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Dissertations / Theses on the topic 'Comportement aux chocs thermiques'
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Peigne, Philippe. "Résistance aux chocs thermiques des céramiques thermomécaniques." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0079.
Full textAbstract:
De part leur caractère réfractaire et leur bonne tenue a la corrosion, les céramiques thermomécaniques permettent d'envisager de très hautes températures de fonctionnement en milieu agressif. Mais l'une des principales limitations à l'utilisation de ces matériaux est leur grande sensibilité aux chocs thermiques. Apres une étude bibliographique critique des différents domaines lies aux contraintes thermiques (notion de thermique, présentation critique des approches thermoélastiques et énergétiques, rapide présentation du phénomène de fatigue thermique et étude bibliographique des dispositifs expérimentaux de choc thermique), nous présentons un nouveau modèle plus proche de la réalité physique du choc thermique: l'approche locale. Par ailleurs, un dispositif original de choc et fatigue thermique a été mis au point: il réalise un cyclage thermique entre un four (20 a 1250c) et un jet d'air comprime (20. . 700c) et caractérise la dégradation par mesure de l'émission acoustique. Les essais ont été conduits sur des oxydes céramiques (alumine et zircone) et fournissent des résultats expérimentaux en accord remarquable avec les conclusions issues de l'approche locale (écart de température critique, profondeur des fissures à l'issue du choc thermique)In order to developed ceramic as bruners and heat exchangers for French gas industry, we have undertaken an extensive study of the behaviour of the ceramics under thermal stresses. We first present a new theory of thermal shock : the load approach that is divided into two succeeding parts : - we first determine the temperature and stress distribution across the sample. - We introduce a defect in the sample, and study is behaviour submitter to the temperature and stress distribution calculated in part 1. In order to show experimental confirmation, a new high temperature thermal cycling equipment has been developed cup to 1250°C for the higher temperature and 700°C for the lower one). Thermal shock damages are detected using acoustic emission measurement. To very good correlation is found between experimental results on alumina and zirconia and a new theoretical approach of thermal shock
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Khlifi, Imad. "Optimisation of optical methods for strain field measurements dedicated to the characterisation of the fracture behaviour of refractories : Application to magnesia based materials." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0123.
Full textAbstract:
Les briques de magnésie-spinelle et magnésie-hercynite sont fréquemment utilisées dans les fours rotatifs de cimenterie pour leur tenue aux chocs thermiques venant d’une résistance accrue à la propagation de fissures conférée par leur microstructure. Les réseaux de microfissures résultant du différentiel de dilatation thermique entre la matrice magnésienne et les agrégats de spinelle/hercynite favorisent l'activation de mécanismes dissipatifs d’énergie au sein de la zone d’élaboration de la rupture (FPZ) lors d’un chargement mécanique. Dans cette étude, le comportement à la rupture de matériaux modèles à base de magnésie a été étudié en couplant une méthode de corrélation d'images numériques (2P-DIC) adaptée aux problématiques de fissuration avec l’essai de « Wedge Splitting » (WST). Le couplage judicieux de ces méthodes innovantes a fourni des mesures précises des propriétés de rupture et a mis en évidence des mécanismes de rupture caractéristiques, tels que la bifurcation de fissures. L’étude des relations propriété-microstructure a démontré l’impact des microfissures introduites volontairement au sein du matériau sur le comportement thermomécanique de la magnésie-spinelle et la magnésie-hercynite. Malgré des propriétés élastiques et dilatométriques assez similaires entre les inclusions de spinelle et d’hercynite, des mécanismes de microfissuration différents ont été observés, en particulier pour la magnésie-hercynite. En effet, la diffusion entre la magnésie et l’hercynite pendant le frittage a conduit à la formation de solutions solides de spinelles autour des agrégats d'hercynite. Ces solutions solides ont contribué à leur tour à la création de nombreuses microfissures fines par l’effet d’un différentiel de dilatation thermique avec la magnésie. Initialement présents dans la microstructure, les réseaux de microfissures favorisent l’augmentation de l'énergie de rupture des matériaux modèles pendant le WST. De plus, l’analyse des champs de déformation mesurée par 2P-DIC a révélé d’importantes bifurcation de la fissure principale pour les matériaux magnésie-hercynite. Le couplage de la 2P-DIC avec l’essai du WST a démontré que les réseaux de microfissures favorisaient le développement de la FPZ, qui induisait à son tour une augmentation notable de l’énergie de rupture. Dans une approche affinée des courbes-R, des énergies de rupture effectives ont été calculées à l'aide des longueurs de fissure mesurées par 2P-DIC. Cela a permis d'établir des liens étroits entre le développement de la FPZ et une résistance accrue à la propagation de la fissure. Les tendances observées à température ambiante lors des essais de WST ont été confirmées à l’aide d’essais de cyclage dans un nouveau banc de chocs thermiquesMagnesia-spinel and magnesia-hercynite bricks destined for thermal shock applications in cement rotary kilns often show an enhanced crack propagation resistance due to an engineered microstructure design. In these materials, microcrack networks resulting from the thermal expansion mismatch between magnesia matrix and spinel/hercynite aggregates promote the activation of energy dissipating mechanisms within the so-called Fracture Process Zone (FPZ) during loading. In this research, the fracture behaviour of magnesia-based model materials was investigated by coupling a refined Digital Image Correlation method (2P-DIC) with the Wedge Splitting Test (WST). The coupling of these advanced characterisation methods has proven to be very effective in measuring important fracture parameters accurately and in highlighting characteristic fracture mechanisms, such as crack-branching. The investigation of microstructure-property relationships underlined the impact of thermally induced microcracks on the thermomechanical behaviour of magnesia-spinel and magnesia-hercynite materials. Despite the rather similar elastic and dilatometric properties of spinel and hercynite single constituents, peculiar microcracking patterns were observed, especially in magnesia-hercynite. In fact, extensive diffusion between magnesia and hercynite during sintering led to the formation of spinel solid solutions around hercynite aggregates. As a result of thermal expansion mismatch with magnesia, these solid solutions contributed to creating numerous fine microcracks confined within the diffusion zone. Initially present within the microstructure, microcrack networks promote an increase of the specific fracture energy during WST experiments. Moreover, the analysis of strain fields measured by 2P-DIC revealed extensive crack branching for magnesia-hercynite materials. In essence, 2P-DIC and WST measurements showed that microcrack networks promoted the development of the FPZ, which in turn induced higher fracture energies. In a refined R-curve approach, effective fracture energies were calculated using crack lengths measured by 2P-DIC, which helped establish strong links between FPZ development and an enhanced crack propagation resistance. The tendencies observed at room temperature during WST experiments were confirmed during thermal cycling experiments using a novel thermal shock device
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Mouiya, Mossaab. "Thermomechanical properties of refractory materials, influence of the diffuse microcracking." Electronic Thesis or Diss., Limoges, 2024. http://www.theses.fr/2024LIMO0066.
