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Dissertations / Theses on the topic 'Contraintes thermiques et optiques'
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Michel, Sébastien. "Vers une détermination optique directe des coefficients opto-mécaniques et thermo-optiques des couches minces optiques." Phd thesis, Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00330005.
Full textAbstract:
Le comportement d'un empilement multicouche interférentiel soumis à une sollicitation extérieure, de type thermique ou mécanique, est devenu un point critique, au regard des exigences de stabilité de plus en plus sévères exprimées aujourd'hui sur les performances des empilements. Afin de prédire de manière rigoureuse et précise l'évolution de ces performances optiques sous sollicitation, quelle que soit la formule de l'empilement, il est nécessaire de connaître les variations de l'indice de réfraction n et de l'épaisseur e de chaque couche, de chaque matériau, de l'empilement. Cela implique la connaissance des paramètres permettant de décrire ces variations, à savoir le coefficient d'expansion thermique a, le coefficient de Poisson n, le coefficient de dépendance de l'indice de réfraction avec la température b, et enfin les coefficients élasto-optiques p11 et p12. Cependant, si l'effet global d'une sollicitation est mesurable sur un empilement complet, ces coefficients sont quasi inconnus au niveau d'une couche mince individuelle tant le même effet devient faible sur une couche de quelques centaines de nanomètres d'épaisseur. Pour mesurer ces paramètres à ce niveau élémentaire, nous présentons une méthode optique basée sur l'utilisation d'un interféromètre de Fabry-Perot comportant une couche du matériau à caractériser, soumis à un échelon de température. L'étude se scinde selon deux axes. Le premier, purement optique, s'intéresse particulièrement au principe de la mesure et à la stabilité de la méthode face aux erreurs et aux bruits de mesures. Le second, purement mécanique, montre comment s'affranchir des inévitables déformations mécaniques des lames de l'interféromètre soumis à la sollicitation thermique, ce qui est indispensable pour parvenir à la mesure des coefficients recherchés. La réunion de ces deux axes a permis de finaliser la méthode de mesure et de concevoir puis réaliser un banc expérimental ayant une résolution en longueur d'onde inférieure au picomètre, dédié à l'extraction de ces paramètres avec la précision requise. Nous en présentons les premiers résultats expérimentaux dédiés à montrer la faisabilité de la mesure.
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Boussoufi, Félix. "Nanocristaux semi-conducteurs colloïdaux pour dispositifs opto-électroniques : synthèse et stabilité sous contraintes thermiques et optiques." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS231.
Full textAbstract:
Les nanocristaux semi-conducteurs colloïdaux sont devenus durant ces trente dernières années une classe de matériaux pouvant adresser de nouvelles solutions technologiques pour un grand nombre d’applications : diodes électroluminescentes, panneaux solaires, photodétecteurs infrarouges, systèmes d’imagerie médicale, etc. Néanmoins ces nanocristaux sont confrontés à une faible stabilité de leurs propriétés opto-électroniques face à des contraintes externes (chaleur, lumière, humidité, oxygène), limitant leur utilisation dans de nombreuses applications. Il est donc aujourd’hui nécessaire d’étudier les phénomènes physico-chimiques à l’origine des dégradations des nanocristaux sous contraintes externes et de proposer des solutions pour améliorer leur stabilité. L’objectif premier de cette thèse a été de développer une encre de quantum dots de sulfure de plomb (QDs PbS) pour une intégration dans un photodétecteur proche infrarouge, avec des propriétés opto-électroniques stables sous contrainte thermique (150 °C pendant 3 h). Une étude sur des films de QDs PbS stabilisés par des ligands halogénés, NH4I et PbX2 (X = I, Br), a d’abord été réalisée. Les propriétés optiques et de photoconductions se dégradent rapidement sous l’effet de la chaleur, principalement à cause de la formation d’une phase parasite de Pb5S2I6 et à la coalescence des nanocristaux. Une encre de QDs PbS stabilisés par des précurseurs de pérovskite de CsPbI3 a par la suite été développée. Cette formulation permet d’obtenir des films de nanocristaux plus stables thermiquement, avec des propriétés optiques, structurales et de photoconductions mieux conservées. Ces films de QDs PbS-CsPbI3 ont pu être intégrés dans un photodétecteur proche infrarouge (940 nm) type photodiode, démontrant une efficacité