Dissertations / Theses on the topic 'Comportement de détérioration'
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Hu, Bing. "Comportement hygrothermique des composites à matrice organique : mesures et analyse statistique." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS065.
Full textAbstract:
La présente étude s'inscrit dans le cadre de l'analyse de la durabilité de systèmes composites à matrice polymérique sous l'effet d'environnement hygrothermique. Son objectif est d'apporter une contribution à la compréhension et à la prévision du comportement mécanique des composites en fonction du vieillissement hygrothermique. La première partie de ce travail concerne l'étude de l'absorption d'eau par les matériaux composites. Elle débute par une mise en évidence du processus d'absorption d'eau par des mesures réalisées sur une longue durée. Une discussion sur les mécanismes de l'absorption est menée afin de mieux comprendre la variation physico-chimique et la dégradation mécanique des matériaux. Une analyse statistique est effectuée sur les mesures expérimentales. Elle conduit à une proposition d'un modèle de Fick modifié en intégrant certains paramètres statistiques permettant de décrire les processus d'absorption. La seconde partie est consacrée a la modélisation du comportement mécanique des composites vieillis sous environnement hygrothermique. Une approche expérimentale est d'abord utilisée, à partir d'essais mécaniques, pour obtenir les caractéristiques élastiques, les contraintes ultimes et la ténacité de différents composites non vieillis et vieillis, données nécessaires pour décrire la dégradation des matériaux. Ensuite, après avoir identifié le paramètre hygrothermique dominant dans la variation du comportement mécanique - contenu de l'eau absorbée M, nous avons établi les relations empiriques entre ce dernier et les caractéristiques mécaniques des stratifiés étudiés. En conclusion, une approche analytique permet de prévoir la degradation d'un stratifié multidirectionnel à partir des caractéristiques des plis élémentaires, cette prévision ayant été vérifiée par des résultats expérimentaux.
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Boulouz, M'barka. "Comportement d'un polymère vieilli sous l'action d'un champ électrique, en présence d'une solution aqueuse." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30142.
Full textAbstract:
L'etude s'inscrit dans le cadre d'un projet europeen, brite ii, et plus generalement dans celui des mecanismes de rupture dielectrique des materiaux organiques. Le phenomene etudie est appele arborescence d'eau. La technique du fluage thermostimule a ete utilisee; elle donne acces aux mouvements moleculaires entre 180 et 80c, apres vieillissement du polymere soumis, en presence d'un electrolyte, a l'action d'un champ electrique alternatif. Les parametres etudies sont: la nature des ions, les temperatures de 50 et 75c, les temps de vieillissement (1000-3000 h). Une analyse infrarouge par transformee de fourier permet de suivre l'evolution du polyethylene. L'etude du mode revele que les domaines paracristallins du pebd sont affectes par l'eau et le champ electrique. L'observation d'une contraction du mode , a champ nul en presence d'eau et sous champ, semble montrer que l'eau joue un role dans le processus, dans lequel peuvent etre impliques des segments du polymere. Un deplacement vers les valeurs plus faibles de l'enthalpie est uniquement observe lorsque l'eau et le champ electrique agissent en meme temps. L'analyse infrarouge montre un vieillissement inhomogene du materiau, donc l'existence de regions de moins grande tenue, tant mecanique qu'electrique, une oxydation qui depend de la presence du champ electrique, du temps et de l'electrolyte
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Auvray, Christophe. "Vieillissement et comportement rhéologique du gypse." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2003_AUVRAY_C.pdf.
Full textAbstract:
Les carrières souterraines de gypse peuvent présenter plusieurs types d'instabilités qui ont des conséquences en surface mais également en profondeur. Ces désordres peuvent être une expansion prononcée des piliers, une montée des mûrs ou encore la formation de fontis. Leur importance est fonction de l'âge d'exploitation du quartier. Généralement, les quartiers d'âge d'exploitation les plus anciens sont les plus dégradés. Afin de déterminer la nature, les causes et l'intensité du vieillissement du gypse, des observations au microscope électronique à balayage de plusieurs échantillons provenant de quartiers d'âge d'exploitation différent ont été réalisées. Des traces de dissolution ont été décrites sur les faces et les extrémités des cristaux. Leur origine est probablement due à la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère minière. De plus, l'intensité de ces dissoIution diminue du parement vers le cœur des piliers. Le comportement mécanique instantané du gypse a été décrit à partir des résultats de la caractérisation physico-mécanique. Des mesures de convergence de galeries, d'expansion de piliers et des essais de fluage sous hygrométrie contrôlée avec des échantillons centimétriques centimétriques ont permis d'étudier, in situ et au laboratoire, le comportement différé du gypse. Un couplage hydro-chimico-mécanique est supposé contrôler les déformations différées. Celles-ci seraient dues à deux mécanismes: dissolution-migration d'eau et dislocation. Les différents résultats et hypothèses ont permis de proposer une loi mécanique visco-élasto-plastique afin de décrire le comportement différé du gypse. Le comportement instantané a été négligé car aucun phénomène de désordre n'a été relevé à court terme. La loi de comportement est basée sur l'unification de la loi de Lemaitre et celle de Norton. Elle prend en compte le couplage hydro-chimico-mécanique et le caractère dilatant du matériau. Une bonne corrélation entre les résultats expérimentaux et les simulations a montré la capacité du modèle à prédire le comportement à long terme de la roche étudiéeThe underground gypsum mines could show multiple types of instabilities which have major consequences in the surface and in depth. The demonstrations of these disorders are expansions of pillars, ascents of walls, the forming of subsidence. Generally, the old exploited districts are more degraded than the recent ones. To determine the identity, the source and the intensity of gypsum aging, scanning electron microscope observations were conducted on samples located in zones mined during different time periods. Dissolution traces were described on bath crystals faces and extremities. Their origin is probably due to water vapor present in the mining atmosphere. Their intensity decreases with distance from the wall towards the middle of the pillar. The short ti me behaviour of the gypsum was described. Measurements of rooms convergence, pillars expansion and creep tests with controlled hygrometry made it possible to study (in situ and in laboratory) the long term behaviour of gypsum. A coupling hydro-chimico-mechanics was supposed to control the differed deformations. Two mechanisms of differed deformations were proposed : dissolution/migration of water and dislocation. To describe the differed behaviour, a law of long-term behaviour was proposed. The short time behaviour was not taken into account : no instability was noted. The law was based on the unification of the Lemaitre law and Norton law. The good agreement between experimental curves and the simulations showed the capacity of the coupled model to predict the long-term behaviour of the gypsum
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Nadot-Martin, Carole. "Contribution à l'homogénéisation du comportement viscoélastique et de la détérioration d'une classe d'élastomères fortement chargés." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2274.
Full textAbstract:
La presente etude est consacree a une modelisation par homogeneisation du comportement mecanique d'une classe d'elastomeres fortement charges (type propergols solides). Face a la multiplicite des sources de non linearite (viscoelasticite, grande deformabilite, endommagement par decohesion aux interfaces grains-matrice), une demarche progressive est adoptee dans le cadre preliminaire des petites deformations quasi statiques isothermes. Dans ce contexte, un modele viscoelastique homogeneise pour le materiau sain est tout d'abord propose. Base sur une caracterisation geometrique et cinematique de la microstructure inspiree des travaux de christoffersen (1983) et sur une description thermodynamique a variable interne du comportement local, ce dernier parvient a repondre a trois types d'exigences. Tout d'abord, il traduit de maniere realiste la nature spatio-temporelle des interactions entre les differents constituants du milieu et l'effet memoire longue consequent, mis en evidence entre autres par suquet (1987). D'autre part, on montre la possible extension de la demarche au cadre geometriquement non lineaire des transformations finies. Enfin, la modelisation proposee reste suffisamment simple pour repondre aux exigences liees a la maniabilite (identification et application aisees). La transition d'echelle est ensuite etendue en presence d'endommagement sous forme de microsurfaces de decohesion ouvertes et/ou fermees aux interfaces. Les resultats homogeneises obtenus temoignent de la capacite de la modelisation a rendre compte d'une part, de l'anisotropie induite par le caractere oriente des microfissures d'autre part, de la restauration des proprietes viscoelastiques par refermeture des fissures ouvertes.
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Stéfani, Muriel. "Comportement de nanoparticules furtives PLA-PEG : approche par des copolymères biorésorbables modèles." Montpellier 1, 1998. http://www.theses.fr/1998MON13520.
Full text
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Assoudo, Abdoulaye. "Comportement différé des poutres composites en bois en dimensions structurales." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12376.
Full textAbstract:
L'exploitation de tests de durée de vie est basée sur l'hypothèse d'ordonnancement des poutres ; l'ordre des ruptures dans le temps est le même que celui des résistances instantanées d'un lot jumeau. Nous avons mesuré les modules d'élasticité statiques et vibratoires, ainsi que les résistances des 57 poutres survivantes de tests de durée de vie à trois mois en climat naturel effectués pour le projet européen CT94-1057. Ces poutres, de dimensions structurales, sont en, Laminated Veneer Lumber (LVL). Aucun endommagement macroscopique n'a pu être significativement mesuré malgré de courbures significatives rémanentes, validant l'hypothèse d'ordonnancement. Dans le cadre d'un partenariat avec des fabricants de poutres composites à base de bois, cette méthode d'exploitation des tests a été appliquée à des poutres en I à âme mince OSB4 afin de confronter les propositions normatives (Eurocode 5) avec une réalité expérimentale de durée de vie sur trois mois. Une étude du fluage de ces poutres a également été menée dans la même optique. De plus, afin de mettre en évidence l'influence du cisaillement sur le fluage, un essai spécifique a été élaboré parallèlement à l'essai de flexion trois points effectué. Nous montrons que l'effet de cisaillement est primordial dans le fluage et croît avec le temps alors qu'il n'intervient que très faiblement dans les rigidités instantanées. Les facteurs normatifs apparaissent conservateurs mais ne se différencient pas selon le type de sollicitation alors qu'il est montré que ce dernier critère est particulièrement influent.
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Hauw, Benoît. "Comportement volumique des revêtements en mise en forme à froid : concept de courbe limite de détérioration." Valenciennes, 1999. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/2fbdba67-5dfc-4b43-9739-4fd2ed08ee94.
Full textAbstract:
La simulation numériques est un outil précieux de plus en plus présent dans la conception des gammes de mise en forme à froid. L’utilisation des revêtements pour faciliter la mise en forme ou pour protéger la pièce des agressions extérieures nécessite la connaissance de la rhéologie du revêtement. Par conséquent, une méthodologie complète, regroupant une méthode d'identification par indentation des lois de comportement volumique des revêtements et un concept de courbe limite de détérioration de ces revêtements sont proposés. La méthode d'identification est construite sur le modèle des méthodes inverses. Les intérêts de cette méthode sont multiples. En particulier, la zone de surface caractérisée comprend le revêtement et son substrat d'accrochage. L’application de la méthode d'identification à l'optimisation des revêtements montre la sensibilité des courbes contrainte-déformation identifiées aux conditions de traitement. Les liens avec les régimes de lubrification, l'épaisseur du revêtement peuvent être établis. La simulation éléments finis des procédés de mise en forme à froid avec prise en compte de la rhéologie du revêtement est plus précise. Elle procure également des informations relatives à la déformation du revêtement. Par analogie avec la courbe limite de formage, la courbe limite de détérioration des revêtements, déterminée numériquement regroupe tous les états critiques que peut rencontrer le revêtement au cours de sa déformation. Sa superposition à la courbe limite de formage, ainsi que son application à un procédé de mise en forme démontre l'apport indispensable de ce nouveau critère d'arrêt. Ce dernier est une garantie supplémentaire sur la tenue du revêtement lors de la conception numériques des gammes de mise en forme à froid.
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Ouglova, Anna. "Etude du comportement mécanique des structures en béton armé atteintes par la corrosion." Cachan, Ecole normale supérieure, 2004. http://www.theses.fr/2004DENS0034.
Full textAbstract:
Dans les ouvrages du Génie Civil, l'acier est couvert par un film protecteur constitué d'oxydes de fer. Une pénétration des agents agressifs externes peut déstabiliser ce film et provoquer l'initiation de la corrosion. Lorsque la couche des oxydes s'épaissit du fait de la corrosion métallique une réduction de la section d'acier, une perte de ductilité, une perte d'adhérence ou une fissuration du béton peuvent se produire. La capacité portante diminue et le mécanisme de ruine des éléments d'ouvrage peut changer. Le besoin est alors de comprendre des mécanismes de la corrosion afin de réaliser une ré-évaluation de la durée de vie des ouvrages en béton armé soumis à la corrosionIn the reinforced concrete structures, by nature, the reinforcing steel is covered with a protective film consisted of iron oxides. Penetration of aggressive externat agents can destabilize the film and initiale corrosion. When the layer of corrosion products grows around of the steel, loss of the rebat cross-section which is transformed into rust, decrease of rebat ductility, cracking and delamination of the concrete and loss of bond between concrete and reinforcement can be observed. The mechanical load capacity decreases and the ruin mechanism of concrete structures can change. The necessity is Io understand phenomena due to corrosion in order to perform a re-evaluation of the service lifetime of the reinforced concrete structures attacked by the corrosion
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Tonon, Claire. "Modèle de comportement des revêtements de contrôle thermique en environnement spatial simulé." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 2000. http://www.theses.fr/2000ESAE0014.
Full text
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Le-Magda, Mélanie. "Influence du vieillissement sur le comportement des matériaux et des interfaces des systèmes mécatroniques." Rouen, 2011. http://www.theses.fr/2011ROUES010.
