Academic literature on the topic 'Caractérisation multi-échelle des matériaux'
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Journal articles on the topic "Caractérisation multi-échelle des matériaux"
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Keyvin, Vincent, Alain Bourmaud, Cédric Bernard, Célia Caër, Vincent Le Saux, and Cédric Pouvreau. "Retour sur le colloque « Indentation 2021 »." Matériaux & Techniques 110, no. 2 (2022): N1. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/2022028.
Full textAbstract:
Le colloque « Indentation 2021 » du Groupe GIME (Groupe indentation multi-échelle) de la SF2M s’adressait aux universitaires et aux industriels intéressés par les problématiques de la caractérisation mécanique par indentation instrumentée à différentes échelles. Les objectifs de cette série de colloques sont d’échanger sur les récentes avancées de cette technique en termes de développements expérimentaux, de caractérisation de propriétés et de comportement, de gammes de matériaux étudiées, d’analyse des résultats ou de simulation numérique.
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Fitoussi, J., K. Derrien, and D. Baptiste. "Interaction modèle multi-échelle et caractérisation micro de l'endommagement de matériaux composites à renforts discontinus." Journal de Physique IV (Proceedings) 12, no. 11 (December 2002): 235–42. http://dx.doi.org/10.1051/jp4:20020498.
Full text
3
Courivaud, Jean-Robert, Laurent del Gatto, Kamal El Kadi Abderrezzak, Christophe Picault, Mark Morris, and Stéphane Bonelli. "Le projet Overcome : comprendre et modéliser les processus d’érosion par surverse des digues et barrages en remblai constitués de matériaux grossiers à granulométries étalées." Revue Française de Géotechnique, no. 178 (2024): 6. http://dx.doi.org/10.1051/geotech/2024009.
Full textAbstract:
La prédiction de l’érosion par surverse des digues de protection contre les crues et des barrages en remblai constitue l’une des difficultés majeures dans l’analyse de la sûreté de ces ouvrages. Bien qu’identifié comme étant le mécanisme de rupture dominant de près de la moitié des ruptures de digues fluviales, les méthodes et outils dont disposent les ingénieurs pour le caractériser, de manière déterministe, restent encore très limités. Notamment, la caractérisation du processus d’érosion, en termes géométriques et temporels, prenant en compte le comportement des matériaux constitutifs du remblai et de sa fondation et les spécificités des sollicitations hydrauliques sur les digues, n’est encore à la portée d’aucun outil de modélisation numérique validé au niveau requis. Les ingénieurs doivent donc, pour l’instant, se contenter d’approches recourant largement à l’empirisme : critères dits « de jugement d’expert » ou formules empiriques. Ces approches très simplifiées sont connues pour présenter de fortes incertitudes et ne pas garantir des résultats systématiquement du côté de la sécurité. C’est dans le but final d’améliorer significativement la robustesse et la précision des outils de prédiction de l’érosion par surverse pour les ingénieurs, qu’EDF et CNR ont décidé de lancer le projet de recherche Overcome. L’objectif de ce projet est d’inclure au sein de la plateforme numérique open source TELEMAC-2D des modules représentant différents types de processus physiques en lien avec les ruptures par surverse de digues, basés sur une approche expérimentale multi-échelles très poussée. Cette communication présente les tous premiers résultats de l’un des premiers sujets investigués par ce projet : la description des mécanismes physiques d’érosion par surverse des remblais constitués de sol grossiers à granulométrie étalés. Ces sols sont présents dans une grande partie des digues situées en zones montagneuses ou dans les vallées situées juste en aval. Une première série d’essais de surverse à petite échelle a été menée au laboratoire de l’Université Polytechnique de Madrid, en réalisant des remblais homogènes de 55 cm de hauteur à partir de trois matériaux différents : un sable assez uniforme, un gravier de granite et un sol alluvionnaire à granulométrie étalée, issu du site CNR de Montfaucon. Si les essais avec le remblai en sable ont confirmé le mécanisme attendu d’érosion de surface, il a été assez surprenant de voir des différences significatives de mécanisme d’érosion entre les matériaux de Montfaucon et graviers de granite. Dans le matériau de Montfaucon, le mécanisme s’apparente à de l’érosion de surface, tandis qu’avec le gravier de granite, le mécanisme d’érosion débute avec du « Headcut migration » puis évolue à la fin en érosion de surface. Par ailleurs, le sol de Montfaucon s’est avéré quatre fois moins érodable que le gravier de granite. Ces premiers résultats appellent à être confirmés par des essais de répétabilité à petite échelle et des essais à plus grande échelle.
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Fradet, Clémence, Florian Lacroix, Gaëlle Berton, Stéphane Méo, and Eric Le Bourhis. "Extraction des proprietes mecaniques locales d’un elastomere par nanoindentation : developpement des protocoles et application." Matériaux & Techniques 105, no. 1 (2017): 109. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/2017013.