quantique externe de près de 49 % et un courant d’obscurité de 10-5 A/cm2, après avoir subi le traitement thermique de 150 °C pendant 3 h. En dernier lieu, une méthode d’encapsulation par atomisation-séchage de nanocristaux de pérovskite CsPbBr3 dans des billes de polymère acrylates est présentée. Les billes composites possèdent un rendement quantique de photoluminescence de 35 % avec un pic de fluorescence à 518 nm et une largeur à mi-hauteur de 22 nm. L’encapsulation des nanocristaux permet une amélioration de leur photostabilité, avec une émission stable après 200 h sous illumination continue dans un dispositif convertisseur de lumière LED/nanocristauxColloidal semiconductor nanocrystals have become during the last thirty years a class of materials that can address new technological solutions for many applications, such as light emitting diodes, solar cells, infrared photodetectors, medical imaging systems, etc. Nevertheless, these nanocrystals suffer from poor stability against external stress (heat, light, humidity, oxygen), limiting their use in many applications. Today, it is therefore necessary to study the physicochemical phenomena at the origin of their degradation and to propose new solutions to improve their stability. The main objective of this thesis was to develop an ink of lead sulfide quantum dots (PbS QDs) for a near-infrared photodetector, with stable optoelectronic properties under thermal stress (150 °C for 3 h). The manuscript first presents a study of nanocrystals films made of PbS QDs capped with halide ligands, NH4I and PbX2 (X = I, Br). The optical and photoconductive properties degrade rapidly under the effect of heat, mainly because of the formation of a Pb5S2I6 parasitic phase and of the coalescence of the nanocrystals. An ink of PbS QDs stabilized by CsPbI3 perovskite precursors was subsequently developed. This formulation provides more thermally stable nanocrystal films with better preserved optical, structural and photoconductive properties. These PbS-CsPbI3 QDs films were integrated into a near-infrared (940 nm) photodiode-type photodetector, demonstrating an external quantum efficiency of nearly 49% and a dark current of 10-5 A/cm2, after undergoing the thermal treatment of 150 °C for 3 h. Finally, a spray-drying polymer encapsulation method for CsPbBr3 perovskite nanocrystals is presented. The composite beads, made of acrylate-based polymers, possess a photoluminescence quantum yield of 35% with a fluorescence peak at 518 nm and a half-value width of 22 nm. The encapsulation of the nanocrystals allows an improvement of their photostability, with a stable green emission after 200 h under continuous illumination in an LED/nanocrystal downconverter device
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Leplan, Herve. "Les contraintes dans les couches minces optiques." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0126.
Full textAbstract:
Les couches minces utilisees pour le traitement des dispositifs optiques sont generalement contraintes. Ces contraintes residuelles peuvent aboutir a l'instabilite mecanique du composant (propagation de fissures, decollement) et sont a l'origine de la deformation des pieces optiques. Ce travail apporte une contribution a la connaissance des mecanismes fondamentaux de generation des contraintes residuelles dans les couches minces optiques. L'etude comparee de couches minces d'oxydes (sio#2, zro#2, hfo#2, sio#xn#y) obtenues par trois techniques de depot differentes (evaporation reactive, evaporation assistee par faisceau d'ions et pulverisation par faisceau d'ions avec croissance de la couche assistee par bombardement d'ions) a permis de souligner la diversite des mecanismes de generation des contraintes residuelles et leur evolution avec l'energie des particules qui participent au processus de croissance des couches. Pour chacune de ces techniques, les parametres et processus fondamentaux qui determinent l'etat de contrainte intrinseque de la couche mince ont ete identifies. Le developpement d'une methode de caracterisation in situ des contraintes sous vide ou en fonction de la temperature a par ailleurs permis de mettre en evidence l'influence sur les contraintes de la fixation des molecules d'eau dans les couches. A partir des resultats acquis sur les couches elementaires, diverses methodes sont alors proposees pour la realisation de traitements multicouches complexes, mecaniquement stables et a planeite controlee
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Bauchy, Mathieu. "Contraintes topologiques et rigidité dans les verres." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066350.