Full textAbstract:
Les matériaux réfractaires sont largement utilisés dans les applications à haute température mais ne sont pas toujours enclins à résister aux chocs thermiques sévères. Pour résoudre ce problème, une microstructure incorporant des microfissures préexistantes est une solution bien connue pour améliorer la résistance aux chocs thermiques. Néanmoins, une telle microstructure endommagée nécessite une meilleure compréhension pour optimiser son design sans compromettre l'intégrité du matériau. Dans un tel contexte, le Titanate d'Aluminium (Al₂TiO₅, AT) présentant une forte anisotropie de dilatation thermique, constitue un système modèle idéal pour créer un réseau de microfissures adapté afin d'améliorer la flexibilité et le comportement à la rupture. Cette thèse étudie les propriétés thermomécaniques des matériaux réfractaires développés à base d'AT, comprenant des céramiques polycristallines et des composites alumine/AT, en mettant l'accent sur les relations entre la microstructure et les propriétés macroscopiques. Dans le cas de ces deux matériaux, les microfissures préexistantes jouent un rôle clé sur le module de Young, le comportement de dilatation thermique, la réponse contrainte-déformation en traction, l'énergie de rupture et donc la résistance aux chocs thermiques. Un effet d’hystérésis significatif sur le module de Young et l’expansion thermique en fonction de la température témoigne des mécanismes de fermeture-réouverture de microfissures. Des essais de traction uniaxiale ont mis en évidence des lois de comportement non linéaires, impactant l'énergie de rupture et la résistance aux chocs thermiques. En particulier, des essais de traction incrémentale à 850 °C ont montré des comportements antagonistes à la montée ou à la descente en température du fait de l’histoire thermique. Les composites (alumine/AT) avec des 0 à 10 % d’inclusions présentent des microfissures diffuses dues à un différentiel d’expansion thermique. Ils présentent un module de Young réduit, des lois de comportement fortement non linéaires et une déformation à la rupture plus élevée à température ambiante. Les essais de choc thermique effectués par le dispositif innovant ATHORNA pour tous les matériaux à base d'AT étudiés ont confirmé leur résilience sous gradient thermique élevé. Ces résultats fournissent des informations précieuses pour le design de futurs matériaux réfractaires avancés présentant une résistance aux chocs thermiques amélioréeRefractory materials are widely used in high-temperature applications but are not always prone to resist severe thermal shock. To address this problem, microstructure incorporating pre-existing microcracks are already well known to improve thermal shock resistance. Nevertheless, such damaged microstructure needs a better understanding to optimize their design without compromising material integrity. In such context, Aluminum Titanate (Al₂TiO₅, AT) exhibiting a great thermal expansion anisotropy, constitutes an ideal model system for creating a tailored microcracks network in order to improve flexibility and fracture behavior. This thesis investigates the thermomechanical properties of developed AT-based refractory materials, including polycrystalline AT and alumina/AT composites, with emphasis on the relationship between microstructure and macroscopic properties. In both materials, pre-existing microcracks play a key role on Young's modulus, thermal expansion behavior, tensile stress-strain response, fracture energy, and thus thermal shock resistance. A significant hysteretic effect on Young's modulus and thermal expansion as a function of temperature indicates microcracks closure-reopening mechanisms. Uniaxial tensile tests revealed nonlinear stress-strain laws, impacting fracture energy and thermal shock resistance. In particular, incremental tensile tests at 850 °C showed contrasting behaviors during heating and cooling, attributed to thermal history. Composite materials with AT inclusions (0 - 10 wt.%) embedded in an alumina matrix exhibit diffuse microcracking due to thermal expansion mismatch. These composites exhibited reduced Young's modulus, highly nonlinear stress-strain laws, and higher strain to rupture at room temperature. Thermal shock tests performed by the innovative ATHORNA device for all studied AT-based materials confirmed their resilience under high thermal gradients. These findings provide valuable insights for the design of future advanced refractory materials with improved thermal shock resistance
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Douale, Philippe. "Étude expérimentale et modélisation thermomécanique du comportement de revêtements en chocs thermiques intenses et cycliques." ENSMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0922.
Full textAbstract:
Notre étude a pour objectif l’amélioration de la durée de vie des tubes d'armes. Leur paroi interne est soumise à des flux thermiques très intenses (de l'ordre du gw/m 2) durant quelques millisecondes. Ainsi leur surface est portée à une température de l'ordre de 1200\c. De ce fait, le revêtement de protection actuel (chrome électrolytique - cr el. ) développe un réseau de fissures et recristallise, le substrat en acier subissant une transformation martensitique (zat). Afin d’évaluer l’intérêt d'autres revêtements, nous développons une méthode d'essai produisant des chocs thermiques intenses et répétés et analysons, dans l'essai et sur le tube d'armes, le comportement de revêtements de cr el et pvd par simulation numérique. Nous tirons de la littérature, mesurons ou estimons les données nécessaires au calcul du champ de température et de contrainte dans un tel essai, à savoir, pour l'acier, les cr el. Et pvd, et un dépôt pvd de tungstène, l’évolution avec la température de la chaleur massique, de la conductivité thermique, du coefficient de dilatation thermique, du module d'young et de la limite d'élasticite. L'essai consiste à exposer cycliquement des éprouvettes au four solaire d'odeillo. A l'aide d’expériences et de simulations numériques, on détermine les conditions permettant de reproduire les endommagements du tube d'armes. Le flux est plus faible (12 mw/m 2) et doit être imposé pendant 1s. L'ensemble de l'approche est validée par comparaison des résultats des simulations avec les observations sur le plan thermique, de la profondeur de la zat. Sur le plan mécanique, le calcul fournit une déformation plastique et une tension résiduelle dans le cr el compatible avec les endommagements observes. Une étude numérique montre la nécessité d'une prise en compte réaliste de l’évolution avec la température des caractéristiques physiques et mécaniques des matériaux.
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Gaudon, Alain. "Etude expérimentale et numérique de la résistance aux chocs thermiques de céramiques thermomécaniques." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30252.
Full textAbstract:
L'utilisation des ceramiques techniques dans des structures soumises a des sollicitations thermomecaniques necessite la connaissance du comportement de ces materiaux face a une charge thermique exceptionnelle: le choc thermique. Apres une etude bibliographique prealable, un banc d'essai a ete construit. Celui-ci permet de generer un choc thermique par trempe a l'eau d'un echantillon prealablement chauffe dans un four. Il permet egalement l'acquisition numerique des temperatures lors de la trempe. Enfin il est equipe de hublots grace auxquels les phenomenes apparaissant lors de la trempe peuvent etre observes et filmes en ultra-cinema. L'analyse de tels films permet de mettre en evidence les differents phenomenes d'ebullition apparaissant lors de la trempe dans de l'eau a differentes temperatures (20c-100c) et de leur associer, par l'intermediaire d'un calcul numerique utilisant la technique des differences finies, le coefficient d'echange superficiel de chaleur correspondant. Une phase transitoire entre le debut du choc et l'etablissement d'un regime d'ebullition a ete mise en evidence. L'evaluation des etats de contrainte dans l'echantillon a ete realisee grace a un calcul thermomecanique utilisant la methode des elements finis (code de calcul samcef). Un calcul de probabilite de rupture utilisant les hypotheses formulees par weibull permet d'acceder a la probabilite de rupture en fonction du temps. Une etude experimentale a ensuite ete conduite sur du carbure de silicium puis sur un composite a matrice ceramique de type sic/sic. La determination de l'ecart critique de temperature (ecart minimal entre la temperature initiale de la piece et celle du bac de trempe pour lequel apparait une degradation de l'echantillon) pour le sic en fonction de la temperature du bain de trempe a permis de confirmer les resultats des calculs precedents. Les eprouvettes en sic/sic ont ete choquees thermiquement puis soumises a un essai de traction impose. L'augmentation de l'ecart de temperatures provoque une diminution du coefficient de proportionnalite. Des observations micrographiques au microscope electronique a balayage ont mis en evidence des fissures a travers les torons de fibres et une degradation des interfaces fibre-matrice localisee en peripherie de l'echantillon
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Michel, Valérie. "Caracterisation de la reponse aux chocs thermiques d'une bacterie psychrotrophe d'alteration, pseudomonas fragi." Clermont-Ferrand 2, 1996. http://www.theses.fr/1996CLF21813.
