage (PDIV) and an increase in PD magnitude. For model cable, PDIV values have been assigned, according to a proposed model, to cavities of about 10 µm in diameter. Conduction currents were increased and space charges threshold field decreased depending on ageing. Finally, dielectric spectroscopy characterisations have shown differences between thermal and electrothermal ageing. Electrical field enhancement factors under DC voltage have been estimated in various cavity geometries thanks to numerical simulations. These factors reveal to be higher than the ones used under AC voltage. Space charges involvement in PD phenomena inside cavities is discussed based on measurements and simulations
27
Boulesteix, Claire. "Synthesis, environmental degradation and repairability of slurry aluminium coatings elaborated on steels employed in power plants." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS022/document.
Анотація:
L’augmentation des températures et des pressions de travail des centrales de production d’énergie représente un enjeu considérable en termes de réduction d’émission de polluants et d’augmentation d’efficacité énergétique. Pour cela, des matériaux plus performants par rapport à ceux employés actuellement doivent être utilisés afin de résister aux environnements sévères (hautes températures, 100% vapeur d’eau, pression…). Malgré les bonnes propriétés mécaniques de bon nombre d’aciers, l’application d’un revêtement protecteur capable de former une couche d’oxyde dense, protectrice et stable à haute température, est essentielle. Ainsi, dans le cadre du projet Européen FP-7 « POEMA », nous nous sommes intéressés aux mécanismes de formation de revêtements de diffusion d’aluminium sur des aciers ferrito-martensitiques et austénitiques fréquemment employés dans ce type de centrales. Des études sur la colmatation des fissures éventuellement parues durant l’aluminisation des aciers ont été également réalisées. Les mécanismes de dégradation des revêtements B2-(Fe (Ni))Al ont ensuite été étudiés sous 100% vapeur d’eau et sous air à 650 et 700°C jusqu’à 10000 heures et sous différentes pressions (1 et 300 bar). Nous avons démontré que la pré-oxydation induite lors de l’élaboration du revêtement permet de faire croître une fine couche protectrice de α-Al2O3 qui se développe au cours de l’oxydation. Cependant, les longues expositions sous fortes pressions de vapeur promeuvent la diffusion cationique de Fe, ceci donnant lieu à des petits nodules surfaciques d’oxyde. Enfin, les mécanismes de dissolution des revêtements avec un acide dilué ont été étudiés afin de montrer la possibilité de décaper puis de réaluminiser les matériaux initialement revêtusHigher energy efficiencies can be achieved by the increase of temperatures and pressures in power plant, thus allowing the reduction of the polluting emissions. Therefore, more efficient materials, compared to those currently employed, have to be used in order to resist to harsh environmental conditions (high temperatures, steam, pressure…). Despite of the good mechanical properties of many steels, the elaboration of a protective coating able to form a dense, protective and stable oxide layer at high temperature, is necessary. Thus, in the framework of the “POEMA” European project, the mechanisms of the formation of aluminium diffusion coatings were studied on ferritic-martensitic and austenitic stainless steels that are currently employed in power plants. The sealing of cracks eventually created during the aluminisation of steels was also studied. The degradation mechanisms of the B2-(Fe (Ni))Al coatings were then studied in steam and in air at 650 and 700°C up to 10000 hours and under different pressures (1 and 300 bar). We have demonstrated that the pre-oxidation induced during the elaboration of coatings grew a thin protective oxide scale composed of α-Al2O3 which developed further upon oxidation. Nevertheless, the long exposures under high steam pressures promoted the cationic diffusion of Fe, thus allowing the formation of small surface oxide nodules. Finally, the dissolution mechanisms of coatings with a diluted acid have been studied in order to demonstrate the possibility of strip and realuminise the materials initially coated
28
Houel, Amélie. "Revêtements polyesters hybrides organiques-inorganiques par voie sol-gel." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821407.
Анотація:
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.
29
Skiba, Stephane. "Caractérisation thermomécanique et détermination de lois de comportement de revêtements abradables de compresseurs basse et haute pression de turboréacteurs pour de larges gammes de vitesses de déformation et de températures." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0324.
Анотація:
Les revêtements abradables présents dans les joints d'étanchéité dynamiques des turboréacteurs sont impliqués dans des interactions sévères lors des contacts aubes/abradable. Suivant les étages du compresseur, celles-ci se produisent dans des environnements pouvant atteindre 350°C à 800°C, respectivement pour le compresseur basse pression (CoBP) et haute pression (CoHP). La vitesse de rotation élevée des aubes est à l'origine de chargements dynamiques complexes combinant compression, traction et cisaillement dans les revêtements abradables. La connaissance du comportement thermomécanique de ces matériaux sous sollicitations extrêmes est un point crucial dans la compréhension des interactions aubes/abradable et leur simulation numérique. Ces travaux proposent de caractériser le comportement thermomécanique en conditions représentatives de chargement pour deux matériaux abradables, un AlSi-PE du CoBP et un CoNiCrAlY-hBN du CoHP. Le banc expérimental des barres d'Hopkinson (SHPB) a permis de réaliser une étude du comportement en compression de ces abradables pour des vitesses de l'ordre de 103 s-1 et en température jusqu'à 350°C et 800°C en fonction du type d'abradable considéré. Des essais quasi statiques en température ont complété la caractérisation en compression des deux matériaux abradables de l'étude. En complément, des essais de cisaillement dynamique et de chargements complexes, dits essais brésiliens, quasi statiques et dynamiques ont été entrepris dans le cas de l'abradable AlSi-PE. L'intégralité de ce travail de caractérisation thermomécanique a été rendu possible grâce à la capacité d'obtenir des éprouvettes à partir de revêtements abradables bruts projetés sur de fortes épaisseurs. L'abradable AlSi-PE a montré un comportement ductile en