Dissertations / Theses: 'Composites – Environnement'

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Didierjean, Sébastien. "Étude du comportement des matériaux composites carbone-époxy en environnement hygrothermique." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30266.

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Abstract:

Les structures aéronautiques carbone/époxy sont soumises à des environnements extérieurs alliant température et humidité dont la conséquence première est l'absorption par la résine époxy de molécules d'eau. Dans un premier temps, un modèle de propagation des molécules d'eau a été mis en place. Son intérêt se situe dans la prise en compte de la réaction chimique d'hydrolyse des groupements époxydes non-réticulés au sein de la résine qui vient se coupler au mécanisme de diffusion de Fick. Une seconde partie traite des effets de la présence locale des molécules d'eau sur les modules d'élasticité d'un pli élémentaire composite. Le niveau de concentration en eau donne le degré de plastification de la résine époxy par l'intermédiaire de la baisse de sa température de simple ramolissement. L'utilisation d'un modèle micro-mécanique permet alors d'obtenir les évolutions des modules d'élasticité d'un pli composite. Le troisième volet de ces travaux concerne l'étude des effets des environnements hygrothermiques cyclés et montre le caractère spécifique de ce type de sollicitations par rapport à un chargement monotone, notamment en terme d'endommagement du composite
The carbon/epoxy aeronautical structures are subjected to outside environments combining both temperature and humidity therefore these materials are subject to water molecules sorption by the epoxy resin. First, a model of the water propagation was implemented. It takes account of the effect of the hydrolysis taking place between the water molecules and the epoxide groups that have not been cured. This mechanism is coupled with a Fickean diffusion. The second part deals with the effects of the local water molecules presence on the elastic modulus of an elementary composite ply. The local level of water concentration is responsible for the plasticization of the polymer matrix represented by the decrease of its Simple Softening Temperature. The use of a Micro-Mechanical model of homogenization allowed to directly assess the evolutions of the elastic properties of an elementary ply. The third part is about the study of the cyclic hygrothermal environments and shows how the effects of that type of loads are different compared to their equivalent monotonous solicitations. Special attention is given to the effect on damage behaviour of the material

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Lamouroux, Franck. "Étude du comportement en environnement oxydant des matériaux composites 2D C/SIC." Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10668.

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Abstract:

Le comportement a l'oxydation des composites 2d c/sic est etudie sur le plan de la cinetique de perte de masse, des modifications microstructurales en cours d'oxydation et de l'evolution des proprietes mecaniques en traction a l'issue des traitements oxydants. Dans un premier temps, une relation est etablie entre la microstructure et le comportement a l'oxydation des fibres de carbone revetues de pyrocarbone dans l'objectif de determiner la cinetique d'oxydation du renfort fibreux et de localiser les zones les plus sensibles a l'environnement oxydant. Par la suite sont determines les mecanismes responsables de la cinetique d'oxydation des composites 2d c/sic et de leur evolution microstructurale en cours d'oxydation. La connaissance de ces mecanismes a mene a la modelisation de la cinetique d'oxydation du composite. Ce modele est utilise pour etudier l'influence des principaux parametres sur la cinetique d'oxydation du composite, a savoir: la pression de l'environnement oxydant, l'epaisseur du revetement partiellement protecteur en carbure de silicium et la presence d'une sollicitation mecanique. Enfin, une correlation est etablie entre les modes de degradation du renfort fibreux et les modifications du comportement en traction induites par l'oxydation des composites 2d c/sic

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GAUTIER, LUDMILA. "Endommagement osmotique de composites fibres de verre-matrices polyester insature en environnement humide." Paris, ENSAM, 1999. http://www.theses.fr/1999ENAM0026.

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Abstract:

Les materiaux composites a matrice polyester insature et renfort fibre de verre trouvent des applications dans la realisation de structures de grandes dimensions pour la construction navale. L'environnement humide, particulierement reactif vis-a-vis de ces composites, diminue la durabilite de ces materiaux. L'un des mecanismes preponderants de degradation susceptibles de reduire les proprietes mecaniques du composite est la fissuration osmotique de la matrice. L'objectif de cette these est donc d'etudier en detail la microcavitation des matrices, dans sa phase d'amorcage et de propagation, d'evaluer ensuite l'incidence de l'endommagement osmotique sur les proprietes mecaniques de la matrice et du composite afin de construire une methode de prevision de duree de vie. L'etude de l'etape d'amorcage conduit a la proposition d'un nouveau mecanisme : la nucleation des fissures resulte de la demixtion polymere-petites molecules organiques (pmo), ces dernieres etant generees pour l'essentiel par l'hydrolyse du polyester. L'etablissement d'un modele cinetique permet de rendre compte, au moins de facon semi-quantitative, de tous les resultats relatifs a la relation structure-stabilite des polyesters. Une etude cinetique de la propagation permet de faire le lien entre la cinetique d'endommagement (propagation de fissures) et la cinetique chimique (accumulation de pmo). Enfin, les proprietes mecaniques de la matrice et du composite sont correlees aux donnees relatives a l'endommagement osmotique. Le temps d'induction de la fissuration dans la matrice pourrait constituer un critere de fin de vie.

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Durin, Christian. "Contribution à l'étude du vieillissement de matériaux composites carbone/epoxyde sous ambiance spatiale." Toulouse, ENSAE, 1988. http://www.theses.fr/1988ESAE0008.

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Abstract:

Dégradation des matrices, caractérisation des matériaux apres irradiation et cycles thermiques. Essais mécaniques pour étudier l'influence des dégradations sur les températures de transition des matériaux et sur leurs caractéristiques mécaniques dynamiques. Variation de la stabilité dimensionnelle des matériaux fissures.

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Zombré, Wendlamita. "Durabilité des matériaux composites dans un environnement Génie Civil : expérimentation multi-échelle et analyse statistique." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1106/document.

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Abstract:

Notre thèse s’insère dans le cadre du projet ANR Micro « Matériaux Innovants Composites pour la Réparation d'Ouvrages : Approche fiabiliste du dimensionnement pour leur requalification et la prédiction de leur durabilité » L'objectif principal de la thèse est d’appréhender le problème de la durabilité par une approche expérimentale phénoménologique multi-échelle et de proposer des modèles de durée de vie au sens probabiliste. Le matériel d’étude est un carbone/époxy bidirectionnel non équilibré en masse (70% /30%) réticulé à l’ambiante et mis en œuvre par moulage au contact. Six vieillissements hygrothermiques obtenus par croisement entre les températures (20°C, 40°C et 60°C) et les humidités (50%, 75% et immersion) à diverses échéances ont été réalisés au cours de l’étude. Après identification des divers indicateurs, nous avons réalisé des analyses physico-chimiques (absorption-désorption, DSC, TMA, Infrarouge, DMA et Tomographie) ainsi qu’un suivi des caractéristiques mécaniques (traction, cisaillement interlaminaire, pull-out et double cisaillement) afin de définir les différents mécanismes de dégradation des propriétés mécaniques et physicochimiques des matrices polymères, des interfaces fibres–matrice, des joints de colle à l’interface composite-structure renforcée au cours du vieillissement pour le système classique Carbone/Epoxy. Ces indicateurs ont été analysés statistiquement afin de valider plus rigoureusement les tendances qui ont été observées. Le suivi des indicateurs mécaniques de performance par le vieillissement accéléré a été réalisé puis comparé à 1 an de vieillissement naturel. L’antagonisme des différents mécanismes de dégradations a été mis en évidence dans le cas de traction simple et du cisaillement interlaminaire. Il ressort que la plastification est le mécanisme qui affecte le plus les performances des composites carbone/époxy. Pour les températures élevées, il semble que la post-réticulation en densifiant le réseau a amélioré les cohésions interfaciales, ce qui a inhibé l’impact de la dégradation thermique sur les performances mécaniques. En comparant avec le vieillissement naturel, on a pu remarquer que le vieillissement en milieu aqueux était plus dégradant de façon générale et accélérait convenablement la dégradation en milieu naturel. En particulier, les tendances observées ne suivent pas des évolutions qui permettent d’apprécier trivialement la chute de performance par des modèles de prédiction. La qualité de l’adhérence composite/béton a été évaluée par des tests d’arrachement. Les fortes disparités entre les résultats rendent les interprétations délicates. Mais il a été mis en évidence que la post-réticulation semblent améliorer la cohésion tandis que la plastification est très néfaste pour la stabilité du joint de colle accélérant de façon excessive la dégradation en comparaison avec le vieillissement naturel. Cette instabilité a également été prouvée par les tests de double cisaillement où le délaminage était observé dès les premières échéances de vieillissement. La dernière partie du travail a consisté à proposer un traitement statistique des données pour valider tout d’abord les tendances observées expérimentalement, apporter plus d’informations et discuter sur le choix des modèles de prédiction. Bien que très apprécié par la communauté, l’utilisation des modèles physiques n’est pas systématique car elle suppose des performances dégénératives, ce qui en pratique n’est pas le cas. Une approche physique a été proposée sur la base de données épurée afin de respecter les conditions d’écriture du modèle. Le modèle choisi pour prédire la résistance ultime en traction est conservateur mais a le mérite d’être utilisable pour des études de fiabilité. L’enrichissement bayésien pourra être utilisé pour démontrer l’avantage qu’il peut conférer dans les études de fiabilité
Our thesis is part of this MICRO project "Innovative Composite Materials for the Repair of Structures: Reliability approach of the dimensioning for their requalification and the prediction of their durability". Final objective of the thesis is to understand the problem of sustainability through a multi-scale phenomenological experimental approach and to propose probabilistic life-time models. So, we defined the methodology of our study, as well as the methods, materials and analysis techniques. The study material is a non-equilibrium (70% / 30%) unbalanced bidirectional carbon / epoxy that is crosslinked at room temperature and made by hand layup process. Six hygrothermal aging obtained by crossing between temperatures (20°C, 40°C and 60°C) and humidities (50%, 75% and immersion) at various times were carried out during the study. After identifying the various indicators, we carried out physicochemical analyzes (absorption-desorption, DSC, TMA, Infrared, DMA and Tomography) as well as a follow-up of the mechanical characteristics (tensile, interlaminar shear, pull-out and double shear). These indicators were analyzed statistically to more rigorously validate the trends that were observed. The monitoring of mechanical performance indicators by accelerated aging was carried out and then compared to 1 year of natural aging. The antagonism of the various mechanisms of damage has been demonstrated in the case of simple traction and interlaminar shear. It appears that plasticization is the mechanism that most affects the performance of carbon / epoxy composites. For high temperatures, it appears that post-cure by densifying the network has improved interfacial cohesion, which has inhibited the impact of thermal degradation on mechanical performance. Comparing with natural aging, it was noted that aging in an aqueous condition was more generally degrading and aqueous conditions accelerated well the degradation in a natural environment. In particular, the trends observed do not follow evolutions that permit to write simplified prediction models. The quality of the composite / concrete adhesion was evaluated by pull-out tests. The strong disparities between the results make the analysis delicate. But it has been shown that the post-cure seems to improve the cohesion whereas the plasticization is very harmful for the stability of the bonded joints accelerating excessively the degradation in comparison to the natural aging. This instability has also been proven by the double shear tests where the delamination was observed from the first maturities of aging. The anchor length is reduced and a time-sensitive model has been proposed for the selected aging condition (60°C-immersion). On the other hand, this plasticization softens the failure due to the increased deformability of the joint. In this environmental condition, the monitoring of the elastic limit stress seems to be a relevant indicator for the monitoring of the durability because it simulates the natural aging with reasonable differences. The last part of our work consisted in the proposal of a statistical treatment of the data in order to validate firstly the trends observed experimentally, to bring more information and to discuss on the choice of the models of prediction. Although, physical model is very appreciated by the community, it is not systematically applicable. Indeed, it assumes degenerative performance, which in practice is not the case. A physical approach has been proposed on the refined database in order to respect the writing conditions of the model (degenerative trends). The model chosen to predict the ultimate tensile strength is conservative but applicable for reliability studies. Bayesian enrichment can be used to demonstrate the advantage it can confer in reliability studies

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Issoupov, Vitali. "Proposition d'une procédure pour la simulation de l'effet d'un environnement spatial d'orbite basse sur des matériaux composites." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30074.

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Guerfala, Wassim. "Élaboration de bio-composite hybride à matrice thermoplastique : formulation optimale et modélisation du comportement statique en vue d'une application pour pièces de structure dans l'automobile." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2023. http://www.theses.fr/2023ECDN0022.

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Abstract:

L’impact environnemental devient un sujet de plus en plus important dans l’industrie automobile, ce qui pousse les constructeurs à réduire les émissions de CO2 à travers des motorisations propres et à travers l’allègement des structures. Les matériaux composites, associant légèreté et résistance mécanique, présentent une bonne alternative aux aciers standards avec une réduction de masse considérable. L’objectif principal de notre étude est l’application des matériaux bio-composites dans la structure automobile.Pour répondre aux différentes exigences mécaniques, thermiques et économiques, le premier objectif de ce travail est de développer un matériau composite hybride à base de deux fibres naturelles ayant des caractéristiquescomplémentaires permettant d’optimiser les performances du composite, tout en garantissant une homogénéité de son comportement mécanique. Le second objectif concerne l’élaboration d’un outil numérique qui permettrait un pré-dimensionnement rapide de structures qui prend en compte les particularités de ce type de matériau composite hybride. En effet, les exigences et les demandes au sein de l’industrie automobile évoluent rapidement et d’une manière continue, il est nécessaire de pouvoir produire une réponse rapide et à moindre frais (les campagnes expérimentales sont souvent longues et coûteuses pour des matériaux sensibles et encore plus quand ces derniers sont influencés par les conditions environnementales)
The environmental impact is becoming increasingly important in the automotive industry, pushing OEMs to reduce CO2 emissions through clean engines and structural weight reduction. Composite materials, combining lightness and mechanical strength, offer a good alternative to standard steels with a considerable weight reduction. This study mainly aims to apply bio-composite materials in the automotive structure.To meet the various mechanical, thermal and economic requirements, the first objective of this study is to develop ahybrid composite material based on two natural fibers with complementary characteristics to optimize its performance while guaranteeing the homogeneity of its mechanical behavior. The second objective is the development of a numeric tool that would allow rapid pre-design of structural parts reinforced with this hybrid composite material. Indeed, the obligations of the automotive industry are quickly and continuously changing; it is necessary to provide quick and cost-effective responses (compared to the long and expensive experimental campaigns especially when there is sensitivity to the environmental conditions to consider)

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Shi, Yang. "Economie circulaire pour les composites à fibres de carbone : du déchet aéronautique vers les composites carbone+ thermoplastiques recyclés." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2022. http://www.theses.fr/2022BORD0153.

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Abstract:

Depuis leur industrialisation, la production de composites en fibres de carbone augmente de façon continue. Lors du recyclage des composites à fibres de carbone, seules les fibres seront recyclées. La « suppression » de la matrice est réalisée par pyrolyse, solvolyse ou vapo-thermolyse, procédés qui n’entraînent que peu de dégradation des fibres. Afin de susciter une demande pour les fibres de carbone recyclées, il faut donner de la valeur ajoutée aux fibres recyclées en démontrant la faisabilité de fabriquer des pièces composites (fibre recyclée+matrice) de haute qualité.Les architectures de fibres recyclées semi longues avec un très bon alignement ont été produites par la technologie de réalignement brevetée du laboratoire qui permet d’assurer une exploitation optimale des propriétés des fibres de carbone recyclées. Dans le but de maîtriser et d’optimiser les propriétés du nouveau composite (à fibres discontinues), les mécanismes de transfert de charge entre fibres ont été étudiés, et les propriétés utiles de la matrice ont été identifiées. Une attention particulière a été portée au calcul de la longueur de transfert de charge entre deux fibres discontinues en fonction des propriétés de l'interface fibre recyclée / matrice thermoplastique. En effet, notre objectif est non seulement de rechercher des solutions optimales en termes de résistance mais aussi des solutions qui permettent de limiter l’impact environnemental, d’où notre choix des matrices thermoplastiques (y compris recyclées) pour cette étude.Tous les résultats des simulations numériques ont été validés par comparaison avec des résultats expérimentaux. De plus des composites fibres de carbone recyclées/matrice thermoplastique (PA6 et PC) ont été mis en œuvre et testés. Ces matériaux présentent des taux de fibres supérieurs à 50% et offrent de meilleures propriétés mécaniques que les mêmes matériaux avec matrice epoxy.Une analyse environnementale a été propsée sur l’exemple d’une pale d’éolienne portative en comparant les impacts de la matière première, de la fabrication et de la fin de vie d’une pièce réalisée avec différents matériaux (alliage léger, composite fibres de verre, composites à fibres recyclées). Cela démontre l’intérêt des fibres de carbone recyclées associées à une matrice thermoplastique recyclée, pour minimiser l’impact environnemental tout en maximisant les performances mécaniques
Since their industrialization, the production of carbon fiber composites is continuously increasing. When recycling carbon fiber composites, only the fibers are recycled. The matrix is "removed" by pyrolysis, solvolysis or vapour-thermolysis, processes that cause little degradation of the fibres. In order to create a demand for recycled carbon fibers, it is necessary to add value to recycled fibers by demonstrating the feasibility of manufacturing high quality composite parts (recycled fiber + matrix).Semi-long recycled fiber architectures with very good alignment were produced by the laboratory's patented realignment technology that ensures optimal exploitation of recycled carbon fiber properties. In order to control and optimize the properties of the new composite (staple fiber), the mechanisms of load transfer between fibers were studied, and the useful properties of the matrix were identified. Particular attention has been paid to the calculation of the load transfer length between two staple fibers as a function of the properties of the recycled fiber/thermoplastic matrix interface. Indeed, our objective is not only to find optimal solutions in terms of strength but also solutions that allow to limit the environmental impact, hence our choice of thermoplastic matrices (including recycled) for this study.All the results of the numerical simulations were validated by comparison with experimental results. In addition, recycled carbon fiber/thermoplastic matrix composites (PA6 and PC) were implemented and tested. These materials have fiber contents higher than 50% and offer better mechanical properties than the same materials with epoxy matrix.An environmental analysis was performed on the example of a portable wind turbine blade by comparing the impacts of the raw material, manufacturing and end of life of a part made with different materials (light alloy, glass fiber composite, recycled fiber composites). This demonstrates the interest of recycled carbon fibers associated with a recycled thermoplastic matrix, to minimize the environmental impact while maximizing mechanical performance

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Bailly, Laurence. "Etude du comportement de deux grades cyanates esters pour des applications structurales en matériaux composites en environnement tiède." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0064.