Full textAbstract:
Les effets de chocs thermiques sur la croissance et la synthese proteique ont ete etudies chez pseudomonas fragi, bacterie psychotrophe d'alteration des aliments. Les cinetiques de synthese proteique ont ete caracterisees par autoradiographies des proteines intracellulaires marquees a la methionine-#3#5s et separees en electrophorese bidimensionnelle (e-2d). La croissance se poursuivait avec un taux caracteristique de la temperature finale du choc de facon immediate apres les chocs chauds de 5 a 20 ou 30c et de 28 a 34c, et apres 3 et 5 h de latence a la suite d'un transfert de 20 a 5c et de 30 a 5c. Les profils obtenus en e-2d apres les differents chocs ont revele des variations dans le niveau relatif de synthese de 20 a 37 proteines. Ces proteines ont ete repertoriees en fonction de leur poids moleculaire, point isoelectrique et de leur cinetique de variations en reponse a un choc thermique. Les principales proteines impliquees dans la reponse adaptative de p. Fragi a la temperature, ont ainsi ete caracterisees. Les genes de 3 d'entre elles, designees c7. 0, c8. 0, e7. 0, ont ete amplifies pas pcr et sequences. Ces proteines appartiennent a une famille d'activateur de faible masse moleculaire capables de se lier aux acides nucleiques dont le representant type est cspa, la proteine majeure de choc froid d'e. Coli, caracterisee comme un activateur transcriptionnel
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Forster, Stéphane. "Fiabilité fonctionnelle et mécanismes de dégradation des TRIACs soumis aux chocs thermiques par di/dt à la fermeture." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Forster.Stephane.SMZ0137.pdf.
Full textAbstract:
Les TRIACs sont des interrupteurs bidirectionnels en courant et tension, généralement protégés des parasites du secteur (dV/dt) par un CALC. Ce circuit de protection provoque à la fermeture des TRIACs une forte contrainte électrique (di/dt), responsable de la dégradation prématurée des composants. L'auteur étudie les effets thermoélectriques de la fermeture des TRIACs sous fort di/dt par l'intermédiaire de simulations transitoires ISE et de l'analyse de défaillance. Le mécanisme de dégradation est caractérisé par la formation de points chauds dans la structure (choc thermique par di/dt) qui induisent des forces mécaniques de tension dans la puce. A chaque cycle de commutation, ces contraintes mécaniques développent les défauts initiaux en micro-fissures soit dans le volume du silicium, soit à l'interface avec le contact métallique. L'analyse statistique de cette fatigue thermique des TRIACs montre que les composants défaillent en suivant une distribution de Weibull. Une loi d'extrapolation de la durée de vie, obtenue théoriquement par les mécanismes de dégradation, est validée par les tests accélérés de fiabilité. Cette loi permet notamment d'estimer la durée de vie des TRIACs sous des contraintes di/dt nominales de fonctionnementTRIACs are bi-directional current switches that are generally protected from perturbations, like dV/dt, by a Snubber circuit. This circuit creates, at the turn-on of the TRIACs, high current pulses (di/dt) responsible of the early degradation of the power devices. The author studies the thermoelectric and thermomecanical effects of the turn-on TRIACs under strong di/dt through transient ISE simulations and failure analysis. The degradation mechanism is characterized by the formation of hot spots in the structure (silicon undergoes a thermal shock) that induce mechanical tensile forces in the die. These cycles of mechanical stress develop the initial defects in fatigue micro-cracks in the silicon bulk or at the interface with the metallic contact. The statistical analysis of the thermal fatigue of the TRIACs shows that the device failures folow a Weibull distribution. An extrapolation law, obtained theoretically from the degradation mechanism, is validated by accelerated life tests. This law is used to estimate the lifetime of the TRIACs under nominal di/dt for a defined application
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Forster, Stéphane Charles Jean-Pierre. "Fiabilité fonctionnelle et mécanismes de dégradation des TRIACs soumis aux chocs thermiques par di/dt à la fermeture." [S.l.] : [s.n.], 2001. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2001/Forster.Stephane.SMZ0137.pdf.
Full text
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Sebbani, Mohamed Jamal Eddine. "Étude théorique et expérimentale de la corrélation entre la résistance aux chocs thermiques et aux chocs mécaniques des matériaux réfractaires utilisés dans les fours de traitement de l'aluminium." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp05/NQ65550.pdf.
Full text
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SIMONNEAU, ANDRE MARIE. "Resistance aux chocs thermiques et a la fatigue thermique des ceramiques thermomecaniques : influence des conditions experimentales." Limoges, 1989. http://www.theses.fr/1989LIMO0062.
Full textAbstract:
L'influence de la temperature de trempe a l'eau sur la mesure de l'ecart critique de temperature a ete etudiee sur al#2o#3 en fonction des geometries d'eprouvettes (disques minces, barrettes prismatiques, barreaux cylindriques) et leur orientation spatiale. Les regimes d'ebullition au voisinage de l'eprouvette lors de la trempe different selon les parametres. La severite des chocs augmente avec la temperature de trempe pour les disques et diminue a l'approche de la temperature d'ebullition pour les barrettes et les barreaux. On aborde l'etude experimentale de la fatigue thermique selon l'hypothese d'une activation thermique de la vitesse de propagation des defauts sous-critiques. L'activation thermique de la cinetique de propagation sous-critique est mise en evidence et l'energie d'activation est calculee pour al#2o#3, dont la duree de vie depend fortement de la temperature initiale de l'echantillon. Pour ces etudes, on a realise un banc de chocs et de fatigue thermiques, qui autorise des regulations independantes des temperatures de la sources froide et de la source chaude et fonctionne automatiquement
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Piette, Coudol Frédérick. "Modélisation et simulation de la tenue aux chocs des talons de chaussure femme." Chambéry, 2006. http://www.theses.fr/2006CHAMS001.