Full textAbstract:
La réponse mécanique locale d’un fluoroélastomère est présentée au travers de résultats de nanoindentation. Les propriétés des élastomères présentent notamment une dépendance à la vitesse de sollicitation et sont ainsi impactées par les variables du protocole expérimental choisies, telles que la force maximale appliquée ou les vitesses de chargement. Cette caractéristique, intrinsèque à ce type de matériaux, est considérée avec soin dans le cadre d’essais à échelle globale et doit, au même titre, faire l’objet d’une attention particulière lors d’essais de nanoindentation. L’objectif de cette étude est d’appréhender l’impact de la dépendance au temps des élastomères lors de leur caractérisation en nanoindentation. In fine, les investigations doivent pouvoir mener à une méthodologie robuste capable de donner des mesures quantitatives des propriétés mécaniques locales d’élastomères de pièces réelles industrielles. Ce papier dresse donc une description de la technique de nanoindentation appliquée aux élastomères et discute les résultats qui apparaissent clairement dépendants de la manière dont les essais sont conduits. Enfin, les éléments apportés par cette prospection ont été appliqués à la caractérisation d’un composite multicouche caoutchouc/polymère. Cette étude applicative a prouvé l’aptitude de la nanoindentation à détecter des gradients de propriétés au sein du composite.
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Gligliotti, Marco, Dinh Quy Vu, Matteo Minervino, Marie-Christine Lafarie-Frenot, Jean-Claude Grandidier, and Yannick Pannier. "Méthodes multiphysiques et multi-échelles pour la caractérisation du vieillissement thermo-oxydant dans les matériaux composites." Revue des composites et des matériaux avancés 23, no. 1 (April 2013): 35–50. http://dx.doi.org/10.3166/rcma.23.35-50.
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6
Fauchille, Anne-Laure, Bram van den Eijnden, Kevin Taylor, and Peter David Lee. "Détermination de la taille et du nombre d’échantillons devant être analysés en laboratoire pour la caractérisation statistique de la microstructure d’une roche argileuse." Revue Française de Géotechnique, no. 165 (2020): 1. http://dx.doi.org/10.1051/geotech/2020024.
Full textAbstract:
À l’échelle du laboratoire, les roches argileuses sont des matériaux hétérogènes dont le comportement thermo-hydromécanique est en grande partie contrôlé par la microstructure. Le choix du nombre et de la taille des échantillons à étudier en laboratoire est déterminant pour appréhender la variabilité des propriétés de la roche argileuse à petite échelle. Cet article présente une méthode statistique permettant de préciser la surface (ou le volume) et le nombre d’échantillons à prendre en compte pour qu’une propriété p choisie caractérisant la microstructure, soit statistiquement représentative. Initialement établie dans un cas général par Kanit et al. (2003. Determination of the size of the representative volume element for random composites: statistical and numerical approach. Int J Solids Struct 40(13–14): 3647–3679), cette méthode consiste à partitionner un échantillon de propriété moyenne [see formula in PDF] connue, en sous-échantillons de surface D × D afin de calculer l’écart-type et l’erreur relative de la mesure de p en fonction de D. Cette méthode permet ainsi de définir des surfaces élémentaires représentatives de p en tenant compte de l’erreur relative par rapport à [see formula in PDF]. La méthode est d’abord présentée dans des cas généraux en 2D et 3D, et un exemple type est ensuite développé en 2D pour caractériser la fraction argileuse d’une lamine sédimentaire de Bowland (Royaume-Uni). La fraction surfacique argileuse est choisie comme propriété p, à partir d’une image grand-champ en microscopie électronique à balayage. La méthode est applicable en 2D et 3D sur les matériaux finement divisés autant sur les roches que sur les sols argileux, tant que l’échantillon considéré contient suffisamment d’éléments figurés (inclusions rigides ou pores dans une matrice par exemple) pour permettre l’utilisation des statistiques. L’apport principal visé pour la communauté des ingénieurs est dans la mesure du possible un meilleur ciblage de la quantité d’échantillons à prélever en forage pour mieux évaluer la variabilité des paramètres macroscopiques des roches argileuses. Les limites de la méthode sont ensuite discutées.
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Kamali-Bernard, Siham, Fabrice Bernard, and William Prince. "Modélisation tridimensionnelle et multi-échelle du comportement des matériaux cimentaires." European Journal of Environmental and Civil Engineering 13, no. 1 (January 2009): 21–32. http://dx.doi.org/10.1080/19648189.2009.9693083.
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Serres, N., N. Bahlouli, J. Hemmerlé, C. Wagner-Kocher, P. de Magalhaes Correia, R. Fabre, L. Jordan, Y. Haikel, and F. Feugeas. "Caractérisation multi-échelle d'alliages nickel – titane utilisés pour des limes endodontiques." MATEC Web of Conferences 7 (2013): 04005. http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/20130704005.
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Kamali-Bernard, Siham, Fabrice Bernard, and William Prince. "Modélisation tridimensionnelle et multi-échelle du comportement des matériaux cimentaires. Application à la lixiviation." Revue européenne de génie civil 13, no. 1 (January 31, 2009): 21–32. http://dx.doi.org/10.3166/ejece.13.21-32.
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Le Maire, Pauline, and Marc Munschy. "La mesure magnétique en drone : un nouveau moyen pour cartographier à des résolutions jusque-là inaccessibles." E3S Web of Conferences 342 (2022): 02007. http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/202234202007.