Full textAbstract:
Les systèmes mécatroniques sont des systèmes électroniques intégrés directement dans les pièces mécaniques. Leur environnement est sévère (courants>200A) et des défaillances peuvent survenir. Cette thèse est consacrée à l'étude de deux matériaux mécatroniques courants : compsite résine époxy/fibres de verre PCP FR4 (Printed Circuit Board Flame Retardant 4) et alliage PbSnAg. Un vieillissement isotherme est appliqué au PCP FR4 durant 8800 h à 110°C. Il affecte principalement l'époxy, qui évolue de manière complexe dès 2800 h. Celle-ci est révélée par l'apparition de courbes bimodales pour C'', le signal "out of phase" en TMDSC (Thermo-Modulated Differential Scanning Calorimetry) et pour tan ð, le rapport entre les modules de perte et de conservation en DMA 'Dynamic Mechanical Analysis). La transformation de l'époxy en deux parties causée par l'oxydation peut expliquer ce phénomène. Une estimation du module d'Young de celles-ci est proposée en associant les analyses de l'époxy aux lois de comportement mécanique du composite (loi rhéologique, modèle de Berthelot et loi mathématique). Pour l'alliage PbSnAg, le vieillissement isotherme à 200°C durant 7000 h révèle l'évolution de la microstructure et des propriétés mécaniques de l'alliage coulé d'une part et brasé entre deux substrats Cu revêtus de Ni puis de Ni-P d'autre part. Coulé, l'évolution des intermétalliques (IMCs) d'Ag3Sn est observée mais elle n'affecte pas les propriétés mécaniques en traction de l'alliage. Brasé, outre l'Ag3Sn , d'autres IMCs à base de Ni, de P et de Sn sont formés aux interfaces, évoluent selon une loi de Fick entraînant une baisse des propriétés mécaniques de l'assemblage en cisaillement ArcanMechatronic systems resultt from the tight integration of the electronic and mechanical components. Their used condeition is stringent (currents>200A), so failures can occur. This thesis is devoted to study two common mechatronic materials: epoxy matrix/glass fiber woven PCB FR4 (Printed circuit Boiard Flam Retardant 4) composite and PbSnAg alloy. Isothermal aging at 110°C is applied to PCB FR4 for over 8800 h. It mainly affects the epoxy, which has evolved in complex ways since 2800 h. This is reflected by the appearance of bimodal curves for C'', "out of phase" signal by TMDSC (Thermo-Modulated Differential Scanning Calorimetry) and for tan ð, the ratio between storage and loss modulus by DMA (Dynamic Mechanical Analysis). The oxidation of a certain volume fraction of the resin leading to the appearance of a new phase can be an explanation. The Young's modulus of thes two phases is modelised and combines the analysis of the aged epoxy with several models of the composite's behavior (rheological laws, Berthelot's model and mathematical law). Concerning the PbSnAg alloy, isothermal aging at 200°C for 7000 h is applied to the cast and soldered alloys. In the cast condition, formation, coalescence and fragmentation of Ag3Sn intemetallic compounds (IMCs) are observed but the tensile properties of the alloy are not affected. When the same alloy is soldered between two copper substrates coated with Ni and Ni-P layers, in addition to Ag3Sn, other IMCs based on Ni, P and Sn are also observed and grow during aging according to Fick's law. This microstructural evolution leads to a decrease of the mechanical properties of the solder when they are measured with the Arcan shear test
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Fabien, Aurélie Jessica. "Etude du couplage comportement hydromécanique – durabilité dans le béton de la structure : application à la maquette MAREVA." Nantes, 2012. http://www.theses.fr/2012NANT2090.
Full text
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Bonnet, Stéphanie. "Influence du chlore sur le comportement a l'equilibre et sur les proprietes de transfert de materiaux du genie civil." Toulouse, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAT0024.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une action de recherche concertee sur la durabilite des betons. La corrosion des armatures du beton est due a la penetration d'agents agressifs exterieurs tel que le chlore. Le but de cette action de recherche est de mettre en place un modele traitant du transfert humidite-ions chlorures dans les milieux poreux du genie civil afin de prevoir la duree de vie des ouvrages en fonction de l'epaisseur d'enrobage. Un modele macroscopique a ete etabli en introduisant des coefficients de transfert qui dependent de plusieurs parametres tels que la teneur en eau et la teneur en chlore. Certains de ces coefficients ainsi que l'influence des parametres cites precedemment vont etre determines experimentalement sur des mortiers. Nous avons tout d'abord explorer l'influence de la concentration en chlorure de sodium (nacl) sur les proprietes a l'equilibre. Les isothermes de sorption avec des materiaux contenant initialement du nacl sont decalees par rapport a l'isotherme classique represente par un modele de type gab. Ce decalage a ete parametre en fonction de la concentration en nacl. Nous presentons ensuite l'ensemble des resultats des diffusivites hydriques relatives aux materiaux etudies en fonction de la teneur en solution et de la concentration en nacl. Nous avons effectue un seul cycle imbibition-sechage. Pour les deux types de transfert la concentration en nacl n'a pas d'incidence sur la diffusivite hydrique. Cette conclusion devra etre verifiee pour plusieurs cycles avant de l'utiliser pour ecrire notre code de calcul. Des profils en chlore ont aussi ete determines en fin d'imbibition et en fin de sechage. Il y a accumulation de chlorures fixes pres de la surface des materiaux. La cinetique de fixation des ions chlorures lors d'imbibitions est plus lente que lors de la determination des isothermes d'interaction. Le mouvement de l'eau est plus rapide et empeche les ions chlorures de se fixer. De plus on remarque qu'il n'y a pas de redistribution significative de chlore entre la fin de l'imbibition et la fin du sechage. Les mouvements d'eau liquide continu sont donc peu importants en sechage.
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Baumann, Florian. "Vieillissement et comportement d’échelle dynamique hors équilibre." Thesis, Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN10106/document.
Full textAbstract:
Les phénomènes de vieillissement et de comportement d'échelle dynamique ont été observés dans le passé dans beaucoup de systèmes hors-équilibre, mais il n'y a pas de théorie générale pour la description de ce type de système. Un premier pas a été réalisé avec la théorie d'invariance d'échelle locale (LSI) qui tente d'indentifier une forme généralisée du comportement d'échelle dynamique spatio-temporel. Pour des systèmes avec un exposant critique z = 2, il était déjà connu comment traiter ce genre de problème. Dans cette thèse on propose une reformulation et un élargissement de la LSI aux systèmes avec z ? 2. On en déduit des règles de Bargmann généralisées et on discute les symètries dynamiques élargies d'une équation de Langevin avec z ? 2. Puis on établit un formalisme pour le calcul des fonctions de corrélations et de réponse hors-équilibre. Les résultats sont confirmés dans plusieurs modèles concrets. Deuxièmement on s'intéresse au comportement de vieillissement dans des systèmes de réaction-diffusion. On trouve des différences importantes par rapport aux systèmes magnétiques dans certaines relations des exposants. Nous montrons aussi pour deux modèles exactement solubles comment élargir la LSI pour z = 2 afin d'inclure des modèles non-linéaires. Finalement, nous considérons le comportement de vieillissement proche d'une surface dans un système magnétique. Les résultats montrent que les formes d'échelle qu'on trouve dans le volume restent valides, mais certains exposants et fonctions d'échelle sont différents des quantités de volume correspondantesAgeing phenomena and dynamical scaling behaviour have been observed in many out-of-equilibrium systems, but a general framework for the description of such systems is still missing. A first step in this direction is the theory of local scale-invariance (LSI), which attempts to identify generalised forms of spatio-temporal dynamical scaling. For systems with a dynamical exponent z = 2, it has already been known how to treat stochastic partial differential equations and the consequences have been verified in many explicit models. In this thesis a reformulation and extension of LSI for systems with z ? 2 is presented. We infer for the first time generalised Bargmann superselection and discuss extended dynamical symmetries of Langevin equations with z ? 2. We can establish a formalism for the calculation of non-equilibrium correlation -and response functions and the results are confirmed in several new model calculations. Secondly, the ageing behaviour in reaction-diffusion systems is investigated. Although the main features of ageing as seen in magnets are still valid, important differences in exponent relations are found. Explicitly, the contact process is studied through field-theoretical methods and two bosonic models are solved exactly. For the latter, we show how to extend LSI with z = 2 to nonlinear models. Thirdly, the ageing behaviour in semi-infinite magnetic systems close to the surface is considered. The results show that the general scaling picture known from infinite systems remains valid, but some ageing exponents and scaling functions differ from the bulk quantities
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Etcheverry, Philippe. "Etude théorique du comportement non linéaire de milieux poreux globalement isotropes." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066731.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée a la modélisation de l'endommagement d'un matériau viscoplastique par croissance de cavités. La démarche adoptée part de l'analyse d'une cellule élémentaire constituée d'une cavité sphérique entourée d'une couche de matériau viscoplastique de Norton limitée par une sphère concentrique. La vitesse de croissance de cavité est estimée par minimisation de la fonctionnelle de hill sur une famille de champs de vitesses déduite de la solution générale du problème de la sphère creuse a matrice newtonienne soumise a un chargement axisymétrique et homogène. Une représentation paramétrique d'une approximation par l'extérieur de la surface de jauge est déduite de la majoration du potentiel exact d'une sphère creuse grâce au principe variationnel de ponte-castaneda. On généralise enfin le critère de gurson aux zones à forts gradients des grandeurs macroscopiques à l'aide de la solution exacte du problème de la sphère newtonienne sous des conditions aux limites non homogènes.
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Curtet, Jean. "Simulation du comportement tribologique des prothèses de hanche : optimisation des matériaux et des composants prothétiques." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT024G.
Full textAbstract:
Ces travaux portent sur l'étude du comportement tribologique de matériax utilisés comme composants articulaires dans l'arthroplastie totale de l'articulation de la hanche. La majeure partie de cette étude est constituée par le développement et la mise au point d'une nouvelle génération de simulateur multipostes de l'articulation de la hanche reproduisant deux mouvements physiologiques et un cycle de charge alternatif, représentatif d'un cycle de marche normal. Le polyethylène (UHMWPE) étant le composant articulaire le plus sensible à l'usure, des éssais réalisés sur tribomètre Pion/disque en eau déionisée ont permis d'appréhender ses mécanismes de dégradation vis à vis des matériaux usuels métalliques (acier inoxydable, alliage cobalt-chrome-molybdène) et céramiques (alumine, zircone). L'étude de l'influence du mode de stérilisation du polyethylène par irradiation gamma sous air ou sous argon et à l'oxyde d'éthylène a été menée sur tribomètre Pion/disque et sur simulateur avec une surface métallique antagoniste. Les deux types d'essai ont mis en évidence un frottement et une usure largement supérieurs pour la stérilisation par irradiation gamma sous air. Nous avons établi que ce comportement était lié à une oxydation superficielle du polyethylène lors de l'irradiation en présence d'air provoquant une fragilisation structurale du matériau. L'évolution et les modes de dégradation du polyethylène relevés sont pour une large part comparables à ceux observés ex-vivo (usure adhésive), avec cependant une prédominance de l'usure par fatigue superficielle in-vitro. La présence de films de transfert de polyethylène sur les surfaces métalliques antagonistes et la taille plus importante des débris d'usure recueillis sont attribuées à l'utilisation d'ean déionisée comme lubrifiant. Le couple alumine/alumine représentant actuellement la seule alternative à l'utilisation du polyethylène, nous avons étudié son comportement tribologique à l'aide d'un tribomètre anneau/disque normalisé reservé à la validation de ce couple. Les dégradations observées sont le résultat de mécanismes d'usure abrasive et par fatigue superficielle. Les essais réalisés sur simulateur ont montrés le faible frottement et l'excellente résistance à l'usure de ce couple lorsqu'il présente un jeu bien défini.
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Planel, David. "Les effets couplés de la précipitation d'espèces secondaires sur le comportement mécanique et la dégradation chimique des bétons." Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0131.
Full textAbstract:
La problématique de l'attaque par les sulfates des matériaux à base de ciment demeure d'actualité dans le domaine du stockage des déchets radioactifs, puisque les eaux souterraines susceptibles de venir au contact du colis contiennent des teneurs en sulfates non négligeables (7-31 mmol/L). Ce mémoire contribue à l'étude des mécanismes de dégradation par les sulfates, à leur compréhension et à leur modélisation. Les phases expérimentales entreprises dans cette étude ont eu pour objectifs de mettre en évidence les différents phénomènes physico-chimiques présents lors d’une attaque sulfatique externe, de suivre leur évolution et leur impact sur les paramètres de transport et de prévoir le comportement mécanique du matériau. Des expériences de dégradation en eau pure et en milieu sulfaté (teneur en sulfates 15 mmol/l), sur pâte de ciment CPA (E/C 0,4), ont été menées en parallèle, afin de pouvoir comparer les résultats obtenus. L'analyse chimique régulière du lixiviat a mis en évidence une consommation de sulfates par la matrice proportionnelle à la racine carrée du temps. L'utilisation de la DRX sur les poudres, issues des "grattages" de la partie dégradée du matériau, a permis d'obtenir la zonation minéralogie associée à une exposition en milieu sulfaté de la pâte de ciment. L'emploi conjointement de la MEB et de la micro-sonde EDS est venu confirmer les profils obtenus par DRX et apporter une information capitale concernant l’état de fissuration et sa localisation. De plus, un suivi visuel de l'apparition de la fissuration et de son évolution est venu compléter les observations précédentes. A partir de ces résultats expérimentaux, une modélisation simplifiée de la dégradation chimique de la pâte de ciment, mise au contact d'un milieu sulfaté, a été proposée. Un code de géochimie, couplant la chimie en solution au transport réactif dans un milieu poreux a été utilisé. La modélisation mise en oeuvre prend en compte l’évolution des propriétés de transfert du matériau (diffusivité) avec la décalcification et la précipitation d’espèces secondaires (gypse, ettringite). Les résultats issus des calculs couplés chimie - transport ont alors été utilisés comme données d’entrée pour la modélisation du comportement mécanique des échantillons soumis à une attaque sulfatique. La loi de comportement utilisée pour notre étude est basée sur des concepts physiques comme la génération d’autocontraintes internes au béton engendrées par la précipitation de phases secondaires. Il prend en compte l’endommagement de façon anisotrope et prévoit l’apparition de la fissuration suivant des critères de rupture en traction, compression et associée à la précipitation de phases secondairesSulfate attack of cement-based materials remains an important problem for the durability assessment of containers and disposal engineering barriers dedicated to the long-term storage of radioactive wastes since underground water which may reach these elements contains small quantities of sulfates (7-31 mmol/l). This work contributes to the study of sulfate-induced damage mechanisms, to their understanding and modelling. The experimental phases of this study aimed at the understanding of the different physico-chemical phenomena involved during an external sulfate attack at following their evolution and their impact on the transport and mechanical properties of the material. Leaching experiments in pure water and in a solution of sodium sulfate (with a sulfate content of 15 mmol/l) , have been performed simultaneously on OPC paste (w/c 0,4)in order to allow a comparison of test results. The frequent analysis of the leachant has shown a consumption of sulfate ions by the matrix, proportional to the square rate of time. The use of X-Ray Diffraction on powders, obtained by « scraping » the calcium-depleted part of the samples, led a precise view of the cement paste mineralogy, during sulfate attack. The use of Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectrometer (EDS) confirmed the correctness of XRD profiles and brought important informations concerning cracking distribution and localisation. In addition, a visual monitoring of crack appearance and evolution completed the previous observations. Based on these experimental results, a simplified model accounting for the chemical degradation of cement paste in sulfated water has been proposed. A geochemical code, coupling the chemistry in solution with the reactive transport in porous media has been used for this purpose. The model accounts for the evolution of transport properties (diffusivity) associated with the calcium-depleting of the cement matrix and the precipitation of secondary phases (gypsum, ettringite) in the porous space. The results of the reactive transport calculations have then been used to model the mechanical behaviour of the samples subjected to a sulfate attack. The constitutive mechanical model used in this study, is based on physical concepts like the generation of internal auto-stresses in concrete, induced by the precipitation of secondary phases in the porous space. It accounts for anisotropic damage and assumes that cracking can appear depending on several thresholds associated with the behaviour of the material in tension, compression and related to internal stresses originating from secondary phases precipitation
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Haillant, Olivier. "Analyse de méthodes d'étude du comportement à long terme de matériaux polymères en usage extérieur." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21398.