Full textAbstract:
Afin de satisfaire la qualité du produit, CTC effectue différents tests sur les chaussures. Dans le cas des chaussures femmes, une machine d'essai de chocs permet de tester, à la fois, la résistance d'un talon et la fixation de ce dernier à la semelle. Cependant, la mise au point de nouvelles géométries de talon, jusqu'au test de contrôle final, est très longue et coûteuse. CTC souhaite donc développer des méthodes de conception de talon plus performantes, capables de réduire les cycles de conception. L'objectif de ce travail est de modéliser et simuler cet essai de chocs sur les talons. Après une étude bibliographique sur les polymères, des essais expérimentaux ont été réalisés sur éprouvettes et sur structures. Des mesures locales de champs cinématiques et thermiques ont permis une meilleure identification du modèle de comportement. Le modèle numérique de l'essai de choc reprend les caractéristiques de la machine d'essai obtenues après instrumentation. La modélisation est validée par une comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux portant sur des données telles que l'effort, le déplacement et les variations de température. Les résultats obtenus sont en accord avec l'expérience. La fixation semelle/talon est aussi étudiée. Une méthode, basée sur l'équilibre statique du talon, est développée. Elle permet de déterminer la configuration et le nombre d'éléments de fixation nécessaire pour obtenir une bonne fixation. L'inconnu de cette méthode est l'effort à appliquer dans le calcul statique, ce dernier est déterminé par une simulation reprenant la géométrie de la semelle et du talonLn order to satisfy the product quality, CTC carries out various tests on the shoes. Ln the case of women shoes, a testing machine of shocks makes possible to test, at the same time, the resistance of a heel and fixing of this sole with the heel. However, the development of new heel geometries, until the final test of control, is very long and expensive. CTC thus wishes to develop methods of heel design more powerful, able to reduce the design cycles. The objective of this work is to model and simulate this impact test on the heels. After a bibliographical study on polymers, experimental tests were realized on test-pieces and structures. Local measurements of kinematics and thermals fields allowed a better identification of the behaviour model. The digital model of the impact test takes the characteristics of the testing machine obtained after instrumentation. Modelling is validated by a comparison between the numerical and experimental results relating to data such as the effort, the displacement and the temperature variations. The results obtained are in agreement with the experiment. Sole/heel fixing is also studied. A method, based on the static balance of the heel, is developed. It makes possible to determine the configuration and the number of fasteners necessary to obtain a good fixing. The unknown of this method is the effort to be applied in static calculation, this last is determined by simulation taking again the geometry of the sole and the heel
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Hibouche, Akli. "Sol traités aux liants : performances hydro-mécaniques et hygro-thermiques : application en BTP." Thesis, Le Havre, 2013. http://www.theses.fr/2013LEHA0023/document.
Full textAbstract:
ALa terre crue est l’un des principaux matériaux de construction utilisés depuis les temps les plus reculés. C’est un matériau abondant, qui nécessite très peu d'énergie pour sa fabrication et qui ne génère pas de déchets. Construire aujourd’hui avec des matériaux à base de terre crue nécessite de ces derniers des performances mécaniques remarquables. Pour atteindre ces performances, le traitement des sols aux liants est l’une des techniques utilisées pour améliorer la résistance mécanique et la durabilité de ces matériaux. On s’intéresse dans cette thèse à l’étude de la terre crue traitée aux liants pour deux applications différentes : un remblai expérimental pour une application en travaux publics (conception innovante de digue par l’utilisation de matériaux obtenus via un traitement à la chaux) et un béton de terre dénommé « Cématerre » pour une application en bâtiment (éléments structuraux et cloisons présentant de bonnes performances hygro-thermiques). Dans les deux cas, le but est de caractériser, et éventuellement d’améliorer, la résistance mécanique, la rigidité, les caractéristiques hydriques et hydrauliques, ainsi que les propriétés hygro-thermiques. Concernant le béton de terre « Cématerre », les études préliminaires menées selon un protocole expérimental établi conformément au cahier des charges du CSTB, ont permis sa qualification, matérialisée par l’obtention d’une ATEx A. La phase suivante a consisté à améliorer sa formulation avec comme objectif l’amélioration de la résistance mécanique du matériau. Les plans d’expériences utilisés ont permis d’établir des modèles de formulations ciblant les résistances mécaniques recherchées. L’étude du comportement hygro-thermique du béton de terre est abordé en analysant les transferts couplés de chaleur et d’humidité. Pour cela un certain nombre de paramètres hygro-thermiques du matériau Cématerre ont été déterminés au laboratoire. La mesure de ces paramètres a permis la réalisation de simulations hygro-thermiques dynamiques qui ont mis en évidence l’intérêt de ce matériau par rapport au béton « classique ». Concernant le limon traité à la chaux et compacté, les résultats ont montré que le module en petites déformations E augmente avec la contrainte de confinement et l’âge du matériau et décroit légèrement avec le niveau de déformation dans le domaine des contraintes testées. Une loi de type E = ßo1m décrit la variation du module, β et m étant des paramètres fonctions de l’âge et du niveau du déviateur. Par ailleurs, les coefficients de perméabilité saturée et non saturée n’évoluent pas avec le temps de cure. Le fluage volumique ne semble pas non plus être influencé par le temps de cure, autrement dit, l’augmentation de la rigidité du matériau liée au développement des réactions pouzollaniques n’a pas empêché le matériau de fluer autant à 28 jours qu’après un an de temps de cureAEarthen construction is one of the most common construction technique used since the earliest times. The raw material is abundant, requires very little energy to manufacture, and does not generate waste. Building today with raw materials made from the earth requires outstanding mechanical performance from such non-fired materials. To achieve this performance, the treatment of the soil with binders is one of the techniques used to improve the strength and durability of these materials. The aim of the present PhD dissertation is to study the treated soils with binders for two different applications: an experimental compacted embankment for application in public works ( a dam innovative design, through the use of materials obtained by treatment with lime ) and earthen concrete called " Cematerre " for application in building ( walls and structural elements with good hygrothermal performance). In both cases, the goal is to characterize and possibly improve the mechanical strength, stiffness, hydric and hydraulic characteristics and the hygrothermal properties. For the earthen concrete " Cematerre ", the preliminary studies according to an experimental protocol under CSTB specifications have led to the so-called “ATEx A” official qualification. The next phase was to improve the formulation with the aim of improving the mechanical strength of the material. The design of experiments has been used to establish models formulations targeting the sought strength. The study of hygrothermal behavior of earthen concrete is addressed by analyzing the coupled transfer phenomenon of heat and moisture. Hygrothermal parameters were determined in the laboratory. The measurement of these parameters has allowed the realization of dynamic thermal simulations that have highlighted the benefit of this material when compared with standard concrete. For silt treated with lime and compacted, the results showed that the small strain modulus E increases with the confining stress and the curing time and decreases slightly with the strain level in the range of stress tested. A power law E = ßo1m describes the variation of the modulus, β and m are functions of the curing time and the strain level. Moreover, the coefficients of saturated and unsaturated permeability do not change with the curing time. The volumetric creep does not appear to be influenced by the curing time, i.e. , the increase in stiffness due to the development of pozzolanic reactions did not prevent the material from creeping as much after 28 days as after a year of curing time
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Durand, Fabienne. "Etude de l'influence de la microstructure sur les propriétés mécaniques à chaud et la résistance aux chocs thermiques des matériaux carbonés." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0080.