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Abstract:

Les matériaux composites constitués de résines cyanates esters et plus particulièrement les résines phénoliques triazines PT15 et PT30 ont été sélectionnés pour remplacer des pièces structurales métalliques aéronautiques sollicitées à des températures de 200 à 300°C. Ces résines présentent à la fois une température de transition vitreuse élevée supérieure à 300°C et une faible viscosité pour une température de mise en œuvre à 80°C adaptée au procédé Resin Transfert Molding (RTM). Les objectifs de cette thèse sont d’une part de comprendre le comportement de ces résines durant leur mise en œuvre et leur polymérisation et d’autre part d’étudier la durabilité de ces résines à partir d’études de vieillissement thermo-oxydatif à des températures proches des températures d’utilisation. La caractérisation physico-chimique des résines PT15 et PT30 à l’état de réception a d’abord montré que ces deux grades sont constitués d’oligomères de même composition chimique, de même configuration spatiale mais de distributions de masses molaires différentes. La présence de cycles triazines dans la résine PT30 indique un état de « pré-réticulation » qui n’est pas décelable pour la résine PT15. Ces différences vont avoir une incidence sur la cinétique de la réaction de réticulation des deux résines et vont favoriser un mécanisme autocatalytique pour le grade PT30. Après optimisation d’un cycle de cuisson, ces deux grades présentent une différence de température de transition vitreuse de 70°C. Parmi les différentes techniques d’analyse expérimentées, ce sont les études rhéologiques au cours de la réticulation qui vont permettre de comprendre les différences de structuration des réseaux et de mettre en avant la formation d’un réseau intermédiaire qui relaxe à plus basse température pour la PT15. Cette différence d’organisation est l’élément clé qui permet de comprendre les différences de stabilités thermiques évaluées lors de vieillissement thermo-oxydatif
Composite materials made of cyanate ester resins and in particular phenolic triazine resins such as PT15 and PT30 are selected to replace structural metal parts in aircraft at operating temperatures between 200 and 300°C. The main advantages of these resins are their high glass transition temperature, above 300°C, and their low viscosity at 80°C make them suitable for Resin Transfert Molding (RTM) process. The main goals of this work are to understand the resins’ behavior during crosslinking and then to study their durability through thermo-oxidative aging at operating temperatures. Physico-chemical characterizations of PT15 and PT30 resins at their initial state showed a similar chemical composition and spatial configuration but a different molar mass distribution. Triazine rings have only been detected in PT30 only, indicating a “pre-cured” state. These differences have consequences on the crosslinking kinetics and promote an autocatalytic mechanism for PT30. After cure optimization, PT15 has a glass transition temperature 70°C lower than the one of PT30. Among different analysis techniques, the rheological study during crosslinking provided an understanding of the networks’ structuration dissimilarities between the two grades, highlighting the formation of an intermediate structure which relaxes at lower temperatures in PT15. This different networks’ organization is the key element to understand dissimilar thermal stabilities analyzed during thermo-oxidative aging

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Nasiri, Aida. "Development of Safe-by-Design Nano-composites for Food Packaging Application." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT076.

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Abstract:

Ce projet contribue à développer la prochaine génération de nano-emballages en utilisant une approche plus sûre et éco-conçue avec des avantages directs à la fois pour l'environnement et la sécurité des consommateurs. Les emballages alimentaires constituent l’un des principaux secteurs d’applications des nanotechnologies avec des enjeux environnementaux prometteurs de substitution des pétro-plastiques par des bio-plastiques et de réduction des pertes et gaspillages alimentaires grâce à des emballages plus performants, de type actifs et intelligents. Dans le cas de matériaux nano-composites (matrice polymérique contenant des nano-particules) destinés au contact alimentaire, le risque majeur en terme de santé humaine est lié à leur impact sur la migration de composés indésirables de l’emballage vers l’aliment (stabilisants UV, antioxydants, plastifiants, etc) qui peuvent avoir des effets néfastes en fonction des doses et durées d’exposition. Ces interactions contenant/contenu sont soumises à une réglementation européenne dont l’objectif est la protection de la santé du consommateur en fixant des limites de migration spécifique pour tous les composés supposés entrer dans la composition des matériaux plastiques dédiés au contact alimentaire. Dans le cas des nanomatériaux, la présence de nanoparticules est susceptible de modifier les interactions entre le polymère et les additifs et par voie de conséquence leurs propriétés de transfert. Ainsi, la formalisation des phénomènes de migration de l’emballage vers l’aliment établie sur des matériaux plastiques ne contenant pas de nanoparticules ne peut pas être directement transposée au nano-matériaux. De plus la présence de ces nanoparticules peut profondément modifier l’éco-toxicité environnementale du système matrice- nanoparticule -additif.La présente étude vise à comprendre et contrôler l’impact des structures nanocomposites (matrice polymérique contenant des nano-particules) sur les propriétés de transport (diffusivité et solubilité) des nanoparticules et des additifs chimiques en condition d’usage. À cet égard, il est nécessaire de combler le déficit de connaissances dans a caractérisation de la structure 3D, des propriétés physico-chimique et des interactions aux interfaces entre nanoparticules et matrice dans les nanomatériaux. Devant la complexité du système étudié, la modélisation est indispensable pour représenter (simplifier sans pour autant perdre trop de connaissances) la structure 3D des nanomatériaux et simuler, reproduire puis prédire, l’évolution de leurs propriétés de transfert en fonction des paramètres structurels et en condition d’usage. La modélisation des transferts est également indispensable pour, dans une approche d’ingénierie inverse, éco-concevoir et dimensionner à façon des nano-emballages sûrs pour l’Homme et l’Environnement. Dans cette optique une démarche de modélisation multi-échelle des relations structure/propriétés de transfert de masse a été mise en place sur des matériaux nanocomposites ciblés choisis pour leur pertinence dans le domaine de l’emballage alimentaire
The market of nanotechnologies is dominated by the food packaging area which amounts more than 20% of the total nanotechnologies market in 2015. However, the wide-scale use of nanomaterials raises important questions about environmental and safety issues that could hinder their development. In the case of plastics intended to be in contact with food, the risk of contamination concerns not only the nanoparticles but also all the chemical additives added during the material processing. The presence of nanoparticles is susceptible to modify the interactions between polymer and the additives with a possible change in their transport properties and therefore the food contamination.The present work aims at identifying the relationship between the structural characteristic and the transport properties (diffusivity and solubility) of nanoparticles and chemical additives incorporated in nanocomposites. In this regard, it is necessary to fill the gap of knowledge in 3D nanostructure characterization and a multi-scale modeling of mass transfer properties of nanocomposites in real usage conditions.In this way, polyethylene and nanoclay were selected based on the best compromise between real potential applications and the scientific knowledge previously published and eventually the nanocomposites were synthesized with LLDPE, Cloisite20 and a compatibilizer by melt intercalation method.The nanocomposite structure was characterized using TEM, X-ray nanotomography, TGA and XRD then submitted to migration tests undertaken in contact with different food simulants which represent various types of food (aqueous, acid, alcoholic) following the recommendation of the European regulation on the food contact material. To evaluate the positive or adverse effects of the nanomaterials on the contamination of the food by chemical additives which are usually incorporated with the plastic packaging, the virgin polymer and nanocomposite material were spiked with a mixture of the additives exhibiting various volatility, polarity and molecular weight. Then, the transport properties (i.e inertia) of nanocomposite structure was distinctively investigated on kinetic (apparent diffusion coefficient) and thermodynamic (partition coefficient) considerations.The results indicated that nanoclay addition in plastic materials favorably reduced the migration of additives by modifying both their diffusivity in the polymer and their partition between the polymer and the food simulant. However, while the partition coefficient of additives increases in nanocomposite in comparison to pure LLDPE for the samples in contact with all types of food simulants, the reduction of diffusion coefficient is significantly dependent on the nature of the food simulant in contact. Hence, it can be concluded that the major role in the migration of additives is not played by the imposed tortuosity path, but by the factors such as the affinity between the base polymer and simulants as well as the effects of simulants on swelling and crystallinity of the samples. Moreover, the effect of additive-related parameters and the structural parameters were assessed and put in perspective with their impact on the transport properties of nanostructures. Integrating the results of characterization and transfer properties led to an improved understanding of the influence of structure of nanocomposites on their mass transfer properties and therefore on the suitability of using them as food contact materials

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Lietard, Virginie. "Etude des effets séparés et couplés d'un environnement hydrothermique et d'un chargement mécanique sur la déformabilité et la tenacité à long terme de composites verre-résine." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-251.pdf.

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Abstract:

Les conditions d'utilisation des appareils en composite pour le stockage et le transfert de fluide mettent en jeu les effets couples d'un environnement hydrothermique, d'un chargement mecanique permanent et de la temperature, generant ainsi des mecanismes specifiques de fissuration sous tension a l'origine de ruptures catastrophiques imprevisibles. Dans ce contexte et sur la base de deux formulations habituellement retenues dans les milieux du genie nucleaire et chimique, un composite verre/vinylester unidirectionnel et bidirectionnel a niveaux de post-cuisson differents d'une part et un composite verre/epoxy unidirectionnel a differentes qualites interfaciales d'autre part, cette etude a permis de montrer l'influence de la post-cuisson, de l'interface fibre-matrice, du mode (a contrainte et a deformation imposee) et du niveau de chargement mecanique ainsi que de la temperature sur l'amorcage et la propagation de fissure, la durabilite et les processus d'endommagement impliques dans la fissuration sous tension en milieu aqueux. Il est apparu en particulier que si la prevision du comportement a long terme de structures composites a partir de l'acceleration des phenomenes en jeu constitue une alternative seduisante par rapport aux programmes experimentaux longs et couteux, leur utilisation rigoureuse exige neanmoins la connaissance precise des mecanismes complexes resultant de l'elevation de temperature et du niveau de chargement mecanique.

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Ho, Nhat-Quang. "Endommagements de composites carbone-époxy induits par la thermo-oxydation de la matrice en présence de contraintes mécaniques." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2294.

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Abstract:

Cette étude est une contribution à la compréhension des mécanismes d’endommagement de stratifiés composites carbone/époxy soumis à des contraintes thermomécaniques en environnement oxydant. Lorsque ces matériaux sont soumis à des chargements thermomécaniques à température élevée (100°C - 150°C), la présence d’oxygène favorise l’amorçage de fissures matricielles en surface et accélère leur propagation vers le cœur du stratifié, conduisant ainsi à un état catastrophique d’endommagement. Une démarche expérimentale a été mise en œuvre pour découpler les différents mécanismes d’endommagement. L’analyse des résultats, associée à un calcul par éléments finis des contraintes thermomécaniques de bord, permet de proposer un scénario d’endommagement couplé « oxydation – contraintes » pour une structure stratifiée croisée soumise à un cyclage thermique sous oxygène. Dans une deuxième partie, on étudie plus précisément les modifications de propriétés mécaniques de la matrice époxy non renforcée induites par l’oxydation. On montre que l’oxydation, via un effet d’anti-plastification interne, conduit à une augmentation du module élastique d’indentation, une diminution de la capacité d’amortissement et de la température de transition vitreuse. Par ailleurs, on a trouvé qu’il existe une corrélation entre les valeurs du module élastique du matériau oxydé et celles de la concentration en produits d’oxydation obtenues à l’aide d’un modèle cinétique d’oxydation (diffusion - réaction). Cette corrélation phénoménologique a permis d’effectuer un calcul couplé « oxydo-mécanique » afin de déterminer, pour une structure de résine non renforcée, le champ de contraintes généré par la présence d’une couche oxydée
This study contributes to the understanding of the damage mechanisms of CFRP laminates subjected to thermo-mechanical stresses in oxidative environment. When these materials are submitted to thermo-mechanical loadings at high temperatures (100°C - 150°C), the presence of oxygen enhances the initiation of surface matrix cracks and accelerates their propagation towards the laminate core, thus leading to a catastrophic damage state. An experimental procedure has been performed in order to dissociate the different damage mechanisms. The analysis of the experimental results, associated with a finite element calculation of the free edge stresses, has led us to propose a damage scenario taking into account coupling between stresses and oxidation for a cross-ply laminated structure subjected to thermal cycling in oxygen environment. In a second part, we study more precisely the changes induced by oxidation in the material properties of neat epoxy matrix. We have shown that oxidation, via an internal anti-plasticization effect, leads to an increase in the indentation elastic modulus, a decrease in the damping capacity and in the glass transition temperature. In addition, it was found that there exists a correlation between the values of the elastic modulus of oxidized material and the concentration of the oxidation products predicted by a kinetic model of oxidation (diffusion - reaction). This phenomenological correlation enables to carry out a coupled "oxido-elastic" calculation in order to determine the stress field generated by the presence of an oxidized layer in a resin structure

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Diouf-Lewis, Audrey. "Elaboration et évaluation d'additifs verts pour polymères et composites respectueux de l'environnement." Electronic Thesis or Diss., Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC028.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans le contexte identifié de la nécessité de développer de nouveaux polymères plus respectueux de l’environnement. Nous sommes convaincus que l’essor de ces matériaux « verts » exige d’utiliser des additifs « verts » lors de la formulation. Dans le but d’élaborer des additifs respectueux de l’environnement capables d’assurer la stabilisation du polymère au regard du cycle de vie, et en attachant une attention particulière à la valorisation de la biomasse, trois approches ont été étudiées. La première est une voie innovante qui consiste à utiliser un mélange de polyphénols issus des sous-produits de l’industrie vinicole, et de l’industrie du thé. La seconde voie est la valorisation d’une molécule issue du sous-produit majeur de l’industrie du blé. La troisième est une voie d’innovation récente, qui propose l’utilisation de nanocomposites hydroxydes doubles lamellaires (HDL) fonctionnalisés avec des stabilisants biosourcés. L’évaluation de leurs propriétés stabilisantes, est réalisée au regard des processus de thermo- et photo-oxydation, dans les polyoléfines. Les résultats très prometteurs de ce projet mettent en évidence le fort potentiel des molécules et composites d’origine biosourcée à maintenir les propriétés des polymères en conditions d’usages
This thesis work falls within the identified context of the need to develop new polymers that are more environmentally friendly. We are convinced that the development of these "green" materials requires the use of "green" additives during formulation. To develop environmentally friendly additives capable of stabilizing the polymer, with respect to the life cycle, and paying special attention to biomass valorization, three approaches have been studied. The first is an innovative way of using a mixture of polyphenols from winery by-products and tea industry. The second way is the valorisation of a molecule from the major by-product of the wheat industry. The third is a recent route of innovation, which proposes the use of layered double hydroxides nanocomposites (LDH) functionalized with bio based stabilizers. The evaluation of their stabilizing properties is carried out in polyolefins, against thermo- and photo-oxidation processes. The very promising results of the project highlight the strong potential of bio based molecules and composites to maintain polymers properties under conditions of use

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Cartaud, François. "Modélisation des écoulements dans les interfaces des barrières d'étanchéité composites d'installation de stockage de déchets." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001079.