Full textAbstract:
Les principes de constructions et de fonctionnement d'appareils dits de "vieillissement accéléré" existant actuellement, dont la conception est fondée sur une approche purement empirique des processus de vieillissement, a suscité de plus en plus d'interrogations quant à la représentativité des résultats acquis. En effet, dans l'approche basée sur la seule simulation des contraintes environnementales, la nature des phénomènes impliqués n'est pas nécessairement identique aux phénomènes observés en conditions environnementales. L'approche choisie pour l'évaluation de la représentativité est celle mise en oeuvre depuis 30 ans au laboratoire de photochimie moléculaire et macromoléculaire de Clermont-Ferrand, reposant sur l'étude au niveau moléculaire des processus chimiques impliqués dans la perte des propriétés d'usage de matériaux polymères soumis à des contraintes environnementales. Les dispositifs d'exposition étudiés ont été les appareils de vieillissement naturel accéléré EMMA et EMMAQUA, l'enceinte de simulation des contraintes WEATHER-OMETER et l'enceinte SEPAP 12/24. La représentativité de ces dispositifs a été évaluée via le comportement chimique de quatre types de matériaux polymères. Les phénomènes observés dans ces conditions d'exposition sont en règle générale de même nature que ceux observés en exposition naturelle. Cependant, des déviations ont été mises en évidence. En enceinte WOM, les caractères érosifs et extractifs exagérés des aspersions d'eau intervenant lors de l'exposition ont été mis en évidence. En EMMAQUA, les durées d'exposition étant moindres, l'effet des aspersions d'eau est limité à l'extraction exagérée d'additifs migrants. En EMMA et EMMAQUA, le non contrôle de la température de surface des échantillons exposés peut conduire à des dégradations physiques et une évolution d'additifs on représentatives pour des matériaux de couleur foncée ou se colorant en cours d'exposition. De plus, l'air soufflé servant au refroiddissement de la surface des échantillons exposés est à l'origine d'une hétérogénéité notable de la température
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Razakamanantsoa, Andry Rico. "Etudes du comportement hydromécanique, chimique et de la durabilité des géomatériaux d'étanchéité mélangés avec des polymères." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0120/these.pdf.
Full textAbstract:
Les barrières de sécurité passives reconstituées, des installations de stockage de déchets, sont conçues à l’aide de géomatériau bentonitique, elles peuvent prendre la forme d’un géosynthétique bentonitique (GSB), ou d’un sol traité. Ce travail présente les études expérimentales relatives aux comportements hydromécaniques et chimiques à long terme des géomatériaux d’étanchéité renforcés par ajout de polymère. Les essais sont conduits sur deux polymères polyélectrolytes P1 et P2, un sol ainsi qu’une bentonite choisie parmi six. Les fluides d’essais sont : NaCl2, CaCl2 et du lixiviat synthétique (LS). Le début de l’étude concerne le choix de la bentonite (B) ainsi que la concentration en polymères donnant les meilleures performances de gonflement (2%). La compatibilité chimique, entre le mélange de bentonite/polymère et le LS est testée sur un GSB reconstitué, à l’aide d’un filtre presse modifié et d’un oedoperméamètre. Les résultats ont confirmé, l’effet immédiat de l’agressivité du fluide sur la bentonite seule. Ils montrent également l’effet floculant du polymère P1, matérialisé par le gonflement et l’effet dispersant du polymère P2, constaté par l’amélioration des performances hydrauliques des mélanges. L’étude de la durabilité hydraulique est réalisée avec des perméamètres à parois rigides sur un sol traité et renforcé. Les résultats montrent que la préhydratation retarde les effets négatifs du LS sans les atténuer. De plus, l’ajout de polymère permet à long terme d’améliorer la capacité de rétention en eau, mais également de rétenir les polluants dans le temps. Des indicateurs de durabilité chimique ont été proposés pour prévenir la dégradation des géomatériaux[Passive barrier for landfill liners are designed with bentonite material as Geosynthetic Clay Liners (GCL's) or Sand Bentonite Mixtures (SBM). This thesis is focused on the experimental study of the long term Chemo-Hydro-Mechanic behaviour of polymer treated geomaterials. Tests are performed with two powder polyelectrolyte polymers (P1, P2). Soil and one selected type of bentonite from a set of six are used. The corresponding testing fluid is composed with : synthetized leachate, CaCl2 and NaCl. This first step of the study is to select the suitable bentonite (B) and the corresponding polymer concentration (2%) that gives the best swelling ability to the bentonite. Compatibility test of the bentonite polymer mixture with synthetized leachable is done. Tests are performed by fabricating GL's, with filter press and oedopermeameter. Results show that hydraulic performance grows with the bentonite concentration. And the LS aggressiveness occurs immediately in a case of bentonite. The effects of polymer treatment are different : P1 increases the swelling ability of bentonite by flocculation, P2 increases the hydraulic performance of the bentonite by dispersion. The long term hydraulic performance tests with SBM are carried out with a rigid wall permeameter. Tests results show that prehydration delays only the fluid aggressiveness in spide of reducing the corresponding effects. The long term effect of polymer treatment reveals benefits to geomaterial behaviour by increasing water retention and reducing the undesired effects of pollutant. The chemical index is proposed to forecast the geomaterial degradation]
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Combaret, Christophe. "Comportement thermique des composants de protection contre les effets indirects de la foudre." Lyon, INSA, 2000. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2000ISAL0055/these.pdf.
Full textAbstract:
Les diodes à avalanche de forte puissance, commercialisées en particulier sous la dénomination "transil", constituent une solution séduisante pour la protection de systèmes électroniques contre les effets indirects de la foudre. Ces effets apparaissent par couplage (résistif, inductif ou capacitif) lorsqu'un conducteur électrique se trouve au voisinage direct d'une masse métallique directement frappée par l'éclair. La mise en oeuvre rationnelle et fiable de la diode transil passe par un dimensionnement thermo-électrique aussi précis que possible. Le modèle proposé s'appuie sur des observations de la structure mécanique interne de la diode pour sa partie thermique et sur un schéma de type SPICE pour sa partie électrique. Le calcul des paramètres numériques du modèle ainsi que sa mise en oeuvre ont été validés par rapport à des données expérimentales. D'autre part, le comportement à long terme de la diode transil face aux effets indirects de la foudre est mal connu. La seconde partie de ce travail s'intéresse donc à la mise en évidence de signes avant-coureurs de fragilisation et de dégradation du composant dans ses conditions normales de fonctionnement. Un ensemble expérimental (générations d'impulsions de forte énergie et chaînes d'acquisition) a ainsi été développé. Les essais préliminaires ont montré un comportement différent de la diode soumise, d'une part, à une impulsion de fort courant et faible énergie et, d'autre part, à une impulsion à courant faible et forte énergie. Une étude systématique a ensuite montré les différences entre ces deux comportements. Dans le premier cas, la destruction apparaît de manière imprévisible sans signe précurseur mesurable. Dans le second cas, deux phénomènes conduisant à une augmentation caractéristique du courant de fuite inverse de la diode ont été observés et analysés. Ils apparaissent liés à des phénomènes d'avalanche locale et de mise en place de niveaux profonds au niveau de la jonctionHigh power avalanche diodes, often sold as "transil" diodes, represent an attractive solution for the protection of electronic systems against lightning induced effects. These effects are generated (resistive, capacitive or inductive coupling) when an electric conductor is very close to metallic mass directly hit by a lightning stroke). Reliable and rational implementation of a transil diode needs a thermo-electrical fitting as sharp as possible. The proposed model is based both on the diode mechanical structure for its thermal side and on a SPICE-like system for its electrical side. The model numerical parameters computation and use have been validated with experimental data. On the other hand, long-term behavior of a transil diode hit by lightning induced effects is not well known. So, the second part of this work concerns degradation and weakening effects appearing in normal work conditions of the component. Experimental equipments (high energy pulses generator and measurement setup) have been developped. Preliminary observations have showed differences in the diode behavior under, in one hand, high energy and low current pulses and, in the other hand, high current and low energy pulses. Then, a systematic study showed differences between these two behavior. In the first case, two phenomena leading to a typical increasing of reverse leakage current have been studied and analysed. They appear to be linked to localized breakdown and setting up of deep levels in the junction
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Jeannetaud, Pascal. "Étude paramétrique du comportement de coudes en composite sous pression interne : prévision et mécanismes d'endommagement." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10028.
Full textAbstract:
Les matériaux composites sont aujourd'hui largement employés dans l'industrie. Un des secteurs porteurs est celui de la tuyauterie industrielle, où la conception, la fabrication et les performances des tubes en matériaux composites sont aujourd'hui mécaniquement assez bien maîtrisées. Cette tuyauterie n'est cependant pas uniquement constituée de tubes droits, mais comporte d'autres éléments, tels que des coudes. Ces zones de raccordement, aujourd'hui encore dimensionnées de façon empirique, sont autant de points faibles potentiels. Ce travail, dont l'originalité réside en particulier dans l'aspect industriel de la structure étudiée, avait pour objectifs : de préciser les comportements mécaniques de coudes sous différentes lois de pression interne, ainsi que les mécanismes de fissuration associés, d'estimer le comportement de quatre familles de matériaux, se différenciant entre elles par la nature de l'ensimage des renforts ou la structure de tissage employée, de relier les lois de comportements obtenues aux calculs prévisionnels. Nous avons, entre autre, montré dans cette étude : la supériorité de certains matériaux (ensimés spécifique époxy ou tissés taffetas) pour l'ensemble des lois de chargement, l'influence de l'interface sur les critères de fin d'essai (perlage et premier endommagement), en chargement monotone croissant et pour des sollicitations à long terme, l'incidence de la conception et de la qualité de fabrication du coude sur ses propriétés mécaniques, nous conduisant ainsi à redéfinir un nouveau produit, la possibilité d'utiliser les éléments finis pour le dimensionnement et l'optimisation de coudes, et, de façon générique, de structures composites industrielles complexes.
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Schieffer, Anne. "Modélisation multiéchelle du comportement thermo-mécanique des CMO et prise en compte des effets du vieillissement thermique." Troyes, 2003. http://www.theses.fr/2003TROY0002.
Full textAbstract:
L'utilisation des Composites à Matrice Organique sur de longues durées, nécessite de prendre en compte les effets du vieillissement qui peuvent considérablement modifier les propriétés mécaniques au cours du temps et réduire la durée de vie. L'objectif de ce travail est de développer un modèle macroscopique utilisable dans le contexte du calcul de structures par Eléments Finis, couplant les différents aspects : viscoélasticité, endommagement et vieillissement thermique. Nous proposons une démarche multiéchelle s'appuyant sur les différentes échelles du composite. Le comportement du pli est obtenu à partir du comportement de ses constituants (fibre et matrice) par la méthode appelée Transformation Fied Analysis. Afin d'analyser les effets du vieillissement thermique, une importante campagne expérimentale a été menée comprenant une caractérisation de type mécanique et physico-chimique. Les effets du vieillissement sont intégrés dans le modèle par l'intermédiaires de variables internesThe use of organic matrix composites for long-term applications leads to take into account the effects of thermal ageing which can considerably modify the mechanical properties and reduce the composite lifetime. The aim of this study is to develop a macroscopic model for structural computation using the finite Element method and to couple different aspects such as : viscoelasticity, damage and thermal ageing. We suggest a multiscale approach laying on the different scales of a composite. The ply behaviour is deduced from the behaviour of the constituents (fibre and matrix) by using Transformation Field Analysis method. In order to analyse the effects of thermal ageing, an important experimental part has been carried out, including mechanical and chemical measurements. Ageing effects are introduced in the model using internal parameters
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Mangin, Rémy. "Influence du vieillissement sur le comportement au feu de formulations hétérophasées ignifugées." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0216.
Full textAbstract:
Le comportement au feu de matériaux polymères peut changer plus ou moins fortement après vieillissement, mettant en péril les biens et les personnes en cas d’incendie. Ces changements dépendent du système considéré (nature du système retardateur de flamme, de la matrice polymère) et des conditions de vieillissement. Or jusqu’à aujourd’hui, les normes exigent l’évaluation de la réaction au feu d’un matériau juste après fabrication et rarement après un vieillissement représentatif des conditions réelles d’utilisation. L’évolution des caractéristiques des polymères ignifugés au cours du temps est actuellement peu connue, et seules quelques études ont eu lieu à ce sujet. Le travail de cette thèse concerne donc l’impact du vieillissement sur les performances au feu de systèmes complexes de polymères ignifugés. L’étude est basée sur les polymères polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et acide polylactique (PLA) ; le système retardateur de flamme est quant à lui constitué de charges phosphorées et de silicates nanométriques. Un protocole de vieillissement et une méthodologie d’étude ont ensuite été mis en place pour déterminer l’influence du vieillissement sur les propriétés de ces matériaux : morphologie, masse molaire des polymères, dégradation des retardateurs de flamme, comportement au feu. Enfin, les caractéristiques des produits émis en phase gaz au cours de la combustion d’échantillons vieillis et non vieillis ont été analyséesThe fire behaviour of polymeric materials can be modified after ageing, possibly leading to severe damages. These modifications depend on the chemical nature of the system (polymeric matrix, flame retardant system) and on the ageing conditions. Currently, norms exist, that define fire properties of fresh flame-retarded materials; but only few studies have been performed on aged materials. The aim of this work consists in evaluating the impact of ageing of flame-retarded materials. Firstly, materials have been processed from various formulations. The study focused on poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(lactic acid) (PLA) polymers; flame-retardant system combining a phosphorus compound and mineral nanoparticles was added. Then an operating procedure has been created to simulate ageing, and a methodology has been developed to assess the characteristics of the composites before and after ageing (viscosity, morphology, fire behaviour). Finally, the combustion aerosols emitted by unaged and aged formulations have been investigated
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Kuntz, Pierre. "Evolution du comportement sécuritaire de batterie lithium-ion pendant leur vieillissement." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI069.