Full textAbstract:
La méthode magnétique permet d’imager les contrastes d’aimantation de dimension centimétrique à kilométrique dans le sous-sol. Pour la bonne caractérisation de ces contrastes, il est nécessaire d’avoir une résolution suffisante (espacement entre les profils et distance entre la source et le capteur). Jusqu’à peu, les méthodes de cartographie magnétique au sol ou aéroportée ne permettaient pas l’acquisition de données dans certaines zones (Terrains accidentés, champs en culture, …). Dans ce document, nous présentons des solutions pour réaliser la mesure magnétique en drone via l’utilisation de fluxgate. La compensation du moment magnétique du drone est faite par la méthode de la calibration scalaire. Deux exemples d’applications sont présentés, l’un portant sur une campagne d’acquisition multi-échelle pour la caractérisation géologique locale. Le second porte sur de la mesure magnétique à 4 capteurs en drone et au sol.
Dissertations / Theses on the topic "Caractérisation multi-échelle des matériaux"
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Jozja, Nevila. "Étude de matériaux argileux albanais. Caractérisation "multi-échelle" d'une bentonite magnésienne." Phd thesis, Université d'Orléans, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003740.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre des études de l'interaction argile/polluant, concernant l'utilisation des argiles comme barrière d'un site de stockage de surface. Le travail présenté se propose de relier les variations de la perméabilité avec les modifications structurales et microtexturales pouvant être induites par la fixation d'un cation métallique sur une argile. Parmi 3 matériaux argileux albanais présélectionnés, celui de Prrenjas, formé par pédogenèse puis sédimentation continentale aux dépens d'une roche mère (ultrabasique), a été choisi en raison de ses caractéristiques proches d'une bentonite. Cette bentonite se caractérise par la présence majoritaire de smectite, par une CEC élevée, (90 meq/100 g), de Mg2+ majoritaire en position interfoliaire et la présence d'illite (11%) interstratifiée. Au MET la bentonite de Prrenjas a une morphologie particulière, avec une texture en microagrégats constitués de petites particules, qui la différencie des bentonites «modèles», du type Wyoming. Les études de l'interaction de l'argile en suspension avec des solutions de concentrations variées en Pb(NO3)2 couplées à l'étude de l'évolution structurale et microtexturale du matériau ont permis d'observer l'effet de Pb2+ sur l'argile de Prrenjas et sur l'argile de référence, Wyoming (SPV) échangée-Mg. Une diminution de l'hydratation de l'espace interfoliaire en fonction de la fraction molaire de Pb2+ a été observée par DRX. Les clichés de MET ont montré, pour l'argile de Prrenjas, une fragmentation des microagrégats qui la constituent en petites particules. Par contre, l'argile de référence paraît peu modifiée. La spectrométrie XPS indique une fixation de Pb2+, en surface des particules, plus importante pour l'argile de Prrenjas que pour l'argile de référence. Les essais de longue durée de fixation de Pb2+, par percolation d'une solution de Pb(NO3)2 à forte concentration (10-2 M) à travers l'argile compactée, ont montré une augmentation de la perméabilité d'un facteur 40, comportement, sans commune mesure, avec celui de la montmorillonite de référence (facteur 2). Les observations au cryo-MEB de l'argile compactée après la percolation de Pb(NO3)2 10-2M montrent des chemins d'écoulement connectés qui expliquent l'augmentation observée du débit. Finalement, ce travail montre que l'augmentation de la perméabilité, observée pour l'argile de Prrenjas, est une conséquence des modifications structurales aux différentes échelles d'organisation du matériau.
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Hajjaji, Abdelowahed. "Caractérisation multi-échelle et lois de comportement dans les matériaux ferroélectriques." Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0090/these.pdf.
Full textAbstract:
Le développement de systèmes intelligents très efficaces exige des matériaux de conversion de plus en plus performants, que ce soit en termes de stabilité de caractéristiques sous sollicitations ou en termes de coefficients. Les propriétés macroscopiques développées par les matériaux ferroélectriques sont étroitement liées à la mobilité des murs de domaines et donc au basculement des moments dipolaires supportés par l’axe polaire dans chaque maille. Cette thèse traite dans un premier temps de l’élaboration et la caractérisation des céramiques PMN-xPT et des monocristaux PZN-xPT. La caractérisation multi-échelle des matériaux quadratiques (céramiques et monocristaux) qui relie la configuration en domaines du matériau à son comportement macroscopique est étudiée pour comprendre les mécanismes de dépolarisation sous différentes sollicitations (contrainte uniaxiale, température et champ électrique). Le comportement non linéaire et hystérétique sous haut niveau de sollicitations mécaniques et électriques des céramiques piézoélectriques a été modélisé par un modèle construit à partir d’éléments non linéaires. Enfin, l’application des matériaux PZN-12PT est également étudiée. Il s’agit d’une poutre vibrante avec un élément piézoélectrique qui permet de tester et de comparer les deux inserts en termes d’amortissement vibratoireThe development of intelligent systems very efficient requires materials of more conversion preferment, whether in terms of stability characteristics in solicitations or in terms of coefficients. The macroscopic properties developed by ferroelectric materials are closely related to the mobility of domains walls, and therefore the switching of dipole moments aligned along the polar axis in each unit cell. This thesis deals as a first time of the preparation and characterization of PMN-xPT ceramics and single crystals PZN-xPT. The multi-scale characterization of quadratic materials that connects the configuration of domains material to its macroscopic behaviour has been studied to understand the mechanisms of depolarization under different excitations (uniaxial stress, temperature and electric field). The non-linear behaviour and hysteretic for ceramics under high level of mechanical and electrical excitations has been modelled by a model constructed from non-linear elements. Finally, the application of materials PZN-12PT was also studied. The objective of this study is to test and compare ceramic and single crystal shapes in terms of vibration damping
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Liu, Taiqu. "Caractérisation multi-échelle de l'amortissement des matériaux composites à fibres végétales." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2021. http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupversions/7f465635-2b19-4a9c-8100-84b95d1c4521.