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Abstract:

Le dispositif d'étanchéité des installations de stockage de déchets est constitué d'une barrière d'argile compactée surmontée d'une géomembrane. En théorie, cette technique permet d'assurer un niveau de protection maximal en prévenant le contact entre les éléments polluants contenus dans les lixiviats et le milieu environnant. Cependant, des défauts existent dans la géomembrane, liés à sa mise en place ou à de l'endommagement postérieur, et ceux-ci forment des passages préférentiels d'écoulement pour les lixiviats. D'autre part, le contact parfait entre la géomembrane et la surface de la barrière minérale n'existe pas car aucun de ces composants n'est parfaitement plan. Il en résulte l'existence d'une interface, qui provoque une surface d'infiltration du lixiviat bien supérieure à la seule aire du défaut dans la géomembrane. Des solutions analytiques et des outils empiriques permettant de quantifier, en régime permanent, les débits de fuite dans les dispositifs d'étanchéité comprenant une interface d'épaisseur uniforme sont disponibles dans la littérature. Cependant, des observations in situ et au laboratoire sont venues invalider le modèle d'un écoulement radial à partir d'un défaut circulaire et d'un écoulement bidimensionnel à partir d'un défaut longitudinal, les écoulements d'interface se révélant d'une nature bien plus complexe et dépendant essentiellement de la non-uniformité de l'épaisseur de l'interface. Les outils bibliographiques disponibles atteignent rapidement leur limite vis-à-vis de la prise en compte de cette non-uniformité de l'épaisseur de l'interface et il apparaît qu'une autre approche doit être suivie pour parvenir à une quantification précise des débits de fuite à travers l'étanchéité composite. Le travail de thèse a consisté à d'abord quantifier la variabilité spatiale de l'interface, puis à adopter un modèle d'écoulement issu des flux dans les milieux poreux fracturés avec lesquels les écoulements d'interface partagent des similitudes. La méthodologie développée consiste à combiner à la fois (1) des observations de terrain qui permettent de connaître les états de surface de la barrière minérale dans des conditions réelles (2) des expérimentations réalisées au laboratoire qui fournissent des mesures de débit de fuite et la géométrie exacte d'une interface reconstituée et (3) des simulations numériques d'écoulement à partir des géométries d'interface fournies, avec une comparaison des flux simulés et mesurés pour évaluer la validité du modèle.Le travail expérimental a été complété par une étude du cas particulier, mais néanmoins courant sur les installations de stockage de déchet françaises, où un géotextile est placé à l'interface. L'impact de cette pratique sur le débit de fuite engendré en cas de défaut dans la géomembrane a été évalué en comparant les données de flux mesurées avec celles obtenues dans les mêmes conditions sans géotextile.

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Abi, Lahoud Elie. "Composition dynamique de services : application à la conception et au développement de systèmes d'information dans un environnement distribué." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00560489.

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Abstract:

L'orientation service occupe de plus en plus une place importante dans la structuration des systèmes complexes. La conception et le développement d'applications évoluent progressivement d'un modèle traditionnel vers un modèle plus dynamique orienté services où la réutilisation et l'adaptabilité jouent un rôle important. Dans cette thèse, nous proposons une étude portant sur la conception et le développement d'applications par composition de services. Nous décrivons un environnement de partage de services : DyCoSe. Il consiste en un écosystème coopératif où les entreprises membres, organisées en communautés, partagent un consensus global représentant les fonctionnalités métier récurrentes et les propriétés non fonctionnelles communes. La composition d'applications dans DyCoSe repose sur une architecture à trois niveaux combinant à la fois une démarche descendante et une autre ascendante. La démarche descendante permet de décrire l'application à travers une interaction de composants haut niveau et de la raffiner en une ou plusieurs orchestrations de services. La démarche ascendante projette les caractéristiques de l'infrastructure réseau sous-jacente au niveau services. Un processus d'instanciation visant à réaliser une application composite est détaillé. Il formalise le choix des services, selon un ensemble de contraintes données, comme un problème d'optimisation de coûts. Deux solutions au problème d'instanciation sont étudiées. Une solution globale tient compte de l'ensemble des services disponibles dans l'écosystème et une solution locale favorise les services de certaines communautés. Un algorithme génétique est décrit comme implémentation de l'instanciation globale. Une simulation stochastique de l'environnement DyCoSe est proposée. Elle permet d'étudier les possibilités d'instanciation d'une application donnée dans un environnement où la disponibilité des services n'est pas garantie. Elle permet d'étudier aussi, le taux de réussite de l'exécution d'une instance d'une application donnée.

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Abakar, Malloum. "Analyse des mécanismes d'endommagement et du comportement vibratoire d'un composite à constituants naturels dans un environnement hydrique." Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA1020/document.

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Abstract:

Durant les dernières décennies, les composites polymères renforcés par des fibres végétales ont reçu une attention importante de la part des scientifiques. L’utilisation de fibres végétales permet en effet d’améliorer les performances environnementales de ces matériaux tout en atteignant des propriétés spécifiques plus élevées. Néanmoins, un verrou majeur freine encore le développement de ces matériaux. En effet, leur sensibilité au vieillissement hydrique, due à leur caractère hydrophile, restreint leur utilisation. Dans ce contexte, nous proposons, dans le cadre de cette thèse, d’analyser l’effet du vieillissement hydrique sur le comportement statique et dynamique, d’identifier et suivre les mécanismes d’endommagement d’une structure sandwiche biosourcée et ses constituants. Les composites utilisés sont constitués d'une résine greenpoxy associée à des fibres de lin et à une âme en liège pour les sandwichs. Dans la première partie, nous avons étudié le comportement en statique et en dynamique de la résine, du composite, des âmes et des sandwichs. Cette étude a conduit d’une part à la détermination des caractéristiques mécaniques et à l’identification et le suivi des mécanismes d’endommagement par émission acoustique et observations microscopiques et d’autre part à la détermination des caractéristiques dynamiques. Dans la deuxième partie, nous avons analysé la cinétique de diffusion d'eau dans la résine, les peaux, les âmes et les sandwichs par identification de leurs paramètres de diffusion par le modèle de Fick. En suite, nous sommes intéressés à l’impact du vieillissement hydrique sur le comportement et les propriétés mécaniques des sandwichs et ses constituants
In recent decades, polymer composites reinforced with plant fibers have received significant attention from scientists. The use of reinforcing vegetable fibers makes it possible to improve the environmental performance of these materials reaching higher specific properties. Nevertheless, a major lock still hinders the development of these materials. Indeed, their sensitivity to water ageing, due to their hydrophilic nature, restricts their use. In this context, we propose, as part of this thesis, to analyze the effect of water ageing on static and dynamic behavior, to identify and monitoring the damage mechanisms of a sandwich structure biobased and its constituents. The composites used consist of a greenpoxy resin associated with flax fibers and a cork core for sandwich materials. In the first part of this work, we studied the static an dynamic behavior of the resin, the composites, cores and sandwich structures. This study led on the one hand to the determination of the mechanical characteristics and to the identification and the follow-up of the mechanisms of damage by acoustic emission and microscopic observations and on the other hand to the determination of the dynamic characteristics. In the second part, we first analyzed the kinetics of water diffusion in resin, skins, cores and sandwichs by identification of their diffusion parameters by the Fick model approach. Then, we are interested in the impact of water ageing on the behavior and mechanical properties iof sandwichs and its constituents

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Pailler, Christophe. "Étude de la dissymétrie apportée par l'environnement spatial sur un composite multicouche à matrice organique." Toulouse, ENSAE, 1993. http://www.theses.fr/1993ESAE0011.

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Abstract:

Au cours de leurs missions, les véhicules spatiaux évoluent dans une ambiance très complexe dont les multiples composantes sont nocives pour les matériaux employés. Lorsqu’ils sont confrontés à une ambiance spatiale prolongée, les composites organiques subissent une dégradation qui n'est pas uniforme dans l'épaisseur. Dans ce contexte, ils peuvent devenir dissymétriques. Nous nous sommes attachés à provoquer expérimentalement cette dissymétrie sur trois composites multicouche carbone/époxy, puis à étudier son effet sur les propriétés de ces matériaux. Après avoir élaboré les plaques de composite à partir de préimprégnés, nous avons exposé des éprouvettes issues de ces plaques à l'environnement spatial simulé en laboratoire. Les conditions de simulation choisies, cyclage thermique combiné avec irradiation électronique ou bombardement par les atomes d'oxygène, sont respectivement représentatives de l'environnement géostationnaire et d'un environnement en orbite basse. L’utilisation de méthodes de caractérisation ex-situ, nous permet de suivre l'évolution des composites testés en fonction du type et de l'ampleur du vieillissement. Les résultats obtenus montrent que l'action en synergie des électrons et du cyclage thermique provoque une dégradation de la matrice qui porte préjudice aux propriétés des composites. Elle se manifeste par une modification de la structure du réseau moléculaire (coupures de chaînes et réticulations) et par l'apparition ou la multiplication de microfissures. L’impact à grande vitesse des atomes d'oxygène, conduit à une érosion rapide de la surface des composites. Pour une exposition de longue durée en orbite basse, la dissymétrie ainsi occasionnée est à l'origine d'une réduction très importante des propriétés mécaniques des composites et de la stabilité dimensionnelle de la structure.

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Bajolet, Julien. "Développement de solutions thermomécaniques répondant au packaging de l’électronique de puissance en environnement aéronautique." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0043/document.

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Abstract:

Le domaine aéronautique étant en pleine expansion, il est nécessaire de trouver des solutions pour transporter plus de personnes tout en diminuant la consommation en carburant. L’allègement des aéronefs est un enjeu global, c’est pourquoi, il faut étudier comment diminuer la masse de tous les composants des avions. Les boitiers électroniques doivent faire partie de cette démarche d’allègement global des avions. Les sociétés du groupe SAFRAN et en particulier HISPANO-SUIZA se sont lancées dans un projet d’avion plus électrique et il est donc très important de diminuer la masse d’un boitier électronique. Une étude de boitiers électroniques existants a permis de mettre en évidence les principaux contributeurs de masse. Les bilans de masse ont montré que les éléments de protection et de maintien des composants électroniques représentaient la masse la plus importante pour un boitier. La recherche de solutions innovantes pour diminuer la masse de ces composants a mis en évidence des nouveaux matériaux pour remplacer l’aluminium omniprésent dans les boitiers actuels. Les stratifiés métaux / composites ou Fiber Metal Laminates (FML) sont des stratifiés composés de composites à matrice organique (carbone, fibre de verre, kevlar, …) et de tôles métalliques. Ces nouveaux matériaux composites sont particulièrement intéressants de par leurs propriétés thermomécaniques ainsi que leur conductivité électrique nécessaire au bon fonctionnement des boitiers en cas de passage de courant de foudre. Des simulations d’analyse modale ont validé la pertinence de l’emploi de ces FML pour réaliser les pièces de boitiers. Des modèles analytiques ont été mis en place pour prédire de façon simple et rapide le comportement de stratifiés composites en fonction du nombre de plis, des matériaux et des orientations. L’exploitation de ces modèles a permis de choisir des stratifiés prometteurs en fonction de leurs propriétés thermomécaniques : le Carall (assemblage de carbone et d’aluminium), le Glare (assemblage de fibres de verre) et un stratifié en carbone « classique ». La caractérisation de ces matériaux sous des chargements variés (statiques, dynamiques, en température, …) couplée à des simulations numériques a fourni les propriétés des stratifiés. La modélisation numérique des composites permettra de diminuer le temps et le coût nécessaires à la conception d’un boitier. L’étude et la comparaison des propriétés mesurées au cours des essais expérimentaux a permis de déterminer les applications potentielles des stratifiés métaux/composites dans les boitiers électroniques. Enfin, une étude de vieillissement accéléré en humidité et en température a été réalisée pour étudier l’évolution des propriétés des stratifiés dans le temps
The aeronautic field is growing years after years; this is why it is necessary to find solutions to transport more people and to reduce fuel consumption. The aircraft relief is a global issue, all components of aircraft ha to be lighter. Electronic devices must be a part of this global aircraft relief. The SAFRAN group and Hispano-Suiza in particular have engaged in a more electric aircraft project it is necessary to reduce the mass of an electronic box. A study of existing electronic boxes helped to highlight the main mass contributors. Mass analysis shows that the elements of protection and bearing of electronic components represent the highest global mass percent. The research of innovative solutions to reduce the weight of these components has highlighted new materials to replace the omnipresent aluminium in the current boxes. The composites Fibre Metal Laminates (FML) consist of organic matrix composites plies (carbon, fiberglass, Kevlar ...) and the metal sheet. These new composite materials are particularly interesting because of their thermo-mechanical and electrical conductivity necessary for the proper functioning of the electronic devices in case of lightning current. Modal analysis simulations validated the appropriateness of using these FML to replace aluminium in electronic boxes structure. Analytical models were developed to get a faster and easier the behaviour of composite laminates according to the number of plies, materials and orientations. The study of these analytical models has selected promising laminates according to their thermo mechanical properties: the Carall (assembly of carbon and aluminium), the Glare (assembly of glass fibers and aluminium) and carbon as a "classical" laminates. The characterization of these materials under various solicitations (static, dynamic, temperature ...) coupled with numerical simulations provided the laminates properties. Numerical modelling of composites will reduce the time and cost required to design a box. The study and comparison of measured properties during the experimental trials has identified the potential applications of metal laminates / composites in electronic boxes. Finally, a study of accelerated moisture and temperature aging was conducted to study the evolution properties of laminates in “real” environment

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Moothoo, Julien. "Analyse de la faisabilité d'éco-conception de pièces composites à base de ressources renouvelables pour applications médicales." Phd thesis, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01064267.

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Abstract:

La présente étude traite de l'éco-conception d'une pièce structurale, de type poutre tubulaire, en stratifié bio-composite à base de fibres de lin. A cette pièce à concevoir est associé un cas de charge mécanique combinant flexion et torsion et une tenue face aux produits détergents-décontaminant utilisés en environnement médical. Cette étude a pour objectif de montrer la faisabilité d'employer comme architecture de renfort, une mèche de lin pour la réalisation de la pièce. Ce renfort a la particularité d'être constitué de fibres alignées dont la cohésion est assurée par la présence d'un liant par opposition aux fils constituées de fibres retordues. Tout d'abord, pour établir un cahier des charges de fabrication à partir de ceux déjà en vigueur, le comportement mécanique du bio-composite à l'échelle du pli, puis à celui du stratifié et enfin à l'échelle de la poutre stratifié a été modélisé et des critères de conception et de dimensionnement portant sur la rigidité en flexion et en torsion ont été développés de façon analytique. Associée à cette approche et au choix du renfort, le procédé d'enroulement filamentaire a été retenu pour la mise en oeuvre de la pièce. Afin de montrer la compatibilité de la mèche en entrée et le procédé sélectionné, une étude du comportement en traction de la mèche visant à étudier l'effet des paramètres du procédé sur les propriétés mécaniques de la mèche a été réalisée. Cette deuxième phase a été poursuivie par la réalisation de prototypes, suivant le cahier des charges de fabrication établit, qui ont ensuite été analysés en termes de qualité et de performances mécaniques. La corrélation entre ces résultats et ceux obtenus par l'étape de dimensionnement a permis de valider l'approche. Enfin, dans le but d'intégrer l'interaction avec l'environnement opératoire dans le dimensionnement de la pièce, une étude de la durabilité a été réalisée. Celle-ci permet d'établir des stratégies de dimensionnement pour répondre à l'application.