Full textAbstract:
La théorie de la rigidité permet de prédire l'évolution en fonction de la composition de nombreuses propriétés des verres, en réduisant la structure moléculaire de ces derniers à de simples treillis mécaniques pouvant être flexibles, isostatiques ou rigides sur-contraints. Originellement développée pour les chalcogénures à température nulle et pression ambiante, cette théorie a été peu à peu étendue. Dans cette thèse, nous nous proposons d'établir une méthode générale d'analyse des contraintes topologiques par dynamique moléculaire, dans le but de pouvoir étudier la rigidité de systèmes plus complexes ou soumis à de nouvelles conditions thermodynamiques. Nous montrons ainsi que notre algorithme permet d'étudier aussi bien la rigidité des chalcogénures que des verres d'oxyde tout en offrant une image intuitive de la nature des contraintes à l'échelle atomique. Nous montrons également qu'il est possible de suivre le comportement de ces dernières en fonction de la composition, de la température et de la pression. Cette méthode permet de suivre en fonction de la composition les transitions de rigidité au sein des systèmes ainsi que de mettre en évidence l'existence de phases intermédiaires. Nous rapportons également l'existence d'une phase intermédiaire induite par la pression et montrons que cette dernière présente les mêmes signatures dynamiques et structurales que la phase intermédiaire traditionnelle en composition. Enfin, nous mettons en évidence le caractère fortement hétérogène des contraintes topologiques au sein du réseau vitreuxRigidity theory allows to predict the compositional behavior of many properties in glasses, while only considering their underlying network structure as simple mechanical trusses that can be flexible, isostatic or stressed-rigid. Initially developped for chalcogenide glasses at zero temperature and ambient pressure, this theory has been progressively extended. In this thesis, we present a general method to analyze topological constraints from molecular dynamics simulations, this in order to be able to study the rigidity of more complex systems or experiencing new thermodynamical conditions. Thus, we show that our algorithm allows to study the rigidity of chalcogenide glasses as well as oxide glasses, while offering a clear picture of the nature of the constraints at an atomic level. We also show that it makes it possible to follow their behavior with respect to composition, temperature and pressure. This method allows to track compositional rigidity transitions in systems and to highlight the existence of intermediate phases. We also report the existence of a pressure-induced intermediate phase and show that it is characterized by the same dynamical and structural signatures as usual intermediate phases driven by composition. Finally, we point out the strongly heterogeneous distribution of the constraints in the glassy network
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LEFEUVRE, JEAN-MARC. "Reponse au choc thermique de plaques homogenes et composites : application aux composites ti-6al-4v/sic." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1998. http://www.theses.fr/1998EPXX0031.
Full textAbstract:
Les sollicitations auxquelles sont soumis les vehicules dans le monde de l'aeronautique sont de plus en plus severes. On s'interesse au choc thermique qui affecte une partie de structure, comme par exemple un empennage durant une phase de rentree atmospherique ou d'acceleration rapide. Pour cela, on etudie la reponse de plaques, homogenes ou composites, soumises a un echelon de flux de chaleur, normal ou parallele. Nous privilegions les composites ti-6al-4v/sic qui ont un fort potentiel dans l'aeronautique. Nous presentons des resultats analytiques, numeriques et experimentaux. Nous avons en general considere des lois de comportement simples en thermoelasticite lineaire. Nous etudions le cas d'une plaque homogene pour un materiau orthotrope en caracterisant l'evolution du champ de temperature et la reponse mecanique de la plaque. Nous etendons ces resultats au cas d'une plaque composite en indiquant la possibilite d'utiliser les proprietes equivalentes du composite et les risques rencontres quand la plaque composite comporte peu de fibres dans l'epaisseur. Aussi, nous presentons des resultats obtenus a l'echelle locale. Dans le cas ou la repartition des fibres dans le composite presente une dissymetrie dans l'epaisseur, nous tenons compte de l'effet bilame a travers un terme supplementaire de courbure. Un montage experimental a permis de mesurer la temperature moyenne et la courbure d'une plaque soumise a un creneau de flux de chaleur. On trouve un bon accord entre la theorie et l'experience, aussi bien pour des plaques homogenes de ti-6al-4v que pour des plaques composites de ti-6al-4v/sic. Pour des flux intenses, des experiences de choc thermique en four solaire ont montre que, malgre un endommagement localise caracterise par des decohesions et des fissures, qui s'expliquent par l'existence de contraintes dues a la difference des coefficients de dilatation thermique entre la fibre et la matrice, les ti-6al-4v/sic ont une bonne tenue au choc thermique.