Full textAbstract:
Les vibrations et le bruit sont des problèmes inévitables dans les produits d’ingénierie et la vie quotidienne. Il est donc indispensable de connaître les performances d’amortissement des matériaux d’ingénierie et les facteursqui affectent les dites propriétés. Les composites à base de fibres végétales (PFC) sont devenus une nouvelle option lorsqu’il s’agit de trouver un compromis entre l’amortissement et la rigidité. Les recherches actuelles sur l’amortissement sont principalement menées à l’échelle macro scopique et les sources et les mécanismes d’amortissement des composites de fibres végétales sont complexes et encore mal compris.Ainsi, l’objectif de cette de proposer une caractérisation fine et une meilleure compréhension de l’amortissement dans les composites biosourcés à l’aide d’une approche expérimentale multiéchelle. Cette thèse commence par une revue de la littérature sur le comportement d’amortissement des PFC. Ensuite, les influences de nombreux paramètres, y compris les types de matrice et de fibres, l’architecture du renfort, la température, la fréquence et la teneur en humidité sur les propriétés d’amortissement des PFC, sont étudiées sur la base d’une analyse mécanique dynamique (DMA) et d’une analyse modale. Les propriétés d’amortissement des constituants sont également déterminées in situ grâce des des essais en nanoindentation dynamique. Un protocole de chargement à amplitude constant est proposé en alternative à la méthode dynamique traditionnelle de raideur de contact (CSM). Les résultats sont comparés à ceux obtenus par l’analyse mécanique dynamique et méthodes de test modal. Les résultats montrent la contribution de chaque composant (fibre, matrice et interface) sur la dissipation d’énergie. En fin, les propriétés d’amortissement déterminées à ces différentes échelles à l’aide de ces trois techniques expérimentales sont tracées sur une concernant la large gamme de fréquences et de températuresVibration and noise are unavoidable problems in engineering products and daily life. Thus, the knowledge of the damping performances of engineering materials and the factors that affect these properties are highly required. Plant fiber composites (PFCs) have become a new option when considering the compromise between damping and stiffness. Current researches on damping are mainly work at the macroscale and the damping sources and mechanisms in plant fiber composites are complex and not fully revealed. Thus, the main objective of this thesis is to provide a better characterization and understanding of damping in PFCs using various experimental techniques at different scales and on a wide range of frequency. This thesis starts with the review of literature on the damping behavior of PFCs. Then, the influences of many parameters including matrix types, fiber architecture, woven pattern, temperature, frequency and moisture content on the damping properties of PFCs are investigated based on dynamic mechanical analysis (DMA) and modal analysis. Furthermore, a constant amplitude method as well as constant stiffness method are used to map the in situ damping properties at the microscale based on grid dynamic Nanoindentation (DNI). These results are then compared to those obtained from dynamic mechanical analysis and modal test methods. The results from DNI show the contribution of each component (fiber, matrix and interface) on energy dissipation. Finally, the damping properties measured using these three experimental techniques at the three different scales are plotted on a wide frequency and temperature range
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Kerdja, Youcef. "Caractérisation 3D et modélisation multi-échelle des matériaux actifs de batteries." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI033.
Full textAbstract:
Quatre matériaux actifs de batteries Li-ion de type NMC (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) ayant la même composition chimique, mais des microstructures différentes ont été synthétisés puis mis en œuvre sous forme d’électrodes composites afin de quantifier l’impact de la microstructure sur leurs performances électrochimiques. La tomographie FIB-SEM a été utilisée afin d’imager ces différentes microstructures. Les résultats 3D obtenus sur deux de nos matériaux permettent de montrer le lien entre tortuosité ionique et capacités en décharge. Des images 2D de ces microstructures ont été également extraites afin d’aller au-delà des mesures de tortuosité et de réaliser des simulations multi-physiques à l’échelle microstructurale sur des structures réelles d’électrodes. En parallèle, un modèle de simulations électrochimiques sur microstructures de matériaux d’électrodes a été développé. Ce dernier a permis dans un premier temps, via une étude paramétrique sur les propriétés physiques des matériaux, de visualiser sur une ‘microstructure modèle’, les mécanismes et les conditions par lesquels la diffusion de lithium (liquide et solide) et la cinétique électrochimique influencent la capacité en décharge et les hétérogénéités de lithiation au sein de la microstructure modèle. Les compétitions entre les différents mécanismes ont été également visualisées et quantifiées. Dans un deuxième temps, le modèle développé a été mis en œuvre sur deux des microstructures réelles (2D) extraites auparavant afin de simuler des décharges galvanostatiques. Cette démarche permet de suivre operando le courant local, ainsi que la surtension aux interfaces des particules de matériau actif au cours des décharges galvanostatiques. L’accès à ces grandeurs permet d’expliquer le biais par lequel ces deux électrodes de même composition chimique et de microstructures différentes présentent des capacités expérimentales en décharge différentesFour NMC type materials having the same chemical composition (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) but different microstructures were synthesized and then used as positive electrodes to probe the impact of the microstructure over their electrochemical performances. FIB-SEM tomography was used to get 3D images of the synthesized materials, compute their ionic tortuosity and link the results to the observed electrochemical performances. 2D microscopy images were also obtained on the four materials to go beyond tortuosity computation and realize multi-physics simulations at the microstructure scale on real electrodes. To that end, an electrochemical model at the microstructure level has been developed. This model allows the visualization of the electrochemical kinetics’ as well as lithium liquid and solid diffusion’s influences over the global battery capacity and lithiation heterogeneities at the microstructure level. This study was performed, via a sensitivity analysis of the material physical properties, on a ‘template microstructure’ and allowed us to understand and quantify the different influences’ mechanism and the competition between them over the characteristics of the battery at multiple scales. After that, the developed model was used to simulate galvanostatic discharges on two of the previously extracted 2D microstructures. These simulations allowed us to get a real-time visualization of the local current density as well as of the overpotential at active material-electrolyte interface. The real-time visualization helped us to explain how two NMC type materials having the same chemical composition, but different microstructures led to different discharge capacities
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Medjelekh, Dalel. "Caractérisation multi-échelle du comportement thermo hybride des enveloppes hygroscopiques." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0112/document.