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Apolinario, Testoni Guilherme. "Analyse en service de la durabilité à long terme des biocomposites en environnement marin." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0046/document.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif d'analyser l'utilisation des fibres de lin en substitution aux fibres de verre dans les composites destinés au secteur du nautisme. Cette substitution nécessite une meilleure compréhension du cycle de vie des composites depuis la sélection des matériaux, incluant le procédé de mise en œuvre et jusqu'à leur vieillissement hydrique, principalement sous conditions réelles en service (exposition à l'eau, à la température et aux sollicitations mécaniques). Une étude préliminaire a été consacrée à la sélection des matériaux (tissus de fibre de lin et résine polyester) et à la comparaison entre deux procédés de fabrication des composites (infusion sous vide et thermocompression) sur la base de leurs propriétés morphologiques et mécaniques. Le comportement au vieillissement de composites renforcés de fibres de lin (CRFL) et de composites renforcés de fibres de verre (CRFV) est ensuite étudié. Un ensemble de moyens originaux ont été développés afin de suivre les évolutions de la morphologie (prise en eau, gonflement) et des propriétés mécaniques (statiques et dynamiques). Tout d'abord, le vieillissement hydrothermique des composites à base de fibre de lin et de verre est caractérisé jusqu'à leur saturation en eau. Cette étape est suivie de l'étude de la dessiccation afin de contrôler la réversibilité des propriétés physiques et mécaniques. Parallèlement, une étude particulière de ce travail a été consacrée au traitement des fibres afin de réduire leur hydrophilicité dans le composite. Le couplage hydro-thermo-mécanique est alors analysé en imposant une sollicitation de fluage au biocomposite en immersion. L'application de cette méthodologie révèle l'influence significative des sollicitations couplées. Contrairement à toute attente, la superposition d'une charge au vieillissement hydrothermique ralentit la baisse des propriétés élastiques en comparaison de la somme des effets dus aux vieillissements non-couplés. Enfin un modèle de calcul par éléments finis a été mis au point afin de prédire la diffusion hydrique au sein d'un matériau. Le modèle 2D développé intègre la morphologie réelle du composite et particulièrement l'organisation des fibres de lin dans le composite à plusieurs échelles. Cette modélisation représente la première étape dans la prédiction du comportement évolutif des biocomposites pour des conditions de vieillissement en service
This work aims to address a complete analysis of the use of flax fibres to substitute glass fibres in composite materials designed for nautical applications. This substitution requires a better understanding of the composites life cycle: from materials selection and processing to its hydric ageing, especially under real conditions (exposition to water, temperature and mechanical loadings).A preliminary study is devoted to the selection of materials (flax fibre fabrics and polyester resin) and to the comparison between two methods for manufacturing composites (vacuum infusion and compression moulding) through their mechanical and the morphological properties.The ageing behaviour of flax fibre reinforced composites (FFRC) and glass fibre reinforced composites (GFRC) is then studied. A set of original methods have been implemented to monitor the evolving morphology (water uptake, swelling) and mechanical properties (statics and dynamics). First of all, hydrothermal ageing of glass and flax fibre composites is characterized until water saturation. This step is followed by the study of a drying phase in order to verify the reversibility of physical and mechanical properties. In parallel, a particular issue of this work was devoted to reducing the hydrophilicity of flax fibres into composites.The hydrothermo-mechanical coupling behaviour of biocomposites is then studied by imposing a creep solicitation to biocomposites immersed in water. The application of this methodology highlighted the significant influence of the coupled solicitations. Contrary to all expectations, superimposing a load during a hydrothermal ageing slows the loss of the elastic properties in comparison with the sum of the uncoupled ageing effects.Finally, a finite element model was stablished in order to predict the hydric diffusion within the composite material. The 2D model integrates the real morphology of composites, and particularly the organisation of the flax fibres in the matrix at different scales. This modelling represents the first step in predicting the evolving behaviour of biocomposites exposed to ageing conditions

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Moothoo, Julien. "Analyse de la faisabilité d’éco-conception de pièces composites à base de ressources renouvelables pour applications médicales." Thesis, Orléans, 2013. http://www.theses.fr/2013ORLE2052/document.

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Abstract:

La présente étude traite de l’éco-conception d’une pièce structurale, de type poutre tubulaire, en stratifié bio-composite à base de fibres de lin. A cette pièce à concevoir est associé un cas de charge mécanique combinant flexion et torsion et une tenue face aux produits détergents-décontaminant utilisés en environnement médical. Cette étude a pour objectif de montrer la faisabilité d’employer comme architecture de renfort, une mèche de lin pour la réalisation de la pièce. Ce renfort a la particularité d’être constitué de fibres alignées dont la cohésion est assurée par la présence d’un liant par opposition aux fils constituées de fibres retordues. Tout d’abord, pour établir un cahier des charges de fabrication à partir de ceux déjà en vigueur, le comportement mécanique du bio-composite à l’échelle du pli, puis à celui du stratifié et enfin à l’échelle de la poutre stratifié a été modélisé et des critères de conception et de dimensionnement portant sur la rigidité en flexion et en torsion ont été développés de façon analytique. Associée à cette approche et au choix du renfort, le procédé d’enroulement filamentaire a été retenu pour la mise en oeuvre de la pièce. Afin de montrer la compatibilité de la mèche en entrée et le procédé sélectionné, une étude du comportement en traction de la mèche visant à étudier l’effet des paramètres du procédé sur les propriétés mécaniques de la mèche a été réalisée. Cette deuxième phase a été poursuivie par la réalisation de prototypes, suivant le cahier des charges de fabrication établit, qui ont ensuite été analysés en termes de qualité et de performances mécaniques. La corrélation entre ces résultats et ceux obtenus par l’étape de dimensionnement a permis de valider l’approche. Enfin, dans le but d’intégrer l’interaction avec l’environnement opératoire dans le dimensionnement de la pièce, une étude de la durabilité a été réalisée. Celle-ci permet d’établir des stratégies de dimensionnement pour répondre à l’application
This study aims at eco-designing a structural part, of a hollow beam type, using a laminated flax fibre based bio-composite. The part needs to satisfy a given bending and torsion load case and show compatibility with the cleaning products used in the medical environment. The objective of the study is to investigate the potential of using a flax tow as the reinforcement input for the manufacturing of the beam. The particularity of the reinforcement is that it consists of an assembly of aligned flax fibres held together by a binder as opposed to spun yarns. First, in order to establish the required manufacturing specifications, the mechanical behaviour of the bio-composite at the ply scale, at the laminated and finally at the laminated beam scale was modelled. From this modelling, design and dimensioning criteria based on bending and torsional stiffness were developed analytically. Combining this approach with the choice of the reinforcement, the wet-filament winding process was chosen to manufacture the part. Thus, the tensile behaviour of the flax tow was studied in relation to the process parameters to demonstrate their compatibility. This second phase was followed by the manufacturing of prototypes according the established specifications which were then analysed in terms of quality and mechanical performance. The correlation between experimental results and the model predictions was used to validate the dimensioning approach. Finally and in order to incorporate the interaction of the part with the environment, a durability study was conducted. The latter allows to put forward different dimensioning strategies to meet the required specification

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Jarwah, Sahar. "Un modèle générique pour la gestion des informations complexes et dynamiques :." Phd thesis, Grenoble 1, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00341088.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif d'apporter une aide au développement et a la maintenance de logiciels de grande taille dans les environnements de génie logiciel (egl). Il s'agit de définir et d'implanter un noyau générique de stockage et de gestion permettant l'intégration de l'ensemble d'informations génie logiciel et offrant des outils généraux et déclaratifs. Le gestionnaire d'un projet peut ainsi spécifier la stratégie ou la methode de développement souhaitée. Nous avons défini un modèle de données pour les systèmes hypertexte capable de gérer la spécificité des informations génie logiciel et d'offrir une interrogation bien adaptée a ce type d'environnement (navigation, browser, etc). Le modèle est sémantique oriente-objet qui intègre aussi bien les aspects statiques que les aspects dynamiques des informations génie logiciel. Nous avons exploite la richesse des modèles sémantiques pour la représentation des abstractions nécessaires: objets complexes et composites, versions multiples et généralisation de la notion d'objet composite a celle d'objet générique composite. Via la notion de document, qui représente, en plus du contenu textuel des documents, leur contenu sémantique et leur présentation visuelle, le modèle comprend les éléments de base nécessaires pour l'intégration des fonctionnalités d'un systeme hypertexte, et, dans une étape ultérieure, de la recherche par le contenu sémantique des informations. Concernant la dynamique, nous utilisons le couplage entre données et traitements existant dans les modèles orientes-objet et donnons aux méthodes une définition déclarative sous forme de déclencheurs. Les méthodes, dans ce formalisme, n'expriment pas seulement le comportement des objets, mais aussi, les situations de leur déclenchement et les contrôles a effectuer sur le comportement des objets

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Seghini, Maria Carolina. "Mechanical Analysis and Fibre/Matrix Interface Optimization for Next Generation of Basalt-Plant Fibre Hybrid Composites." Electronic Thesis or Diss., Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2020. http://www.theses.fr/2020ESMA0003.

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Abstract:

La prise de conscience mondiale des enjeux environnementaux a conduit à l’émergence de composites«verts», dans lesquels les fibres naturelles sont amenées à remplacer les fibres synthétiques. Ces nouveaux matériaux offrent des alternatives écologiques aux composites synthétiques traditionnels mais sont difficilement utilisables pour des applications semi-structurales ou structurales. Une solution possible à ce problème est le développement des composites hybrides, en combinant ensemble fibres naturelles et synthétiques. Dans ce cadre, l'objectif de cette étude était de développer des composites hybrides à base de fibres de basalte et de lin. Les composites hybrides ont été élaborés par moulage par infusion sous vide avec une matrice époxy. À des fins de comparaison,des composites 100% à fibres de lin et100%à fibres de basalte ont également été produits. Une caractérisation mécanique quasi-statique et dynamique amontré que l'hybridation permet d’obtenir un composite avec des propriétés mécaniques intermédiaires comparées à celles des composites à fibres de lin ou de basalte. Cependant, l’analyse approfondie des dommages a montré la nécessité d'optimiser la qualité d'adhésion de l'interface fibre/matrice afin d'accroître les performances mécaniques des composites hybrides obtenus. Pour cette raison, différents traitements de modification de surface ont été développés et étudiés pour les fibres de lin et de basalte. Un traitement physique par plasma (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) a été appliqué aux fibres de lin et de basalte. Les fibres de lin ont également été soumises à deux traitements chimiques utilisant des espèces enzymatiques et du CO2supercritique. Les effets des traitements sur la stabilité thermique, la morphologie et les propriétés mécaniques des fibres de lin et de basalte ont été étudiés. L’adhérence fibre/matrice a été analysée en réalisant des tests de fragmentation sur des composites monofilamentaires. La qualité de l'adhésion entre les fibres et les matrices époxy et vinylester a été évaluée en termes de longueur critique de fragment, de longueur de décohésion interfaciale et de résistance au cisaillement interfacial. La micto-tomographie haute résolution a été utilisée pour analyser les mécanismes d'endommagement lors des tests de fragmentation. Pour les deux types de fibres, les meilleurs résultat sont été obtenus grâce au traitement par plasma. Ce traitement a consisté à déposer un revêtement homogène de tétravinylsilane à la surface des fibres de basalte et de lin, ce qui a permis une augmentation significative de l’adhérence fibre/matrice, ouvrant ainsi la voie à la prochaine génération de composites hybrides plus respectueux de l’environnement et utilisables pour des applications semi-structurales
Global awareness of environmental issues has resulted in the emergence of “green” composites, in which natural fibres are used to replace synthetic ones. However, in semi-or structural applications, it can be inconvenient to use composites based on natural fibres. A possible solution to this problem is the development of hybrid composite materials, combining together plies of natural and synthetic fibres. In this framework, the aim of this research project was to develop basalt-flax fibre hybrid composites with a view to obtaining more environmentally friendly composites for semi-structural applications. Hybrid composites were produced through vacuum infusion molding with epoxy matrix.For comparison purposes, 100% flax fibre composites and 100% basalt fibre composites were also manufactured. A quasi-static and dynamic mechanical characterization showed that the hybridization allows the production of a composite with intermediate mechanical performances compared to those possessed by flax and basalt composites. However, the damage analysis has revealed the need to optimize the fibre/matrix interface adhesion quality, in order to increase the mechanical properties of the resulting hybrid composites. For this reason, different surface modification treatments have been specifically designed and investigated for flax and basalt fibres. Flax and basalt fibres were treated by the physical process of Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition. Flax fibres were also subjected to two chemical treatments using enzymatic species and supercritical CO2. The effects of the surface modification treatments on the thermal stability, morphology and mechanical properties of flax and basalt fibres have been investigated. The degree and extent of fibre/matrix adhesion were analyzed by micromechanical fragmentation tests on monofilament composites. The adhesion quality between fibres and both epoxy and vinylester matrices has been assessed in terms of critical fragment length, debonding length and interfacial shear strength. High-resolution μ-CT has been used to support the analysis of the damage mechanisms during fragmentation tests. For both flax and basalt fibres, the best results were obtained after the plasma polymer deposition process. This process was able to produce a homogeneous tetravinylsilane coating on the surface of basalt and flax fibres, which resulted in a significant increase in the fibre/matrix adhesion, thus paving the way for the next generation of more environmentally friendly hybrid composites for semi-structural applications

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Al-Mohamadawi, Ali Abdullah Hassan. "Contribution à l'étude de l'impact de l'environnement vis-à-vis d'éco-matériaux lignocellulosiques." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2016. http://www.theses.fr/2016AMIE0040.

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De par leurs faible coût, légèreté et propriétés thermiques, les co-produits lignocellulosiques ont reçu une attention particulière pour la fabrication de bétons légers. Cependant ces co-produits ne sont pas totalement compatibles avec une matrice cimentaire, d'où un retard de prise, des variations dimensionnelles élevées et des résistances mécaniques faibles des matériaux résultants. Pour pallier ces inconvénients, un procédé d'enrobage d'anas de lin avec différentes substances a été adopté. Les composites élaborés présentent des améliorations significatives de leurs comportement hydrique et résistances mécaniques avec une augmentation modérée de masse volumique apparente et de conductivité thermique. Les phénomènes de transfert d'humidité dans les composites obtenus peuvent influencer de manière significative leur durabilité et performance. En effet la plupart des matériaux utilisés dans le bâtiment sont poreux, contenant de l'eau sous forme vapeur ou liquide. La perméabilité à la vapeur d'eau, les isothermes de sorption et la capacité tampon à la vapeur d’eau ont donc été déterminées. Les résultats obtenus montrent la bonne performance hygrique des éco-composites élaborés. Trois tests de lixiviation ont été proposés pour identifier la spéciation chimique des matériaux et évaluer leurs relargages. Les conditions expérimentales ont été choisies pour simuler différents états des composites dans des environnements externes en service ou fin de vie. Le comportement à la lixiviation des composites élaborés diffère peu selon le traitement subi par les anas et la libération de substances toxiques n'a pas été mise en évidence
Due to their low cost, lightness and thermal properties, lignocellulosic byproducts received a particular attention, in the recent years, for manufacturing lightweight concretes. However, these byproducts are not fully compatible with the cement matrix, leading to setting delay, significant dimensional variations, and low mechanical strengths of the composites elaborated. To avoid such drawbacks, a coating process of flax shives using different substances has been adopted in this study. It leads to a reduction in treated shive water absorption compared to raw shives. The composites obtained exhibit significant improvements in hydrous behavior and mechanical strengths with moderate increase in the apparent bulk density and thermal conductivity. The phenomena of moisture transfer in the produced composites can significantly influence the durability and performance of them. In fact most of the materials used in the building area are porous, containing water as vapor or liquid. Therefore the water vapour permeability, sorption isotherms and moisture buffering capacity have been determined. The results obtained show the good hygric performance of the eco-composites elaborated. Three leaching tests have been proposed in this study to identify the chemical speciation of the materials and to evaluate their releasing into the environment. The experimental conditions of the leaching tests have been chosen to simulate different states of our composites in external environments in service or end of life. The leaching behaviour of the cement-based products elaborated differs little according to flax shive treatment and the leaching of toxic substances has not been identified

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Lacoma, Vincent. "Évaluation environnementale des procédés composites pour l'analyse multicritère des systèmes de production : méthodologies, outils et applications." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2023. http://www.theses.fr/2023ECDN0020.

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Abstract:

Dans le contexte actuel de transition environnementale, cette thèse vise à participer à la réduction des impacts environnementaux de la fabrication de pièces en composites, qui est un secteur en croissance depuis plusieurs années.Pour cela, une méthodologie d’analyse environnementale spécifique aux procédés composites est fondamentale pour développer et évaluer des stratégies de réduction des impacts environnementaux. Pour être applicables dans l’industrie, ces stratégies se doivent de respecter les impératifs techniques et économiques des entreprises. Pour réaliser des évaluations environnementales, la méthode standardisée d’Analyse de Cycle de Vie (ACV) peut être employée. Cependant, le caractère général de cette approche laisse des latitudes sur son application qui n’ont pour le moment pas fait l’objet d’un consensus de la part de la communauté scientifique dans le cas des procédés composites.Ces travaux de thèse proposent alors des précisions de chaque étape de la méthode ACV pour construire une modélisation des impacts environnementaux du procédé qui dépendent des paramètres, comme par exemple les températures de mise en forme et les efforts de consolidation. Une approche similaire est aussi développée pour l’évaluation d’indicateurs économique également fonction de ces paramètres. Des outils d’exploitation multicritères sont enfin proposés pour trouver des réponses à l’objectif de réduction des impacts environnementaux et du coût de fabrication tout en assurant la conformité au cahier des charges techniques des pièces produites. Dans ce mémoire, le cas du thermoformage-estampage de pièces en polysulfure de phénylène renforcées par des fibres de carbone (C/PPS) est étudié pour appuyer la construction et la présentation des méthodologies proposées
In the current context of environmental transition, this thesis aims to participate in the reduction of environmental impacts related manufacturing of composite parts, which has been a growing sector for several years. To this purpose,an environmental assessment methodology dedicated to composite manufacturing processes is fundamental to develop and evaluate strategies forreducing environmental impacts. To be applicable in the industry, these strategies must respect the technical and economic imperatives of companies.To carry out environmental assessments, the standardized Life Cycle Assessment (LCA) method can be used. However, the general nature of this approach leaves latitudes on its application which have not been yet the subject of a scientific consensus in the case of composite manufacturing.Thus, our work proposes details for each step of the LCA method to build a model of the environmental impacts of the manufacturing process which depend on its parameters, such as the forming temperatures and the consolidation efforts. A similar approach is also developed for the evaluation of economic indicators based on the same parameters. Finally, multi-criteria decision-making tools are offered to find solutions to the objective of reducing environmental impacts and manufacturing costs while ensuringc ompliance with the technical specifications of the parts produced. In this thesis, the case of thermostamping of polyphenylene sulfide reinforced with carbon fibres (C/PPS) parts is studied to support the construction and presentation of the proposed methodologies

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Kebe, Seydina Ibrahima. "Synthèse de matériaux monolithiques pour la séparation et la catalyse en phase liquide : problématiques environnementales et du développement durable." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1127/document.