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Echaabi, Jamal Berveiller Marcel. "Contribution à l'analyse des contraintes dans les solides hétérogènes et inalastiques par le potentiel des contraintes." Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1986/Echaabi.Jamal.SMZ8625.pdf.
Full text
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Cheng, Xianchao. "Contraintes thermiques dans les dépôts de couches minces pour les optiques rayons-X sous forte charge thermique." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENY028/document.
Full textAbstract:
Les optiques multicouches pour rayons-X sont généralement constituées de centaines de périodes de couches alternées. L'épaisseur d'une période est de quelques nanomètres. Une multicouche est souvent déposée sur un substrat de silicium avec une taille typique de 60 × 60 × (60~300) mm3. Le rapport de dimensions (~107) entre la taille de l'optique et de l'épaisseur de l'empilement est très élevé et il peut conduire à un très grand nombre d'éléments (~1016). Certains éléments spéciaux avec fonctions de couche sont disponibles dans ANSYS (de 2011), ce qui signifie que les propriétés de chaque couche peuvent être définies. Par l'utilisation des éléments nommés « layer-functioned », le modèle d'analyse thermique-structurelle a été mise en œuvre pour les optiques multicouches. Le nombre d'éléments est réduit par un facteur supérieur à 30 et le nombre effectif de sous-couches gérables par les ordinateurs actuels augmente beaucoup. Basé sur la modèle d'éléments finis de l'optique multicouche, la distribution tridimensionnelle non-uniforme de température peut être simulée avec des paramètres variables de charge thermique, de conditions de refroidissement, de propriétés des matériaux, de géométries du substrat et des films de revêtement. Les contraintes et déformations thermiques peuvent être résolues quantitativement.Des miroirs à réflexion totale et des monochromateurs multicouches refroidis à l'eau et à l'azote liquide ont été étudiés avec des paramètres typiques de charge thermique, de refroidissement et de géométrie. Les effets de refroidissement de l'optique et de la charge thermique du faisceau de rayons-X ont été décrits. Il est montré que les influences de la température sur le revêtement et la déformation sont négligeables. La contrainte dans le substrat n'est que légèrement augmentée (<0.1%). Cependant, des fortes contraintes sont induites dans les couches en raison de la différence de CTE, ce qui peut être critique pour la survie de l'optique. Pour la condition de refroidissement à l'eau, la couche est sous contrainte de compression de plusieurs dizaines de MPa, ce qui est normalement inférieur à la résistance du matériau de la couche. Pour la condition de refroidissement à l'azote liquide, cependant, une grosse contrainte de traction de plusieurs centaines de MPa apparait dans la couche lorsque l'optique est refroidie jusqu'à la température de l'azote liquide (80 K). Cette contrainte de traction peut dépasser la résistance à la traction (UTS) pour certains types de matériaux de couche. La contrainte thermique dans l'optique multicouche dépend de la différence de CTE entre le matériau de la couche et le matériau du substrat, mais elle est indépendante de la différence des CTE entre les différentes sous-couches. En principe, pour minimiser la contrainte thermique, le matériau de revêtement doit avoir un CTE proche de celle du substrat, un module de Young et un coefficient de Poisson plus petits. En outre, une grande résistance du matériau de la couche est bénéfique pour sa capacité à résister à la contrainte thermique.Pour obtenir des informations appropriées sur le comportement des multicouches sous l'influence de la charge thermique, des propriétés telles que le module de Young, le ratio entre CTE et module de Poisson des multicouches sont déterminés indirectement en mesurant la variation de la courbure due au changement de température. Des couches simples de B4C, Pd et Cr et des multicouches [Pd/B4C] d'épaisseurs de l'ordre du nanomètre sont préparées et mesurées. Les résultats expérimentaux montrent que tous les matériaux étudiés présentent un CTE et/ou un module de Young inférieur par rapport aux données dans la littérature. Cela est particulièrement vrai pour les couches minces de B4C. Par conséquent, la contrainte thermique réelle et la contrainte dans les couches de revêtement d'un miroir ou de multicouches optiques sont sensiblement plus petites que les résultats calculés avec les propriétés des matériaux massifsMultilayer optics for X-rays typically consists of hundreds of periods of alternating sub-layers coated on a silicon substrate. The thickness of one period of sub-layers is a few nanometers. The silicon substrate is typically a block of 60 mm large, 60 mm wide and 60 to 300 mm long. The high aspect ratio (~107) between the size of the optics and the thickness of the multilayer can lead to a very large number of elements (~1016) for the numerical simulation (by FEA). Some special layer-functioned elements have been developed recently (in 2011) in ANSYS, which means the properties of each layer can be explicitly