Full textAbstract:
Face à la problématique énergétique du bâtiment et l’impact environnemental lié, il apparait que les enveloppes hygroscopiques sont une piste prometteuse en termes d’amélioration du confort thermique, de qualité de l’air intérieur, de consommation énergétique et de régulation de l'humidité intérieure. Aujourd'hui, on manque de valeurs de référence du comportement hygrothermique transitoire de ce type d’enveloppes. La physique des transferts hydriques dans les matériaux hygroscopiques, aptes à fixer l’humidité, est complexe et rend difficile la modélisation des transferts couplés de chaleur et de masse. Une approche expérimentale et numérique du comportement thermo hydrique des enveloppes hygroscopiques a donc été menée avec une caractérisation multi-échelle. Ainsi, le monitoring de quatre maisons habitées a été sujet de caractérisation au niveau de la première échelle. L’étude à l'échelle du matériau a permis de caractériser les propriétés liées aux transferts de chaleur et de masse. Le couplage thermo-hydrique a fait l'objet d'une étude spécifique à l'échelle de la paroi. Les implémentations différences finies et éléments finis ont abouti à une analyse fine des transferts à l'échelle de cellules-test avec un travail de réduction d'ordre nécessaire pour limiter les temps de calcul. L’accent est mis sur les effets de l’humidité apportés dans les ambiances intérieures afin de valider un outil numérique développé dans ce travail. Les enveloppes hygroscopiques choisies sont composées de matériaux biosourcés tels que le bois massif, le béton de bois, la terre et paille. Les enveloppes de travertin et de plaques de plâtre sont également étudiéesIn front of the building energy issues and environmental impact bound, it appears that the hygroscopic envelopes are a promising track in terms of improving of the thermal comfort, indoor air quality, energy consumption and indoor humidity regulation. Today, we lack reference values of the transient hygrothermal behavior of this envelope type. The physics of moisture transfer in hygroscopic materials (capable to fixing moisture) is complex and makes it difficult modeling of coupled heat and mass transfers. Experimental and numerical approaches of hygrothermal behavior in hygroscopic envelops was therefore conducted with a multi-scale visions. Thus, monitoring of four habited houses was the characterization focus at the first scale. The study on the material scale allowed to characterize the properties related to the heat and mass transfer. The hygrothermal coupling has been the subject of a specific study at a wall scale. Finite differences and finite elements implementations have resulted in a detailed analysis of transfers across cell-test with a reduction work of order required to limit the calculation time. Emphasis is placed on the effects of moisture brought in indoor environments in order to validate a digital tool developed in this work. The selected hygroscopic envelopes are composed of biosourced materials such as massive wood, wood concrete, earth and straw. Envelopes of travertine and plasterboard are also studied
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Ouali, Chakib. "Caractérisation multi-échelle de l’écoulement de mousses en milieux poreux en contexte EOR." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS001.