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Abstract:

Les matériaux polymères ont connu un engouement considérable avec l’avènement de l’ère du pétrole et connaissent aujourd’hui encore un succès considérable notamment au travers de la valorisation de ressources naturelles mais également d’applications spécifiques à haute valeur ajoutée, liées à des domaines aussi divers que la chimie analytique, l’exploration spatiale, la médecine où l’enjeu premier est souvent la conception d’objet miniaturisés. Dans ce travail de thèse nous avons développé des matériaux polymères à taille micrométrique, immobilisés soit dans des microcanaux (diamètre interne = 75 µm) ou à la surface de substrats de verre (épaisseur de quelques centaines de µm). Une morphologie de type monolithique a été choisie afin de conférer auxdits matériaux des propriétés de perméabilité, résistance mécanique et thermique compatibles avec des applications dans le domaine de la chimie en flux. Afin de contrôler les propriétés d’interaction aux interfaces des matériaux, un monolithe générique, présentant des unités ester de N-hydroxysuccinimide en surface, a été préparé et fonctionnalisé à façon. Ainsi ont été immobilisés des segments moléculaires jouant le rôle de sélecteurs – pour des applications en électrochromatographie – ou de ligands de nanoparticules métalliques – pour applications en catalyse supportée – via des méthodes classiques (substituion nucléophile) ou originales (photo-addition radicalaire thiol-ène) de greffage.Les matériaux ont été caractérisés par une combinaison de méthodes spectroscopiques, microscopiques, de diffraction, de thermogravimétrie permettant de corréler les propriétés électrochromatographiques ou catalytiques avec la structure interfaciale des matériaux monolithiques. A titre d’exemples d’application, nous pouvons citer la séparation électrochromatographiques de molécules toxiques tels les polluants organiques (aniline, phénols, hydrocarbures aromatiques polycycliques, polychlorobiphényles) et les conservateurs pour les crèmes cosmétiques (parabènes), de biomarqueurs (hydrocarbures aromatiques polycycliques, bases pyrimidiques). Ces analyses ont été réalisées avec des solutions modèles de laboratoire mais aussi des matrices réelles (crèmes cosmétiques, analogues d’échantillons extraterrestres). Aussi les réactions catalytiques de réduction de nitroarènes, d’oxydation d’alcool aromatique, de couplage carbone-carbone et la détection par spectroscopie Raman exaltée de surface de pesticides (trifuraline) et d’intermédiaires de synthèse (para-nitrophénol) ont été réalisées
Polymeric materials have gained immense popularity with the golden age of petroleum and they still today meet with great success through Green polymer chemistry approaches and numerous high added value dedicated application in scientific domains such as analytical chemistry, medicine, space investigations, where one of the key for success is the design of miniaturized objects. In this contribution, micro-sized monolithic materials have been designed though either in microchannel immobilization (I.D. = 75 µm) or surface attachment on glass substrates (hundredths of microns in thickness). Polymers exhibiting monolithic morphology were considered to benefit of high permeability, mechanical and thermal resistances which are mandatory to flow chemistry applications. With the aim to control the interfacial interaction ability, a generic monolith having N-hydroxysuccinimide ester groups was used and on purpose functionalized. Molecular segments acting as selector – for electrochromatographic applications – of metal nanoparticles ligands – for supported catalysis applications – have been immobilized on the monolith surface via classical (nucleophilic substitution) or original (photo-induced thiol-ene click) grafting reactions.The so-designed materials were characterized through spectroscopic, microscopic, diffraction, thermogravimetric methods providing insight into correlation between the observed separation and catalytic abilities and the interfacial structure of the monolith. As representative examples of application, one may cite the electrochromatographic separation of toxic molecules such as organic pollutants (phenols, anilines, polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorobiphenyls), preservatives in cosmetics (parabens) and biomarkers (polycyclic aromatic hydrocarbons, pyrimidic bases). The analyses were conducted on model solutions and complex matrices (cosmetics, extraterrestrial analog samples). Flow catalytic reaction meant for the reduction of nitroarenes, the oxidation of aromatic alcohol, the carbon-carbon coupling and the sensitive detection of pesticides and synthesis intermediates (para-nitrophenol) have been achieved

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Ngoufo, donkeng Noëlle Edwige. "Vieillissement de matériaux hybrides composites biosourcés/métal sous sollicitations thermiques et hydriques. Application au développement de mobiliers urbains ultra légers et durables." Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2021. http://www.theses.fr/2021UBFCK019.

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Abstract:

Dans les perspectives de la ville future, le recours progressif aux véhicules autonomes semble devenir incontournable. La préparation d’un cadre adéquat pour le déploiement de cette future mobilité représente ainsi un enjeu important. Ceci nécessite de revisiter les infrastructures urbaines des villes depuis le choix du matériau jusqu’à la conception, et à proposer des solutions basées sur du mobilier urbain mobile. Face à ce défi, les solutions hybrides composites /métal présentent des caractéristiques intéressantes. Dans une logique de minimisation de l’impact environnemental, l’intégration de composites biosourcés dans de telles structures hybrides semble pertinente. L’objectif de cette thèse est ainsi de concevoir et mettre en oeuvre des matériaux hybrides innovants composites biosourcés/métal et d’évaluer leurs performances mécaniques et leur durabilité, en vue d’application pour du mobilier urbain.Deux familles de matériaux hybrides sont étudiées dans ce travail, acier/lin-époxy et acier/lin-polypropylène. Pour l’hybride acier/lin-époxy, l’influence de certains aspects tels que la méthode d’assemblage composite/métal, la stratification des couches composites, et la structuration de l’hybride sur les performances mécaniques en flexion trois points et à l’impact a été évaluée. La structuration de l’hybride apparait comme le paramètre le plus influent sur les propriétés mesurées. Les résultats montrent également que les solutions hybrides étudiées présentent des propriétés supérieures à la plupart des solutions mono-matériaux généralement utilisées pour le mobilier urbain.Des matériaux hybrides acier/lin-polypropylène et composites lin/polypropylène ont été soumis à des vieillissements hydrothermique et thermique accélérés. Le vieillissement hydrothermique entraine la chute des propriétés en flexion et à l’impact du composite, ainsi qu’une dégradation de ce dernier. Au niveau de l’hybride, une réelle chute n’a été observée qu’au niveau des propriétés en flexion. Le composite de l’hybride se dégrade également, mais le phénomène est atténué par la présence des couches métalliques. Le vieillissement thermique entraine quant à lui le jaunissement et la fragilisation du composite par thermo-oxydation. Il s’ensuit une chute non négligeable des propriétés en flexion et à l’impact du composite sur le long terme. Au niveau de l’hybride, l’interface est sévèrement affectée par le vieillissement; on assiste au délaminage du métal après moins de deux jours de vieillissement
In the perspectives of the future city, the progressive use of autonomous vehicles seems to become unavoidable. The preparation of an adequate framework for the deployment of this future mobility represents an important issue. This requires revisiting the urban infrastructures of cities from the choice of material to the design, and to propose solutions based on mobile street furniture. Faced with this challenge, hybrid materials such fibre metal laminates (FML) present interesting characteristics. FML made of plant fibre composites are of particular interest to minimize their environmental impact. Thus, the objective of this thesis is to design and manufacture plant-fibre metal laminates and assess their mechanical performance and durability in view of their use for street furniture.Two families of hybrid materials are studied, namely steel/flax-epoxy and steel/flax-polypropylene. For the steel/flax-epoxy hybrid material, the influence of some aspects such as the composite/metal assembly method, the lamination of the composite layers, and the structuring of the hybrid was evaluated on the mechanical performances using three-point bending and impact tests. The structuring of the hybrid is the most influential parameter on the measured properties. The results also show that the developed hybrid solutions have superior properties when compared to most of the mono-material solutions generally used for street furniture.Hybrid steel/flax-polypropylene and flax/polypropylene composites were subjected to accelerated hydrothermal and thermal ageing. Hydrothermal ageing leads to a drop in the flexural and impact properties of the composite, as well as a degradation of the latter. For the hybrid, a real drop was only observed in the flexural properties. The composite of the hybrid also degrades, but the phenomenon is attenuated by the presence of the metallic layers. Thermal ageing leads to yellowing and embrittlement of the composite by thermo-oxidation. This results in a significant drop in the bending properties and impact of the composite over the long term. At the hybrid level, the interface is severely affected by aging; the metal is delaminated after less than two days of aging

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Martin, Alexis. "Développement de matériaux innovants à base d’élastomère de silicone pour l’échantillonnage passif de pesticides dans les eaux de surface et de subsurface." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1284/document.

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Abstract:

L'échantillonnage passif intégratif est de plus en plus reconnu comme une alternative à l'échantillonnage ponctuel pour la mesure des concentrations de micropolluants organiques dans les milieux aquatiques. Cette technique combine l'étape d'échantillonnage et de préconcentration in situ pour délivrer une concentration intégrée sur la durée d'exposition de l'échantillonneur passif (EP). Une des limitations principales de l'échantillonnage passif est la sélectivité imposée par la phase réceptrice pour une classe de contaminants restreinte (hydrophobes ou polaires). Ainsi, il est à l'heure actuelle nécessaire d'employer plusieurs EP pour mesurer des concentrations en pesticides caractérisés par une large gamme de polarité. L'objectif principal de cette thèse s'inscrit dans une démarche de développement de phases réceptrices pour l'échantillonnage passif de pesticides dans les milieux aquatiques. Afin de répondre à ce défi, nous avons sélectionné et formulé des matériaux pour la sorption de 28 pesticides aux propriétés physico-chimiques variées par le biais de tests en laboratoire. Nous avons d'une part sélectionné un élastomère de silicone de la marque Goodfellow® parmi 7 autres élastomères de silicone à partir de tests en laboratoire sur des critères de sorption. Nous avons démontré que les élastomères de silicone ont une forte affinité pour les pesticides plutôt hydrophobes, tout en accumulant également des pesticides polaires. Des propriétés de sorption différentes ont été identifiées selon leur formulation et un mécanisme d'adsorption est suspecté pour certains pesticides. D'autre part, nous avons formulé et testé plusieurs matériaux composites innovants dont le plus performant, renommé PACSiR, combine les propriétés de sorption d'un élastomère de silicone et d'un copolymère poreux (Oasis ® HLB). Nous avons mis en évidence que le PACSiR a des propriétés mécaniques adaptées pour une exposition directe dans le milieu aquatique et permet de capter une gamme de pesticides élargie vers les pesticides plus polaires par rapport à un élastomère de silicone. Ces deux matériaux ont été calibrés en laboratoire en tant qu'EP (TS à base de silicone et TSP à base de PACSiR), sous forme de tiges de petite dimension, afin de déterminer les constantes cinétiques d'accumulation et d'étudier l'impact de la vitesse de courant. Enfin, nous avons appliqué les TS et TSP dans des eaux de surface et de subsurface afin d'en évaluer et comparer les performances dans des situations contrastées d'exposition. La gamme d'utilisation de chaque EP en termes de polarité des pesticides a pu être définie (TS : 3 < log Kow < 5,5 et TSP : 2 < log Kow < 5,5.). Les concentrations en pesticides intégrées sur la durée d'exposition sont équivalentes à un échantillonnage d'eau moyenné au temps et les incertitudes sont du même ordre de grandeur sur les concentrations calculées. Ces EP ont permis de détecter des insecticides organophosphorés faiblement quantifiés par d'autres techniques de prélèvement d'eau. Nous avons démontré leur capacité à intégrer des pics de contamination fugaces en pesticides dans des contextes agricoles variés
Time integrative passive sampling is more and more accepted as an alternative to grab sampling for measurement of organic micropollutants concentrations in aquatic environment. This technique offers the advantage to provide a concentration integrated over the deployment period of the passive sampler and to reduce limit of quantification by combining sampling and in situ pre-concentration steps. The main limitation of passive sampling is the selectivity of the receiving phase for a restricted class of contaminants (hydrophobic or hydrophilic). In this way, we need to deploy several passive samplers for sampling of pesticides covering a wide range of polarities. The aim of this thesis was to develop a receiving phase for passive sampling of pesticides in a single step in aquatic environment.We selected and developed materials for sorption of 28 pesticides with varied physicochemical properties by laboratory tests. The two selected and studied materials were a silicone rubber and a porous copolymer (Oasis ® HLB). Indeed, we shown that silicone rubber have strong affinity for hydrophobic pesticides but they also accumulate polar pesticides. We identified different sorption properties of silicone rubbers owing to their formulation and a possible adsorption mechanism for some pesticides. The composite material developed had mechanical properties adapted for a direct exposition in the aquatic environment and accumulates a range of pesticides expanded for more polar pesticides. These two materials were then shaped as rods for a simple in situ deployment and recovery of pesticides in laboratory. They have been calibrated as passive samplers by studying the impact of flow velocity on uptake kinetic parameters. In situ applications of passive samplers in surface and subsurface waters made it possible to calculate time integrated concentrations of pesticides over a duration exposure of one week. Moreover, we detected organosphorous insecticides underquantified by other techniques of water sampling. They also showed a capacity to integrate short peak contamination of pesticides in various agricultural contexts

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Lotin, Paul. "Représentation de connaissances complexes : Un formalisme à base de rôles sémantiques." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00536060.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse se situe dans le domaine de la représentation des connaissances. Il s'intègre dans le projet AMICAL ( Architecture Multi-agents Interactive Compagnon pour l' Apprentissage de la Lecture) dont l'objectif est de de développer un environnement informatique d'aide à l'apprentissage de la lecture. Cette étude est centrée sur la recherche d'une représentation sémantique de textes utilisés dans des sessions d'apprentissage. La problématique est de trouver un formalisme de représentation de connaissances capable de répondre à une situation fonctionnelle particulière tout en prenant compte de contraintes de natures différentes. Trois possibilités nous sont offertes : retenir un formalisme de représentation de connaissances existant, faire coopérer des formalismes existants ou proposer un nouveau formalisme. C'est cette troisième solution qui a été retenue après avoir montré les difficultés rencontrées par quelques formalismes existants à remplir certaines contraintes formulées. Nous proposons dans ce mémoire un système de représentations de connaissances, basé sur des structures de de connaissances appelées DCAS (Description Composite A Signification). Elles sont les unités de base du raisonnement. Ces structures reposent sur un ensemble d'entités cognitives de types différents. Nous décrivons les rôles différents joués par ces entités au sein d'une DCAS, ainsi que les capacités représentationnelles et inférentielles d'un système basé sur ces notions. Nous terminons cette étude par l'application de ce formalisme dans la problématique définie dans AMICAL.

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Tlijani, Mohamed. "Contribution à la caractérisation thermophysique de matériaux bio-isolants : valorisation des déchets de bois de palmier." Electronic Thesis or Diss., Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1157.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans un contexte favorable au développement de nouveaux bétons dans le domaine du génie civil. Il consiste en la mise au point et la caractérisation d un béton renforcé de fibres obtenues à partir des déchets de bois de palmiers dattiers. Une première partie est consacrée à l’étude expérimentale des propriétés thermophysiques des fibres naturelles du palmier dattier. On montre que les facteurs essentiels affectant la conductivité thermique sont la variété du palmier dattier et l’orientation des fibres et que le bois de pétiole de palme est la partie la plus intéressante en tant qu’isolant thermique. les fibres végétales du bois de pétiole constituent, donc une alternative intéressante aux fibres inorganiques et synthétiques .Afin de remédier aux problèmes de stabilité dimensionnelle et de dégradation, on optimise la concentration du prétraitement alcalin nécessaire pour nettoyer et modifier la surface des fibres. Les effets du traitement sont étudiés au moyen d’un microscope électronique à balayage. Les conséquences sur les propriétés mécaniques du traitement alcalin sont également mises en évidence. L’analyse des résultats conduit à choisir une concentration optimale de 0,75 % pour l’hydroxyde de sodium.On s’intéresse ensuite au comportement du matériau composite obtenu à partir de chaux et de fibres de bois de palmier. On propose une démarche expérimentale et théorique originale sur la conductivité thermique, basée sur l’homogénéisation, de différentes formulations du béton de bois de pétiole de palmier ainsi que sur l’influence de la porosité. Finalement ce béton présente d’excellentes performances de point de vue isolation thermique.Finalement, on a procédé à une simulation numérique des phénomènes de transfert de chaleur au sein du béton de pétiole afin de valider le modèle de prédiction théorique choisi. nous avons, en effet refléchi à un modèle numérique inspiré de la modélisation théorique auto-cohérente (HAC) pour prédire la conductivité thermique numérique, basé sur des sphères concentriques d’air et de bois de pétiole occupant le centre de la matrice chaux, afin de balayer numériquement toutes les possibilites de dispositions de charges dans le composite. La dernière partie propose une validation des résultats expérimentaux obtenus à partir du développement d’un modèle tridimensionnel
The growing interest in new concrete and their use in many fields of civil engineering was that we wanted to bring a new approach to the design of a new product consisting of a reinforced concrete with basel end frond palm fibers. This led us to conduct the experimental study of thermal properties of natural fibers of date palm (Phoenix dactylifera L.). The analysis of experimental results showed that the essential factors affecting the thermal conductivity are the variety of date palm and the fiber orientation and that the basel end of the frond palm is the most interesting part as thermal insulation. However, the main problem encountered when using plant fibers as reinforcement is cohesion, bonding with the matrix and dimensional instability so the composite loses its mechanical properties. In this context, an alkaline pretreatment of palm fibers was envisaged to clean and modify the fiber surface to address the problems of dimensional stability of the fibers and degradation before their use as reinforcement in the cement matrix. We also studied the influence of chemical treatment with sodium hydroxide on the mechanical properties of processed samples, they were subjected to the tensile test to estimate the fracture strength for each treatment concentration, the Young's modulus and elongation at break corresponding. Subsequently, we conducted experimental and theoretical research on the thermal conductivity of different formulations of basel end palm wood concrete composite. The study of the theoretical apparent thermal conductivity was based on an approach that relies on a process whereas the material consists of a solid matrix combined with a fluid phase (air). Finally, we performed a numerical simulation of heat transfer phenomena to assess the thermal conductivity of basel end frond palm concrete composite and validate subsequently the theoretical prediction model selected. The results showed that the numerical approach based on the isotropic orientation of the particles in the composite coincides and approaches the physical reality

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Nualas, Florence. "Fonctionnement en oxydation de matériaux composites céramiques (CMC) dans des environnements aéronautiques." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00993488.