defined. In this work, the thermal-structural analysis model has been implemented for multilayer optics by use of these layer-functioned elements. The number of meshed elements is considerably reduced by a factor of more than 30 and the number of sub-layers feasible for the present computers is increased significantly. Based on the finite element model of multilayer optics, the non-uniform three-dimensional temperature distribution can be simulated with variable heat load parameters, cooling conditions, material properties and geometries of the substrate and the coating films. The thermal stress and deformation can be solved quantitatively.Single layer coated mirrors and multilayer monochromators cooled by water or liquid-nitrogen are studied with typical parameters of heat-load, cooling, and geometry. The effects of cooling-down of the optics and the X-ray beam heat-load are described. It is shown that the influences from the coating on temperature and deformation are negligible. The stress in the substrate is only slightly increased (<0.1%). However, large layer stresses are induced due to the different thermal expansion coefficients (CTE) between the layer and substrate materials, which are the critical issues for the survival of the optics. For the water cooling condition, the layer is under compressive stress of tens of MPa which is normally less than the strength of the layer material. For the liquid-nitrogen cooling condition, however, large tensile stress of several hundreds of MPa is formed in the layer as the optics is cooled more than 200 K down to the liquid-nitrogen temperature (80K). This tensile stress can exceed the ultimate tensile strength (UTS) for some kinds of layer materials. The thermal stress in multilayer optics depends on the difference in CTE between the layer material and the substrate material, but it is independent on the CTE difference between different sub-layers. In principle, to minimize the thermal stress, the coating material should have a CTE closer to that of the substrate, smaller Young's modulus and Poisson's ratio. Moreover, a higher strength of the layer material is beneficial for its ability to withstand the thermal stress.To acquire appropriate information about the behaviour of thin multilayer films under the influence of thermal loading, material properties such as Young's modulus, Poisson's ratio and CTE, of thin multilayer films are determined indirectly by measuring the curvature change due to uniform temperature change. B4C, Pd and Cr single layers and [Pd/B4C] multilayers of thicknesses in the nanometer range are prepared and measured. The experimental results show that all of the studied materials exhibit lower CTE and/or Young's modulus than expected from bulk data in the literature. This is particularly true for the thin B4C films. Therefore, the real thermal stress and strain in the coating layers of a mirror or multilayer optics are significantly smaller than the calculated results with bulk material properties.results with bulk material properties
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Gafsi, Rachid. "Capteurs de contraintes et de perturbations a fibres optiques." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0509.
Full textAbstract:
Dans ce travail de thèse, nous avons développé et testé deux capteurs à fibres optiques intrinsèques et à modulation d'intensité, pour la mesure des contraintes mécaniques de compression et la détection des perturbations (vibrations, impacts et ondes acoustiques). Le capteur de contraintes est ponctuel. Il est basé sur le couplage de la lumière entre deux fibres optiques multimodes, faiblement fusionnées par la tranche et intégrées dans la résine époxyde. Les contraintes de compression appliquées sur le capteur induisent une augmentation de l'indice de réfraction des fibres optiques et notamment dans la zone de fusion. Ceci a pour effet le couplage de la lumière de la première fibre guidant la lumière a la seconde et qui est proportionnel à la contrainte extérieure appliquée sur le capteur. Ce capteur est dédié à la mesure des fortes valeurs de contraintes, pour les applications dans le domaine du génie civil. Le capteur de perturbations à fibre optique exploite le phénomène des interférences intermodales (bruit modal) dans les fibres optiques multimodes, guidant une lumière cohérente. C'est un capteur distribué et la fibre optique est sensible sur toute sa longueur. En effet, une fibre optique multimode guidant une lumière cohérente présente des fluctuations du déphasage entre les modes, en cas de perturbations. Afin de convertir les fluctuations de phase en une variation d'intensité, nous avons effectué un filtrage spatial, par le raccordement d'une seconde fibre ayant un diamètre du cœur plus petit que celui de la fibre sensible. Ce capteur à été intégré dans les matériaux composites utilisés en construction aéronautique et aérospatiale
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Douale, Philippe. "Étude expérimentale et modélisation thermomécanique du comportement de revêtements en chocs thermiques intenses et cycliques." ENSMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0922.