compression dépendant fortement de la vitesse de déformation et de la température. L'abradable CoNiCrAlY-hBN exhibe quant à lui un comportement plus fragile en compression non sensible à la température mais sensible à la vitesse déformation. Le comportement thermomécanique en compression, sur une large plage de vitesse de déformation variant de 10-3 s-1 à 103 s-1 et en température des abradables AlSi-PE et CoNiCrAlY-hBN, a été modélisé à l'aide de lois de comportement bilinéaires. En complément, un modèle plastique se basant sur la formulation de Johnson-Cook a également été introduit dans le cas de l'abradable AlSi-PEAbradables coatings used to minimize inter-stage leakages in aircraft engines, take part in severe interaction with blades. Concerning the compressor stages, those interactions take place in environments where temperatures go up to 350°C and 800°C respectively for low-pressure and high-pressure compressors (LPC and HPC). High-speed rotation of blades leads to complex dynamic solicitation within abradable material combining compression, tension, and shear components. The thermomechanical behavior knowledge of those materials under extreme solicitations is a key point in the understanding of blades-abradables interaction and their numerical simulation. This work aims to characterize the thermomechanical behavior under representative conditions of two abradable materials, an AlSi-PE from the LPC and a CoNiCrAlY-hBN from the HPC. The experimental bench of the Split Hopkinson Pressure Bar allowed investigation in compression for strain-rates up to 103 s-1 and for temperatures up to 350°C and 800°C depending on the abradable material. Quasi-static tests in temperature completed this characterization of the compression response. In addition, dynamic shear tests and quasi-static and dynamic Brazilian tests were performed on the AlSi-PE abradable. This thermomechanical behavior characterization was able thanks to specimens extracted from thick abradable coatings. The AlSi-PE abradable was able to highly deform under compression loading. A sensibility to the strain-rate and the temperature was identified. The CoNiCrAlY-hBN abradable showed a fragile behavior with no sensibility to the temperature but a sensibility to strain-rate. The thermomechanical behavior in compression of both abradable, from 10-3 s-1 to 103 s-1 and temperatures were modeled with bilinears behavior laws. In addition, a plastic model based on the Johnson-Cook law is introduced for the AlSi-PE abradable
30
Préauchat, Boris. "Élaboration et caractérisation de barrières thermiques à base de zircone obtenues par dépôt chimique en phase vapeur assisté par un plasma micro-ondes : mise au point du procédé, propriétés physiques et stabilité des revêtements vis-à-vis du vieillissement thermique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2001_PREAUCHAT_B.pdf.
Анотація:
Cette étude a consisté dans un premier temps à parfaire la mise au point d'un réacteur de dépôt chimique en phase vapeur assisté par un plasma micro-ondes pour l'élaboration de barrières thermiques en zircone yttriée. Il a donc été procédé à l'analyse des faiblesses du réacteur existant de manière à atteindre des vitesses de dépôt supérieures à 250 μm par heure (sur substrat plan de diamètre 20 mm). Le nouveau système d'évaporation et d'injection des vapeurs de précurseurs a été conçu pour permettre leur mélange homogène et l'obtention de dépôts uniformes en épaisseur et en teneur en yttrine. La génération du plasma micro-ondes a été revue pour rendre ce dernier également actif dans l'enceinte de dépôt. Un nouveau porte-substrat a aussi été mis au point pour explorer les morphologies de dépôt réalisés entre 500°C et 900°C. Ensuite, une fois les conditions optimales de dépôt définies, l'étude de trois morphologies de dépôts de zircone partiellement stabilisée à l'yttrine, obtenues à 500°C, 700°C et 900°C, a été entreprise par microscopie électronique à balayage et par diffraction des rayons X. Il a été mis en évidence une croissance de type dendritique des colonnes composant les dépôts obtenus à haute température de substrat suivant la direction [100] de la phase quadratique t' "métastable". La stabilité des morphologies obtenues à 700°C et 900°C vis-à-vis de traitements entre 1100°C et 1400°C se révèle satisfaisante. L'étude de l'évolution de la cristallographie de ces dépôts avec les traitements isothermes a conduit à la proposition d'un schéma de déstabilisation de la phase quadratique métastable. Les mesures de la porosité, de la rugosité et de la conductivité thermique, ainsi que l'estimation de la résistance au cyclage thermique de ces revêtements, sont venues compléter la caractérisation microstructurale et cristallographique. Les propriétés physico-chimiques de ces revêtements de zircone yttriée permettent assurément d'envisager pour des applications de type barrière thermiqueA reactor for manufacturing zirconia-based thermal barrier coatings by microwave plasma enhanced chemical vapour deposition has been optimised. Deposition rates higher than 250 μm/h have been achieved (on 20 mm diameter plane substrates). A new evaporation and gas injection deviee has been designed to obtain coatings exhibiting uniform thickness and yttria content. Plasma activity has been homogenised. A new sample-holder has been designed to investigate coating morphologies at deposition temperature between 500°C and 900°C. Once optimum deposition parameters were defined, three morphologies of yttria partially stabilised zirconia coatings were studied by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. A dendritic growth of columns of the tetragonal nontransformable t' phase along the [100] direction at high deposition temperature was observed. The coatings deposited at 700°C and 900°C exhibited satisfactory stability towards isothermal heat treatments at 1100°c to 1400°C. Using X-ray diffraction analysis, a destabilisation scheme of the metastable " t' " phase has been proposed. Investigations of the coating porosity, roughness, thermal conductivity and resistance towards thermal cycling supplemented this microstructural and crystallographic study. These properties would allow the use of these yttria-zirconia coatings in typical thermal barrier applications
31
Gonzalez, Hernandez Andrés Giovanni. "Etude du comportement à haute température de revêtements nanostructurés élaborés par projection thermique (combustion et plasma) à partir de poudres et de suspensions." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0046/document.