Full textAbstract:
L’utilisation de la mousse en récupération assistée du pétrole (Enhanced Oil Recovery, EOR) présente un avantage indéniable par rapport à l’injection du gaz seul pour pallier les problèmes de ségrégation gravitaire et de digitations visqueuses. Son utilisation systématique en ingénierie du réservoir nécessite des connaissances plus approfondies sur son comportement en milieu poreux. La littérature montre deux types d’approches expérimentales basées soit sur des études pétrophysiques effectuées sur des systèmes poreux 3D et basées sur des mesures de pressions intégrées sur l’ensemble du milieu poreux, soit sur des études micro-fluidiques qui permettent une visualisation directe de l’écoulement mais qui sont limitées à des systèmes modèles dans des géométries à 1 ou 2 dimensions. L’objectif de cette thèse est de faire le pont entre ces deux approches. La stratégie proposée consiste à caractériser in situ l’écoulement de la mousse dans des milieux poreux 3D à différentes échelles, en utilisant des techniques complémentaires permettant d’accéder à une large gamme de résolutions spatiale et temporelle. Un environnement instrumenté donnant accès aux mesures pétro-physiques classiques a été développé puis couplé à différentes cellules d’observation conçues spécifiquement pour chaque instrument de caractérisation. Dans un premier temps, un scanner X a été utilisé pour décrire et visualiser les écoulements de la mousse à l’échelle de la carotte. La rhéologie de la mousse à cette échelle a pu être étudiée en fonction des conditions d’injections comme la vitesse interstitielle du gaz et la qualité de mousse. Dans un deuxième temps, la technique de diffusion des neutrons aux petits angles (SANS) a permis de sonder la texture de la mousse en écoulement sur trois ordres de grandeurs en taille. Des informations in situ sur la texture de la mousse en écoulement (taille et densité des bulles et des lamelles) ont pu être mesurées pour différentes qualités de mousse puis en fonction de la distance au point d’injection. Une comparaison avec les caractéristiques géométriques du milieu poreux a également été effectuée. Dans un troisième temps, la micro-tomographie X rapide haute résolution sur Synchrotron a été utilisée pour visualiser la mousse en écoulement à l’échelle du pore. Cette technique a permis de confirmer de visu certaines caractéristiques de la mousse mesurées par SANS et de décrire en sus les effets d’intermittence du piégeage de la mousse. Cette étude constitue une étape importante de la caractérisation multi-échelle de l’écoulement des mousses en milieux poreux 3D et apporte des éléments de réponse à certaines hypothèses admisesFoam has long been used as a mobility control agent in Enhanced Oil Recovery (EOR) processes to enhance sweep efficiency and overcome gravity segregation, viscous fingering and gas channeling, which are gas-related problems when the latter is injected alone in the reservoir. However, the systematic use of foam in reservoir engineering requires more in-depth knowledge of its dynamics in porous media. The literature shows two types of experimental approaches based either on petrophysical studies carried out on 3D porous systems and based on pressure measurements, or on microfluidic studies that allow direct visualization of foam flow but are limited to 1D or 2D model systems. The research investigated in this thesis aims to bridge the gap between these two approaches. The proposed strategy is to characterize in situ the foam flow in 3D porous media with techniques providing a wide range of temporal and spatial resolutions. A coreflood setup giving access to classical petro-physical measurements was developed and then coupled to different observation cells designed specifically for each characterization instrument. First, an X-ray CT scanner was used to describe and visualize the foam flow at the core scale. The rheological behavior of foam on this scale was studied as a function of the injection conditions such as gas velocity and foam quality. Secondly, Small Angle Neutron Scattering (SANS) was used to probe the foam structure in situ during the flow, on a wide length scale, up to three orders of magnitude in size. In situ foam texture (size and density of bubbles and lamellae) was measured for different foam qualities and at different propagation distances from the injection point. A comparison to the geometric characteristics of the porous medium was also realized. Thirdly, High Resolution Fast X-ray Micro-tomography on a Synchrotron was used to visualize the foam flow at the pore scale. This allowed to confirm visually some foam characteristics measured with SANS and to investigate on local intermittent gas trapping and mobilization. This study is an important step in the multi-scale characterization of foam flow in 3D porous media and provides some answers to certain generally accepted assumptions
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Ntenga, Richard. "Modélisation multi-échelle et caractérisation de l'anisotropie élastique de fibres végétales pour le renforcement de matériaux composites." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718126.
Full textAbstract:
l est nécessaire de connaître les propriétés mécaniques des fibres végétales pour garantir la fiabilité des structures en composites à base de ces fibres. L'objectif poursuivi au cours de cette thèse était donc de développer une méthodologie de modélisation et de caractérisation de l'anisotropie élastique des fibres végétales. L'étude menée est de type multi-échelle, ce qui a permis de prendre en compte la stucture hiérarchique responsable des caractéristiques globales de la fibre, dans une modélisation numérique par éléments finis des propriétés élastiques. Le travail expérimental s'est focalisé, d'une part, sur la caractérisation morphologique et physico-chimique d'une nouvelle fibre végétale le Rhecktophyllum camerunense (RC) et d'autre part, sur la mise en oeuvre et caractérisation des composites unidirectionnels Sisal/Epoxyde et RC/Epoxyde. Les données obtenues ont été intégrées dans un modèle micromécanique avéré afin d'estimer complètement les propriétés élastiques des fibres végétales utilisées
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Ouali, Chakib. "Caractérisation multi-échelle de l’écoulement de mousses en milieux poreux en contexte EOR." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS001/document.