Full textAbstract:
Notre étude a pour objectif l’amélioration de la durée de vie des tubes d'armes. Leur paroi interne est soumise à des flux thermiques très intenses (de l'ordre du gw/m 2) durant quelques millisecondes. Ainsi leur surface est portée à une température de l'ordre de 1200\c. De ce fait, le revêtement de protection actuel (chrome électrolytique - cr el. ) développe un réseau de fissures et recristallise, le substrat en acier subissant une transformation martensitique (zat). Afin d’évaluer l’intérêt d'autres revêtements, nous développons une méthode d'essai produisant des chocs thermiques intenses et répétés et analysons, dans l'essai et sur le tube d'armes, le comportement de revêtements de cr el et pvd par simulation numérique. Nous tirons de la littérature, mesurons ou estimons les données nécessaires au calcul du champ de température et de contrainte dans un tel essai, à savoir, pour l'acier, les cr el. Et pvd, et un dépôt pvd de tungstène, l’évolution avec la température de la chaleur massique, de la conductivité thermique, du coefficient de dilatation thermique, du module d'young et de la limite d'élasticite. L'essai consiste à exposer cycliquement des éprouvettes au four solaire d'odeillo. A l'aide d’expériences et de simulations numériques, on détermine les conditions permettant de reproduire les endommagements du tube d'armes. Le flux est plus faible (12 mw/m 2) et doit être imposé pendant 1s. L'ensemble de l'approche est validée par comparaison des résultats des simulations avec les observations sur le plan thermique, de la profondeur de la zat. Sur le plan mécanique, le calcul fournit une déformation plastique et une tension résiduelle dans le cr el compatible avec les endommagements observes. Une étude numérique montre la nécessité d'une prise en compte réaliste de l’évolution avec la température des caractéristiques physiques et mécaniques des matériaux.
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Glais, Estelle. "Nanostructures à propriétés optiques et thermiques pour l’élaboration de « Nanothermomètres »." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS496.
Full textAbstract:
L’étude de la variation des propriétés de luminescence en fonction de la température est une méthode très prometteuse pour mesurer la température. Des études récentes ont montré que les nanomatériaux permettaient une détermination locale et sans contact de la température. Une telle mesure trouverait des applications dans de nombreux domaines comme la médecine, l’aéronautique, la marine ou dans la compréhension de mécanismes en catalyse. Les nanoparticules de composition ZnGa2O4:Cr3+ sont de potentielles candidates du fait de leur haute sensibilité sur une large gamme de température. En effet, le temps de vie de luminescence dépend drastiquement de la température puisque les deux niveaux émetteurs 4T2 and 2E sont en équilibre thermique. Dans ces travaux, les propriétés de luminescence des nanoparticules de 10 nm de diamètre sont dans un premier temps optimisées dans le but d’améliorer leurs performances en tant que capteur thermique. Par la suite, dans l’optique de générer une élévation locale de température, des nanobâtonnets d’or dont synthétisés. Sous excitation, ces nanoobjets sont capables d’induire une élévation de température grâce à leurs propriétés plasmoniques. Après calibration des nanocapteurs, et mise en évidence de l’élévation de température par le biais d’une caméra thermique, les nanosources de chaleur et les nanothermomètres sont mis en contact dans le même milieu. La variation de la réponse du nanothermomètre est très prometteuse, c’est pourquoi ce type de système permettant une élévation de température précise et contrôlée est envisagé pour des applications dans des traitements hyperthermiquesThe study of the variation of luminescent properties with temperature is one of the promising way to measure temperature. Recent studies showed that luminescent nanomaterials allow a local and contactless temperature determination. This could be very useful in many applications like medicine, aeronautic, and marine or in the understanding of catalytic mechanism. ZnGa2O4:Cr3+ is a potential nanothermometer because of its high sensitivity on a large temperature range. Indeed, the luminescence lifetime is drastically dependent on temperature since the 4T2 and 2E emitted levels are in thermal equilibrium. In this study, we firstly optimized the luminescence properties of 10 nm in diameter nanoparticles with the aim of improving their capability as thermal nanosensor. In order to generate a local temperature increase, gold nanorods are then synthetized. Under an appropriate excitation, such gold nanoparticles may induce a heating due to their plasmonic properties. Once the calibration of the nanosensor is effective and the heat generation is highlighted by thermal camera pictures, both nanoheaters and nanothermometers were introduced in the same medium. The variation of the optical nanosensor response is promising. Thus this coupled system is considered as a potential candidate for hyperthermia treatments with a precise and controlled temperature
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Gougeon, Nicolas. "Rupture et vieillissement des fibres optiques." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN10152.