Анотація:
Le sujet de recherche de cette thèse est consacrée à l'étude du comportement à une haute température de revêtements nanostructurés à base de zircone, lequel comprend: la caractérisation des matières premières, la fabrication et caractérisation des propriétés des dépôts et finalement le plus important du travail a été son comportement à une haute température, surtout dans des ambients agressifs. Trois types de techniques de projection thermique ont été utilisés pour élaborer les dépôts: flamme (FS), plasma atmosphérique en utilisant comme matière première des poudres (APS) et suspensions (SPS). Trois types de substrats ont été utilisés et caractérisés pour la fabrication des revêtements: un acier à faible carbone (AISI / SAE12L15), acier inoxydable 304L et superalliage Inconel 718. Une couche de liaison de Ni-Al-Mo a été utilisée pour la projection thermique pour flamme et une couche de liaison de NiCrAlCo-Y2O3 pour la technique de APS et SPS. Les revêtements ont été caractérisés pour analyser sa morphologie de la section transversale, la surface, la composition élémentaire des zones d'intérêt, des phases, l'épaisseur, la porosité, la microdureté, groupes vibratoires, la résistance à la corrosion et à l'usure. En addition, le plus important était caractériser les performances à haute température des dépôts par des tests comme le choc thermique, l'oxydation isothermique et la corrosion à chaud avec des sels. Pour analyser le comportement des revêtements après avoir été soumis à ces essais, une étude de la morphologie de la surface et section transversal, la composition élémentaire et l'analyse des phases dans les régions d'intérêt ont également été effectuéesThe research topic of this thesis is devoted on the study of the behavior of nanostructured coatings based on zirconia, which extends from the characterization of raw materials through manufacturing, characterization of the properties of the coatings and then end up in the study of their behavior at high temperature, especially in strong environments to make them comparable. Three kinds of techniques were used for manufacturing the coatings: flame spraying (FS), atmospheric plasma spraying (APS) and suspensions plasma spraying (SPS).Three types of substrates were used and characterized for manufacturing the coatings: a low carbon steel (AISI/SAE12L15), stainless steel 304L and superalloy Inconel 718. A surface treatment of blasting with corundum was applied to all substrates in order to generate a noticeable roughness (> 5 µm), then apply a bond coat of Ni-Al-Mo for the technique FS and a bond coat of NiCrAlCo-Y2O3 for the technique APS and SPS. The coatings were characterized to know and correlate the morphology of the cross section and surface, elemental composition of the zones of interest, phases, thickness, porosity, microhardness, vibrational groups, corrosion resistance and wear resistance. Additionally, the most important was to characterize the high temperature performance of the coating by tests as thermal shock, isothermal oxidation and hot corrosion with salts. For knowing the behavior of the coatings after being subjected to these tests, a study of the morphology of the surface and cross-section, elemental composition and phases analysis in the regions of interest have also been carried out
32
Scaringella-Guerritat, Yohann. "Contribution à l'optimisation des propriétés des revêtements utilisés pour la protection des moules en fonderie d'aluminium : Mise en évidence des caractéristiques influant sur la durée de vie et étude de procédés alternatifs pour l'application." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0095.
Анотація:
Le groupe Montupet est un spécialiste de la conception et de la production de pièces de fonderie en aluminium usinées pour l’automobile. Les moules métalliques utilisés pour la réalisation de culasses automobiles en aluminium sont protégés par un revêtement appelé le poteyage. La principale fonction du revêtement de poteyage est de protéger l’outillage en acier de la corrosion chimique de l’alliage. Du fait de ses propriétés thermiques, une autre fonction du poteyage est la modulation des échanges thermiques entre le moule et la pièce en cours de solidification dont dépend fortement la microstructure finale de l’alliage. Le procédé utilisé aujourd’hui pour l’application du poteyage sur les parois du moule en acier consiste à projeter manuellement une barbotine au moyen d’un pistolet. Ce procédé ne permet pas d’obtenir la répétabilité des caractéristiques des couches déposées nécessaire au contrôle des gradients de solidification locaux. De plus, les outillages actuels souffrent de l’insuffisance de la protection du poteyage, ce qui conduit à une usure prématurée ayant un coût important et conduisant à des diminutions du rendement de l’outil industriel. Dans le cadre du projet PROOF de robotisation de l’étape de poteyage, les objectifs suivants ont été fixés. Il s’agit de mieux définir ce que devraient être les propriétés physicochimiques du poteyage. L’objectif à long terme est de réaliser une rupture technologique par l’application d’un revêtement permanent ou de longue durée de vie. Dans un premier temps, ces travaux présentent une caractérisation complète de la nature physico-chimique des suspensions des poteyages utilisés actuellement ainsi que l’étude de leur comportement en pulvérisation. Dans un second temps, après que des revêtements aient été produits par projection plasma sous air (APS), il est apparu nécessaire de comparer leurs propriétés thermiques à celles des revêtements de poteyage. Des valeurs de diffusivité thermiques ont été mesurées, les valeurs de conductivités thermiques des revêtements étudiés ont ensuite été calculées puis confirmées expérimentalement. La dernière partie de ces travaux s’attache à présenter les outils mis en place en usine afin de tester les revêtements créés par projection plasma et de vérifier leur adéquation (thermique et chimique notamment) avec la coulée de pièces en alliage d’aluminium. Ces essais en conditions réelles ou semi-réelles permettent la comparaison de l’efficacité de tous les revêtements étudiésMontupet is specialized in the manufacture of aluminium foundry components for the automotive industry. The metallic molds used for aluminium cylinder heads are protected by a specific coating called die coating. The main objective of this die coating is to protect the steel tool from chemical corrosion of the liquid alloy. Because of its thermal properties, another of its aims is the adjustment of the thermal exchanges between the mold and the solidifying aluminium, which strongly affects the final microstructure of the alloy. The process used nowadays to coat the die coating on the steel mold walls consists in spraying manually a suspension. However, this process does not allow to obtain reproducible characteristics of the coated layers necessary to control the local solidification gradients. Furthermore, the current tools suffer from the inadequate protection of the die coating, which leads to premature wear resulting in important costs and a decrease of the efficiency of the industrial tool. In the frame of the PROOF project, aiming in the automatisation of the die coating projection, several objectives were set: better know what should be the physico-chemical properties of the die coating and realize a technological jump by creating a long-life or even permanent coating. Firstly, this work shows a complete characterization of the physico-chemical state of the suspensions used nowadays as well as the study of their behavior during spraying. Then, once the coatings were produced by Air Plasma Spraying (APS), it appeared necessary to compare their thermal properties to the ones measured on the die coatings. Hence, thermal diffusivity values have been measured. Afterwards thermal conductivity of the studied coatings have been calculated and finally experimentally checked. Eventually, this work shows the tools developed within the company in order to test the plasma coatings and to check their thermal and chemical compatibility to the process of aluminium casting. These trials in real or semi-real conditions allow the efficiency comparison of the whole studied coatings
33
Marc, Teodor paul. "Conception et réalisation de structures routières à hautes performances." Thesis, Artois, 2011. http://www.theses.fr/2011ARTO0214/document.
Анотація:
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 domaineThe 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
34
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.
Анотація:
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 métalliquesThe 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
35
Perrudin, François. "Étude de la dissolution de diverses terres rares dans des liquides silicatés (CMAS) de composition variable : contribution au développement des barrières thermiques en ZRO₂-RE₂O₃ (RE=La-Lu)." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0277/document.