Full textAbstract:
La technologie des batteries lithium-ion est de plus en plus répandue en raison de sa haute densité énergétique et de sa bonne cyclabilité. Aujourd'hui, les véhicules électriques fonctionnent avec des technologies au lithium-ion. Malgré leurs nombreux avantages, il a été prouvé que les batteries lithium-ion sont la cause de nombreux incendies accidentels de voiture. La sécurité des batteries est donc une problématique importante pour continuer à développer des véhicules plus performants et plus durables, mais aussi pour assurer la sécurité des utilisateurs. Selon les conditions d'utilisation, différents mécanismes de vieillissement interne à la cellule peuvent être activés et induire des modifications physico-chimiques des composants internes. Ainsi, le vieillissement d'une cellule a une forte influence sur son comportement en matière de sécurité. Trois références de cellules lithium-ion commerciales de type 18650 sont étudiées et vieillies en utilisant un cyclage représentatif BEV (Battery Electric Vehicle) à différentes températures (-20°C, 0°C, 25°C, 45°C) selon la norme internationale IEC 62-660. Des analyses ante-mortem et post-mortem (analyses électrochimiques des électrodes, MEB, EDX, GD-OES, XRD, GCMS, DSC, FTIR...) sont réalisées sur les composants internes afin d'identifier clairement quel mécanisme de vieillissement se produit en fonction des caractéristiques de la cellule et des conditions de vieillissements. Ensuite, des tests de sécurité sont effectués (ARC, court-circuit et surcharge) pour évaluer le comportement de chaque cellule en matière de sécurité. En comparant le comportement de sécurité des cellules neuves à celui des cellules âgées, il sera possible de comprendre l'impact de chaque mécanisme de vieillissement sur le comportement sécuritaire des cellulesLithium-ion battery technology is more and more widespread due to its high energy density and good cycleability. Today electric vehicles runs with Lithium-ion technologies. Despite Lithium-ion technology has numerous advantages, it has been proved that lithium-ion battery are the cause of many accidental car fires. Thereby battery safety is a key issue to continue to develop more performant and enduring vehicle, but also to ensure the user’s safety. Depending on the condition of use, different aging mechanisms inside the cell could be activated and induce physical and chemical modifications of the internal components. Therefore, aging of a cell has a strong influence on its safety behavior. Three references of commercial 18650-type lithium-ion cells are investigated using BEV (Battery Electric Vehicle) representative aging at various temperatures (-20°C, 0°C, 25°C, 45°C) according to the international standard IEC 62-660. Ante-mortem and post-mortem analyses (half coin cell at the electrode level, SEM, EDX, GD-OES, XRD, GCMS, DSC, FTIR…) are performed on internal components in order to identify clearly, which aging mechanism occurs in accordance to the cell characteristics and the aging conditions. Then safety test are performed (ARC, short-circuit and overcharge) to evaluate the safety behavior of each cell. By comparing safety behavior of fresh cell vs. aged cells, it will be possible to understand the impact of each aging mechanism on cell safety behavior
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Jin, Shuai. "Etude de vieillissement du comportement mécanique des agro-matériaux à base de fibres de chanvre." Troyes, 2013. http://www.theses.fr/2013TROY0006.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail consiste à élaborer des nouveaux matériaux composites à base de fibres de chanvre et à caractériser ses comportements mécaniques avec les différents effets de vieillissement. Nous avons commencé à caractériser le comportement en traction des fibres unitaires de chanvre, à l’état initial et à vieillissement accéléré. Les différentes conditions de vieillissement sont choisies afin d’étudier séparément les influences de chaque élément climatique principal (Humidité relative, Lumière solaire UV et Température) sur son comportement mécanique. Les résultats expérimentaux ont montré que l’UV et l’humidité relative jouent un rôle plus important que celui de température sur les propriétés mécaniques de fibres unitaires. Les observations microscopiques ont permit d’analyser l’évolution de la dégradation due au vieillissement des fibres unitaires. Les composites PP/Chanvre sont ensuite élaborés, vieillis et caractérisés en variant la fraction volumique de fibres. Les conditions de vieillissement sont les mêmes que celles des fibres unitaires. D’après les résultats, l’UV et la température sont les plus pénalisantes sur les propriétés mécaniques des composites, il est clair que le polymère PP protège bien les fibres et diminue considérablement l’effet de l’humidité sur les fibres. La dernière partie est consacrée à la modélisation analytique et micromécanique, les résultats obtenus à partir des modèles Hashin- Shtrikman+ et Neerfeld-Hill présentent une bonne corrélation avec les résultats expérimentauxThe main objective of this work consists to manufacturing the new composite materials based on hemp fibers and to characterizing their mechanical behavior with different aging effects. We started our study by characterizing the tensile behavior of the single hemp fiber, with original state and accelerated aging. Different aging conditions are chosen to study separately the influence of each climatic parameter (relative humidity, temperature and UV) on the mechanical behavior. The experimental results showed that the UV and humidity play a more important role than temperature on the mechanical properties of single fibers. Microscopic observations have allowed to analyzing the evolution of aging degradation of single fibers. The composites PP / Hemp are then manufactured, aged and characterized with different fibre volume fractions. Aging conditions are the same as those of single fibers. According to the results, UV and temperature are most penalizing to the mechanical properties of composite; it is clear that the PP polymer protects well the fibers and lessens greatly the effect of moisture on the fibers. The last part is devoted to the analytical and micromechanical modelling. The obtained results from Hashin-Shtrikman+ and Neerfeld Hill model showed a good correlation with the experimental results
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Logié, Nicolas. "Modifications structurales et comportement rhéologique d’amidons faiblement hydratés sous traitement thermomécanique." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10184.
Full textAbstract:
Lors de l'extrusion, en présence de plastifiants, l'amidon peut être transformé en une phase fondue homogène. Les modifications structurales de l'amidon ayant lieu pendant la transformation, sont la fragmentation des grains, la fusion des cristaux et la dégradation moléculaire. La maitrise des mécanismes de fusion et du comportement rhéologique de l’amidon est nécessaire pour optimiser les conditions de mise en œuvre et ainsi contrôler la qualité des produits. L’influence de l’état de transformation (présence de granules résiduels) sur la viscosité en cisaillement de l’amidon suggère l’analogie avec les modèles rhéologiques. Dans ce but, deux amidons de différentes origines botaniques (pois et pomme de terre) ont été transformés par extrusion bi-vis, en présence d’eau (25, 30, 35%), avec différentes intensité de traitement (SME) et de température, T 100°C. Ces différentes teneurs en eau permettent de moduler la température de fusion, Tm, préalablement déterminée par DSC. La déstructuration de l’amidon a été étudiée à différentes échelles structurales: moléculaire (chromatographie A4F), cristallin (diffraction des rayons X, DSC), granulaire (microscopie avec analyse d’images et rhéologie d’empois). Les résultats montrent que l’écart (T-Tm) gouverne ces modifications, et qu’une dépolymérisation peut avoir lieu avant la fusion complète. Enfin, la viscosité de l'amidon partiellement fondu a été déterminée sur un rhéomètre à pré-cisaillement, le Rheoplast®, simulant l'extrusion dans des conditions contrôlées. La variation de l’intensité du traitement permet d’évaluer l’influence de la fraction de grains d’amidon sur la viscositéDuring extrusion, in presence of plasticizers, starch can be converted into a homogenous molten state. Process conditions may lead to different structural changes, such as fragmentation of granules, crystals melting, molecular degradation (depolymerization) which have an influence on final material properties. Therefore, a good understanding of starch melting and its rheological behavior is necessary to determine optimal processing conditions and better control of the products quality. Viscosity dependency on starch transformation suggests an analogy with a suspension of solid particles in a fluid, where residual starch fragments act as a decreasing fraction of solid fillers embedded in a molten starch matrix. Two starches of different botanical origin (pea and potato) were processed on a twin-screw extruder under various specific mechanical energy inputs (SME), in presence of water contents (25, 30, 35%) in order to monitor the melting temperature of starch Tm (determined beforehand by DSC). Starch destructuration was investigated at different structural scales: molecular (chromatography), crystal (X-ray diffraction, DSC), granular (microscopy and paste rheology). When compared with extrusion conditions, these analytical results first show that (T-Tm) is an important variable to assess changes, and that fragmentation may be induced by shear, whereas depolymerization may occur before complete melting. Finally, the viscosity of partly molten starch was determined on a pre-shearing rheometer, Rheoplast®. By combining flow curves with experimental results of starch destructuration, it enables to ascertain melting mechanism and test the suspension model
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De, Barros Silvio Romero. "Modèle d'interface pour la simulation du comportement des assemblages collés." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2005. http://www.theses.fr/2005VERS0010.
Full textAbstract:
Les collages sont de plus en plus employés dans l'industrie. Le manque d'outils numériques fiables et efficaces pour la prédiction de la capacité de charge de ce type d'assemblage limite encore leur application. La rupture d'un joint collé est le résultat de l'évolution et de l'interaction de plusieurs process complexes de dégradation dans la couche de colle. Le modèle d'interface endommageable proposé dans cette thèse permet la modélisation de la dégradation du collage pendant toute la phase de chargement. Ce modèle, issu de ceux employés pour la modélisation de la dégradation interlaminaire dans les composites, a été implanté dans le code de calcul industriel CAST3M. Cette implantation a été validée par comparaison avec des approches de type Mécanique Linéaire de la Rupture et avec d'autres types de modèles d'interface endommageable. La difficulté, en utilisant ce type de modèle, est justement l'identification des paramètres mécanique de l'interface. Ces paramètres sont valables uniquement pour la colle, le matériau des substrats et les traitements de surface pour lesquels ils ont été identifiés. Les essais sur les structures collées sont donc pour l'instant indispensables. L'un des objectifs du travail réalisé est l'identification des paramètres. Cette identification est basée sur des mesures acoustiques non destructives des caractéristiques initiales du collage (raideurs) et sur des mesures mécaniques destructives (énergies critiques). L'objectif final de cette étude est d'avoir un outil numérique capable d'apporter la fiabilité et l'efficacité dont l'industrie a besoin pour développer davantage l'utilisation du collage comme méthode d'assemblage structuralThe use of adhesive in composite and metalic components has become increasingly popular. However, the lack of reliable and effient computational tools for the prediction of the load-carrying capacity of such type of junctions have severely limited their range of application. Failure of adhesively bonded joints is the result of the evolution and interaction of several complex degradation processes in the adhesive layer. The damage interface model proposed in this study allows modelling the joints degradation during all the loading phase. This model, which originates from those employed for the analysis of delamination in composites laminates, has been implemented as a part of the finite element code CAST3M. Its implmentation was validate by comparison with Linear Fracture Mechanics models and width other damaging interface models. The difficulty, by using this type of model, is precisely the identification of the interface mechanical parameters. These parameters are valid only for the adhesive, material and the surface treatments for which they were identified. The tests on the bonded structures are thus essential. In this work, the identification of the interface parameters is based on nondestructive acoustic measures (stiffnesses) and on destructive mechanical measures (critical energies). The idenfication procedure is validated by the study of other geommetric configurations of a bonded joint. The aim of this work is to have a numerical tool able to bring the reliability and the effectiveness that the industry needs to develop the use of adhesive joints as a method of structural assembly
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Raujol, Sonia. "Influence du vieillissement sur le comportement en fluage d'un superalliage pour disques d'une turbine." Toulouse, INSA, 2004. http://www.theses.fr/2004ISAT0015.
Full textAbstract:
Le projet national «Avion de Transport Supersonique du Futur» prévoit la création d’un successeur au Concorde avec une durée de vie quatre fois plus longue et un rendement du moteur amélioré. Dans ce cadre, un nouveau superalliage pour disques de turbine appelé NR3, développé par l’ONERA, a été élaboré à la SNECMA par métallurgie des poudres afin de résister aux nouvelles conditions d’utilisation correspondant à une déformation en fluage à 700°C sous 300 MPa pendant 20000 heures. Un maintien de longue durée sous température de ce type de matériau biphasé entraîne le vieillissement de sa microstructure de précipitation et donc l’effondrement de ses propriétés mécaniques. L’objectif de ce travail est d’étudier, après différents traitements thermiques, l’influence du vieillissement sur la microstructure de précipitation bimodale retenue et d’en déduire la répercussion sur la tenue en fluage à partir de l’étude des micro-mécanismes de déformation. Pour cela, plusieurs techniques expérimentales ont été utilisées : essais de fluage, microscopie électronique en transmission (MET) post mortem et in situ et spectroscopie EDX. Ce travail a permis de montrer que le vieillissement affecte uniquement la population de petits précipités appelés tertiaires qui tend à disparaître. L’observation par MET et la caractérisation des micro-mécanismes responsables de la déformation ont permis de comprendre le rôle essentiel de ces précipités. Ils contrôlent la tenue en fluage par leur taille, la distance qui les sépare, leur chimie et la qualité de leur ordreThe purpose of the national project called «Future Supersonic Transport Airplane» concerns the creation of a successor for Concorde able to have a life time four times longer and an increase of the aeroengine output. A new powder metallurgy superalloy called NR3, developed at ONERA, was then elaborated at SNECMA to be used for turbine disks in order to resist the new real working conditions. They are defined by a creep deformation near 700°C under 300 MPa during 20. 000 hours and the long time maintenance, at such a temperature, of this two-phase alloy, inducing a microstructural change negative for the mechanical properties must be understood. The aim of our work is to study, after different thermal treatments, the evolution of the deformation micro-mechanisms during this microstructural ageing, in order to deduce its impact on the creep resistance of the alloy. Several different experimental techniques were used at different scales: macroscopic creep tests, post mortem and in situ transmission electron microscopy (TEM) and EDX spectroscopy. Finally, a particular emphasis is made on the decrease of the population of the smallest “tertiary” precipitates during ageing. Their important role is revealed by TEM observations through the evolution of the micro-mechanisms responsible for the deformation. It is clearly demonstrated that their dimension, the channel width between them, their chemistry and the quality of their order control at this temperature the variation of the creep resistance of the alloy
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Perez, Fabien. "Contribution à l'étude du comportement mécanique des éléments bicouches sous sollicitations statiques et cycliques." Thesis, Université Laval, 2005. http://www.theses.ulaval.ca/2005/22536/22536.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur le comportement structural des réparations minces en béton
soumises aux chargements mécaniques monotones et cycliques. L’objectif est l’étude
des mécanismes susceptibles d’engendrer l’apparition et la propagation de fissuration
au niveau de l’interface. L’étude s’intéresse particulièrement à l’influence du mode de
sollicitation sur la fissuration interfaciale et à la durabilité des éléments composites
La méthodologie repose sur trois étapes expérimentales. La première concerne le comportement
structural d’une vaste gamme de configurations d’éléments composites en
considérant une méthode unique de préparation de surface. La seconde met l’accent sur
le rˆole de cette préparation sur les mécanismes de décollement. La dernière aborde la
sensibilité du comportement des structures composites en présence de défaut de collage.