Full textAbstract:
Initialement conçues pour les liaisons intercontinentales, les fibres ont vu leur domaine d'utilisation s'étendre aux réseaux de distribution locale et ce, en raison d'une demande croissante, toujours plus gourmande en débit d'informations. En pénétrant chez l'abonné la fibre se trouve exposée à des contraintes plus sévères du fait des sollicitations mécaniques et des variations climatiques. La compréhension des mécanismes de rupture et de vieillissement de la fibre optique est donc essentielle afin d'assurer la fiabilité du réseau. L'objet de cette thèse est d'étudier les mécanismes de rupture de la fibre optique de silice et de mieux comprendre les phénomènes physico-chimiques liés au vieillissement. On pourra ainsi mieux maîtriser l'évolution dans le temps des propriétés mécaniques de la fibre.
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Neifar, Mondher. "Comportement thermomécanique des enrobes bitumineux : expérimentation et modélisation." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0122.
Full textAbstract:
Cette étude traite de l'analyse du comportement thermomécanique des enrobés bitumineux. Après une étude bibliographique sur la rhéologie des géomatériaux et les propriétés mécaniques de l'enrobé bitumineux, une modélisation du comportement des mélanges bitumineux est présentée. Le modèle monodimensionnel développé, qui a été introduit par Di Benedetto, permet de décrire la réponse du matériau dans le domaine linéaire, le domaine non linéaire et à l'écoulement viscoplastique. Il présente un aspect discret et pourrait être développé en utilisant des spectres continus. Une étude expérimentale du comportement thermomécanique d'un enrobé bitumineux est également proposée. Un essai de laboratoire a été conçu. Il permet d'étudier les phénomènes thermiques, ainsi que les effets mécaniques et thermiques couplés. Lors de cet essai, une éprouvette est soumise à différents paliers de température (effets thermiques), sans ou à différentes contraintes axiales maintenues constantes (effets mécaniques). Les mesures des déformations axiales et radiales sont réalisées. Lors d'un palier en température, les réponses en déformation se stabilisent si l'on reste dans le domaine des basses températures et des faibles contraintes. Des déformations visqueuses apparaissent en moyennes températures. Les coefficients de dilatation/contraction thermiques axiaux et radiaux sont déterminés. Ils permettent de constater le comportement anisotrope du matériau. Enfin, une application à modèle discret développé, pour la simulation des contraintes thermiques, est présentée. Ces contraintes sont dues aux phénomènes de couplage thermomécanique. Elles sont à l'origine des fissurations des enrobés en basse températureThis study enters within the framework researches led to the Geomaterials Laboratory of the Civil Engineering Department and Building of National School of Public Works (E. N. T. P. E), on geomaterials, and more particularly on the coated bituminous. After a bibliographical study on the geomaterials rheology and mechanical properties of the coated bituminous, a modelisation of the bituminous mix behavior is presented. The one-dimension model developed allows to describe the reply of the material in the linear domain, the non-linear domain and to the plastic flow. It presents a discreet aspect and could have be developed by using continuous spectrums. An experimental study of the thermomechanical behavior of a bituminous mix is proposed. A laboratory test has been conceived. It allows to study thermal phenomena, as well as coupled thermal and mechanical effects. During this test, a cylindrical sample is submitted to different plateaus of temperature (thermal effect), for different constant axial stress (mechanical effects). Axial and radial strains are measured. Inside the domain of low temperature and low stress, a stabilisation of strain is obtained. Viscous stress appears in the medium and high range of temperature. Coefficients of radial and axial thermal dilation/contraction are determined. An anisotropic behavior of the material is observed. Finally, an application of the developed discreet model, for the thermal induced stress simulation, is presented. These stresses are related to thermomechanic coupling phenomena. They are originally of pavement cracking in low temperature
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Pichon, Pascal. "Fatigue thermomécanique des élastomères polyuréthane : caractérisation expérimentale de l'évolution des microstructures et modélisation des échanges thermiques." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0012/these.pdf.