Анотація:
L’ingestion de sables et de cendres volcaniques par les moteurs d’avion conduit à la formation de dépôts silicatés (CMAS) qui s’infiltrent dans la porosité du revêtement barrière thermique (BT) en zircone yttriée des aubes de turbine. De nouvelles compositions de BT issues du système ZrO2-RE2O3 (RE = La-Lu) sont donc envisagées. En effet, leur réactivité chimique au contact des CMAS peut conduire à la formation de phases cristallisées, notamment la phase apatite Ca2RE8(SiO4)6O2, qui bloquent l’infiltration du CMAS. Cependant, divers silicates du système CaO-RE2O3-SiO2 sont susceptibles d’entrer en compétition avec sa formation et de plus, la composition du CMAS varie selon les régions survolées. L’objectif de ces travaux de thèse est de déterminer l’influence de la composition du CMAS et de la terre rare sur les mécanismes réactionnels de dissolution et de précipitation. Divers oxydes RE2O3 à basicité croissante (RE = Yb, Dy, Gd, Sm et Nd) et un CMAS de composition simplifiée du système CaO-Al2O3-SiO2 (CAS) ont été choisis. Des teneurs fixes en MgO et Fe2O3 ont été ensuite ajoutées au CAS en faisant varier le rapport CaO/SiO2 entre 0,4 et 1,6. Les phases apatite et cyclosilicate Ca3RE2(Si3O9)2 ont également été synthétisées afin d’étudier leur dissolution. Il est montré que le mécanisme de dissolution des RE2O3 est indirect, les équilibres locaux établis avec cet oxyde imposant systématiquement la formation de la phase apatite. Sa cristallisation est favorisée par un rayon cationique RE3+ proche de celui de Ca2+. Lorsque l’écart est important, la nucléation de la phase cyclosilicate est rapidement observée dans le CAS avec une répartition préférentielle de ces cations RE3+ dans les sites de coordinence 6. La solubilité en RE dans le liquide silicaté augmente avec la basicité de l’oxyde RE2O3 et en présence de MgO et Fe2O3. La variation de composition du CMAS modifie la nature des phases à l’équilibre. Leurs limites de solubilité en RE sont inférieures à celles de la phase apatite, ce qui réduit d’autant leur vitesse de redissolution dans le liquide silicatéFine particles of sand, dust or volcanic ashes ingested by aircraft engines are well-known to damage Thermal Barrier Coatings (TBC) when they infiltrate their porous microstructure as molten silicate (CMAS). They are mainly constituted of CaO-MgO-Al2O3-SiO2 in variable proportions and also contain metallic oxides. RE2Zr2O7 compositions are TBC candidate materials as they have shown efficiency to mitigate CMAS infiltration due to their reactivity with synthetic CMAS. Indeed, the dissolution reaction leads to rapid sealing of the topcoat porosity mainly due to the formation of crystalline Ca2Gd8(SiO4)6O2 apatite. However, many rare-earth silicates are likely to compete with apatite crystallization and little is known on reaction kinetics and thermodynamics involving RE2O3 and multi-component CMAS system. This work aims to determine the influence of CMAS and rare earth composition on dissolution and precipitation mechanisms. A simplified CAS was first selected with eutectic (1170°C), 65SiO2-26CaO-9Al2O3 (mol. %) composition. Dissolution of various RE2O3 with increasing basicity (RE = Yb, Dy, Gd, Sm and Nd) as well as synthetic apatite and cyclosilicate Ca3RE2(Si3O9)2 phases was then performed at 1200°C in CAS-melt. Finally, fixed MgO and Fe2O3 contents were added to CAS melt with an increasing CaO/SiO2 ratio. The results showed that RE2O3 dissolution mechanism is indirect. Apatite formation results from local equilibrium at the interface with solid RE2O3 whatever the rare earth and CMAS composition. Its crystallization is favored when Ca2+ and RE3+ ionic radii are close as they are both distributed within 9-fold coordination sites. Conversely, Ca and RE mismatch leads to rapid nucleation of cyclosilicate phase in CAS as they are preferentially distributed within a 6-fold coordination site. MgO and Fe2O3 addition in CAS as well as RE2O3 basicity tend to increase RE solubility in silicate melt. Phases in thermodynamic equilibrium strongly depend on CMAS composition but generally exhibits lower RE solubility and dissolution rate in melt than apatite
36
Mandrara, Zaratiana. "Impact thermique des revêtements en bois sur l’ambiance intérieure des bâtiments : application dans l’habitat traditionnel en France et à Madagascar." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0052/document.
Анотація:
Les constructions traditionnelles en bois en France et à Madagascar témoignent de l’utilisation ancienne d’abondantes ressources forestières locales. Le bois peut être considéré comme un matériau naturel et renouvelable dans la mesure où les ressources forestières sont gérées durablement. L’utilisation du bois dans la construction contribue largement à la maîtrise du cycle du carbone atmosphérique et à la limitation des émissions de gaz à effet de serre. Ce travail présente les principales caractéristiques physiques du matériau bois et des systèmes constructifs associés, montrant l’importance et l’influence du revêtement en bois sur l’environnement intérieur des habitations. La caractérisation des phénomènes hygrothermiques à l’échelle de la pièce d’habitation a été détaillée : présence d’eau dans le bois, comportement de l’équilibre hygroscopique, transfert thermique et transfert de masse, les paramètres physiques du bois et d’une ambiance intérieure. Enfin, ce travail apporte des connaissances sur l’évaluation des interactions entre le confort thermique, l’ambiance intérieure et le revêtement en bois, grâce à des campagnes de mesure in situ, à des mesures en laboratoire et à des modélisations de scénarios numériquesTraditional wood buildings in France and in Madagascar use abundant local forest resources in architecture. Woodcan be considered as renewable and natural material when coming from sustainably managed forest. Using wood in construction contributes significantly in controlling the atmospheric carbon cycle and the emission of greenhouse gas. This study presents the main physical characteristics of wood materials and building systems showing the influence of wood coating on indoor environment. Hygrothermal phenomena across the living space are characterized and presented in this work : the presence of water in the wood, the behavior of equilibrium moisture, heat transfer and mass transfer, the physical parameters of wood material and physical parameters of indoor environment. Thermal comfort is similarly characterised. This work contributes knowledge on the evaluation of interactions between thermal comfort, indoor air and wood coating by means of in situ and laboratory measurements and numerical model simulations
37
Dandrau, Alain. "La construction en terre dans le monde égéen protohistorique : les matériaux et leurs propriétés." Paris 1, 1997. http://www.theses.fr/1997PA010615.