Les résultats montrent que lorsque le plan interfacial est suffisamment rugueux
(αrugo ≥10◦), il n’y a pas de décollement quel que que soit le type de sollicitation.
Globalement, les résultats obtenus démontrent que les réparations minces adhérentes
en béton se comportent très bien lors des chargements monotones et cycliques et que
dans des conditions de mise en oeuvre adéquates et avec des matériaux de qualité,
elles constituent une alternative de réhabilitation viable et pertinente dans plusieurs
situations.
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Destaing, Fanny. "Contribution à l’étude du comportement mécanique de matériaux composites biosourcés lin/PA11 élaborés par thermocompression." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2063.
Full textAbstract:
Les éco-composites sont généralement obtenus en associant un renfort de fibres naturelles à une matrice polymérique. Etudier une association inédite de fibres et de polymère ne suffit pas, il faut que les propriétés du matériau résultant répondent à un cahier des charges adapté. Pour cela nous avons choisi d’associer du lin, fibre naturelle dont les propriétés sont parmi les plus proches de celles du verre et du PA11, thermoplastique bio-sourcé de haute performance. Le composite est élaboré par thermocompression. Une étude préliminaire visant à garantir la viabilité des composants lors de la mise en œuvre a d’abord été effectuée. Ainsi, on s’est intéressé à l’influence de l’exposition à haute température sur les propriétés des matériaux pris séparément. L’évolution de leurs propriétés mécaniques dans une gamme de températures d’usage (-20°C, 0°C, 20°C et 40°C) ainsi que l’effet du vieillissement hygrothermique ont été étudiés. Ensuite, les paramètres optimaux de mise en œuvre (température, pression) et le taux volumique de fibres ont été déterminés via les propriétés mécaniques d’un composite unidirectionnel 0° (pli élémentaire de notre composite final). Une étude approfondie des propriétés mécaniques en traction et l’endommagement du composite unidirectionnel puis du stratifié [0°-90°]4s a finalement été menéeEco-composites are of growing interest to the research and industrial community. These new types of composites are mainly obtained by adding natural fibres to a polymeric matrix. However, the resulting materials must match or surpass the properties of “classic composites” in order to be economically viable. With this in mind, we investigated the properties of a bio-based Polyamide 11 (PA11) reinforced with flax fibres which was prepared by thermo-compression. These natural fibres were selected because their properties are closed to those of glass fibres. A preliminary study was carried out in order to assess the sustainability of both flax fibres and PA11 with the thermo compression process. The mechanical properties for temperatures ranging from -20°C up to 40°C were investigated for both components. A hydrothermal ageing process was also studied. Subsequently, process parameters for thermo-compression such as temperature and pressure were optimised by studying the mechanical properties of 0° laminates composites of PA11 reinforced flax fibres. This work also identified the optimal volume fraction of flax fibres for this composite. Finally, we focused on tensile properties and damage development of [0°-90°]4s laminates
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Lacroix, Florian. "Etude du comportement en fatigue des caoutchoucs synthétiques." Tours, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUR4060.
Full textAbstract:
La nature d'une élastomère le rend très sensible aux conditions dans lesquelles il est amené à fonctionner (aspect mécanique, thermique et chimique) rendant complexe son étude en fatigue. Nous nous sommes essentiellement focalisés sur le comportement en fatigue à l'amorçage, sujet peu abordé dans la littérature. L'objectif industriel est d'améliorer, dans un premier temps, un mélange chloroprène afin d'augmenter les durées de vie, puis de déterminer un paramètre mécanique représentatif de son comportement en fatigue. L'objectif scientifique est de pouvoir corréler des durées de vie sur pièces réelles et sur éprouvettes de laoratoire via une simulation éléments finis. Un paramètre scalaire a retenu notre attention : la dissipation d'énergie déterminée à partir d'un modèle visco-hyperélastique. De plus, différentes approches pour détecter l'amorçage d'une fissure (énergétiques, traitement du signal) ont été menées ainsi qu'une analyse critique de ces dernièresThe behaviour of an elastomer being a close function of its service conditions (stress, temperature or the environment), it is very difficult to study its fatigue resistance. This study is focused essentially an crack initiation, a subject seldom studied. The aim of this study, in the industrial context is to increase the fatigue life of a chloroprene elastomer and to identify a mechanical parameter characteristic of fatigue. The second aim is to correlate laboratory specimen behavior with that of real components (tested in special set ups) by means of a finite element simulation. We have identified a scalar parameter, representing the dissipated energy and determined by a visco-hypereleastic constitutive low. Different crack techniques to detect crack initiation were tested and a critical analysis has beeen made on the efficiency of these techniques
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Bastid, Philippe. "Comportement thermomecanique de fontes à grahite sphéroïdal pour collecteurs d’échappement." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP1520.
Full textAbstract:
L’augmentation des performances des moteurs conduisent à un accroissement des températures dans les collecteurs d’échappement. Les fontes ferritiques, GS50 ou SiMo, utilisées par RENAULT présentent des évolutions microstructurales à température élevée (800oC) qui peuvent compromettre leur résistance. Plutôt que d’adopter des matériaux plus résistants, mais plus chers, une meilleure connaissance des évolutions microstructurales des fontes GS et de leur comportement permettraient d’optimiser la géométrie des pièces dans la recherche d’un compromis légèreté-fiabilité. Une expertise de collecteurs vieillis sur banc, comparés aux mêmes pièces à l’état brut, a permis de recenser trois principaux modes d’endommagement : oxydation, décarburation et transformation de phases. Ils ont été étudiées par des essais de vieillissement isotherme et anisotherme. Les cinétiques d’oxydation et de décarburation ont été déterminées à différentes températures. La connaissance des mécanismes de vieillissement ont permis de reproduire sur des éprouvettes massives certaines des microstructures observées. Les matériaux décarburés et bruts de coulée ont été comparés lors d’essais de dilatométrie et de fatigue oligocyclique. Et des lois de comportement élasto-viscoplastiques des nuances brutes et vieillies ont été identifiées. Des essais de fatigue thermique ont été simulés avec une bonne précision à partir des lois de comportements déterminées par des essais isothermes. Les résultats de simulation d’essais thermomécaniques sur des matériaux en partie décarburés, effectués sur une géométrie simple, sont suffisamment satisfaisants pour envisager d’étendre ces calculs à des collecteurs d’échappementThe increased output of automotive engines leads to higher temperature levels in exhaust manifolds. The ferritic cast irons (GS50 and SiMo) used by RENAULT experience microstructural evolutions at high temperature (800oC), that can be detrimental for their resistance. Rather than choosing more expensive higher grade materials, the better knowledge of the microstructural evolutions of GS cast irons and their behaviour would allow the optimisation of the component towards a compromise between light weight and reliability. Three main damage mechanisms were identified in a survey of bench-tested manifolds: oxidisation, decarburisation and phase transformation. They have been quantitatively investigated by isothermal and thermal cycling testing. The oxidisation and decarburisation kinetics were determined for various temperatures. Owing to the knowledge of these ageing mechanisms, specimens whose microstructures were similar to those observed were produced. As-cast and aged materials were compared in a testing program including dilatometry and low cycle fatigue tests. The parameters of constitutive equations for elastic-visco-plastic behaviour were identified for the as cast and aged materials. Results of thermal fatigue models, using the constitutive behaviour identified from isothermal tests, were in good agreement with experimental data. Thermo-mechanical analyses of partly decarburised specimens compared well with testing results, showing that the model can be applied to components of complex geometry, such as exhaust manifolds
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Sterpenich, Jérôme. "Altération des vitraux médiévaux : contribution à l'étude du comportement à long terme des verres de confinement." Nancy 1, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1998_0211_STERPENICH.pdf.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire, le comportement des verres à l'altération a été abordé par deux approches couplées : l'étude de l'altération de vitraux médiévaux et la lixiviation expérimentale de verres modèles. Les vitraux médiévaux, de composition silico-calcique et alcaline, permettent de documenter trois modes d'altération différents : par les eaux de condensation et par les agents atmosphériques pour les vitraux sur verrières, par les eaux de porosité et les acides humiques pour les verres archéologiques. Une étude chimique des zones altérées a permis de révéler le comportement à l'altération d'un nombre important d'éléments, et en particulier des éléments de transition, des métaux lourds et de certaines terres rares. Parallèlement à cette approche analogique, une approche expérimentale a été développée sur des verres modèles. Deux déchets vitrifiés et un verre de composition analogue aux vitraux médiévaux potassiques ont subi une lixiviation en mode statique (ph=1 a 10 ; t=20 a 80c ; t=12 heures a 6 mois). Ces expériences ont révélé des mécanismes d'altération très différents en fonction du ph de la solution et de la composition chimique du verre. Il a aussi été mis en évidence une durabilité croissante des verres en fonction de leur degré de polymérisation global. Enfin, les comportements à l'altération, observés en conditions naturelles et expérimentales, montrent la nécessité d'étudier des analogues naturels pour la prédiction du comportement à long terme des verres de confinement. A ce titre, les vitraux médiévaux fournissent un excellent modèle permettant d'appréhender le comportement de verres en conditions naturelles d'altération sur des périodes de plusieurs centaines d'années à plus d'un millénaire.
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Farhat, Faten. "Modélisation multiéchelle du comportement mécanique des gaz shales." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I015/document.
Full textAbstract:
L’objectif principal est d’étudier l’influence de la microstructure sur le comportement macroscopique des roches hétérogènes, particulièrement, la roche de schiste de Vaca Muerta. Des modèles micromécaniques sont développés par des techniques d’homogénéisation bien adaptées. La microstructure de cette roche a été étudiée afin de définir le volume élémentaire représentatif indispensable pour la mise en œuvre d’une approche micromécanique. Le matériau est modélisé comme un milieu hétérogène, constitué à l’échelle mésoscopique d’une matrice composite dans laquelle sont plongés différents types d’inclusions. A une échelle plus petite, des fins grains de calcite et kérogéne sont immergés dans une matrice argileuse poreuse. L’homogénéisation du comportement instantané est établie dans le contexte de l’élastoplasticité de la matrice argileuse et de la décohésion progressive des inclusions: la transition d’échelle nano-micro aboutit au domaine de résistance de la phase argileuse où la phase solide est considérée comme un matériau cohésif-frottant obéissant au critère de Drucker-Prager. La méthode de Hill est utilisée comme moyen d’homogénéisation pour les transitions micro-méso et méso-macro. Ensuite, le comportement à long terme est défini en terme de la dégradation de la microstructure et en particulier, de la matrice argileuse. Finalement, un modèle micromécanique simplifié est développé pour étudier le comportement à long terme, des roches argileuses et de schistes, dans le contexte de la viscoplasticité de la matrice argileuse. En se basant sur ce modèle, pour l’application industrielle, nous étudions l’interaction entre la roche Vaca Muerta et les grains de proppantsThe main objective of this thesis is to study the influence of microstructure on the macroscopic mechanical behavior of heterogeneous rocks, particularly Vaca Muerta shale rock. In this context, micromechanical models are developed by well-adapted homogenization techniques. The microstructure of this rock has been extensively studied in order to define the representative elementary volume indispensable for the implementation of a micromechanical approach. The studied material is modeled as a heterogeneous medium, made up, at mesoscale, of a composite matrix in which are dipped different types of inclusions. On a smaller scale, fine grains of calcite and kerogen are immersed in a porous clay matrix. The homogenization of non-linear instantaneous behavior is established in the context of clay matrix elastoplasticity and the progressive debonding of mineral inclusions: the nano-micro transition leads to the strength domain of the porous clay phase where the solid phase is considered to be a cohesive-frictional material that obeys to the classic Drucker-Prager criterion. Hill’s incremental method is used as a homogenization means at micro-meso and meso-macro transitions. Next, the long-term behavior of the studied material is defined in terms of microstructure degradation. Finally, a simplified micomechanical model is developed to study long-term behavior of clayey and shale rocks in the context of clay matrix viscoplasticity. Based on this model, for the industrial application of the thesis, we study the interaction between Vaca Muerta shale rock and spherical grains of proppants
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Chateauminois, Antoine. "Comportement viscoélastique et tenue en fatigue statique de composites verre-époxy : influence du vieillissement hygrothermique." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10242.
Full textAbstract:
La durabilite de composites unidirectionnels verre/epoxy soumis a un vieillissement hygrothermique est etudiee par deux approches complementaires: une approche basee sur l'analyse viscoelastique lineaire (faibles deformations) ayant pour but de preciser la nature des interactions eau/polymere; une approche basee sur la fatigue statique (flexion trois pannes) visant a mettre en evidence l'influence du vieillissement sur la creation des premiers defauts et la propagation de l'endommagement. L'analyse et la modelisation des cinetiques de sorption d'eau mettent en evidence des phenomenes de diffusion moleculaire dans la matrice, associes au remplissage de microcavites induites hygrothermiquement. La modelisation theologique permet l'identification des processus reversibles de plastification et des mecanismes irreversibles de degradation hydrolitique. L'analyse detaillee des mecanismes d'endommagement conduit a l'etablissement de diagrammes d'endurance considerant l'existence de plusieurs domaines dont l'evolution au cours du vieillissement prend en compte les pertes de proprietes des elements constitutifs du composite (plastification de la matrice, alteration du renfort, decohesion des zones interfaciales)
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Zhang, Zhanping. "Modélisation du comportement cyclique anisotherme d'un acier martensitique 55NiCrMoV7 avec prise en compte du vieillissement." Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1076.