Full textAbstract:
L’utilisation de la mousse en récupération assistée du pétrole (Enhanced Oil Recovery, EOR) présente un avantage indéniable par rapport à l’injection du gaz seul pour pallier les problèmes de ségrégation gravitaire et de digitations visqueuses. Son utilisation systématique en ingénierie du réservoir nécessite des connaissances plus approfondies sur son comportement en milieu poreux. La littérature montre deux types d’approches expérimentales basées soit sur des études pétrophysiques effectuées sur des systèmes poreux 3D et basées sur des mesures de pressions intégrées sur l’ensemble du milieu poreux, soit sur des études micro-fluidiques qui permettent une visualisation directe de l’écoulement mais qui sont limitées à des systèmes modèles dans des géométries à 1 ou 2 dimensions. L’objectif de cette thèse est de faire le pont entre ces deux approches. La stratégie proposée consiste à caractériser in situ l’écoulement de la mousse dans des milieux poreux 3D à différentes échelles, en utilisant des techniques complémentaires permettant d’accéder à une large gamme de résolutions spatiale et temporelle. Un environnement instrumenté donnant accès aux mesures pétro-physiques classiques a été développé puis couplé à différentes cellules d’observation conçues spécifiquement pour chaque instrument de caractérisation. Dans un premier temps, un scanner X a été utilisé pour décrire et visualiser les écoulements de la mousse à l’échelle de la carotte. La rhéologie de la mousse à cette échelle a pu être étudiée en fonction des conditions d’injections comme la vitesse interstitielle du gaz et la qualité de mousse. Dans un deuxième temps, la technique de diffusion des neutrons aux petits angles (SANS) a permis de sonder la texture de la mousse en écoulement sur trois ordres de grandeurs en taille. Des informations in situ sur la texture de la mousse en écoulement (taille et densité des bulles et des lamelles) ont pu être mesurées pour différentes qualités de mousse puis en fonction de la distance au point d’injection. Une comparaison avec les caractéristiques géométriques du milieu poreux a également été effectuée. Dans un troisième temps, la micro-tomographie X rapide haute résolution sur Synchrotron a été utilisée pour visualiser la mousse en écoulement à l’échelle du pore. Cette technique a permis de confirmer de visu certaines caractéristiques de la mousse mesurées par SANS et de décrire en sus les effets d’intermittence du piégeage de la mousse. Cette étude constitue une étape importante de la caractérisation multi-échelle de l’écoulement des mousses en milieux poreux 3D et apporte des éléments de réponse à certaines hypothèses admisesFoam has long been used as a mobility control agent in Enhanced Oil Recovery (EOR) processes to enhance sweep efficiency and overcome gravity segregation, viscous fingering and gas channeling, which are gas-related problems when the latter is injected alone in the reservoir. However, the systematic use of foam in reservoir engineering requires more in-depth knowledge of its dynamics in porous media. The literature shows two types of experimental approaches based either on petrophysical studies carried out on 3D porous systems and based on pressure measurements, or on microfluidic studies that allow direct visualization of foam flow but are limited to 1D or 2D model systems. The research investigated in this thesis aims to bridge the gap between these two approaches. The proposed strategy is to characterize in situ the foam flow in 3D porous media with techniques providing a wide range of temporal and spatial resolutions. A coreflood setup giving access to classical petro-physical measurements was developed and then coupled to different observation cells designed specifically for each characterization instrument. First, an X-ray CT scanner was used to describe and visualize the foam flow at the core scale. The rheological behavior of foam on this scale was studied as a function of the injection conditions such as gas velocity and foam quality. Secondly, Small Angle Neutron Scattering (SANS) was used to probe the foam structure in situ during the flow, on a wide length scale, up to three orders of magnitude in size. In situ foam texture (size and density of bubbles and lamellae) was measured for different foam qualities and at different propagation distances from the injection point. A comparison to the geometric characteristics of the porous medium was also realized. Thirdly, High Resolution Fast X-ray Micro-tomography on a Synchrotron was used to visualize the foam flow at the pore scale. This allowed to confirm visually some foam characteristics measured with SANS and to investigate on local intermittent gas trapping and mobilization. This study is an important step in the multi-scale characterization of foam flow in 3D porous media and provides some answers to certain generally accepted assumptions
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Walbron, Amaury. "Analyse rapide d’images 3D de matériaux hétérogènes : identification de la structure des milieux et application à leur caractérisation multi-échelle." Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2015/document.
Full textAbstract:
La simulation numérique est un outil de plus en plus utilisé pour la conception et le choix de matériaux composites. Celle-ci permet en effet de générer et tester numériquement des structures très diverses plus facilement et plus rapidement qu’avec des procédés de fabrication et de tests réels. Suite au choix d’un matériau virtuel et sa fabrication tangible, un retour sur expérience est nécessaire afin de valider simultanément la simulation et le procédé de fabrication. Pour cela, la numérisation des matériaux fabriqués permet de renvoyer une modélisation comparable aux structures virtuelles générées. Il devient possible d’appliquer les mêmes algorithmes de simulation et de vérifier les prévisions.Le sujet de cette thèse consiste donc en la modélisation de matériaux composites réels à partir d’images 3D, afin d’y retrouver le matériau virtuel originel. Des méthodes de traitement d’images sont appliquées aux images afin d’en extraire les informations sur la structure du matériau, c’est-à-dire la localisation de chaque constituant et, s’il y a lieu, de leurs orientations. Ces connaissances permettent théoriquement de simuler le comportement thermique et mécanique de structures constituées du matériau étudié.Cependant, en pratique, représenter fidèlement les composites demande de prendre une discrétisation très fine. Par conséquent, une structure macroscopique demande beaucoup trop de points de discrétisation et donc de temps de calcul et de mémoire pour simuler son comportement. Un aspect de la thèse consiste donc aussi en la détermination d’un matériau homogène équivalent, permettant d’alléger la charge de calcul pour les algorithmes de simulationDigital simulation is a wide-spreading tool for composite materials design and choice. Indeed it allows to generate and test digitally various structures more easily and quickly than with real manufacturing and tests processes. A feedback is needed following the choice and the fabrication of a virtual material in order to simultaneously validate the simulation and the fabrication process. With this aim, models similar to generated virtual structures are obtained by digitization of manufacturing materials. The same simulation algorithms can then be applied and allow to verify the forecasts. This thesis is also about the modelling of composite materials from 3D images, in order to rediscover in them the original virtual material. Image processing methods are applied to images to extract material structure data, i.e. each constituent localization, and orientation if applicable. These knowledge theoretically allow to simulate thermal and mechanical behavior of structures constituted of studied material. However to accurately represent composites requires practically a very small discretization step. Therefore behavior simulation of a macroscopic structure needs too much discretization points, and then time and memory. Hence a part of this thesis focuses also on determination of equivalent homogeneous material problem, which allows, when resolved, to lighten calculation time for simulation algorithms
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Fantou, Alexandre. "Étude multi-physique et multi-échelle de la réaction d'hydratation du sulfate de calcium hémihydraté." Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2023. http://www.theses.fr/2023ISAL0099.