Full textAbstract:
Les matériaux carbonés étudiés, principalement utilisés comme électrodes dans les cuves d'électrolyse de l'aluminium, présentent une structure hétérogène composée de phases carbonées de propriétés distinctes et leur comportement à la rupture est complexe. Ces produits travaillent à hautes températures et sont soumis à des sollicitations mécaniques et thermiques sévères. La compréhension du comportement thermo-mécanique des matériaux carbonés est donc essentielle si l'on souhaite optimiser leur utilisation. L'objectif de cette étude est de mettre en relation les caractéristiques macroscopiques à température ambiante et à chaud des matériaux carbonés (comportement à la rupture, résistance à la propagation de fissure, tenue aux chocs thermiques) avec leur microstructure. Dans ce but, nous avons mis au point un dispositif expérimental de mesure de la contrainte à la rupture jusqu'à 1400°C et du module d'Young jusqu'à 1200°C. Afin de mieux comprendre le rôle de la porosité sur les mécanismes de rupture et la résistance aux chocs thermiques, des formulations ont été élaborées spécialement dans le cadre d'un plan d'expérience en faisant varier le taux de liant et le taux de poudre. Les propriétés physiques et mécaniques des différents constituants de ces formulations (grains, liant, matrice liant-poudre) ont été caractérisées, ainsi que la porosité décrite en détail. Les grandeurs mécaniques présentent, pour tous les produits, une élévation réversible entre la température ambiante et la température de cuisson des produits. Cette hausse est interprétée par la relaxation d'une partie des contraintes thermiques dues aux différences de coefficient de dilatation thermique des constituants (théorie d'Eshelby). Les caractéristiques thermo-mécanique des matériaux carbonés sont de plus, meilleure à porosité réduite. Cependant, la tenue aux chocs thermiques n'est pas corrélée avec la porosité : c'est le taux de liant qui semble être le facteur déterminantCarbon materials studied, mainly used as electrodes in aluminium electrolysis cells, have a heterogeneous microstructure composed of several carbon phases showing different properties, and their fracture behaviour is complex. In their application, these products are working at high temperature and, therefore , they are submitted to severe mechanical and thermal solicitations. The understanding of the thermo-mechanical behaviour of carbon materials is then essential to optimize their application. The main interest of this work is to establish relation between the macroscopic characteristics of carbon materials at room temperature and at high temperature (fracture behaviour, crack growth resistance, thermal shock resistance) and their microstructure. Therefore, two experimental apparatus have been set up to determine the flexural strength up to 1400 °c and the Young's modulus up to 1200°c. In order to dee en the knowledge of the affect of porosity on the fracture mechanisms and the thermal shock resistance, some particular materials have been elaborated with different composition. The physical and the mechanical properties of the constituents (grains, binder, binder- powder matrix), like the carbon materials porosity described in detail, have been determined. A reversible increase of the mechanical characteristics with rising temperature is observed up to the baking temperature of the materials. This phenomenon is explained by the release of some of the thermal stresses due to the thermal expansion coefficient differences between constituents (Eshelby's theoryl. Moreover, thermo-mechanical properties of carbon materials generally higher for low porosity. Nevertheless, porosity has an influence on thermal shock resistance but in a more complex way : the determining factor seems to be the proportion of binder phase
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Hamadi, Sarah. "Étude du comportement en oxydation de nouveaux revêtements en aluminiure de nickel dopé au zirconium. Application aux barrières thermiques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00006150.
Full textAbstract:
Les aubes de turbine aéronautique fonctionnent dans des conditions extrêmes, car exposées en sortie de chambre de combustion à des gaz oxydants à très haute température. Elles sont constituées d'un superalliage à base de nickel, protégé soit par un revêtement simple aluminoformeur, soit par un système barrière thermique, le superalliage étant alors revêtu d'une couche de liaison aluminoformeuse et d'une couche isolante en zircone yttriée. En service, une couche d'alumine protectrice se développe en surface des aluminiures de nickel. L'utilisation actuelle d'un NiAl modifié au platine améliore l'adhérence de l'oxyde développé thermiquement sur le métal, mais son élaboration est coûteuse. Les éléments réactifs (dont Zr) sont connus pour améliorer l'adhérence de l'alumine sur les aluminiures de nickel, mais leurs mécanismes d'action dans le cas de revêtements restent à déterminer. Cette étude a été principalement menée sur des revêtements simples NiAl et NiAl(Zr). Nous avons constaté que le zirconium est très mobile dans l'ensemble du système, qu'il retarde le vieillissement du revêtement à 1100°C et évite la présence de cavités à l'interface métal / oxyde. Les travaux entrepris pour comprendre le rôle du zirconium sur la résistance en cyclage thermique ont révélé que ce dopant agit principalement aux premiers stades d'oxydation, en anticipant la formation d'alumine stable alpha. Cette influence du zirconium sur les temps courts d'oxydation permet de doubler la durée de vie du système en oxydation cyclique à 1100°C. Des éléments de comparaison de systèmes barrière thermique complets, comprenant une couche de liaison dopée ou non au zirconium, sont également proposés.
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Samyn, Fabienne. "Compréhension des procédés d'ignifugation du polyamide 6 : apport des nanocomposites aux systèmes retardateurs de flamme phosphorés." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Samyn.pdf.
Full textAbstract:
La compréhension des procédés d'ignifugation du PA6 basés sur l'emploi d'un retardateur de flamme (FR) phosphoré (OP1311) et/ou une argile organomodifiée (C30B) est l'objet de cette étude. En termes de propriétés feu, un effet de synergie est observé pour la formulation combinant les deux additifs. Les raisons de cet effet ont été étudiées et expliquées. La dispersion de l'argile étant nanométrique dans les composites avec et sans FR, l'explication de l'amélioration réside soit dans l'obtention de composés plus stables formés par réaction entre les constituants de la formulation, soit dans la résistance améliorée de la structure protectrice développée due à des interactions physiques. Pour mettre en évidence les éventuelles interactions chimiques, la dégradation thermique des additifs et des formulations a été étudiée. Aucune nouvelle espèce n'est formée lors de la dégradation thermique. Il n'y a donc pas de réaction chimique. Des interactions physiques doivent donc se produire et permettre cette amélioration du comportement du matériau sous flux de chaleur. L'évolution des structures qui se forment au cours de la dégradation des formulations sous flux de chaleur a été étudiée. Des mécanismes de protection ont été proposés pour expliquer l'effet de synergie.
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Bacia, Maria. "Comportement du carbone aux joints de grains du molybdène." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG4210.
Full textAbstract:
La mise en evidence et l'interpretation du role benefique du carbone et du role nefaste de l'oxygene sur la cohesion intergranulaire du molybdene en l'absence de precipitation visible au meb constituaient le but de cette etude. Une methode efficace de purification du molybdene a ete mise au point. Les mesures de la concentration intergranulaire de carbone en fonction de la temperature de carburation et de la teneur volumique ont ete effectuees a l'aide d'un spectrometre auger. Un modele d'enrichissement des joints de grains au cours du refroidissement a ete propose. Les structures des joints purs et contenant des atomes de solute ont ete determinees par des simulations statiques a l'aide de potentiels a n corps calcules en se fondant sur la methode de l'atome immerge (eam). La comparaison des segregations intergranulaires d'oxygene et de carbone (sites de segregation, sequence d'occupation des sites, enthalpies de melange) a ete effectuee pour le cas du joint symetrique de flexion 37 autour de l'axe 100. Les structures atomiques du joint 37 a l'etat pur et a l'etat carbure ont ete observees au microscope electronique a haute resolution. Apres la carburation ne conduisant pas a la formation de precipites mo#2c visibles au meb, la presence d'une phase bidimensionnelle moc#x (x 0,4) formant un film continu au joint a ete mise en evidence. Elle peut etre rendue responsable du renforcement du joint. Sa faible largeur ( 10 a) et son accommodation parfaite aux reseaux cristallographiques des deux grains rendent son observation impossible par des methodes classiques (meb, met), ce qui explique que son existence etait jusqu'a maintenant ignoree. Il n'est pas exclu qu'il s'agisse de la premiere observation d'un etat intermediaire entre la segregation et un compose tridimensionnel discontinu
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Harzallah, Ridha. "Étude du comportement mécanique et tribologique des aciers austénitiques au manganèse : application aux cœurs de voies ferroviaires." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00539563.