Full text
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Pagès, Christian. "Comportement de revêtements céramiques sur outil en tournage de finition à sec." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2003. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/cpages.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail a été effectué dans le Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS UMR 5513) à l'Ecole Nationale d'ingénieurs de Saint-Etienne (ENISE), en collaboration avec la société BALZERS qui a fourni les revêtements céramiques (nitrures d'Al et Ti) des outils de coupe. L'objectif de ce travail était de comprendre le comportement et le rôle de ces divers revêtements en tournage dur de finition à sec. Au cours d'une étude préliminaire, nous avons identifié les principaux facteurs d'influence du comportement des revêtements et les grandeurs à étudier pour tenter de caractériser leurs dégradations progressives. Les facteurs actifs sont : la vitesse de coupe, l'avance, la profondeur de passe et la nature des matériaux usinés. Les grandeurs représentatives de la dégradation que nous avons retenues sont : l'état des arêtes de coupe et les usures en dépouille, les efforts et la puissance de coupe, les états de surfaces des pièces usinées, la forme, le volume et la température démergence des copeaux. Pour comparer les différents revêtements, étant donné la diversité des facteurs à considérer, nous avons élaboré un plan d'expérience de type factoriel complet offrant des possibilités d'extension si nécessaire. Cette méthodologie d'essai a effectivement permis de suivre l'évolution des grandeurs en fonction de l'usure des outils sur matériaux ferreux traités ou non (acier 100C6 traité et non traité, fonte FGS600-3). Cette étude a permis de mettre en évidence l'intérêt des plans d'expériences pour l'interprétation des résultats et la capacité prédictive de cet outil comparé notamment au couple outil-matière utilisé dans l'industrie. De façon systématique, il est apparu que les différents revêtements avaient leurs spécificités de comportement en usinage et à l'usure (amélioration des coefficients de frottement et rôle de barrière thermique). Ils conditionnent la formation des copeaux (formes, dimensions, états de contraintes). Leur action généralement bénéfique permet d'envisager le développement de l'usinage sans fluide. Enfin, ces travaux ont suscité une tentative de modélisation thermique de la formation du copeau, montrant le rôle de la rupture initiale des liaisons chimiques du solide dans l'élévation de température à la création du copeauThis work has been carried out in Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS UMR 5513) at Ecole Nationale d'ingénieurs de Saint-Etienne (ENISE) in collaboration with BLAZERS corporation which provided cutting tools ceramic coatings (AIN - TiN). The aim of this work is to understand these different coatings behaviour during dry finishing hard turning. In first time, we identified the main factors influencing the coatings behaviour and the parameters to study in order to define the coatings damage. Active factors being : cutting speed, feed, depth of cut and workpiece material. The damage parameters being : cutting edge evolution, cutting wear incise, cutting power and loading, surface quality, shape, volume and chip temperature. To compare the various coatings, being given the diversity of the factors to be considered, we worked out an experimental design of complete factorial type offering possibilities of extension so necessary. This methodology of test actually made it possible to follow the evolution of the sizes according to the wear of the tools on ferrous materials treated or not (steel 100C6 treated and untreaded, cast iron FGS600-3). This study made it possible to highlight the interest of the experimental designs for the interpretation of the results and the predictive capacity of this tool compared in particular with the "couple outil-manière" used in french industry. In a systematic way, it appeared that the various coatings had machining and wear behavior specificities (improvement of the coefficients of friction and role of thermal barrier). They condition the formation of the chips (forms, dimensions, states of stresses). Their generally beneficial action makes it possible to consider the development of dry machining. Lastly, this work attempt to model thermaly the chip formation, showing the role of the initial solid chemical bonds rupture in the rise in temperature to the cration of the chip
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Mangin, Rémy. "Influence du vieillissement sur le comportement au feu de formulations hétérophasées ignifugées." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0216/document.
Full textAbstract:
Le comportement au feu de matériaux polymères peut changer plus ou moins fortement après vieillissement, mettant en péril les biens et les personnes en cas d’incendie. Ces changements dépendent du système considéré (nature du système retardateur de flamme, de la matrice polymère) et des conditions de vieillissement. Or jusqu’à aujourd’hui, les normes exigent l’évaluation de la réaction au feu d’un matériau juste après fabrication et rarement après un vieillissement représentatif des conditions réelles d’utilisation. L’évolution des caractéristiques des polymères ignifugés au cours du temps est actuellement peu connue, et seules quelques études ont eu lieu à ce sujet. Le travail de cette thèse concerne donc l’impact du vieillissement sur les performances au feu de systèmes complexes de polymères ignifugés. L’étude est basée sur les polymères polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et acide polylactique (PLA) ; le système retardateur de flamme est quant à lui constitué de charges phosphorées et de silicates nanométriques. Un protocole de vieillissement et une méthodologie d’étude ont ensuite été mis en place pour déterminer l’influence du vieillissement sur les propriétés de ces matériaux : morphologie, masse molaire des polymères, dégradation des retardateurs de flamme, comportement au feu. Enfin, les caractéristiques des produits émis en phase gaz au cours de la combustion d’échantillons vieillis et non vieillis ont été analyséesThe fire behaviour of polymeric materials can be modified after ageing, possibly leading to severe damages. These modifications depend on the chemical nature of the system (polymeric matrix, flame retardant system) and on the ageing conditions. Currently, norms exist, that define fire properties of fresh flame-retarded materials; but only few studies have been performed on aged materials. The aim of this work consists in evaluating the impact of ageing of flame-retarded materials. Firstly, materials have been processed from various formulations. The study focused on poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(lactic acid) (PLA) polymers; flame-retardant system combining a phosphorus compound and mineral nanoparticles was added. Then an operating procedure has been created to simulate ageing, and a methodology has been developed to assess the characteristics of the composites before and after ageing (viscosity, morphology, fire behaviour). Finally, the combustion aerosols emitted by unaged and aged formulations have been investigated
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Tremblay, Marie-Hélène. "Écaillage des bétons contenant des ajouts cimentaires : influence de méthodes de mûrissement utilisées en chantier sur le comportement à l'écaillage en laboratoire." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26187/26187.pdf.
Full textAbstract:
Les bétons contenant des ajouts cimentaires subissent généralement d’importantes dégra-dations par écaillage lors des essais en laboratoire alors que le comportement de ces bé-tons en service est souvent satisfaisant. L’écaillage est influencé par une multitude de paramètres et les mécanismes responsables de ce type de dégradation demeurent mal compris. Les conditions de mise en place et de mûrissement généralement adoptées en laboratoire pourraient être responsables de la formation d’une couche superficielle de faible durabilité qui écaillerait à un taux plus rapide et qui serait plus profonde pour les bétons contenant des ajouts cimentaires.
Ce projet de recherche propose une étude de l’influence de méthodes de mûrissement utilisées en chantier sur le comportement à l’écaillage évalué en laboratoire. L’effet d’une membrane drainante à la base du moule et l’effet d’un mûrissement avec une toile de jute humide ou un agent de cure chimique a été étudié sur des mélanges binaires et ternaires contenant des cendres volantes, du laitier de haut-fourneau et de la fumée de silice en différentes proportions. Les résultats montrent que la méthode de mûrissement peut avoir un effet significatif sur le comportement à l’écaillage et que cette influence dépend très fortement de la composition du mélange.
L’étude de la variabilité des résultats montre que la faible reproductibilité et la faible ré-pétabilité de l’essai d’écaillage n’est pas amplifiée par la présence d’ajouts cimentaires. Les résultats soulignent l’importance de tenir compte du comportement d’un ensemble d’éprouvettes pour déterminer la résistance à l’écaillage d’un béton en laboratoire.
Des essais de sorptivité et de séchage ont été réalisés sur des surfaces identiques à celles soumises à l’essai d’écaillage dans le but de caractériser la couche de surface sujette à l’écaillage. Bien que les résultats de sorptivité obtenus lors de cette étude ne permettent pas de caractériser la couche superficielle, il semble exister un lien entre la sorptivité et l’écaillage. Il ne semble pas y avoir de relation entre l’essai de séchage et l’écaillage bien que cet essai ait permis de distinguer la couche superficielle des différents bétons. Ces observations portent à croire qu’une couche superficielle plus poreuse ne serait pas entiè-rement responsable de l’écaillage des bétons contenant des ajouts cimentaires.
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Zhang, Yan. "Modélisation du comportement élastoplastique d'une pâte cimentaire soumise à la dégradation chimique." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10005/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous présentons une modélisation numérique du comportement élastoplastique d'une pâte de ciment soumise à la dégradation chimique. Une courte synthèse bibliographique est d'abord présentée sur la composition minéralogique, la chimie, le comportement mécanique de base, les mécanismes de dégradation chimique et le couplage chimie-mécanique des matériaux cimentaires en général et de la pâte de ciment en particulier. En se basant sur cette synthèse et des données expérimentales, un modèle de comportement élastoplastique est ensuite formulé dans le chapitre 2, pour des pâtes de ciment soumises essentiellement à des contraintes de compression. Deux mécanismes de déformations plastiques sont identifiés, liés respectivement au cisaillement déviatorique et à la compaction des pores. En définissant la dégradation chimique par une variable d'endommagement chimique, les propriétés élastiques et plastiques sont affectées par cet endommagement. Les essais mécaniques effectués sur des échantillons sains et chimiquement dégradés sont simulés par le modèle proposé. La détermination de la cinétique de l'endommagement chimique est abordée dans le chapitre 3. En se basant sur un modèle phénoménologique de la lixiviation chimique, la cinétique de l'endommagement chimique est contrôlée par le processus de diffusion des ions calcium dans la solution interstitielle. La concentration en calcium de la solution interstitielle est alors considérée comme la variable d'état chimique. La variation de la teneur en calcium dans la matrice solide et celle de la porosité sont reliées à la concentration en calcium en fluide par la courbe d'équilibre thermodynamique. La méthode des éléments finis est utilisée par la résolution numérique de l'équation de diffusion généralisée. Le modèle proposé est enfin étendu pour inclure l'endommagement mécanique par microfissuration afin de décrire le comportement fragile des matériaux cimentaires. Un exemple d'application du modèle à une structure soumise à la dégradation chimique est présentéThesis presents elastoplastic modelling of cement-based materials coupledwith chemical degradation and mechanical damage. The emphasis is put on cementpaste subjected to compressive stresses. A short literature review is first presented on the mineralogical composition, chemical degradation mechanisms, basic mechanical behaviour and chemical-mechanical coupling. Based on this analyses and a series of experimental data obtained from uncoupled and coupled tests, an elastoplastic constitutive model coupled with chemical damage is first formulated. Two plastic mechanisms are taken into account; respectivelyrelated to deviatoric shearing and pore collapse. The chemical damage is identified as relative variation of porosity. Elastic and plastic properties are affected by chemical damage. Numerical simulations are compared with experimental data and good agreements have been obtained. The evolution of the chemical damage has been described by the generalized diffusion equation which is based on the mass balance equation and a phenomenological chemistry model. We have used finite element method to solve the generalized diffusion equation. Coupled chemical-mechanical tests have been simulated by the proposed model and we have also obtained satisfactory concordance. An extension of the model is finally proposed by including mechanical damage due to microcracks in order to describe brittle responses of material under tensile stresses and low confining pressures. An example of application to structural analysis with chemical degradation is presented. It has been shown that the proposed model describes correctly the main features of the mechanical behaviours of cement-based materials at different stress conditions with chemical degradation
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Lamnii, Hamza. "Effets du vieillissement Ultraviolet sur le comportement mécanique des polymères semi-cristallins en chargement cyclique et monotone : expérimentation et modélisation." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I107.
Full textAbstract:
Les polymères sont utilisés sous différentes conditions climatiques et peuvent être soumis à plusieurs types de vieillissement. En particulier, l'exposition aux ultraviolets (UV) modifie la structure chimique du matériau, et conduit à la dégradation de leurs propriétés mécaniques. Le vieillissement par radiations UV est le résultat d'un processus compétitif de scission de chaînes et de post-réticulation. Bien qu'il y ait une littérature abondante sur les processus physico-chimiques induits par les UV sur les polymères, un nombre limité d'études se sont focalisées sur les conséquences induites sur leurs propriétés mécaniques, ce nombre étant encore plus restreint quant à leur durée de vie en fatigue. Ce travail s'intéresse à l'étude des effets des rayons UV sur les propriétés mécaniques des polymères semi-cristallins et en particulier sur les propriétés en fatigue. Le matériau choisi pour cette étude est le polyéthylène basse densité (PEBD). Les éprouvettes ont été exposées à différents taux d'irradiation UV puis leur durée de vie a été mesurée via des essais de fatigue cyclique. Ces derniers ont été réalisés à amplitude de contrainte maximale constante. Les résultats montrent une diminution importante de la durée de vie avec l'augmentation de la dose absorbée. Par le biais du principe d'équivalence temps-température, un facteur de glissement a été introduit permettant la construction de courbes maîtresses intégrant à la fois les effets de la dose absorbée et celles de la fréquence de sollicitation en fatigue. D'autre part, un modèle élasto-plastique a été développé pour décrire le comportement en fatigue du polyéthylène à l'aide de deux composantes d’écrouissage : l'une cinématique, la deuxième étant la résistance entropique définie à partir du modèle hyperélastique macromoléculaire à huit chaînes. Un couplage avec un modèle d'endommagement élastique a ensuite été effectué dans un cadre thermodynamique tel que proposé par Lemaitre et Chaboche pour la fatigue à grand nombre de cycles dans le but de décrire le processus jusqu'à la rupture. Les résultats obtenus indiquent que le modèle développé permet de reproduire de manière satisfaisante le comportement en fatigue observé expérimentalement jusqu'à la rupture que ce soit pour la fatigue endurance ou la fatigue oligocycliqueThe polymers are used under different climatic conditions and can be subjected to several types of aging. In particular, exposure to ultraviolet (UV) modifies the chemical structure of the material, and leads to the degradation of their mechanical properties. UV radiation aging is the result of a competitive process of chain scission and post-crosslinking. Although there is abundant literature on the physico-chemical processes induced by UV on polymers, a limited number of studies have focused on the consequences induced on their mechanical properties, this number being even more limited when considering their fatigue life. This work focuses on the effects of UV radiation on the mechanical properties of semi-crystalline polymers and in particular on fatigue properties. The material chosen for this study is low density polyethylene (LDPE). The test pieces were exposed to different levels of UV irradiation and their lifetime was measured via cyclic fatigue tests. These tests were achieved at constant maximum stress amplitude. The results show a significant decrease in the lifespan with the increase of the absorbed dose. Through the principle of time-temperature equivalence, a slip factor has been introduced allowing the construction of master curves integrating both the effects of the absorbed dose and those of the fatigue loading frequency. On the other hand, an elastoplastic model has been developed to describe the fatigue behavior of polyethylene using two work hardening components: the first one is the kinematic hardening, the second being the entropic resistance defined from the macromolecular hyperelastic model, the so-called eight chain model. The model was then completed by integrating elastic damage using a thermodynamic framework as proposed by Lemaitre and Chaboche for fatigue in order to describe the process up to failure. The obtained results indicate that the developed model is able to capture in a satisfactory manner the fatigue behavior observed experimentally up to fracture, whether for high cycle fatigue or low cycle fatigue
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Mathieu, Emmanuelle. "Dégradation de tissus PVC plastifié industriels en utilisation extérieure : mesure de la dégradation, choix d'une enceinte de vieillissement accéléré et recherche de prévision du comportement en vieillissement." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT036G.