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Abstract:

Les composites à matrice céramique (CMC) sont destinés à remplacer les superalliages comme constituants de l'architecture des chambres de combustion des moteurs aéronautiques. Dans ces conditions, la durée de vie de ces matériaux diminue fortement du fait de leurs dégradations par oxydation. Pour pallier à ce problème, des CMC à matrice autocicatrisante sont élaborés. Ils possèdent la particularité de s'auto-protéger vis-à-vis de l'oxydation par la formation d'oxyde passivant limitant la diffusion des espèces oxydantes au sein des fissures matricielles. Dans le cadre de ces travaux de thèse, la durabilité d'un composite SiC/[Si-B-C] est évaluée. Son comportement en oxydation/corrosion est alors étudié entre 450 et 1000°C sous air à des pressions partielles d'humidité variables. Une approche multi-échelle (échelle constituants et composite) est envisagée pour comprendre les différents mécanismes mis en jeu lors de la non-cicatrisation/cicatrisation du matériau.

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Villavicencio, Rojas Maria Daniela. "Predictive modelling of the tribological behaviour of self-lubricating composite materials." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI040.

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Abstract:

Dans les matériaux composites autolubrifiants, la génération de particules d’usure est nécessaire pour assurer la lubrification. Dans les roulements à billes, ce type de lubrification est possible grâce au matériau de la cage, composé d’un matériau composite autolubrifiant, tandis que le reste du roulement est fait en métal (AISI 440C). Pour les applications spatiales, le RT/Duroid 5813 est un composite autolubrifiant reconnu pour les cages de ce type de roulements. Ce matériau a été largement utilisé car il a répondu aux besoins de la lubrification sèche dans l’espace. Cependant, la production de ce matériau a été arrêtée dans les années 90. Cette situation a conduit à la recherche d’un « matériau équivalent » , répondant à la fois aux besoins du marché spatial et aux « besoins tribologiques ». Aujourd’hui, le principal inconvénient lié à ces matériaux est le manque de prévisibilité de leur comportement tribologique. Dans ce travail, une approche couplée expérimentale et numérique a été proposée afin de modéliser le comportement tribologique des matériaux composites autolubrifiants. Le modèle numérique proposé a été nourri par des caractérisations expérimentaux (comme la tomographie à rayons X pour la création de la morphologie du matériau numérique, ou la microscopie à force atomique pour informer la valeur de l’adhésion entre les composants). Le but d’une telle démarche numérique est de palier les limites d’une approche entièrement expérimentale qui ne permet pas d’observer in-situ le contact de par son caractère confiné. L’objectif du présent travail est de donner une réponse au problème de compréhension du comportement tribologique de matériaux composites autolubrifiants dans le mécanisme de double transfert. Ceci en vue de contribuer au développement d’un nouveau matériau tribologique répondant aux besoins des applications spatiales. Parmi tous les matériaux autolubrifiants, le PGM-HT a été sélectionné dans cette étude car sa morphologie grossière a permis de construire une version numérique du matériau (avec la résolution du tomographe à rayons X utilisé dans ce travail). Néanmoins, l’approche proposée ici pour construire le modèle numérique peut être étendue à d’autres matériaux composites autolubrifiants. Le modèle numérique proposé dans ces travaux ouvre de nouvelles perspectives en termes de conception de matériaux, car il permet d’étudier directement les scénarios de dégradation et d’usure des matériaux composites. D’un point de vue général, il est à noter que la tribologie numérique est un outil offrant de multiples possibilités pour la compréhension des matériaux autolubrifiants, et permet d’aider dans le processus de prédiction du comportement tribologique des matériaux autolubrifiants
In self-lubricating composite materials, the generation of a stable third body layer is necessary to ensure contact lubrication. This is specially true for the contact in which these materials are directly involved, and also in other contacts implicating its counterface. Such type of lubrication is possible in self-lubricating bearings thanks to its cage material, which is made of the self-lubricating composite, while the rest of the bearing is usually made of AISI 440C. For space applications, RT/Duroid 5813 is a recognized self-lubricating composite cage material for this kind of bearings. This material has been widely used not only because of the space heritage, but also because it has satisfied the needs of space dry lubrication. However, the production of this material has been stopped in the 90’s, and it has placed the latter out of the market. This situation has led to the search for an equivalent material, that meets both the needs of the space market and the "tribological needs." Today, the main inconvenient related to these materials is the lack of predictability of their tribological behaviour. In this work, the "making of" a coupled numerical-experimental approach has been proposed in order to carry out the understanding of these materials. The goal of this numerical approach is to let to "complement" the limitations of a fully experimental or a fully numerical approach (the confined nature of the contact does not allow in situ observation). Such numerical approach has been informed with experimental test (as X-ray tomography for the creation of the numerical morphology, or atomic force microscopy to inform the value of adhesion between the components). Among all the self-lubricating materials, PGM-HT has been selected in this study because its coarse morphology let to build a numerical version of the material (with the resolution of the X-ray tomograph used in this work). Nevertheless, the approach that has been proposed here to build the numerical model, can be extended to other self-lubricating composite materials. The numerical model developed in this work opens new perspectives in terms of material design, as it makes it possible to directly study the scenarios of damage and wear of self-lubricating composite materials. From a general point of view, from this work it can be highlighted that numerical tribology is a tool that offers multiple possibilities in the understanding of self-lubricating materials, and that helps in the predictionof the tribological behaviour of self-lubricating materials. This work has then let to advance in the understanding of these materials

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Alexandri, Eftychia. "Optimisation de la répartition du trafic dans un environnement mobile composite." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2003. http://www.theses.fr/2003VERS0034.

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The problem that we are addressing is how to distribute traffic demands, coming from multiple classes of service, onto underlying heterogeneous access media. We make use of Reinforcement Learning (RL), which provides goal-directed learning from interaction. RL can be trained by either real or simulated traffic traces, it does not require the knowledge of an explicit model (transition probabilities), and it allows for solutions in large state spaces. We concentrate on call admission and access network selection. We also integrate a dropping control mechanism. We propose two different approaches. Their main difference lies in the degree of integration of the resource allocation management across the wireless networks. The choice between one of the two proposed architectures enables our solution framework to be used in cases where different levels of co-operation are envisaged across the wireless access networks
Le problème que nous traitons est de répartir des demandes de trafic venant de services multiples, sur des réseaux d'accès hétérogènes couvrant une même zone géographique. Nous utilisons pour cela la méthode d'apprentissage par renforcement (RL), dont le principe est l'apprentissage par interactions, pour atteindre un but fixé. RL présente l'avantage de pouvoir se baser sur des traces de trafic réelles ou simulées, de ne pas requérir de modèle explicite de probabilités de transition, et de s'adapter à des espaces à nombre d'état très grand. Nous nous concentrons sur l'admission d'appel et le choix du réseau d'accès. Nous proposons une amélioration de la méthode en introduisant un mécanisme de contrôle de la perte de session. Deux architectures sont proposées. Elles permettent de résoudre le problème selon que le degré de coopération et d'intégration de la gestion d'allocation des ressources entre les réseaux d'accès est faible ou fort

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Pradal, Nathalie. "Synthèses, mise en forme et caractérisations de luminophores nanostructurés pour une nouvelle génération de dispositifs d'éclairage sans mercure." Electronic Thesis or Diss., Clermont-Ferrand 2, 2012. http://www.theses.fr/2012CLF22258.

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Abstract:

Le marché de l’éclairage est un marché de masse à diffusion large en pleine mutation face aux nouvelles contraintes environnementales. Il s’inscrit dans une démarche de préservation de l’environnement avec une volonté européenne de voir sa consommation énergétique réduite de 20% d’ici 2020. Les luminophores jouent un rôle prépondérant dans les performances des systèmes d’éclairage utilisant comme sources d’excitations des LEDs bleues ou UV, ou encore un plasma (Xe-Ne), où ils permettent de convertir les photons incidents (VUV, UV ou bleus) en lumière visible. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la production de lumière blanche. Pour obtenir une couleur la plus proche du blanc idéal et répondant aux mieux au cahier des charges de l’éclairage domestique, une amélioration des performances des luminophores utilisés classiquement est nécessaire. Au cours de ces travaux nous avons porté notre attention sur deux aluminates de formulations Y3Al5O12 dopé Ce3+ (YAG :Ce) et BaMgAl10O17 dopé Eu2+ (BAM :Eu). L’aspect novateur repose d’une part sur la synthèse de ces luminophores sous forme de nanoparticules par des voies de synthèse originales (la voie solvothermale et la combustion assistée par micro-ondes respectivement) et d’autre part sur leur mise en forme (revêtements composites « luminophores/polymère »). Plusieurs techniques expérimentales (DRX, IR, Mössbauer, aimantation, MEB, MET,…) ont été utilisées afin de caractériser leurs propriétés structurales et morphologiques. L’étude des performances optiques de ces luminophores enregistrées sous excitations bleue, UV et/ou VUV nous a permis de mettre en évidence leur utilisation potentielle dans les nouveaux dispositifs d’éclairage : associés à d’autres luminophores (rouge pour le YAG :Ce; rouge et vert pour le BAM :Eu) en proportions adéquates, il est possible de générer de la lumière blanche présentant les propriétés escomptées
Lighting market is a widespread distribution mass market undergoing radical transformation faced with new environmental restrictions. It fits into an environmental protection approach with a European will to reduce by 20% its energy consumption by 2020. Phosphors play a key role on performances of lighting devices where, combined with LEDs (blue or UV) or plasma (Xe-Ne) excitations, they provide visible light. In this work, we have focused on the generation of white light. In order to obtain a color closest to ideal white and meeting with the specifications of domestic lighting, it is necessary to improve the performances of traditional phosphors. Two aluminates have been investigated: Ce3+ doped Y3Al5O12 (YAG :Ce) and Eu2+ doped BaMgAl10O17 (BAM :Eu). On the one hand, innovation is based on unconventional synthesis methods allowing the preparation of nanostrutured phosphors (solvothermal and microwave induced solution combustion syntheses respectively) and on the other hand on their shaping (composite coatings « phosphors/polymer »). Structural and morphological features have been studied by means of several tools (XRD, IR, Mössbauer, magnetization, SEM, TEM,…). Finally, the optical properties of phosphors recorded upon blue, UV and/or VUV excitations have evidenced that they are suitable for applications in new lighting devices: their combination with other phosphors (red for YAG:Ce; red and green for BAM:Eu) in appropriate proportions allows producing white light with the required specifications

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Ecochard, Yvan. "Élaboration de polymères 100 % biosourcés pour matériaux composites à impact environnemental réduit." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS070.

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Abstract:

L’entreprise DIAM Bouchage développe des matériaux composites à base de farine de liège et de liant pour l’élaboration de bouchons technologiques mis en forme par moulage. DIAM souhaite remplacer le liant actuel à base de polyuréthanes par un nouveau polymère 100% biosourcé permettant de s’affranchir de l’utilisation d’isocyanates et de composés classifiés CMR. Pour cela, les Non-Isocyanate PolyUréthanes (NIPUs), et plus particulièrement les Polyhydroxyuréthanes (PHUs), ont été choisis. Ces travaux de thèse présentent donc la synthèse, la caractérisation et la formulation d’un nouveau liant PHU à base de cyclocarbonates et d’amines.Parmi les réactifs biosourcés et les différentes voies de synthèse des cyclocarbonates, plusieurs composés ont été sélectionnés en cohérence avec le cahier des charges. Cette sélection a ensuite mené à l’élaboration de matériaux PHUs et de bouchons composites afin d’identifier les formulations les plus prometteuses pour l’application visée. De nouvelles voies hybrides ont finalement été envisagées pour résoudre les problèmes liés aux faibles conversion et réactivité des PHUs. L’utilisation d’acrylates en tant qu’additifs réactifs ou réticulants de prépolymères PHU-amino téléchéliques a tout d’abord été décrite. Afin de répondre aux problématiques de mise en œuvre, de nouveaux monomères cyclocarbonate-siloxanes ont également été synthétisés afin d’obtenir des monomères fonctionnels de faible viscosité
DIAM Bouchage develops composites from cork flour and binder in order to produce technological cork-stoppers carried out by a molding process. To get rid of the use of isocyanates for polyurethanes synthesis, new pathways for 100% biobased polymers without the use of CMR substances are considered. As the most promising route for Non-Isocyanate PolyUrethanes (NIPUs) synthesis, Polyhydroxyurethanes (PHUs) have been chosen. The presented study concerns the synthesis, the characterization and the formulation of a new PHU binder from cyclocarbonates and amines.Among available biobased reactants and synthetic pathways, few monomers have been selected in accordance with specifications. This has led to PHUs materials and cork-stoppers development to identify the best formulations. New hybrids routes have finally been developed to overcome PHUs limitations such as reactivity and conversion. Acrylates have been used as reactive additives or cross-linkers for PHU-amino telechelic prepolymers. New cyclic carbonates monomers of low viscosity and high functionality have also been synthesized to solve process issues

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Al-Mohamadawi, Ali Abdullah Hassan. "Contribution à l'étude de l'impact de l'environnement vis-à-vis d'éco-matériaux lignocellulosiques." Thesis, Amiens, 2016. http://www.theses.fr/2016AMIE0040/document.

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Abstract:

De par leurs faible coût, légèreté et propriétés thermiques, les co-produits lignocellulosiques ont reçu une attention particulière pour la fabrication de bétons légers. Cependant ces co-produits ne sont pas totalement compatibles avec une matrice cimentaire, d'où un retard de prise, des variations dimensionnelles élevées et des résistances mécaniques faibles des matériaux résultants. Pour pallier ces inconvénients, un procédé d'enrobage d'anas de lin avec différentes substances a été adopté. Les composites élaborés présentent des améliorations significatives de leurs comportement hydrique et résistances mécaniques avec une augmentation modérée de masse volumique apparente et de conductivité thermique. Les phénomènes de transfert d'humidité dans les composites obtenus peuvent influencer de manière significative leur durabilité et performance. En effet la plupart des matériaux utilisés dans le bâtiment sont poreux, contenant de l'eau sous forme vapeur ou liquide. La perméabilité à la vapeur d'eau, les isothermes de sorption et la capacité tampon à la vapeur d’eau ont donc été déterminées. Les résultats obtenus montrent la bonne performance hygrique des éco-composites élaborés. Trois tests de lixiviation ont été proposés pour identifier la spéciation chimique des matériaux et évaluer leurs relargages. Les conditions expérimentales ont été choisies pour simuler différents états des composites dans des environnements externes en service ou fin de vie. Le comportement à la lixiviation des composites élaborés diffère peu selon le traitement subi par les anas et la libération de substances toxiques n'a pas été mise en évidence
Due to their low cost, lightness and thermal properties, lignocellulosic byproducts received a particular attention, in the recent years, for manufacturing lightweight concretes. However, these byproducts are not fully compatible with the cement matrix, leading to setting delay, significant dimensional variations, and low mechanical strengths of the composites elaborated. To avoid such drawbacks, a coating process of flax shives using different substances has been adopted in this study. It leads to a reduction in treated shive water absorption compared to raw shives. The composites obtained exhibit significant improvements in hydrous behavior and mechanical strengths with moderate increase in the apparent bulk density and thermal conductivity. The phenomena of moisture transfer in the produced composites can significantly influence the durability and performance of them. In fact most of the materials used in the building area are porous, containing water as vapor or liquid. Therefore the water vapour permeability, sorption isotherms and moisture buffering capacity have been determined. The results obtained show the good hygric performance of the eco-composites elaborated. Three leaching tests have been proposed in this study to identify the chemical speciation of the materials and to evaluate their releasing into the environment. The experimental conditions of the leaching tests have been chosen to simulate different states of our composites in external environments in service or end of life. The leaching behaviour of the cement-based products elaborated differs little according to flax shive treatment and the leaching of toxic substances has not been identified

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Cheng, Dong. "Gestion et découverte de compétences dans des environnements hétérogènes." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00338226.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons au problème général de la gestion et de la découverte de compétences dans des environnements hétérogènes. Nous avons étendu un langage de Logique de Description pour permettre la description et la gestion de compétences. Nos principaux apports sont :
1. définition d'un langage de la description de compétences ALNr+ , fondé sur les logiques de description, pour supporter de la gestion de compétence et les services d'inférence associés;
2. définition d'un algorithme de recherche de compétences dont la caractéristique est, en cas d'échec dans la recherche d'une réponse « exacte », d'essayer de déterminer des réponses composées, i.e. de trouver des individus dont la complémentarité des compétences satisfait la recherche ;
3. conception d'un système de médiation fédéré pour la validation expérimentale de nos propositions. Ce système a la particularité de prendre en compte les situations où les représentations des compétences sont distribuées et homogènes (i.e. les descriptions des capacités sont exprimés dans un langage de description unique) aussi bien qu'hétérogènes (i.e. les descriptions des capacités sont exprimés dans des langages de description différents).