Full textAbstract:
La finalité industrielle de ce travail mené sur des aciers de type Hadfield est l'amélioration de la tenue en service des cœurs de voie. Le mémoire comprend quatre parties. La première partie concerne la compréhension de la problématique rencontrée actuellement sur les cœurs de voie en service. La deuxième partie fait le point des connaissances sur les nuances d'acier dans la même gamme que la nuance actuelle (GX120Mn13). On a sélectionné cinq nuances et ces nuances ont fait l'objet d'une étude mécanique et tribologique dans les troisième et quatrième parties. Un montage sur un tribomètre rotatif a été conçu pour réaliser des essais de fatigue de contact en roulement. Un banc d'essai de chocs-glissement a été conçu et mis au point pour imposer aux matériaux des sollicitations proches de celles exercées en service. Au niveau essai mécanique, le comportement en traction et en compression à des vitesses allant jusqu'à 10 s-1 a été étudié. Ces essais ont montré la capacité d'écrouissage extraordinaire de ces aciers austénitiques. Les essais tribologiques de roulement et de chocs glissement ont permis de déterminer les nuances qui présentent la meilleure résistance à l'usure.
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Bassiloua, Victor. "Comportement thermodynamique du système eau-2,5 lutidine : applications aux phénomènes d'adsorption et de mouillage aux interfaces solide-liquide et liquide-vapeur." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20077.
Full textAbstract:
Au moyen de la thermodynamique classique, une etude du systeme eau-2. 5 lutidine est tentee; notamment la determination des activites des deux constituants du systeme aux alentours de la courbe de miscibilite, dans une gamme de temperatures allant de 3 a 50#c. Un calcul des grandeurs d'exces complete cette etude en vue de mieux comprendre le comportement de la solution et de pouvoir la situer par rapport aux autres types de solution. Enfin, il est tente de comprendre les implications de ce comportement sur les proprietes de surface. A l'interface liquide-vapeur, les exces de surface relatifs de la 2. 5 lutidine (2) par rapport a l'eau (1) sont calcules et on tente d'observer une transition de surface semblable a celle prevue par cahn. A l'interface solide-liquide, on calcule la tension interfaciale solide-liquide, la chaleur et l'entropie d'immersion et on compare les resultats avec la theorie
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RIGON, GIORDANO. "Etude de l'effet des chocs thermiques et/ou de l'irradiation sur la compatibilite physique et chimique d'un revetement et d'un substrat metallique. Application aux parois des reacteurs de fusion." Paris 11, 1991. http://www.theses.fr/1991PA112307.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'ameliorer la tenue des composants d'un reacteur de fusion les plus exposes a l'interaction avec le plasma la premiere paroi et les plaques du divertor contre les effets des chocs thermiques et du gonflement. Au cours de la premiere partie de l'etude on a produit des chocs thermiques au moyen d'un faisceau d'electrons en simulant les conditions experimentales qui ont lieu au cours d'une decharge du plasma; on a ainsi observe le comportement de divers materiaux soumis a choc et on a etudie la protection offerte par un revetement refractaire produit par projection-plasma. Les resultats experimentaux ont montre que la convection (due au gradient de la tension superficielle) est tres efficace dans la transmission de la chaleur a l'interieur de la zone fondue des echantillons sans revetement. Les revetements refractaires offrent une bonne protection, a condition qu'ils gardent l'adhesion avec la matrice et que leur epaisseur soit suffisante pour empecher une fusion importante du metal de la base. Au cours de la seconde partie du travail nous avons etudie la croissance des cavites d'irradiation (jusqu'a des doses de l'ordre de 100 dpa) dans des alliages bi-phases ag-cu au moyen d'un microscope electronique d'1 mevn soit dans un alliage recuit (taille des grains: 1 micron), soit dans un alliage obtenu par trempe rapide (lamelles de taille: 50 nm). Le retard observe pour la croissance des cavites dans l'alliage a structure lamellaire est vraisemblablement lie a l'action de piegeage des lacunes exercee par les joints des grains
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Courbon, Cédric. "Vers une modélisation physique de la coupe des aciers spéciaux : intégration du comportement métallurgique et des phénomènes tribologiques et thermiques aux interfaces." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00713527.
Full textAbstract:
De nos jours, le contexte de mondialisation des marchés impose aux industriels des contraintes économiques sans précédent. Afin de rester concurrentiels, ils n'ont d'autre choix que de modifier leur façon de concevoir et d'innover. Les techniques de production sont directement concernées avec par exemple une volonté de réduire les cycles de mise au point visant à définir les paramètres optimaux de mise en forme. On constate alors l'immersion d'un besoin fort en moyens de support, flexibles et prédictifs, permettant de limiter les campagnes d'essais et de faciliter leur exploitation. La simulation numérique se présente comme un outil pouvant répondre à ces critères. Ce travail s'est inscrit dans une démarche d'amélioration de la modélisation et de la simulation des opérations d'usinage, et à une échelle plus locale, de la modélisation de la coupe des métaux. Il aborde donc un problème complexe, fortement couplé, faisant intervenir mécanique, thermique, tribologie et métallurgie dans des conditions extrêmes. Une première partie expérimentale s'est donc orientée vers une compréhension plus fine des mécanismes de coupe mis en jeu en usinage d'un C45 normalisé et d'un 42CrMo4 trempé revenu. Elle a notamment permis de mettre en évidence, dans les zones de déformation intense, des affinements de grain conséquents, produits par l'activation d'un processus de recristallisation dynamique (DRX). L'inspection des zones de contact outil-matière a également montré les fortes hétérogénéités de contact existantes à l'interface outil-copeau et révélant la formation d'une résistance thermique de contact. Une étude rhéologique des deux nuances s'est appuyée sur des essais de compression dynamique. Menée à haute déformation, elle a permis de reproduire les évolutions microstructurales observées en coupe et d'appréhender leur influence sur la limite d'écoulement des matériaux. Deux modèles de comportement "à base métallurgique" ont été identifiés, présentant une retranscription plus fidèle que les modèles phénoménologiques standards. Des essais tribologiques dédiés ont permis d'extraire des modèles de contact capables de reproduire les phénomènes locaux existants à l'interface outil-matière. L'accent s'est principalement porté sur la thermique de contact au travers de lois de partage variables intégrant la notion de résistance thermique. L'intégralité de ces modèles a enfin été implémentée dans le code de calcul Abaqus© grâce à des développements spécifiques. Une stratégie de modélisation a été mise en place autour d'un modèle de coupe 2D afin de restituer les tendances majeures observées lors de la coupe d'aciers spéciaux. L'association de modèles 2D et 3D à copeau continu, de modèles à copeau segmenté ainsi que de simulations thermiques découplées présente un fort potentiel permettant, à terme, de modéliser une opération d'usinage dans sa globalité.
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Kilman, Laureline. "Modification des propriétés de surface de couches DLC obtenues par PECVD/PVD dans le but d'optimiser leur comportement tribologique en milieu lubrifié : application aux moteurs thermiques pour véhicules terrestres." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0077.