Full textAbstract:
Le caractere contradictoire du vieillissement de pvc plastifie en enceinte de vieillissement accelere quv par rapport au vieillissement naturel, a ete mis en evidence pour des films de laboratoire et pour un echantillon de tissu industriel ayant vieilli correctement dans cette enceinte, mais presentant une degradation prematuree en utilisation normale. Le bon comportement de cet echantillon au quv a ete explique par la protection specifique apportee par sa teneur elevee en anti-u. V. Dont la bande d'absorption correspond a la bande d'emission des lampes de l'enceinte quv, elle meme ne representant qu'une partie du spectre solaire. Les resultats obtenus en enceinte weather-o-meter sont representatifs pour l'ensemble des echantillons presentant une bonne ou une mauvaise tenue au vieillissement, avec un facteur d'acceleration propre a chacun. La spectrometrie i. R. En transmission sur des coupes d'echantillons (mesure de la variation de densite optique a 1780 cm#-#1) et la chromatographie en phase gazeuse sur des solutions organiques des echantillons (dosage de l'anhydride phtalique forme) mettent bien en evidence la degradation, mais uniquement lorsqu'elle est deja avancee. Pour prevoir le vieillissement sur des tissus neufs, l'examen des formulations, l'etude de la composition par le microscope electronique a balayage couple a la spectrometrie a dispersion d'energie x et la chromatographie ionique des extraits par une solution sodee, ainsi que l'etude des comportements vis a vis des solvants, de la temperature (stabilite thermique residuelle), montrent clairement qu'il n'y a pas une caracteristique precise reliee a la degradation prematuree des tissus pvc plastifie etudies, ni une reaction chimique preponderante dans le processus de degradation, mais un ensemble de parametres, d'interactions et d'effets de synergie rendant les phenomenes complexes. Des associations de caracteristiques du tissu neuf (absence de dioxyde de titane, comportement au tetrahydrofurane, quantite d'ions phtalate extraite) semblent etre correlees a la tenue au vieillissement pour les tissus etudies
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Chantegraille, Denis. "Optimisation de systèmes retardateurs de flamme pour des applications à des matériaux polymères à haute durabilité photochimique." Clermont-Ferrand 2, 2009. http://www.theses.fr/2009CLF21918.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est la mise au point de polymères ignifugés qui présentent une bonne stabilité lorsqu'ils sont soumis aux contraintes de leur environnement d'usage en conditions extérieures, c'est-à-dire en premier lieu lorsqu'ils sont soumis à l'action de la lumière solaire. Si à l'heure actuelle, l'on peut proposer, d'une part des additifs de stabilisation contre le vieillissement climatique, et d'autre part des agents d'ignifugation efficaces, l'expérience montre, au moins dans le cas du polypropylène contenant des ignifugeants bromés, des antagonismes avec les systèmes de photostabilisation classiquement utilisés. On voit alors clairement l'attention que l'on doit porter à l'association ignifugeant-stabilisant pour être en mesure de développer des polymères ignifugés durables. Ce travail de thèse a permis d'une part de comprendre et d'optimiser le comportement photochimique de matrices polypropylènes ignifugées par des retardateurs de flamme non halogénés, et d'autre part de relier la dégradation des propriétés d'usage du matériau avec les modifications de la structure chimique du polymère. Trois systèmes différents ont été étudiés : -polypropylène, -polypropylène ignifugé par un retardateur de flamme non halogéné (l'Exolit AP 765), -systèmes ternaires polypropylène/ ignifugeant / nanocharges de type montmorillonite ou sépiolite. Nos travaux ont montré qu'il n'existait pas d'antagonisme entre les différents additifs de stabilisation et l'agent d'ignifugation non halogéné. Nous avons également montré que l'ignifugeant n'avait pas d'effet inducteur sur l'oxydation du polymère. Nous avons ensuite corrélé les modifications de structure chimique du polymère avec les variations des propriétés fonctionnelles (propriétés mécaniques et comportement au feu) du polymère sous l'impact du photovieillissement. Enfin, l'étude des systèmes ternaires a permis de caractériser l'influence des nanocharges sur les propriétés mécaniques et le comportement au feu du matériau, et d'en étudier le comportement photochimique à l'échelle moléculaire
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Lesaffre, Nicolas. "Ageing of flame retarded polylactic acid." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10098/document.
Full textAbstract:
Le but de ces recherches est d’étudier le vieillissement de l’acide polylactique (PLA) ignifugé. Trois vieillissement différents ont été étudiés i.e. température/ultra-violet (T/UV), température/humidité relative (T/RH) et température/ultra-violet/humidité relative (T/UV/RH). Afin de comprendre le rôle des retardateurs de flamme lors du vieillissement, l’étude de la dégradation du PLA vierge à tout d’abord été mené. Des méthodologies innovantes ont été développées et les propriétés physico-chimiques du polymère ont été caractérisées en fonction de la durée et du type d’exposition. Les mécanismes de dégradation dépendants du vieillissement (T/UV, T/RH et T/UV/RH) ont été élucidés et comparés à la littérature. L’influence des retardateurs de flamme (i.e. Mélamine, Polyphosphate d’ammonium et Cloisite 30B) lors du vieillissement des formulations ignifugées a ensuite été étudiée. Il a été prouvé que ces additifs ont une influence directe sur le vieillissement, au niveau des propriétés physico-chimiques et des mécanismes de dégradation. La masse molaire s’est révélée être cruciale dans la mesure où elle gouverne l’évolution des propriétés physico-chimiques du matériau durant le vieillissement, et donc sa durabilité. Sachant que le PLA est ignifugé par incorporation d’additifs retardateurs de flamme, il était primordial de comprendre l’effet du vieillissement sur ces additifs et donc leurs effets sur les propriétés feu du PLA. Il a ainsi été montré que les performances feu de ce matériau sont améliorées au cours du vieillissement, jusqu’à sa dégradation complète. Ces performances ont été corrélées avec l’évolution des propriétés physico-chimiques survenant au cours du vieillissement, présentant un rôle prépondérant sur la cinétique d’intumescenceThis work deals with the ageing of flame retarded (FR) Polylactic acid (PLA). The impact of three accelerated ageing conditions i.e. temperature/ultra-violet (T/UV), temperature/relative humidity (T/RH) and temperature/ultra-violet/relative humidity (T/UV/RH) was studied. In order to understand the role of fire retardant additives on ageing of flame retarded PLAs, the first study was focused on neat PLA. Innovative methodologies were developed, the change in physico-chemical properties of the polymer was characterized as a function of ageing exposure and ageing duration. Moreover, the mechanisms of degradation occurring during T/UV, T/RH and T/UV/RH exposure were elucidated and compared to the literature. Then, the influence of flame retardants (i.e. Melamine, Ammonium polyphosphate and Cloisite 30B) on the ageing behavior of FR-PLAs was investigated. FR fillers were evidenced to have a direct influence on physico-chemical properties and mechanisms of degradation of the material during ageing. The molecular mass was reported to be a crucial parameter, as it is related to the physico-chemical properties and thus to the durability of the material. The main goal of flame retardants is to improve the flammability of PLA thus the effect of ageing on the fire properties of PLA was determined. It is noteworthy that the fire properties of flame retarded PLA are improved during ageing, until the complete degradation of the materials. These surprising performances were found to be correlated to the change in physico-chemical properties which play a key role on the kinetics of intumescence
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Al-Maghribi, Abir. "Comportement des matériaux composites à fibres courtes : applications à l'impact basse vitesse." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/337/.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est de modéliser le comportement d'un matériau composite à fibres courtes soumis à des impacts basses vitesses. Le matériau étudié est un matériau composite préimprégné SMC " Sheet Molding Compound ", composé de résine polyester, de fibres courtes de verre E et charge minérales. Une première partie de l'étude rappel les lois élastoplastiques endommageables de ce type de matériau. Ces lois ont été implantées dans un code de calcul explicite par éléments finis (LS_DYNA et EUROPLEXUS). Des essais de caractérisations des SMC-R sous diverses sollicitations ont été réalisés afin de mettre en place de nouvelles lois de comportement. Les sollicitations sont de types traction simple, traction cyclique Pure, compression pure, compression cyclique pure, couplage de traction-compression, cisaillement simple, cisaillement cyclique, couplage cisaillement -traction et compression dynamique. Une première approche des effets de vitesse de déformation sur le comportement sont mis en place. Les essais ont permit de déterminer les lois d'endommagement et de plasticité afin de les implémenter dans un code de calculs par éléments finis. Les lois obtenues étant nécessaires à l'étude de l'impact. La deuxième partie de l'étude présente l'analyse expérimentale de l'impact. Les impacts ont été réalisés à l'aide d'une machine d'impact à masse tombante pour différentes énergies (4, 8, 12, 16 J). Les défauts après impacts sont contrôlés par RX, ressuage, et analyse microscopique afin d'analyser et quantifier les défauts créés pendant les impacts. Ces analyses ont montré un défaut après l'impact du type tronconique dans l'épaisseur des plaques. Enfin, une comparaison est fait entre les résultats obtenus expérimentalement et ceux obtenues à partir de la simulation numérique explicite. La comparaison des résultats expérimentaux et numériques a montré que les simulations numériques de l'impact sont en bon accord avec les résultats expérimentaux autant en termes de comportement global (effort et déplacement) qu'en termes de tailles des défauts relevés après impactsThe objective of this work is to investigate the behaviour of a short fiber composite material subjected to low speed impacts. The studied material is a SMC composite material realized by compressive moulding. A first part of the study gives elastoplastic with damage behaviour of this type of material. These laws were coded into the user defined material subroutine of (LS-DYNA3D and EUROPLEXUS). Characterizations tests of the SMC-R were realized in order to identify non linear behaviour. The tests realized are tensile test, compressive test, shearing test and dynamic compressive test. The tests have allowed us to identify damage behaviour. The obtained behaviour is necessary for the study of impact. The second part of the study presents the experimental analysis of the impact. The impacts were realized for various energies (4, 8, 12, 16 J). The defects after impact tests are controlled by RX testing, US control, and microscopic observation, in the aim to analyze and quantify the defects create during the impacts. These analyses showed a conical defect in the thickness of plates. Finally a comparison is made between the results obtained experimentally and those obtained from an explicit numerical simulation. This comparison shows that the numerical simulations of impact behaviour are in good agreement with the experimental results. The results globally show a global correlation for the load-displacement behaviour and a local correlation for the defect size
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Bouquet, Françoise. "Relations entre les propriétés physico-chimiques de surface de l'acier AISI 304 après différents traitements et le comportement mécanique d'assemblages collés." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD475.
Full textAbstract:
Quinze gammes de traitement de surface de l'acier inoxydable AISI 304 avant collage ont été étudiées. Les objectifs de cette étude étaient de sélectionner une gamme de traitement de surface qui puisse accroître les performances d'adhésion des joints collés et d'apporter une contribution à la compréhension des mécanismes d'adhésion et de décohésion après vieillissement. Le comportement mécanique des assemblages collés a montré que les anodisations en milieu acide nitrique et en milieu sulfochromique procuraient des performances très élevées après vieillissement humide. Des corrélations entre les propriétés physico-chimiques et les performances mécaniques ont été établies.
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Lafarge, Mélanie. "Modélisation couplée du comportement et de l'endommagement et critère de rupture dans le domaine de la transition du Polyvinyldifluoré." Paris, ENMP, 2004. http://www.theses.fr/2004ENMP1256.
Full text
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Zinck, Philippe. "De la caractérisation micromécanique du vieillissement hydrothermique des interphases polyépoxyde - fibre de verre au comportement du composite unidirectionnel : relations entre les échelles micro et macro." Lyon, INSA, 1999. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1999ISAL0108/these.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectifs d'élucider le rôle joué par les interphases dans les mécanismes de dégradation hydrothermique des matériaux composites polyépoxyde / fibres de verre et de dégager des outils de caractérisation des interphases pour parvenir à terme à caractériser l'influence de la nature des différents composants sur le comportement interfacial au vieillissement hydrothermique. La caractérisation mécanique de composites unidirectionnels a permis de proposer un mécanisme de post-condensation des interphases au cours du vieillissement attribué au caractère hybride inorganique - organique de ces zones. Nous nous sommes ensuite intéressés à la mise au point d'une méthodologie d'étude des phénomènes interfaciaux par analyse micromécanique (déchaussement - microgoutte et fragmentation). Cette approche plus fine permet de mettre en évidence l'influence de la nature des composants (chimie de la matrice polyépoxyde, traitement de surface et diamètre des fibres) sur la résistance de l'interphase au vieillissement hydrothermique. Cette utilisation des microcomposites est envisageable dès lors que les tendances dégagées sont représentatives de l'échelle macroscopique. Les relations micro-macro abordées en terme de mécanismes de dégradation, contraintes internes résiduelles et des propriétés physico-chimiques spécifiques des microgouttes de polymère permettent de valider la démarche proposée. Les résultats obtenus suggèrent que le développement de matériaux composites pour utilisation en environnement hydrothermique pourrait s'orienter vers la conception d'interphases basée sur la chimie des matériaux organiques - inorganiques en optimisant les différents composants de l'ensimageDurability of fibre reinforced polymer composites has been of great interest all along the last three decates. While the degradation processes of each component have been well characterised, predicting the long term behaviour of such materials still remain difficult dur to the poor knowledge of the long term behaviour of the interfacial zones. By performing mechanical testing on unidirectional epoxy/glass fibres composites before and after hydrothermal treatment, a post-condensation of the interphases is evidenced and explained through the inorganic-organic character of these zones. The influence of the nature of the components (comonomers, fibre surface treatment) on the behaviour of the interfacial zones is further investigated using micromechanical characterisation. The microbond technique is applied to the study of the influence of fiber surface treatment while the single fibre fragmentation test is more suitable to investigate the chemical nature of theepoxy matrix. The latter is performed at temperatures near the glass transition temperature of the matrix in order to enhance its elongation at break. Relating microcomposites behaviour to that of the bulk materials by considering degradation mechanisms at the different scales, residual stresses but also the specific properties of polymeric microdroplets, we show that the main factors governing the interface durability are the weight gain of the matrix at equilibrium, the sizing formulation (in particular the presence of filmformer) and in a lesser extent the diameter of the fibre used as reinforcement. It is finally emphasised that the development of composites materials for use in hostile environment can be envisaged by the design of interphases based on the chemistry of hybrid organic-inorganic materials
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Yahyaoui, Hanen. "Matériaux isolants pour appareillages haute tension dans le domaine du courant continu : comportement et vieillissement." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS267.