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Braun, James. "Conséquences des interactions physico-chimiques résultantes de l'utilisation d'un matériau composite SiC/SiC dans un environnement caractéristique des réacteurs nucléaires du futur." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066322/document.

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Abstract:

L’apparition de fibres de SiC de haute pureté au cours des années 1990 a permis de considérer leur utilisation dans les réacteurs nucléaires en tant que renfort des composites à matrice SiC, dits composites SiC/SiC. Envisagés en tant que matériau de cœur des réacteurs du futur (SFR, GFR) et en remplacement des gaines en zirconium des réacteurs REP, la compatibilité thermochimique du SiC et des composites SiC/SiC avec l’environnement de tels réacteurs a été examinée. Des traitements thermiques en systèmes ouvert et fermé entre le SiC et l’UO2 ont montré une réactivité marquée au-delà de 1200°C avec la formation principalement de CO et de siliciures d’uranium dans la phase condensée, voire l’apparition d’une phase liquide entre 1500 et 1650°C. L’exposition au sodium liquide à 550°C jusqu’à 2000h a été étudiée en fonction de la concentration en oxygène. Une amélioration des propriétés mécaniques des composites SiC/SiC fabriqués pour cette étude (déformations et contraintes à rupture plus importantes) a été mise en évidence après immersion quelle que soit la concentration en oxygène du sodium liquide. Enfin, les compositions et les cinétiques de croissance des zones de réaction du SiC avec le niobium et le tantale (métaux utilisés pour assurer l’étanchéité d’une gaine en composite SiC/SiC) ont été mesurées entre 1050 et 1500°C
The development of high purity SiC fibers during the nineties has led to their consideration as nuclear reactors components through the use of SiC/SiC composites. SiC and SiC/SiC composites are considered as core materials of future nuclear reactors (SFR, GFR) and as a potential replacement for the zirconium cladding of PWR. Therefore, the thermochemical compatibility of these materials with typical environments of those nuclear reactors has been studied. The composition and the growth kinetics of the reaction zone of SiC towards niobium and tantalum (considered as materials to ensure the leak-tightness of a SiC/SiC cladding for GFR) have been studied between 1050 and 1500°C. High temperature heat treatments in open and closed systems between SiC and UO2 have shown a significant reactivity over 1200°C characterized by the formation of CO and uranium silicides. Moreover, a liquid phase has been detected between 1500 and 1650°C. The exposure of SiC/SiC to liquid sodium (550°C, up to 2000h) has been studied as a function of the oxygen concentration dissolved in liquid sodium. An improvement of the mechanical properties of the composites elaborated for this study (increase of the tensile strength and strain at failure) has been highlighted after immersion in the liquid sodium independently of its oxygen concentration. It is believed that this phenomenon is due to the presence of residual sodium in the material

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Boyancé, Patrick. "Modélisation de la rupture différée d'un matériau orthotrope viscoélastique en environnement naturel : application à un composite à base de bois : le LVL." Bordeaux 1, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR10656.

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Abstract:

Les elements de structure bois sont le plus souvent flechis et sollicites en fluage. Ils contiennent des fissures qui se developpent a partir des defauts du materiau. Il est important de prevoir la rupture differee de ces structures. C'est pourquoi, le but des travaux presentes est de modeliser la duree de vie en climat naturel de poutres fissurees en lvl (composite a base de bois). Les variations de l'humidite ont une influence considerable sur la duree de vie et sur la duree de propagation d'une fissure. Neanmoins, les effets des variations de la teneur en eau de l'air sur la propagation d'une fissure ne sont pas encore clairement identifies. C'est un point essentiel de cette etude pour, ensuite, permettre une demarche numerique dans le but de developper un modele de propagation dans un milieu orthotrope et viscoelastique en environnement naturel.

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Diaz, Mendoza Alvaro. "Conception of a fibrous composite material for the retention of heavy metals." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI125.

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Abstract:

La contamination par les métaux lourds est un problème actuel qui affecte les écosystèmes et leurs organismes constitutifs. Ce problème a été reconnu dans le monde entier comme l'un des plus grands défis de notre époque. Depuis le milieu du siècle dernier, les innovations dans le domaine de la science des matériaux ont permis de mettre au point de nouvelles méthodes pour faire face à ce risque, avec des techniques telles que la précipitation chimique ou la flottation. Toutefois, il reste encore beaucoup à faire dans ce domaine. En outre, des recherches récentes ont exploré comment combiner des biomolécules telles que les protéines avec des matériaux tels que les polymères pour créer des solutions plus actives. Ce travail de thèse vise à créer un prototype de matériau adsorbant hybride capable de capturer spécifiquement les ions métalliques divalents Ni(II), Cd(II) et Pb(II) grâce à la présence d'une métalloprotéine synthétique dans sa structure. Pour atteindre cet objectif, le travail de thèse se concentre sur le développement d'une métalloprotéine synthétique capable de capturer spécifiquement les trois ions métalliques cibles, de la conception in silico à sa synthèse in vivo. D'autre part, le support de matériau est traité avec la technique d'électrofilage qui consiste en un matériau membranaire fibreux, étant optimisé pour accueillir la métalloprotéine synthétique dans sa structure. En outre, une méthode permettant d'intégrer la métalloprotéine dans le support polymère est recherchée. Ceci est réalisé au moyen d'une voie de greffage à travers des nanoparticules de silice modifiées en surface. À la fin, l'intégration des deux composants crée le prototype attendu de matériau biosorbant synthétique. Ce matériau a été caractérisé afin d'évaluer sa capacité à adsorber les trois ions métalliques d'intérêt, ce qui permet de dégager certaines tendances des perspectives futures de développement pour créer des matériaux plus efficaces pour l'industrie
Heavy metal contamination is a current problem which affects the ecosystems and their constituent organisms. This problem has been worldwide recognized as one of the biggest challenges of our time. Since the middle of the last century, innovations in the material science field have developed new methods to confront this risk, with techniques such as chemical precipitation or flotation. However, there is still significant room for improvement in this line. Furthermore, recent research has explored how to combine biomolecules such as proteins with materials like polymers to create more active solutions. This thesis work seeks to create a prototype hybrid biosorbent material capable to capture specifically the divalent metal ions Ni(II), Cd(II) and Pb(II) thanks to the presence of a synthetic metalloprotein in its structure. To address this objective, the thesis work focuses on the development of a synthetic metalloprotein capable to specifically capture the three target metal ions, from the in silico conception to its in vivo synthesis. On the other hand, the biosorbent material support is processed with the electrospinning technique that consists of a fibrous membrane material, being optimized to host the synthetic metalloprotein in its structure. Additionally, a method to integrate the metalloprotein into the polymeric support is researched. This is achieved by means of a grafting route through surface modified silica nanoparticles. At the end, the integration of both components creates the expected prototype synthetic biosorbent material. This material has been characterized to evaluate its capacity to adsorb the three metal ions of interest, providing some trends of the future perspectives for further development to create more efficient materials for the industry

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Kremer, Arnaud. "Étude du choix structurel d’outils coupants en diamant revetu ou polycristallin massif pour l’usinage compétitif et environnemental des composites à matrice métallique et renfort céramique particulaire (CMMP AI/SiC. )." Paris, ENSAM, 2009. http://www.theses.fr/2008ENAM0009.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d’étudier l’usinabilité des CMMp comme matériau de structure en substitution aux alliages réfractaires et de comprendre les mécanismes générateurs de poussière inhérents à leur usinage à sec. Les différents niveaux de chargement en céramique du CMM (5, 15, 25, 35 % de SiCp) ainsi que la variété d’outils PCD et des revêtements diamants nanostructurés étudiés, a permis d’évaluer dans un premier temps le choix structurel d’outillages en liaison avec la faisabilité industrielle de leur usage en usinage grande vitesse à sec d’un CMM Al/SiC. L’étude de faisabilité et la préconisation d’outillages ont été effectuées en prenant en compte des critères énergétiques et de qualité structurelle et environnementale. Les modes d'endommagement ainsi que les performances d’outils coupants ont été observés et analysés lors d'essais d’usure accélérée et de durabilité. La présence d'une usure adhésive suivie d’un mode abrasif de consommation d’interface accroit l’importance de la structure de l’outil (homogénéité, multiplicité des interfaces …) L'émission de poussière est enfin analysée en fonction de la modification structurale du matériau composite (traitement thermique) et du taux de renfort. La durabilité environnementale de son usinage est aussi évaluée par une analyse de la durée de vie des outils coupants. Le processus de génération de poussière est fortement lié au comportement des outils, et à la prédominance des phénomènes de friction qui prennent naissance à l’interface outil / copeau
The objective of this work is to study the machinability of CMMP as a structural material in substitution for refractory alloys and to understand the mechanisms generating dust related to their dry machining. The different levels of reinforcement of CMM (5, 15, 25, 35% of SiCp) and the variety of PCD tools and nanostructured diamond coatings studied, assessed in a first step the structural choice of tools in relationship with the industrial feasibility of their use in high speed dry machining of CMM Al / SiC. The feasibility study and recommendation tool were made taking into account different criteria: the energy, the structural and environmental quality. Damage modes and the performance of cutting tools have been observed and analyzed in tests of wear and durability. The presence of adhesive wear mode followed by an abrasive consumption interface increases the importance of the structure of the tool (homogeneity, multiple interfaces. . . ) The dust emission is finally analyzed in terms of structural modification of the composite material (heat treatment) and the reinforcement rate. Environmental sustainability of its machining is also assessed by an analysis of tool life. The process of dust generation is strongly related to tools behaviour, and the predominance of friction phenomena that arise at the tool / chip interface

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Nasiri, Aida. "Development of Safe-by-Design Nano-composites for Food Packaging Application." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT076.

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Abstract:

Ce projet contribue à développer la prochaine génération de nano-emballages en utilisant une approche plus sûre et éco-conçue avec des avantages directs à la fois pour l'environnement et la sécurité des consommateurs. Les emballages alimentaires constituent l’un des principaux secteurs d’applications des nanotechnologies avec des enjeux environnementaux prometteurs de substitution des pétro-plastiques par des bio-plastiques et de réduction des pertes et gaspillages alimentaires grâce à des emballages plus performants, de type actifs et intelligents. Dans le cas de matériaux nano-composites (matrice polymérique contenant des nano-particules) destinés au contact alimentaire, le risque majeur en terme de santé humaine est lié à leur impact sur la migration de composés indésirables de l’emballage vers l’aliment (stabilisants UV, antioxydants, plastifiants, etc) qui peuvent avoir des effets néfastes en fonction des doses et durées d’exposition. Ces interactions contenant/contenu sont soumises à une réglementation européenne dont l’objectif est la protection de la santé du consommateur en fixant des limites de migration spécifique pour tous les composés supposés entrer dans la composition des matériaux plastiques dédiés au contact alimentaire. Dans le cas des nanomatériaux, la présence de nanoparticules est susceptible de modifier les interactions entre le polymère et les additifs et par voie de conséquence leurs propriétés de transfert. Ainsi, la formalisation des phénomènes de migration de l’emballage vers l’aliment établie sur des matériaux plastiques ne contenant pas de nanoparticules ne peut pas être directement transposée au nano-matériaux. De plus la présence de ces nanoparticules peut profondément modifier l’éco-toxicité environnementale du système matrice- nanoparticule -additif.La présente étude vise à comprendre et contrôler l’impact des structures nanocomposites (matrice polymérique contenant des nano-particules) sur les propriétés de transport (diffusivité et solubilité) des nanoparticules et des additifs chimiques en condition d’usage. À cet égard, il est nécessaire de combler le déficit de connaissances dans a caractérisation de la structure 3D, des propriétés physico-chimique et des interactions aux interfaces entre nanoparticules et matrice dans les nanomatériaux. Devant la complexité du système étudié, la modélisation est indispensable pour représenter (simplifier sans pour autant perdre trop de connaissances) la structure 3D des nanomatériaux et simuler, reproduire puis prédire, l’évolution de leurs propriétés de transfert en fonction des paramètres structurels et en condition d’usage. La modélisation des transferts est également indispensable pour, dans une approche d’ingénierie inverse, éco-concevoir et dimensionner à façon des nano-emballages sûrs pour l’Homme et l’Environnement. Dans cette optique une démarche de modélisation multi-échelle des relations structure/propriétés de transfert de masse a été mise en place sur des matériaux nanocomposites ciblés choisis pour leur pertinence dans le domaine de l’emballage alimentaire
The market of nanotechnologies is dominated by the food packaging area which amounts more than 20% of the total nanotechnologies market in 2015. However, the wide-scale use of nanomaterials raises important questions about environmental and safety issues that could hinder their development. In the case of plastics intended to be in contact with food, the risk of contamination concerns not only the nanoparticles but also all the chemical additives added during the material processing. The presence of nanoparticles is susceptible to modify the interactions between polymer and the additives with a possible change in their transport properties and therefore the food contamination.The present work aims at identifying the relationship between the structural characteristic and the transport properties (diffusivity and solubility) of nanoparticles and chemical additives incorporated in nanocomposites. In this regard, it is necessary to fill the gap of knowledge in 3D nanostructure characterization and a multi-scale modeling of mass transfer properties of nanocomposites in real usage conditions.In this way, polyethylene and nanoclay were selected based on the best compromise between real potential applications and the scientific knowledge previously published and eventually the nanocomposites were synthesized with LLDPE, Cloisite20 and a compatibilizer by melt intercalation method.The nanocomposite structure was characterized using TEM, X-ray nanotomography, TGA and XRD then submitted to migration tests undertaken in contact with different food simulants which represent various types of food (aqueous, acid, alcoholic) following the recommendation of the European regulation on the food contact material. To evaluate the positive or adverse effects of the nanomaterials on the contamination of the food by chemical additives which are usually incorporated with the plastic packaging, the virgin polymer and nanocomposite material were spiked with a mixture of the additives exhibiting various volatility, polarity and molecular weight. Then, the transport properties (i.e inertia) of nanocomposite structure was distinctively investigated on kinetic (apparent diffusion coefficient) and thermodynamic (partition coefficient) considerations.The results indicated that nanoclay addition in plastic materials favorably reduced the migration of additives by modifying both their diffusivity in the polymer and their partition between the polymer and the food simulant. However, while the partition coefficient of additives increases in nanocomposite in comparison to pure LLDPE for the samples in contact with all types of food simulants, the reduction of diffusion coefficient is significantly dependent on the nature of the food simulant in contact. Hence, it can be concluded that the major role in the migration of additives is not played by the imposed tortuosity path, but by the factors such as the affinity between the base polymer and simulants as well as the effects of simulants on swelling and crystallinity of the samples. Moreover, the effect of additive-related parameters and the structural parameters were assessed and put in perspective with their impact on the transport properties of nanostructures. Integrating the results of characterization and transfer properties led to an improved understanding of the influence of structure of nanocomposites on their mass transfer properties and therefore on the suitability of using them as food contact materials

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Diouf-Lewis, Audrey. "Elaboration et évaluation d'additifs verts pour polymères et composites respectueux de l'environnement." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC028/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans le contexte identifié de la nécessité de développer de nouveaux polymères plus respectueux de l’environnement. Nous sommes convaincus que l’essor de ces matériaux « verts » exige d’utiliser des additifs « verts » lors de la formulation. Dans le but d’élaborer des additifs respectueux de l’environnement capables d’assurer la stabilisation du polymère au regard du cycle de vie, et en attachant une attention particulière à la valorisation de la biomasse, trois approches ont été étudiées. La première est une voie innovante qui consiste à utiliser un mélange de polyphénols issus des sous-produits de l’industrie vinicole, et de l’industrie du thé. La seconde voie est la valorisation d’une molécule issue du sous-produit majeur de l’industrie du blé. La troisième est une voie d’innovation récente, qui propose l’utilisation de nanocomposites hydroxydes doubles lamellaires (HDL) fonctionnalisés avec des stabilisants biosourcés. L’évaluation de leurs propriétés stabilisantes, est réalisée au regard des processus de thermo- et photo-oxydation, dans les polyoléfines. Les résultats très prometteurs de ce projet mettent en évidence le fort potentiel des molécules et composites d’origine biosourcée à maintenir les propriétés des polymères en conditions d’usages
This thesis work falls within the identified context of the need to develop new polymers that are more environmentally friendly. We are convinced that the development of these "green" materials requires the use of "green" additives during formulation. To develop environmentally friendly additives capable of stabilizing the polymer, with respect to the life cycle, and paying special attention to biomass valorization, three approaches have been studied. The first is an innovative way of using a mixture of polyphenols from winery by-products and tea industry. The second way is the valorisation of a molecule from the major by-product of the wheat industry. The third is a recent route of innovation, which proposes the use of layered double hydroxides nanocomposites (LDH) functionalized with bio based stabilizers. The evaluation of their stabilizing properties is carried out in polyolefins, against thermo- and photo-oxidation processes. The very promising results of the project highlight the strong potential of bio based molecules and composites to maintain polymers properties under conditions of use

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Perrot, Yves. "Influence de la matrice sur le comportement mécanique de matériaux composites verre/polyester utilisés en construction navale de plaisance : cas des résines polyester limitant les émissions de styrène." Lorient, 2006. http://www.theses.fr/2006LORIS074.