Анотація:
La majorité des sites égéens protohistoriques nous a livré une masse considérable d'éléments d'architecture en terre (briques, éléments de torchis, enduits de murs ou de sols,. . . ). La plupart du temps ignorés des archéologues. Le plus souvent, leur conservation n'est due qu'à leur cuisson accidentelle, ce qui rend leur étude difficile à effectuer. Malgré tout, ce travail -à l'interface entre archéologie et archéométrie- s'efforce de démontrer ce que l'étude de ces matériaux de construction peut apporter à la connaissance des sociétés du passé. Le matériel étudié provient principalement des sites de Dikili Tash en Macédoine grecque (5e millénaire avant notre ère) et de Malia en Crète (-2000-1100 ). . . Les produits transformés tels que la terre à bâtir ou les matériaux carbonates nous informent sur les structures architecturales et les différentes technologies, mais aussi sur l'environnement dans lequel évoluaient les hommes et les liens qu'ils entretenaient avec leur milieu. Les analyses montrent qu'il existait bien une notion de choix concernant la terre destinée à la construction. Il apparaît que les matériaux de construction utilisés possédaient, en théorie et pour autant que l'on puisse en juger, des propriétés adaptées à l'usage que l'on a voulu en faire : "terres" imperméables pour les toits ou les sols, plastiques et cohésives pour les murs. . . On ne peut plus ignorer aujourd'hui ce que l'étude physico-chimique des enduits, que l'on a l'habitude de n'aborder que du seul point de vue de l'esthétique, peut apporter à l'archéologue. Elle représente en effet un complément indispensable à la connaissance de la peinture murale au sens large du terme, au même titre que l'iconographie. L'établissement d'une typologie applicable à l'ensemble de la Crète minoenne, basée à la fois sur la fonction et la composition, le montre, sur le plan technologique et chronologiqueThe most part of the protohistoric aegean sites has given a lot of pieces of earth architecture (pieces of bricks or daub, wall or floor-plasters. . . ). These are usually ignored by the archaeologist. This work, placed between archaeology and archaeometry, want to demonstrate that these construction materials can serve as a source of information of the past societies. The archaeological fragments came from Dikili Tash in Macedonian Greece (5th millenium bc), and from Malia in Crete (2000-1100 bc). The materials used give us informations about architectural structures, technics of building and relations between men and the environment. The analysis have proven that the clay was choosen because of special physical characteristics (waterproof properties for roofs and floors, cohesive earth for walls. . . ). For wall-plasters, physico-chemical analysis were indispensable complements for stylistic and iconographic studies. A typology of plasters, based on function and composition, bring up technological and chronological informations
38
Martinet, Baptiste. "Caractérisation thermomécanique et identification des endommagements d’un revêtement abradable de compresseurs basse et haute pression en condition de contact sévère." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0270.
Анотація:
La réduction des jeux fonctionnels aubes/carter permet d’augmenter le rendement global d’un turboréacteur en limitant les fuites inter-étages. Cependant, les vibrations inhérentes au système ou l’ingestion de corps étrangers tend à produire des interactions aube/carter initiées en bout d’aube qui peuvent mener à la ruine du turboréacteur. L’utilisation de revêtements dits « abradables » permet de limiter la conséquence de ces interactions. En cas de contact avec les parties tournantes, le matériau abradable va « s’abrader » de façon préférentielle par rapport au bout d’aube en limitant les énergies d’interaction. Ces matériaux sont étudiés depuis de nombreuses années sur des bancs expérimentaux dans le but de développer des modèles numériques prédictifs. L’objectif de ces travaux de thèse est la caractérisation expérimentale de deux revêtements abradables du compresseur basse pression – l’AlSi-PE – et haute pression – le Metco 2043 – sur un banc expérimental existant. La configuration adoptée est simplifiée et se dédouane de la dynamique d’aube et du turboréacteur. La caractérisation thermomécanique des deux revêtements de l’étude a été rendue possible grâce à la corrélation des efforts d’interaction, des échauffements produits par le contact et des endommagements induits. Les développements technologiques ont permis de réaliser des essais représentatifs jusqu’à 135 m s−1 et 720 ◦C. Une modélisation semi-analytique basée sur la technique des fonctions de Green a également été mise en place pour estimer la température au contact et les coefficients de répartition du flux thermique dans l’aube et le revêtement abradable. Les résultats numériques ont finalement été corrélés à un essai pilote pour valider l’approcheReducing gaps between blades and the casing allows an increasing of the aircraft engines effi- ciency. Moreover, blade/casing interactions, mainly due to engine vibrations, may occur. They are localized at the blade tip and may lead to the engine failure. Specific materials called « abradable materials » are used to reduce interactions impact. When an interaction occurs, the abradable ma- terial will be worn preferentialy to the blade and limits the interaction energies. Those materials are studied since many years on experimental devices to develop predictive numerical models. The purpose of this thesis is the experimental characterization of two abradable materials grades from the low-pressure compressor – the AlSi-PE grade – and from the high-pressure compressor – the CoNiCrAlY-hBN grade – on an experimental device. The experimental configuration is simpli- fied and doesn’t take in account the blade’s and casing’s dynamic phenomena. Thermomechanical characterization of two coatings was performed thanks to the correlation between forces, tem- peratures and wear mechanisms. Technological developments allowed representative tests up to 135 m/s and 720 °C. Semi-analytical modeling with Green’s techniques has been used to predict friction temperatures and heat distribution coefficients in the blade and the abradable material. Results have been correlated to an experimental test to approve the model
39
El, Rassy Elissa. "Development of Methods to Identify Thermophysical Properties of Complex Media." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2019. http://www.theses.fr/2019ESMA0013.