Full textAbstract:
Les projets de mise en place dans les prochaines décennies de « super réseaux intelligents », qui prévoient la construction de centrales de production à des milliers de kms des centres de consommation, nécessite le développement à large échelle du transport de très fortes puissances par câbles à courant continu. Les principaux verrous à ce développement se situent au niveau du câble et des appareillages adéquats, qui doivent être conçus sur des critères spécifiques et comporter des matériaux isolants ayant des propriétés particulières. Outre la variation de la résistivité qui dépend fortement du champ électrique et de la température, il est établi que des charges sont injectées dans la matière isolante, donnant lieu à une charge d'espace modifiant la répartition du champ électrique. Dans le cas d'un renforcement du champ électrique, la présence de charges d'espace peut conduire à une accélération du vieillissement électrique et, par suite, à un phénomène auto-accélérant pour la rupture diélectrique. Le comportement de ces matériaux sous fortes contraintes continues et en particulier leur vieillissement reste aujourd'hui mal connu.Ce travail de thèse concerne ainsi l'étude du comportement diélectrique de résines époxydes chargées d'alumine utilisées comme supports isolants dans les disjoncteurs à isolation gazeuse en vue d'évaluer leur aptitude à être utilisées dans des appareillages de coupure haute tension continue. Les différentes propriétés diélectriques de ce matériau à l'état initial (facteur de pertes, résistivité volumique, seuils et coefficients de non linéarité, résistivité surfacique, rigidité diélectrique, évolution des charges d'espace) sont déterminées et étudiées sous contrainte électrique continue et à différentes températures.Afin de mieux évaluer l'effet à long terme de la charge d'espace sur le matériau et d'en tirer des informations approfondies pour la conception des futurs composants pour la haute tension à courant continu, une étude de vieillissement accéléré sous contraintes électriques (champs continus) et thermiques (différentes températures) est réalisée. En plus de la charge d'espace, les autres paramètres analysés (permittivité, pertes diélectriques) constituent également des marqueurs potentiels du vieillissement du matériau. L'analyse de l'évolution de ces marqueurs constitue une phase nécessaire dans la compréhension du comportement du matériau pour une utilisation en haute tension à courant continuThe development of high voltage dc equipment requires design according to specific criteria and including materials with appropriate properties. Indeed, while in ac the dielectric behaviour is mainly determined by permittivity, which varies little for the used materials with field and temperature at power frequency, the dc behavior is determined by highly non-linear volume and surface conductivity-related phenomena. Thus, it is well known that, in dc conditions, electric charge is injected and trapped in the bulk and on the surface, affecting the distribution of the electric field. Space charge accumulation is able to increase significantly the values of the field, thus accelerating ageing and increasing the risk of breakdown. The electrode nature, the field and temperature dependence of the electrical conductivity of the insulating material are key factors involved in the high dc field phenomena.Epoxy resins form an important category of polymeric insulating materials used in a wide range of electric power installations and equipment. In particular, they have been used especially as insulating supports for ac Gas Insulated Switchgear (GIS), because of their electrical and mechanical properties. However, the behaviour of these materials under high dc stress is less known and needs thorough investigation in view of dc applications.The purpose of this thesis is to investigate dielectric behavior of epoxy resins in order to assess their suitability for use in high DC voltage switchgear and define actions and criteria support for the design of such devices.We start by presenting the most important chemical thermal and dielectric properties of polymers as well as the various properties of the epoxy resin.Dielectric properties of the material at initial state with continuous temperature and electrical stress (loss factor, volume resistivity, thresholds and nonlinearity coefficients, surface resistivity, breakdown, evolution of space charge) are determined and investigated under dc fields at different temperatures
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Erzar, Benjamin. "Ecaillage, cratérisation et comportement en traction dynamique des bétons sous impact : approches expérimentales et modélisation." Thesis, Metz, 2010. http://www.theses.fr/2010METZ043S.
Full textAbstract:
Le béton est le matériau constitutif de la plupart des structures du génie civil qui peuvent être occasionnellement exposées à un chargement dynamique intense, qu'il soit de nature accidentelle ou intentionnelle. Ce travail a pour but d'analyser les modes d'endommagement activés par des chargements de type impact balistique, mais aussi d'identifier et de modéliser le comportement dynamique des bétons. La simulation numérique d'un impact sur une dalle de béton a montré l'importance de bien décrire le comportement en traction dynamique afin d'être en mesure de modéliser finement les dommages provoqués dans la cible. Néanmoins, peu de données expérimentales sont disponibles dans la littérature en traction pour des vitesses de l'ordre de 10^2/s. De plus, ces résultats semblent dispersés. La sensibilité de la résistance en traction de ces matériaux à la vitesse a été étudiée au LPMM sur une large gamme de vitesse de déformation (10^-5/s à 150/s) par des essais de traction directe sur une machine hydraulique rapide (pour Deps< 1/s) et par écaillage jusqu'à environ 150/s. La simulation numérique a été utilisée pour mettre au point et optimiser la méthode de dépouillement de l'essai d'écaillage. Des essais ont été menés sur deux bétons différents : l'un est un microbéton dont la mésostructure est particulièrement adaptée aux essais de laboratoire, l'autre est un béton représentatif d'un matériau standard. En parallèle, ces matériaux ont été soumis à des essais d'impact sur la tranche. Deux configurations ont été mises en œuvre : la configuration sarcophage permettant de conserver les fragments proches de leur position initiale et de procéder à des analyses post mortem, et la configuration ouverte où la fragmentation du carreau de béton provoquée par l'impact est filmée par caméra ultra-rapide. La technique de corrélation d'images a alors permis d'identifier des discontinuités de déplacement témoignant de l'apparition de fissures, informations essentielles à la compréhension de la chronologie de l'essai d'impact. D'autre part, un nouvel essai complémentaire a été proposé : l'essai de cratérisation a pour but d'étudier l'éjection de matière dans les zones faiblement confinées résultant de la pénétration d'un projectile dans une cible de béton. Les mesures de champ ont mis en exergue que, dans cet essai, l'éjection de matière provoquée par l'avancée du projectile est un phénomène local, le reste du carreau n'étant généralement pas ou peu endommagé. Notons que pour tous les essais, une attention particulière a été portée à l'humidité des bétons : une influence importante de l'eau libre a d'ailleurs été constatée aussi bien en quasi statique qu'en dynamique. Toutes les données expérimentales rassemblées sur la sensibilité de la résistance en traction du béton à la vitesse de chargement et à la présence d'eau libre permettent d'évaluer la précision d'une modélisation et d'en identifier les lacunes. Au cours des campagnes expérimentales, nous avons pu voir que l'endommagement du béton en dynamique rapide est composé d'une multitude de fissures. Nous avons aussi pu constater une résistance résiduelle de cohésion du matériau endommagé dans certains cas. Le modèle de fragmentation introduit par Denoual-Forquin-Hild a été utilisé pour simuler par éléments finis les essais d'écaillage et d'impact sur la tranche. La confrontation calculs-expériences a montré que le modèle est apte à rendre compte de l'augmentation de résistance en dynamique ainsi que de la densité de fissuration importante. Néanmoins le comportement cohésif du matériau endommagé n'est pas prévu. Afin de rendre compte de cet aspect du comportement en traction dynamique, deux voies ont été explorées : d'une part, une approche mésoscopique a été employée afin de différencier matrice et granulats. D'autre part, nous avons modifié le modèle de fragmentation afin de prendre en compte la cohésion qui intervient au sein même des zones endommagéesConcrete is a material widely used for constructions like bridges, nuclear power stations or bunkers. These buildings can be subjected to dynamic loadings such as industrial accidents or projectile-impacts. Consequently a good knowledge of the mechanical behaviour of concrete is a significant safety issue. This work aims to study the damage mechanisms activated in concrete structures under a projectile-impact or a blast loading. First, numerical simulation of impact tests reveals the significance of the dynamic tensile behaviour of concrete targets to simulate accurately their response under impact. Few test data are available in the open literature for strain rates up to 10^2/s. Nevertheless, these results are dispersed: at 100/s, the dynamic increase factor (DIF, dynamic strength to static strength ratio) varies from 5 for one author to 10 for another. The rate sensitivity of concrete has been studied in LPMM over a wide range of strain rates by means of direct tensile tests on a high-speed hydraulic device (10^-5/s <-> 1/s) and using spalling experiments up to 150/s. For this last technique, numerical simulations have been performed to optimize the loading and get a transient but homogeneous tensile loading within the concrete specimen. Moreover computations have been used to evaluate and validate the data processing. Then, experiments have been carried out on two concretes: a microconcrete (MB50) with a fine mesostructure adapted to laboratory testing (= 2mm) and a concrete (R30A7) which is representative of a standard concrete with a compressive strength of 30 MPa and a maximum aggregate size of 8 mm. In each experiment, a particular attention has been devoted to the moisture of the tested specimen. Several spalling experiments have been conducted on dried and re-infiltrated specimens. These experiments have been used to understand the difference of dynamic tensile strength between wet and dry concrete observed by several authors. In parallel these materials have been subjected to edge-on impact tests in two configurations: * Sarcophagus configuration: the concrete plate is encapsulated in an aluminium box allowing keeping fragments near their initial position. The specimen can be recovered post mortem and infiltrated by a hyperfluid resin to reveal the damage induced by the impact. * Open configuration: a high speed camera is used to record the fragmentation process. A digital image correlation (DIC) software called CorreliQ4 developed at LMT Cachan has been applied to realise full-field measurements to identify cracks development and propagation during the test. Another impact test has been proposed: the cratering test has been used to study the penetration of a projectile in a concrete target. Again, the DIC technique allowed performing displacement measurements. It shows that, in this test, the material erosion is a local process. All the experimental data can be used to assess the accuracy of a modelling approach. In this work, the "multiple fragmentation" model proposed by Denoual-Forquin-Hild has been used to simulate spalling and edge-on impact experiments. This model based on a micromechanical description of the fragmentation process allows predicting the maximum tensile strength and the cracking density in the specimen. Each parameter may be evaluated by specific experiments. The model has been implemented in Abaqus/explicit via a user subroutine. Numerical simulations of spalling tests and EOI tests showed a good agreement with experimental results. Nevertheless the modelling did not allow reproducing the cohesion (residual strength) observed in several experiments. To improve the numerical predictions a mesoscopic approach has been employed to simulate the dynamic experiments performed on the standard concrete. In this method, aggregates and matrix are differentiated. Here, aggregates have been supposed perfectly elastic and the behaviour of the matrix phase has been identified using homogenization methods
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Le, Viet Dung. "Modélisation et identification du comportement plastique visco-élastique endommageable d'un matériau agrégataire." Tours, 2007. http://www.theses.fr/2007TOUR4044.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur le comportement thermomécanique d'un matériau agrégataire quasi-compact. Elle a pour objectif le développement d'un modèle de comportement répondant aux exigences requises pour une exploitation industrielle. Les réponses expérimentales mettnt en évidence un comportement comparable à celui des bétons, à savoir le caractère asymétrique (différence entre traction et compression) ainsi qu'une sensibilité à l'endommagement et à la pression hydrostatique. Une différence importante avec le comportement du béton concerne le comportement réversible qui est ici viscoélastique. Les modèles existants pour les matériaux du même type que celui étudié ne sont pas appropriés pour décrire complètement le comportement constaté. Par conséquent, un protocole expérimental spécifique a été développé à cette occasion. Il est présenté ainsi que le modèle qui en découle. Ce dernier est construit à partir des réponses issues des essais de traction, de compression uni-axiale et de compression tri-axiale sous confinement hydrostatique. Le modèle est isotrope et n'inclut qu'un nombre limité de paramètres. La limite de plasticité est décrite au moyen d'un critère parabolique à écrouissage isotrope. La règle d'écoulement est non-associée et un endommagement scalaire complète le modèle. Le modèle a été implanté dans le code de calcul Abaqus/standard sous la forme d'une procédure en Fortram. Une extension en température vient compléter la modélisation du comportement du matériau. La validation du modèle est effectuée sur la base de comparaisons avec plusieurs essais homogènes et sur structuresThis research is achieved in the general frame work of the study of the thermomechanical behaviour of a quasi-compact aggregate. It has for objective the development of a new behaviour model satisfying to the particular requirements for an industrial exploitation. The model is isotropic and includes only a limited number of parameters. The experimental response shows a behaviour material comparable to concrete, to know the following characteristics : viscoelastic, damageable and sensitive to the hydrostatic pressure. For such materials, existing models were generally developped within the framework of the dynamic and static behaviour. They are not appropriate to simulate completely the material behaviour researched. Consequently, a specific model and an experimental protocol are presented. The model is derived from the tensile tests, the compressive tests and the triaxial compresssion tests under hydrostatic containment. The plastic limit is described by the means of a parabolic criterion with isotropic hardening. The flow rule is non-associated ; an isotropic damage achieves the model. Then, the developed model is implanted in the code of calculation standard abaqus by means of a numeric integration dealed with the shape of a procedure in Fortram. An extension in temperature comes to complete the modelling of the material behaviour. The dependance in temperature of the model parameters is taken into account in the Fortram subroutine. The validation of the model is done on the basis of several homogeneous tests as well as tests on structures by comparisons data/simulation