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Abstract:

Les travaux réalisés concernent la caractérisation des matériaux composites verre/polyester utilisés en construction navale de plaisance. Plus précisément, les propriétés des résines polyester limitant les émissions de styrène sont étudiées. Des essais physico-chimiques et mécaniques ont tout d'abord permis de mieux comprendre le rôle joué par les constituants de base (matrice, fibres et interface fibre/matrice) au sein d'un composite. Ensuite, une étude des mécanismes d'endommagement, de résistance au délaminage et de résistance au choc a été réalisée pour des stratifiés monolithiques. La question de la durabilité a aussi été abordée en regardant l'influence de l'environnement marin au travers deux paramètres : la température de sollicitation et le vieillissement en eau de mer. Enfin, un passage matériau/structure est effectué en s'appuyant sur trois points : l'influence des conditions de mise en oeuvre (reprise de stratification), le comportement de panneaux soumis à une pression uniforme et les règles de dimensionnement. Il en ressort qu'une approche multidisciplinaire intégrant plusieurs échelles d'investigation est particulièrement pertinente pour appréhender les spécificités liées à l'étude des matériaux composites
The work performed in this study is concerned with the characterization of glass/polyester composites for the pleasure boat industry. In particular the properties of polyester resins limiting styrene emissions have been evaluated. Physico-chemical and mechnanical tests were first performed in order to understand the roles played by the constituants (matrix, fibres and fibre/matrix interface). Then a study of damage mechanisms, delamination and impact resistance, was carried out on composite specimens. Durability and the influence of the marine environment was also examined through two parameters, temperature and sea water aging. Finally the transfer from material to structure was illustrated through three aspects : the influence of fabrication (over-lamination), the behaviour of panels subjected to uniform pressure loading, and the design rules. The results of the study show that a multi-disciplinary approach, including investigation at different scales, is necessary to understand the specific characteristics of these composite materials

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Magniont, Camille. "Contribution à la formulation et à la caractérisation d'un écomatériau de construction à base d'agroressources." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/980/.

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Abstract:

Le principal objectif de cette thèse a été de contribuer au développement d'un matériaux de construction répondant aux nouvelles exigences des consommateurs et des législations en termes d'impact environnemental, d'impact sanitaire et de confort. Pour ce faire, une matrice pouzzolanique originale a été formulée et les adjuvants, renforts et granulats conventionnels ont été substitués par des matières premières renouvelables d'origine agricole. Les mécanismes de prise et de vieillissement du liant ainsi que les bénéfices de l'incorporation de deux adjuvants organiques sur ses propriétés à l'état frais et durci ont été décrits. Une étude comparative du renforcement mécanique de cette matrice par des fibres de lin, chanvre et yucca a ensuite été menée. Enfin, la compatibilité de ce liant avec des granulats végétaux (chènevotte du chanvre et moelle de tournesol) a été vérifiée, dans le but de formuler des composites permettant d'assurer une fonction d'isolation répartie
The main aim of this work was to contribute to the development of an innovative building material that complies with legislations and users actual requirements concerning environmental and health impacts as well as thermal or hygroscopic comfort. An original pozzolanic matrix has been formulated while conventional admixtures, reinforcement fibres and aggregates were substituted by renewable raw materials. Hardening mechanisms and long term behaviour of that binder (mix of metakaolin and hydraulic lime) have been explored. The benefits of incorporating two organic admixtures on early age properties and long term behaviour of the pozzolanic binder have been explained by the identification of interaction mechanisms between mineral and organic species. A comparative study has been realised on flexural reinforcement of this matrix by vegetable fibres of flax, hemp and yucca and on the durability of these different composites. Finally, the compatibility of this matrix with vegetable aggregates (hemp chènevotte and sunflower stem pith) has been checked and demonstrated in order to formulate self-supporting insulation ecomaterial

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Tlijani, Mohamed. "Contribution à la caractérisation thermophysique de matériaux bio-isolants : valorisation des déchets de bois de palmier." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1157/document.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans un contexte favorable au développement de nouveaux bétons dans le domaine du génie civil. Il consiste en la mise au point et la caractérisation d un béton renforcé de fibres obtenues à partir des déchets de bois de palmiers dattiers. Une première partie est consacrée à l’étude expérimentale des propriétés thermophysiques des fibres naturelles du palmier dattier. On montre que les facteurs essentiels affectant la conductivité thermique sont la variété du palmier dattier et l’orientation des fibres et que le bois de pétiole de palme est la partie la plus intéressante en tant qu’isolant thermique. les fibres végétales du bois de pétiole constituent, donc une alternative intéressante aux fibres inorganiques et synthétiques .Afin de remédier aux problèmes de stabilité dimensionnelle et de dégradation, on optimise la concentration du prétraitement alcalin nécessaire pour nettoyer et modifier la surface des fibres. Les effets du traitement sont étudiés au moyen d’un microscope électronique à balayage. Les conséquences sur les propriétés mécaniques du traitement alcalin sont également mises en évidence. L’analyse des résultats conduit à choisir une concentration optimale de 0,75 % pour l’hydroxyde de sodium.On s’intéresse ensuite au comportement du matériau composite obtenu à partir de chaux et de fibres de bois de palmier. On propose une démarche expérimentale et théorique originale sur la conductivité thermique, basée sur l’homogénéisation, de différentes formulations du béton de bois de pétiole de palmier ainsi que sur l’influence de la porosité. Finalement ce béton présente d’excellentes performances de point de vue isolation thermique.Finalement, on a procédé à une simulation numérique des phénomènes de transfert de chaleur au sein du béton de pétiole afin de valider le modèle de prédiction théorique choisi. nous avons, en effet refléchi à un modèle numérique inspiré de la modélisation théorique auto-cohérente (HAC) pour prédire la conductivité thermique numérique, basé sur des sphères concentriques d’air et de bois de pétiole occupant le centre de la matrice chaux, afin de balayer numériquement toutes les possibilites de dispositions de charges dans le composite. La dernière partie propose une validation des résultats expérimentaux obtenus à partir du développement d’un modèle tridimensionnel
The growing interest in new concrete and their use in many fields of civil engineering was that we wanted to bring a new approach to the design of a new product consisting of a reinforced concrete with basel end frond palm fibers. This led us to conduct the experimental study of thermal properties of natural fibers of date palm (Phoenix dactylifera L.). The analysis of experimental results showed that the essential factors affecting the thermal conductivity are the variety of date palm and the fiber orientation and that the basel end of the frond palm is the most interesting part as thermal insulation. However, the main problem encountered when using plant fibers as reinforcement is cohesion, bonding with the matrix and dimensional instability so the composite loses its mechanical properties. In this context, an alkaline pretreatment of palm fibers was envisaged to clean and modify the fiber surface to address the problems of dimensional stability of the fibers and degradation before their use as reinforcement in the cement matrix. We also studied the influence of chemical treatment with sodium hydroxide on the mechanical properties of processed samples, they were subjected to the tensile test to estimate the fracture strength for each treatment concentration, the Young's modulus and elongation at break corresponding. Subsequently, we conducted experimental and theoretical research on the thermal conductivity of different formulations of basel end palm wood concrete composite. The study of the theoretical apparent thermal conductivity was based on an approach that relies on a process whereas the material consists of a solid matrix combined with a fluid phase (air). Finally, we performed a numerical simulation of heat transfer phenomena to assess the thermal conductivity of basel end frond palm concrete composite and validate subsequently the theoretical prediction model selected. The results showed that the numerical approach based on the isotropic orientation of the particles in the composite coincides and approaches the physical reality

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Pradal, Nathalie. "Synthèses, mise en forme et caractérisations de luminophores nanostructurés pour une nouvelle génération de dispositifs d'éclairage sans mercure." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00775908.

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Le marché de l'éclairage est un marché de masse à diffusion large en pleine mutation face aux nouvelles contraintes environnementales. Il s'inscrit dans une démarche de préservation de l'environnement avec une volonté européenne de voir sa consommation énergétique réduite de 20% d'ici 2020. Les luminophores jouent un rôle prépondérant dans les performances des systèmes d'éclairage utilisant comme sources d'excitations des LEDs bleues ou UV, ou encore un plasma (Xe-Ne), où ils permettent de convertir les photons incidents (VUV, UV ou bleus) en lumière visible. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la production de lumière blanche. Pour obtenir une couleur la plus proche du blanc idéal et répondant aux mieux au cahier des charges de l'éclairage domestique, une amélioration des performances des luminophores utilisés classiquement est nécessaire. Au cours de ces travaux nous avons porté notre attention sur deux aluminates de formulations Y3Al5O12 dopé Ce3+ (YAG :Ce) et BaMgAl10O17 dopé Eu2+ (BAM :Eu). L'aspect novateur repose d'une part sur la synthèse de ces luminophores sous forme de nanoparticules par des voies de synthèse originales (la voie solvothermale et la combustion assistée par micro-ondes respectivement) et d'autre part sur leur mise en forme (revêtements composites " luminophores/polymère "). Plusieurs techniques expérimentales (DRX, IR, Mössbauer, aimantation, MEB, MET,...) ont été utilisées afin de caractériser leurs propriétés structurales et morphologiques. L'étude des performances optiques de ces luminophores enregistrées sous excitations bleue, UV et/ou VUV nous a permis de mettre en évidence leur utilisation potentielle dans les nouveaux dispositifs d'éclairage : associés à d'autres luminophores (rouge pour le YAG :Ce; rouge et vert pour le BAM :Eu) en proportions adéquates, il est possible de générer de la lumière blanche présentant les propriétés escomptées.

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Bouhadj, Laakri. "Développement d'outils de gestion pour la prise en compte des enjeux de santé dans les opérations d'aménagement urbain : atténuation des vulnérabilités et renforcement de la résilience des systèmes territoriaux." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILS046.

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La conception de nos villes et régions est déterminante pour notre santé et bien-être. Elle impacte notamment la qualité de notre cadre de vie, de l'air que nous respirons, de l'eau que nous buvons, notre accès aux espaces verts, aux services de santé et aux opportunités d'emplois (OMS & ONU, 2021). En effet, notre santé est influencée par de nombreux facteurs qui dépassent le simple domaine de la pathologie. L'enjeu de cette thèse est de développer un outil d'aide à la décision dont les acteurs locaux pourront se saisir pour une meilleure prise en compte de la santé dans les plans, documents et projets d'urbanisme et d'aménagement.Le premier objectif de la thèse est de caractériser les Inégalités Environnementales et Sociales de Santé (IESS) à l'échelle infra-communale sur le périmètre du Schéma de Cohérence Territoriale (SCoT) de la Métropole Européenne de Lille (MEL). Une revue de la littérature ainsi que des ateliers thématiques avec des acteurs locaux et régionaux ont été organisés et un cadre méthodologique a été proposé pour la construction d'indices composites spatialisés de vulnérabilité et de résilience. De plus, une méthodologie d'analyse des profils des catégories de territoires, résultant de l'interprétation conjointe des deux indices, a été développée.Le second objectif est d'accompagner et de favoriser la prise en compte des enjeux de santé dans les projets d'aménagement urbain en proposant une approche expérimentale appliquée sur deux projets d'aménagement. L'analyse approfondie des enjeux de santé environnementale dans les deux quartiers, ainsi que la contribution du groupe de travail composé des deux équipes de projet et les observations sur le terrain, ont permis de mieux comprendre les facteurs de vulnérabilité et de résilience présents dans ces quartiers. Cela a également permis d'évaluer l'impact du projet d'aménagement sur ces quartiers et de proposer une modélisation théorique des perspectives d'amélioration pour les deux propositions d'aménagement.Les résultats obtenus mettent en évidence l'importance de prendre en compte non seulement les facteurs de vulnérabilité et de résilience des territoires dans l'analyse de IESS, mais également la dimension spatiale. La division du SCoT en zones homogènes faciliterait la compréhension de la dynamique des IESS à une échelle fine. L'exploitation des indices composites à l'échelle d'un projet d'aménagement met en évidence la question de la transversalité et de l'impact de toutes les dimensions impliquées. À cette échelle, les indices composites permettent d'avoir une vision globale des enjeux au sein d'un quartier, ils soulèvent également les limites des politiques d'aménagement pour la réduction des IESS
The design of our cities and regions is crucial for our health and well-being. It notably impacts the quality of our living environment, the air we breathe, the water we drink, our access to green spaces, healthcare services, and employment opportunities (OMS & ONU, 2021). Indeed, our health are influenced by numerous factors that go beyond the scope of pathology alone. The focus of this thesis is to develop a decision support tool that local actors can use to better consider health in urban planning and development plans, documents, and projects.The first objective of the thesis is to characterize the environmental and social health inequalities (ESHI) at the sub-municipal level within the perimeter of the European metropolis of Lille's Territorial Coherence Scheme. A literature review and thematic workshops involving local and regional stakeholders were organized, and a methodological framework was proposed for constructing spatialized composite indices of vulnerability and resilience. Furthermore, a methodology for analyzing the profiles of territory categories resulting from the joint interpretation of the two indices was developed.The second objective is to support and promote the consideration of health issues in urban development projects by proposing an experimental approach applied to two development projects. The in-depth analysis of environmental health issues in the two neighborhoods, along with the contribution of the working group composed of the two project teams and field observations, helped to better understand the factors of vulnerability and resilience present in these neighborhoods. It also enabled the evaluation of the impact of the development project on these neighborhoods and the proposal of a theoretical modeling of improvement prospects for the two development proposals.The obtained results highlight the importance of considering not only the vulnerability and resilience factors of territories but also the spatial dimension. Dividing the European metropolis of Lille's Territorial Coherence Scheme into homogeneous zones would facilitate understanding the dynamics of ESHI at a fine scale. The use of composite indices at the scale of a development project brings to light the issue of transversality and the impact of all involved dimensions. At this scale, composite indices provide an overall vision of the issues within a neighborhood, they also reveal the limitations of development policies for reducing ESHI

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Kremer, Arnaud. "Étude du choix structurel d'outils coupants en diamant revetu ou polycristallin massif pour l'usinage compétitif et environnemental des composites à matrice métallique et renfort céramique particulaire (CMMP AI/SiC.)." Phd thesis, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005407.

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L'objectif de ce travail est d'étudier l'usinabilité des CMMp comme matériau de structure en substitution aux alliages réfractaires et de comprendre les mécanismes générateurs de poussière inhérents à leur usinage à sec. Les différents niveaux de chargement en céramique du CMM (5, 15, 25, 35 % de SiCp) ainsi que la variété d'outils PCD et des revêtements diamants nanostructurés étudiés, a permis d'évaluer dans un premier temps le choix structurel d'outillages en liaison avec la faisabilité industrielle de leur usage en usinage grande vitesse à sec d'un CMM Al/SiC. L'étude de faisabilité et la préconisation d'outillages ont été effectuées en prenant en compte des critères énergétiques et de qualité structurelle et environnementale. Les modes d'endommagement ainsi que les performances d'outils coupants ont été observés et analysés lors d'essais d'usure accélérée et de durabilité. La présence d'une usure adhésive suivie d'un mode abrasif de consommation d'interface accroit l'importance de la structure de l'outil (homogénéité, multiplicité des interfaces

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Dissertations / Theses on the topic 'Composites – Environnement'

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