Full textAbstract:
Les films minces de Diamond-Like Carbon sont couramment employés dans les moteurs automobiles. Leur très faible coefficient de frottement et leur haute dureté permettent en effet d’optimiser les performances et la durée de vie des véhicules. Cependant, la plupart des lubrifiants utilisés dans les moteurs sont élaborés pour fonctionner avec des surfaces métalliques. Il est donc envisageable d’améliorer le comportement tribologique de films de DLC en leur conférant un caractère métallique par l’introduction d’éléments dopants en quantité limitée et contrôlée (15 % au maximum) dans la matrice de carbone amorphe. Un réacteur de dépôt industriel muni d’une technologie de dépôt hybride a été utilisé. Celle-ci combine la PECVD pour l’élaboration du DLC hydrogéné à la pulvérisation cathodique magnétron pour le dopage. Quatre éléments ont été introduits à différentes concentrations dans le DLC : aluminium, cuivre, molybdène et niobium. Les propriétés physico-chimiques des dépôts ont été caractérisées par XPS (composition et liaisons chimiques) et spectroscopie Raman (structure). La dureté, le frottement et l’usure à sec et en conditions lubrifiées, ainsi que l’énergie de surface des films ont également été caractérisés. Deux études in situ de tenue des DLC en température ont été conduites par spectroscopie Raman. Par comparaison avec un film de DLC pur, le dopage entraîne une modification de la structure du DLC, et par conséquent une réduction de la dureté des couches. Cependant, excepté dans le cas du cuivre, ceci s’accompagne d’une diminution significative du coefficient de frottement et de l’usure à sec des couches. En revanche, en dépit de ce résultat prometteur, l’impact sur les propriétés tribologiques en milieu lubrifié est plus modéré et fortement lié à la composition du lubrifiant employé. Enfin le transfert industriel du dopage a été étudié et validé dans le cas du dopage à l’aluminiumDiamond-Like Carbon thin films are commonly used in automotive engines. Thanks to their very low friction coefficient and high hardness, it is indeed possible to optimize the performances and the lifetime of vehicles. However, most of the lubricants that are used in engines are designed to be in contact with metallic surfaces. So it might be possible to improve the global tribological behaviour of DLC films by giving them a metallic character. This can be achieved with the introduction of doping elements in limited and controlled amount (maximum 15 at. %) in the amorphous carbon matrix. An industrial scale reactor has been used with a hybrid coating technology combining PECVD for the deposition of hydrogenated DLC and magnetron sputtering for the introduction of the dopants. Four elements have been tested with various amounts in the DLC: aluminium, copper, molybdenum and niobium. The physico-chemical properties of the films have been characterized by XPS (chemical composition and bonding) and Raman spectroscopy (structure). Hardness, friction and wear in both dry and lubricated conditions, and surface energy have also been determined. Two in situ studies under temperature have been conducted by Raman spectroscopy for deposited thin films. Compared to a pure DLC, doping led to a modification of the structure resulting in a decrease in hardness. However, except for copper doping, a significant reduction of friction and wear in dry conditions is observed. Despite this promising result, the impact of doping on lubricated tribological behaviour is limited and strongly dependent on the composition of the lubricant itself. Finally, the industrial transfer of DLC metallic doping has been studied and validated
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Do, Duc Phi. "Application des approches d'homogénéisation à l'étude des propriétés thermo-hydro-mécaniques des roches. Application aux argilites." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL091N/document.
Full textAbstract:
Le présent travail est consacré à l'étude du comportement thermo-hydro-mécanique linéaire et non linéaire des roches poreuses de type argilites par approche de changement d'échelle. A partir des observations microstructurales de ces matériaux, un modèle conceptuel a été proposé. Dans ce modèle, le volume élémentaire représentatif du milieu hétérogène est composé d'une phase matricielle argileuse contenant des inclusions sphériques de minéraux de quartz et de calcite et des inclusions ellipsoïdales aplaties représentant l'espace poreux. Dans un premier temps, le procédé de la modélisation a été exploité par la détermination des propriétés effectives isotropes et isotrope transverses des argilites : la conductivité thermique et les propriétés thermo-hydro-mécanique croisées. En outre, de nombreuses études numériques ont mis en évidence l'influence de la morphologie de l'espace poreux, de la minéralogie et des schémas d'estimation sur les résultats prédictifs. Dans un deuxième temps, nous avons modélisé le comportement mécanique non linéaire (élasto-plastique, élasto-viscoplastique) des roches argileuses. La comparaison entre les simulations numériques et les résultats expérimentaux disponibles (essai de compression triaxiale, essai de fluage) a confirmé la validation du modèle développéThe present work deals with the linear and non-linear thermo-hydro-mechanical behaviour of porous rocks such as the argillite by the multiscale modelling approach. Based on microstructure observations, a conceptual model was proposed. In this model, the representative elementary volume of a heterogeneous medium is composed of an argillaceous matrix containing spherical inclusions of minerals quartz and calcite and ellipsoidal inclusions representing the pore space. In a first step, the process of modelling has been exploited by determining the isotropic and transversely isotropic effective properties of the argillite: thermal conductivity and thermo-hydro-mechanical properties. Furthermore, many numerical studies have highlighted the influence of the morphology of the pore space, of the mineralogy and of the estimate schemes to the predictive results. In a second step, we modelled the non linear mechanical behaviour (elasto-plastic, elasto-viscoplastic) of argillaceous rocks. The comparison between numerical simulations and available experimental results (triaxial compression test, creep test) confirmed the validation of the model developed
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Börner, Reina. "Modélisation d'échangeur de chaleur : analyse théorique et expérimentale du comportement en régime transitoire : particularisation aux capteurs solaires et optimisation des systèmes moteurs associés." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL011N.
Full textAbstract:
La filière solaire des centrales actuellement existantes se base essentiellement sur des cycles classiques à vapeur. Mais il est aussi possible de développer une filière gaz en utilisant des turbines à gaz avec des cycles ouverts ou fermés. Dans cette optique a été développée une méthode générale d'optimisation du rendement d'un système capteur solaire à air - moteur thermique, en s'appuyant sur un fonctionnement en cycle de CARNOT puis en cycle de BRAYTON avec ou sans régénération. Les écarts de température à la source et au puits, les pertes thermiques directes entre source et puits sont pris en compte, ainsi que le rendement de régénération pour le cycle de Brayton. L’étude de la sensibilité paramétrique est faite en prenant la température du puits ou la température de stagnation comme référence. Cette première partie se termine par la présentation de quelques résultats significatifs, permettant de situer l'importance de ces paramètres dans la conception des moteurs thermiques de ce type. Dans la deuxième partie, l'étude en régime de relaxation de flux radiatif de ces capteurs solaires comportant des matrices poreuses mène à l'écriture des équations de bilan d'énergie pour les phases solide et fluide. Leur résolution analytique simplifiée en négligeant les termes de diffusion dispersion et le terme d'inertie du fluide aboutit à des valeurs du coefficient volumique de transfert h qui s'accordent avec ceux du régime stationnaire. Le modèle numérique développe ensuite pour la résolution des équations complètes est basé sur la méthode des volumes finis et permet l'identification de h par comparaison des profils de température calculés et expérimentaux. Le présent travail se limite aux milieux poreux suivants: les copeaux de duralumin, la laine de cuivre, la mousse de polyuréthane et les grains de liège. Les valeurs de h déduites du modèle numérique transitoire restent très supérieures à celles déduites du modèle analytique correspondant, mais restent cohérents par rapport aux quelques corrélations de la littérature
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Tawfiq, Sheerko. "Étude du comportement en sollicitations thermiques cycliques et tribologiques d'alliages rechargés par procédé plasma : application aux alliages base nickel, base cobalt et base fer dans le cas du laminage continu à chaud du cuivre." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPD008.
Full text
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Desaulty, Anne-Marie. "Apport des analyses chimiques multi technique à la compréhension du comportement des éléments traces dans les filières sidérurgiques anciennes : application aux études de provenance et à la distinction des procédés : le cas du Pays de Bray normand." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00552060.