Анотація:
Les matériaux à structures complexes (anisotropes, multicouches et hétérogènes comme poreux) sont de plus en plus utilisés dans de nombreuses applications (ex. automobile,aéronautique, industrie chimique, génie civil et biomédical), notamment en raison de leur amélioration des propriétés mécaniques et physiques. L’identification des propriétés thermophysiques de ces matériaux devient un enjeu incontournable dans plusieurs applications afin de prédire correctement l’évolution de la température au sein de ces structures et d’assurer le contrôle et la modélisation des transferts de chaleur au cours des processus. Dans ce contexte,l’identification des propriétés thermophysiques de tels matériaux, suscitent depuis de nombreuses années une préoccupation importante et croissante. La principale caractéristique de cette thèse concerne la mise en œuvre d’une méthode d’identification directe et simultanée des diffusivités thermiques de matériaux monocouches ou multicouches à l’aide d’un modèle3D transitoire analytique et d’une expérience unique et non intrusive. La méthode proposée est d’abord validée sur un matériau monocouche opaque et isotrope, puis appliquée et vérifiée sur un matériau orthotrope. La méthode d’identification est basée sur l’expérience bien connue de la méthode flash, qui utilise l’évolution de la température sur la face avant ou arrière de l’échantillon, enregistrée via une caméra infrarouge, pour identifier les paramètres inconnus. Compte tenu de la complexité et de la non-linéarité du problème inverse, un algorithme d’optimisation hybride couplant un algorithme stochastique (Optimisation par essaims particulaires) et un déterministe (de type gradient), a été choisi. L’estimation repose sur la minimisation de l’écart entre les mesures et la réponse d’un modèle semi-analytique inspiré de l’approche des quadripôles thermiques qui prédit l’évolution de la température sur la face avant ou la face arrière. L’excitation thermique, générée par un laser CO2, est représentée par un flux de chaleur localisé imposé qui peut être de type Dirac ou créneau. Les estimations sont comparées aux valeurs trouvées dans la littérature et aux résultats obtenus en utilisant d’autres méthodes bien établies. Enfin, quelques améliorations de la méthode sont étudiées, en termes de temps de calcul et de précision, avec une optimisation des conditions expérimentales241RÉSUMÉ(durée et intensité des créneaux, face de mesure. . . ). La méthode est ensuite généralisée aux matériaux multicouches, puis appliquée expérimentalement à un matériau bicouche. Cette stratégie, qui peut être considérée comme une tâche difficile, est motivée par l’impossibilité,dans certains cas, de séparer les 2 couches, en particulier pour les revêtements déposés sur des substrats, qui sera la dernière application investiguée dans ce travail. Une analyse de sensibilité est souvent effectuée afin de tester la faisabilité de l’estimation et de la comparaison,pour les matériaux à deux couches et multicouches, de plusieurs configurations possibles en termes de faces d’excitation/de mesures. La pré-évaluation des méthodes d’identification et les études paramétriques sont effectuées à l’aide de données synthétiques bruitées et obtenues à l’aide du modèle ou d’un code numérique d’éléments finis (pseudo-expérience) afin de vérifier la faisabilité et la robustesse des approches. L’une des caractéristiques les plus distinctes de cette approche est que l’estimation peut être réalisée, et avec succès, sans aucune connaissance préalable de la forme ou de l’intensité de l’excitation. En effet, outre l’estimation simultanée des diffusivités thermiques, la méthode peut prédire la quantité de chaleur absorbée parle matériau ainsi que la distribution spatiale de l’excitation thermiqueAdvanced materials with complex structures (anisotropic, multilayers and heterogeneous like porous) are increasingly used in many applications, (e.g. automotive, aeronautics, chemical industry, civil and biomedical engineering) due to their advantages, in terms of mechanical and physical properties enhancements. Estimating thermophysical properties of such materials becomes a crucial issue in several applications in order to correctly predict temperature evolution inside these structures and to ensure the control and the modelling of heat transfers through the processes. In this context, the identification of such materials thermophysical properties, has taken from many years, a significant and increasing concern. The main feature of this thesis relies on the devolvement of a direct and simultaneous identification method of the thermal diffusivities of monolayer or multilayer materials using an analytical 3D transient model and a unique and non-intrusive experiment. The proposed method is firstly validated on an isotropic opaque monolayermaterial, then applied and verified on an orthotropic one. The identificationmethod is based on the well-known flash-method experiment whose temperature evolution on the front or rear face on the sample, recorded via an IR camera, is used to identify the unknown parameters. Considering the complexity, and the non-linearity of the inverse problem, a hybrid optimization algorithm combining a stochastic algorithm (Particles Swarm Optimization) and a deterministic one (gradient based), has been chosen. This minimization procedure is applied to fit the observation to the output of a pseudo- analytical model inspired from the thermal quadrupoles approach that predicts the temperature evolution on the front or rear face. The thermal excitation, generated by a CO2 laser, is mimicked by an imposed localized heat flux that may be of Dirac or pulse type. The estimations are compared with values from literature and results obtain from well-established methods. Finally, some improvement of the method are investigated, in terms of time consumption and accuracy, with an optimization of the experiment design (pulse time and intensity, measurement face). The method is then generalised to multi-layer materials, then applied experimentally to a two-layer material. This strategy, which can be considered as a challenging task, is motivated by the impossibility, in some cases, to separate the 2 layers, especially for coatings deposited on substrates which is the last application investigated in this work. A sensitivity analysis is often conducted in order to test the feasibility of the estimation and compare, for two-layer and multilayers materials, several possible configurations in terms of excitation/measurements faces. Pre-evaluation of the overall identification methods and parametric studies are performed using synthetic noisy data generated using the model or a numerical finite element code(pseudo-experiment) to verify the approaches feasibility and robustness. One of the most distinctive features of our approach is that the estimation may be successfully achieved without any a priori knowledge about the shape or the intensity of the excitation. Indeed, besides the simultaneous estimation of the thermal diffusivities, the method predicts the total amount of heat absorbed by the material as well as the space shape of the thermal excitation
40
Gagnon, Richard. "Optimisation multi-objectif de bâtiments en bois : vers le net-zéro en énergie et en carbone sur la vie du bâtiment." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/32726.