Full textAbstract:
En raison de leur capacité de prise, les liants hydrauliques sont utilisés à des fins très variées (e.g., matériaux de construction, substituts osseux, ...). La réaction de prise est toujours initiée par le mélange d'une ou plusieurs poudres fines avec une solution aqueuse. La dissolution des poudres réactives initiales entraîne la formation d'une pâte visqueuse, dont les propriétés évoluent avec le temps pour former une céramique poreuse monolithique par la nucléation et la précipitation de phase(s) plus stable(s). Dans le cadre de cette thèse, le plâtre CaSO4·2H2O obtenu par la réaction d'hydratation du sulfate de calcium hémihydraté CaSO4·0,5H2O est étudié dans des conditions standards (e.g., rapport massique liquide/solide, température et pression), afin de développer des techniques de caractérisation multi-physiques et multi-échelles in-situ et ex-situ pour suivre l'évolution de:- la composition des phases (réaction de dissolution et de précipitation) à l'aide de mesures calorimétriques, de la de la diffractométrie des rayons X et de la spectrophotométrie infrarouge à transformée de Fourier;- la microstructure à l'aide de la microscopie électronique à balayage et de la microtomographie aux rayons X;- les propriétés mécaniques en utilisant la mesure de vitesse de propagation des ultrasons, l'analyse mécanique dynamique en cisaillement et en compression et le test de résistance en compression. Ce panel de techniques a permis de suivre et de corréler les différentes transitions physiques survenant au cours de la réaction de prise et ainsi de dresser un portrait global des phénomènes physiques mis en jeuBecause of their setting ability, hydraulic binders are used for a wide variety of applications (e.g., construction materials, bone substitutes, ...). The setting reaction is always initiated by mixing one or several fine powders with an aqueous solution. The dissolution of the initial reactive powders results in the formation of a viscous paste, whose properties evolve with time to form a porous monolithic ceramic through the nucleation and precipitation of more stable phase(s). In this thesis, gypsum plaster CaSO4·2H2O obtained by the hydration reaction of calcium sulfate hemihydrate CaSO4·0,5H2O is studied under standard conditions (e.g., liquid/solid mass ratio, temperature and pressure), in order to develop multi-physic and multi-scale characterization techniques in-situ and ex-situ to monitor the evolution of:- the phase composition (rate of dissolution and precipitation) using calorimetric measurements, X-ray diffraction and Fourier-transform infrared spectrophotometry techniques;- the microstructure using scanning electron microscopy and X-ray microtomography;- the mechanical properties using ultrasonic propagation velocity measurement, shear and compressive dynamic mechanical analysis and compressive strength testing. This panel of techniques enabled to monitor and to correlate the various physical transitions occurring during the setting reaction, and thus to draw a global picture of the on-going phenomena
Book chapters on the topic "Caractérisation multi-échelle des matériaux"
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BÉRERD, Nicolas, and Laurent PETIT. "Le graphite nucléaire." In Les matériaux du nucléaire sous irradiation, 129–54. ISTE Group, 2024. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9148.ch4.
Full textAbstract:
Le graphite nucléaire diffère du graphite par sa structure multi-échelle. Utilisé dans des centrales nucléaires, sa fabrication est évoquée. Ce chapitre décrit également comment la structure nano et microscopique (défauts ponctuels et étendus, empilement des plans graphène) du graphite nucléaire évolue sous irradiation. Les conséquences macroscopiques (effet Wigner, chute de propriétés mécaniques, corrosion radiolytique…) de cette évolution sont discutées.
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EGLINGER, Aurélien, Anne-Sylvie ANDRÉ-MAYER, Nicolas THÉBAUD, and Quentin MASUREL. "La province métallogénique du craton de Leo-Man en Afrique de l’Ouest." In Ressources métalliques 2, 257–96. ISTE Group, 2022. http://dx.doi.org/10.51926/iste.9136.ch5.
Full textAbstract:
La province métallogénique d’Afrique de l’Ouest contient une large variété de minéralisations. Eglinger et al. soulignent l’importance d’une caractérisation multi-échelle de ces gisements pour en comprendre les modalités de mise en place dans un contexte tectonique précisé au mieux, comme par exemple pour l’or Archéen, signature régionale, ou pour les gisements de type sulfures massifs et porphyres, d’âge paléo-protérozoïque.