Full textAbstract:
Afin de déterminer la provenance et le procédé d'élaboration (procédé direct, indirect) d'objet en fer archéologiques, cette étude a cherché à préciser le comportement des éléments traces dans les filières sidérurgiques anciennes. Pour caractériser ce comportement il est nécessaire d'étudier les déchets et produits issus de l'ensemble des deux filières. Rappelons qu'à l'issue de ces procédés anciens, l'objet a la particularité de contenir une partie de scorie, le déchet de la réduction (procédé direct) ou de l'affinage (procédé indirect) sous forme d'inclusion. La taille de ces inclusions et d'une manière générale l'hétérogénéité des échantillons archéologiques ont nécessité pour déterminer leur composition en éléments majeurs et traces d'employer une approche multi échelle (analyses macroscopique, microscopique) requérant l'utilisation d'un grand nombre de techniques d'analyse (EDS, ICP-MS, INAA, LA-ICP-MS). Le corpus étudié est composé d'échantillons provenant de sites archéologiques du Pays de Bray et de réductions expérimentales effectuées à partir de minerai brayon. Celui-ci a également été complété par des spécimens provenant d'autres régions et des données de la base Palsid ont également été utilisées. L'étude de ces échantillons a montré que les scories et donc les inclusions des objets issues de la réduction directe contiennent la plupart des éléments traces présents initialement dans le minerai, alors que les inclusions et scories indirectes sont issues de l'affinage d'une fonte considérablement épurée. Ce sont donc les ordres de grandeur des teneurs de ces éléments (La, Ce, Sm, U...) dans les inclusions des objets, qui permettent de distinguer les deux procédés. Une méthodologie afin de caractériser la signature chimique d'une région géologique a également été établie. La « signature métal » permet de pister le minerai utilisé dans le métal de l'objet (Co/Ni, As/Sb). La «signature déchet » valable uniquement pour des échantillons issus du procédé direct permet de relier les scories, et les inclusions de l'objet fini aux minerais employés (teneurs absolues en éléments majeurs et traces, Si/Al, K/Ca, Mg/Al, K/Al, Sm/Th, Th/U, La/Yb, Y/Yb, Hf/Nb, Eu/Sm, Cs/Rb, Th/Sc). Les « signatures déchet et métal » du Pays de Bray ont été comparées à celles d'autres régions afin de tester leur pouvoir de discrimination. Il apparaît que l'utilisation de ces signatures permet de nettement séparer des échantillons d'origines différentes. Il est ainsi possible d'appliquer cette méthodologie à une problématique historique précise : la détermination des échanges commerciaux entre Rouen et le Pays de Bray au Moyen Âge. Dans ce but des fers de construction des églises rouennaises ont été étudiés. Les « signatures déchets » de ces objets sont très variables d'un échantillon à l'autre et différentes de celle du Pays de Bray. Ces résultats permettent de réfuter l'hypothèse d'une arrivée massive de fer brayon à Rouen au Moyen Âge et plaident pour un approvisionnement des chantiers de la ville fortement lié aux opportunités économiques et politiques, expliquant ainsi la très grande diversité des signatures.
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Orlacchio, Rosa. "Millimeter waves for biomedical electromagnetics : study of changes induced at the cellular level by pulsed electromagnetically-induced heating." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1S077.
Full textAbstract:
La partie inférieure de la bande de les ondes millimétriques (OMM, c'est-à-dire 20–100 GHz) constitue une alternative attrayante pour le traitement thermique non invasif du mélanome. Le chauffage pulsé induit électromagnétiquement peut entraîner des dommages plus importants dans les cellules par rapport au chauffage continu traditionnel. Dans ce travail, nous étudions les modifications induites au niveau cellulaire dans les cellules de mélanome à la suite d'une exposition au chauffage induit par en onde continue (CW) et ou en régime modulé (PWM) avec avec la même élévation de température moyenne, à 58.4 GHz. Premièrement, l’impact de la convection thermique sur la dynamique de la température dans des modèles représentant des conditions d’exposition in vitro typiques lors du chauffage par CW et PWM est étudié expérimentalement. Deuxièmement, la réponse au choc thermique, médiée par la phosphorylation d'une protéine de choc thermique (HSP27) et l'activation de Caspase-3, indicateur de l'apoptose cellulaire, est quantifiée pour surveiller la réponse biologique en utilisant une approche expérimentale basée sur la microscopie à fluorescence. Deux durées d'impulsion (1.5 s et 6 s) sont considérées. Nos résultats démontrent que les impulsions thermiques sont capables d'induire une réponse cellulaire plus forte dans les cellules de mélanome à la fois en termes de choc thermique et de mortalité cellulaire par rapport à celle induite en CW. Plus la durée de l'impulsion est courte, plus la réponse cellulaire est grandeThe lower part of the millimeter wave (MMW) band (i.e., 20–100 GHz) is an attractive alternative for non-invasive thermal treatment of melanoma. Besides, pulsed electromagneticallyinduced heating can lead to stronger damage in cells compared to traditional continuous heating. In in-vitro experiments, continuous-wave (CW) or pulsed-wave (PW) amplitude-modulated MMW can be efficiently used to locally heat cell monolayers with a typical thickness ranging between 3 μm and 10 μm. In this work we investigate the modifications induced at the cellular level in melanoma cells following exposure to CW and PW MMW-induced heating with the same average temperature rise, at 58.4 GHz. First, the impact of thermal convection on temperature dynamics in models representing typical in vitro exposure conditions during CW and PW-induced heating is experimentally investigated. Second, the heat shock response, mediated by phosphorylation of a small heat shock protein (HSP27) and activation of Caspase-3, indicator of cellular apoptosis, are quantified to monitor the biological response using an experimental approach based on fluorescence microscopy. Two pulse durations (1.5 s and 6 s) are considered. Our results demonstrate that thermal pulses are able to induce a stronger cellular response in melanoma cells both in terms of heat shock and cellular mortality compared to the one induced by CW. The shorter the pulse duration, the greater the cellular response
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GOUBEL, Clément. "Modélisation d’essais de choc sur dispositifs de retenue de véhicules : Application aux dispositifs mixtes acier-bois." Phd thesis, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00990871.
Full textAbstract:
En France, un tiers des personnes tuées sur la route le sont lors d’un accident sur un obstacle fixe. Dans 90% des cas, ces accidents surviennent après une perte de contrôle du véhicule. Les dispositifs de retenue de véhicule ont pour but de maintenir les véhicules en perdition sur la chaussée en limitant la sévérité de l’impact. Ces dispositifs doivent subir des essais de chocs normatifs afin de pouvoir être installés sur le bord des routes européennes et d’évaluer leurs performances en termes de sévérité et de déflexion. Les tolérances existantes sur les paramètres d’essai (véhicule, masse du véhicule, vitesse, angle et point d’impact …) et les incertitudes sur les caractéristiques mécaniques des matériaux constituant le dispositif ont un effet sur les performances de ce dispositifs et doivent être prises en compte lors des calculs Les dispositifs mixtes (acier-bois) présentent une difficulté supplémentaire en raison de l’hétérogénéité du matériau et de sa sensibilité aux variables d’environnement telles que la température et l’humidité. Afin de prendre en compte cette variabilité et d’évaluer son impact sur les performances d’un dispositif, des essais dynamiques sur des échantillons de structure ont été réalisés et modélisés numériquement. Enfin, un modèle complet d’un dispositif de retenue de véhicule a été effectué et corrélé sur un essai de choc réel à l’aide d’une méthode prenant en compte la variation de paramètres physiques liés à l’apparition des modes de ruine de la structure. Une fois corrélé, le modèle a été utilisé afin d’évaluer l’incidence de la modification des caractéristiques mécaniques du bois liée aux variations des conditions environnementales.