Анотація:
Le secteur du bâtiment au Canada est responsable de plus de 16% des émissions de gaz à effet de serre (GES) et de 30% de la consommation énergétique. À l’échelle mondiale, cela s’élève à 30% pour les émissions de GES et à 40% en ce qui a trait à la consommation énergétique. Ce secteur a donc un rôle majeur à jouer dans la lutte aux changements climatiques et pour la transition énergétique. L’optimisation multi-objectif fait partie des méthodes de conception reconnues par les scientifiques pour son fort potentiel d’amélioration de la durabilité des bâtiments résidentiels et commerciaux. Depuis le début des années 90, son utilisation dans le domaine n’a cessé de s’accroitre. Des algorithmes d’optimisation sont en continuel développement afin de résoudre efficacement des problèmes de conception dont les exigences sont toujours plus complexes. L’objectif de cette thèse est donc de développer et d’évaluer une méthodologie d’optimisation pour la conception de bâtiments durables tenant compte simultanément d’un ensemble de variables hétérogènes et d’objectifs contradictoires. Les solutions proposées sont complémentaires aux recherches les plus avancées dans le domaine de l’optimisation multi-objectif. Dans un premier temps, une analyse de sensibilité globale est appliquée à 30 variables de conception influençant divers critères de performances relatifs à la consommation énergétique et au confort d’un bâtiment commercial. Trois méthodes d’analyse de sensibilité sont utilisées : Coefficients de régression standard, coefficients de régression partielle par le rang et les indices de Sobol. L’analyse des résultats montre que les 3 techniques mènent à des conclusions similaires. Le rang en ce qui a trait à l’importance des variables est semblable pour chacune des techniques et pour chacune des fonctions évaluées. Les principales interactions entre variables de conception ont été identifiées avec les indices de Sobol de second ordre. Cette première analyse permet d’éliminer certaines variables qui ont peu d’impact sur les critères de performances. De plus, un cadre de conception s’apparentant à une approche de conception traditionnelle a été adopté dans lequel des variables de conception sont définies de façon séquentielle. Une seconde analyse de sensibilité a été appliquée à chacune des phases du processus, en faisant l’hypothèse que les variables définies dans une phase antérieure ont une valeur fixe, soit celle du bâtiment réel. L’analyse des résultats démontre que les méthodes de conception séquentielles tendent à réduire la possibilité d’obtenir des solutions à faible consommation énergétique. Dans un deuxième temps, le problème d’optimisation suivant est formulé : la minimisation simultanée des émissions de gaz à effet de serre résultantes de la consommation énergétique d’un bâtiment résidentiel et de celles résultantes des matériaux de construction. Ce problème implique des variables se situant à différents niveaux hiérarchiques, dont certaines peuvent devenir obsolètes selon la valeur prise par une autre variable. Un algorithme considérant cette particularité est développé et comparé à l’algorithme NSGA-II. Des indicateurs de performances (e.g. convergence et diversité) montrent que les deux algorithmes parviennent à résoudre ce problème. L’analyse du front de Pareto confirme, dans le cas présent, que l’algorithme NSGA-II est finalement plus performant dans l’identification de solutions optimales. L’ensemble des solutions optimales obtenues se définit par des bâtiments utilisant une enveloppe en bois. De plus, le système de chauffage sélectionné pour chacune des solutions repose soit sur l’utilisation d’une pompe à chaleur, soit sur l’utilisation de radiateurs électriques. Finalement, l’étude de cas du bâtiment résidentiel est reprise afin d’évaluer la performance de deux modes de conception : processus de conception séquentiel et processus de conception intégré. Avec l’approche intégrée, 39 variables de conception reliées à l’architecture du bâtiment ainsi qu’aux systèmes CVAC-R sont optimisées simultanément. Dans l’approche séquentielle, les variables architecturales sont d’abord optimisées. Plusieurs solutions optimales sont alors sélectionnées pour la deuxième phase d’optimisation qui se focalisera sur des paramètres relatifs aux systèmes de chauffage. La minimisation de l’empreinte environnementale, du cout sur le cycle de vie et la maximisation du confort thermique sont optimisés simultanément par l’algorithme NSGA-II. Avec seulement 100 heures de temps de calcul, l’approche holistique a mis en lumière 59% des solutions optimales alors qu’il a fallu 765 heures pour trouver 41% des solutions optimales avec l’approche séquentielle. La comparaison démontre les effets négatifs et irréversibles qu’il y a dans la prise de décision dès les phases préliminaires de conception. La méthodologie proposée dans ces travaux de thèse permet donc d’augmenter l’efficacité à trouver des solutions optimales.
41
Jossé, Camille. "Mélanges de polyoléfines : Influence des procédés de mise en oeuvre et de flammage sur leurs propriétés rhéologiques et mécaniques ainsi que sur leur aptitude à la mise en peinture." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI042/document.
Анотація:
Les pièces peintes de pièces extérieures automobiles doivent être réalisées en matériaux respectueux de l’environnement qui combinent à la fois fluidité, propriétés mécaniques et aspect visuel. Dans ce contexte, un polypropylène homopolymère conventionnel (PP) a été extrudé et mélangé de manière homogène avec un PP extrêmement fluide, contenant des espèces réactives dans le but d’augmenter la fluidité du mélange final. Ce procédé réactif a ensuite été appliqué à une formulation commerciale automobile de « PP choc » contenant un copolymère d’Ethylène Propylène Rubber (EPR). Une étude rhéologique a permis de modéliser l’évolution de la viscosité en fonction de la composition du mélange. Néanmoins, l’augmentation de la fluidité s’accompagne d’une diminution de la résistance au choc. De manière à faire face à la perte de propriétés mécaniques, l’utilisation d’élastomères thermoplastiques spécifiques a permis d‘augmenter la résilience au choc et l’allongement à la rupture tout en obtenant une fluidité quatre fois supérieure à celle du matériau original. Les aspects rhéologiques, thermomécaniques et morphologiques ont été soigneusement étudiés afin d’établir des relations entre la structure et les propriétés. Dans un second temps, une étude de la mise en peinture des pièces en polyoléfines injectées a été réalisée. Comme la nature hydrophobe du polypropylène ne permet pas une bonne adhésion du revêtement sur sa surface, son activation par flammage est requise. Les effets de différents paramètres (comme la vitesse, la hauteur ou le rapport air-gaz de la flamme) sont étudiés en termes de mouillabilité et d’adhésion du feuil de peinture. Ensuite, des essais aux échelles laboratoires et industrielles ont révélé un défaut du système peint lorsque le polymère possède une quantité importante de talc. L’impact de cette charge sur les propriétés rhéologiques, thermiques et mécaniques du matériau a été étudié. Il a été observé que le cisaillement sur une formulation dont la matrice polymère n’a pas d’affinité particulière avec la surface du talc est responsable d’un délaminage dans le substrat. Pour améliorer l’interface talc-matrice, l’ajout de copolymères fonctionnalisés d’anhydride maléique a permis d’augmenter le niveau d’interactions. Cet effet a été mis en évidence grâce à l’étude des propriétés rhéologiques et mécaniques du systèmeAutomotive painted exterior car parts have to be made of eco-friendly materials combining fluidity, mechanical properties and visual aspects. In this context, a conventional polypropylene (PP) homopolymer has been extruded and homogeneously blended with an extremely high flow PP, containing reactive species to increase the fluidity of the resulting material. The reactive process was then applied to an automotive high impact PP/Ethylene Propylene Rubber (EPR) formulation and rheological studies allowed us to model the evolution of viscosity as a function of the blend composition. Nevertheless, the increase of fluidity induces a lack of impact resistance. In order to cope with the loss of mechanical properties, the use of a specific thermoplastic elastomers allowed to successfully emphasize impact resilience and strain at break while reaching a viscosity four times lower than the one of the original material. Rheological, thermomechanical and morphological aspects were examined carefully to establish structure-properties relationships. In a second time, a study of the painting of automotive car parts, made of injected polyolefins was carried out. As the hydrophobic nature of polypropylene does not allow a good adhesion between the coating and the polymer surface, the surface activation by flame treatment is required. The effects of different parameters (such as speed, height or air to fuel ratio of the flame) were studied in terms of wettability and coating adhesion. Then, lab-scale as well as pre-industrial experiments revealed defaults of the painted systems when the polymer was highly filled with talc. Then, the impact of the filler on the rheological, thermal and mechanical properties was studied. It was observed that the effects of shear on a formulation where the polymer matrix has no particular physical affinity with the talc surface are responsible of delamination. To enhance the talc-matrix interface, the addition of maleated copolymers pointed out that maleated copolymers increase the level of interactions and lead to a more homogeneous behavior, as revealed by studying both rheological and mechanical properties
42
Bencheikh, Issam. "Simulation multi-étapes de l’usure des outils de coupe revêtus par une modélisation XFEM/Level-set." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0094/document.
Анотація:
Lors de l'opération d’usinage à grande vitesse, la résistance à l'usure des outils de coupe est améliorée par l’utilisation des revêtements mono ou multicouches sur les faces actives de l’outil. Cependant, le chargement thermomécanique généré à l'interface outil-pièce affecte considérablement les zones de contact. Par cet effet, plusieurs modes d'usure tels que la fissuration, l’abrasion, l’adhésion et le délaminage du revêtement peuvent se manifester. L'étude du comportement des revêtements et de leurs différents modes de dégradation permet de mieux comprendre leur impact sur la durée de vie de l'outil et ainsi optimiser le procédé d'usinage. Dans ce travail de thèse, une approche numérique multi-étapes a été proposée pour prédire l'usure des outils de coupe revêtus. Cette approche est composée par trois principales étapes. La première consiste à effectuer une simulation éléments finis de l’usinage pour une courte durée (jusqu’à la stabilisation du chargement à l’interface outil/pièce). La deuxième étape consiste à récupérer ce chargement et de l’utiliser comme une entrée du modèle XFEM/Level-set. Ce dernier permet d’analyser le comportement des couches de revêtement sans recours à un maillage conforme aux interfaces. Par conséquence, la distorsion du maillage est évitée lorsque le profil d'outil usé est mis à jour, ainsi que le temps de calcul CPU est drastiquement réduit. La dernière étape de cette approche consiste à calculer le taux d’usure et ainsi prédire le déplacement des nœuds de l’outil de coupe affectés par l’usure. Les essais expérimentaux ont permis d’une part d’identifier les paramètres de contact outil/pièce, et d’autre part de valider l’approche proposéeIn high speed machining, wear resistance of the cutting tools is improved by depositing single or multilayered coatings on their surface. However, the thermomechanical loading generated at the tool-workpiece interface greatly affects the contact zones. For this purpose, several wear modes such as cracking, abrasion, adhesion and delamination of the coating can be occurred. The study of the coatings behavior and their different degradation modes lead to better understanding of their impact on the tool life and machining process under optimal conditions. In this PhD thesis work, a multi-step numerical approach has been proposed to predict wear of the coated cutting tools. This approach involves three main steps. The first is to perform a finite element simulation of the orthogonal cutting for a short time (until the loading stabilization at the tool/workpiece interface). The second step is to recover this loading and use it as an input for the XFEM/Level-set model. The latter allow to take into account the coating layers presence without any need of mesh conforming to the interfaces. As a result, the mesh distortion is avoided when the worn tool profile is updated, as well as the CPU calculation time is drastically reduced. The final step of this approach is to convert the wear rate equation into a nodal displacement, thus representing the cutting tool wear. Based on the experimental tests, a procedure for identifying tool/workpiece contact parameters, and for calibrating the wear equation for each coating layer has been proposed. Experimental trials have been also used to validate the proposed approach
43
Mohamed, Ibrahim. "Revêtement de Phosphate de calcium sur dioxyde de titane pour des implants métalliques pour des applications médicales." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00991949.
Анотація:
Pour combiner les bonnes propriétés mécaniques des matériaux métalliques et obtenir des surfaces bioactives, des revêtements de phosphate de calcium (Ca-P) ont été développés. Le but est d'améliorer la biocompatibilité et la bioactivité du système et créer une barrière contre l'éventuelle libération d'ions toxiques du substrat métallique. Notre démarche a été de développer une nouvelle voie de synthèse. Après un polissage mécanique et décapage chimique du substrat de Titane ou Ti-6Al-4V une couche intermédiaire en titanate de sodium a été obtenue par un prétraitement alcalin sur les substrats. Elle a été ensuite soumise à un traitement thermique afin de créer une couche alvéolaire nanométrique. Celle-ci facilite la croissance une couche de phosphate de calcium par voie autocatalytique d'une manière similaire au procédé de formation de l'os naturel. La caractérisation et l'étude des revêtements des Ca-P obtenus par les trois bains (acides, alcalins et oxydant) sur les substrats métalliques ont été réalisés. Les dépôts ont été étudiés d'un point de vue structural et morphologique. La stabilité des couches de Ca-P a été mesurée dans le fluide corporel (SBF) pour des périodes différentes utilisant des analyses biochimiques. En conclusion, cette méthode est une solution peu coûteuse, fiable, et utilisable à l'échelle industrielle. La couche de Ca-P aussi bien que le titanate de sodium obtenus peuvent permettre d'être imprégnés par des agents actifs comme un ou plusieurs agents antibactériens.