Full textAbstract:
Deux formulations polyuréthane segmenté, PP et Adilithe VIII, ainsi que leurs segments souples et rigides modèles, ont été synthétisées par coulée basse pression. Dans la formulation PP, les segments rigides (SR) sont répartis en une partie dissoute dans la matrice souple, une partie sous forme de nodules amorphes et le reste sous forme de lamelles elles-mêmes organisées sous forme de sphérolites. Il existe un gradient de morphologie radial dans les cylindres de diamètre 39 mm de la formulation PP, lié à l’exothermie de réaction lors de la mise en oeuvre. La formulation Adilithe VIII ne présente pas de gradient de morphologie, et montre une bonne séparation de phase. La microstructure et les propriétés de la formulation PP ont été suivies pendant plusieurs semaines après la mise en oeuvre et la cuisson. Au cours de cette période de maturation, l’hydrolyse des fonctions NCO libres pour produire des liaisons urée aux bords des nodules amorphes et des lamelles organisées est à l’origine de l’augmentation du module. En traction comme en compression statiques uniaxiales, les deux formulations ont des comportements très différents. PP a un comportement viscoélastique et met en évidence un effet Müllins très clair. Par contre, Adilithe VIII a, au-delà d’une certaine contrainte, un comportement viscoélastoplastique. Ce comportement limite la gamme d’utilisation en contrainte de ce matériau, en statique comme en dynamique. Le caractère viscoélastique des formulations polyuréthane étudiées mène à la dissipation d’une partie du travail mécanique fourni au système lors d’un essai mécanique dynamique. Tout ou partie de ce travail dissipé est converti sous forme de chaleur et conduit à l’autoéchauffement de l’échantillon lors de l'essai. L’essai de fatigue thermomécanique a pour conséquence un micromélange de phases. Au-delà de la Tg des SR, une partie des nodules amorphes se dissout dans la matrice, ce qui a pour conséquence une baisse du module. Après détermination de tous les échanges thermiques entrant en jeu dans le système, nous avons modélisé avec un bon accord avec l’expérience et sans paramètre ajustable les refroidissements dans l’air d’échantillons de différentes dimensions. La prise en compte d’une résistance thermique de contact entre les plots et les mors en acier a permis de modéliser également les refroidissements d’échantillons entre les mors de fatigue. L’utilisation d’un terme source, relié aux propriétés mécaniques du matériau (complaisance de perte), dans le logiciel de calculs par éléments finis permet de simuler l’autoéchauffement sous contrainte des formulations. La non-stabilisation thermique peut également être simulée avec une équation uniqueTwo segmented polyurethane formulations, PP and Adilithe VIII and their soft and rigid models segments, have been synthesized by low pressure casting. For PP materials, hard segments (HS) are partly dissolved in the soft matrix. Part of the HS forms amorphous nodules and the rest forms organized lamellas, which are structured in shape of spherulites. A radial gradient of morphology is present in the 39 mm-diameter PP cylindrical specimen, due to the exothermal reaction during processing. Adilithe VIII materials don’t show any gradient of morphology and a good phase separation. The microstructure and properties of the PP formulation were followed for several weeks after casting and curing. During this ageing period, the hydrolysis of free NCO functions, which produce urea linkages at the border of soft matrix with amorphous nodules and organized lamellae, is held responsible for the modulus increase. Tensile and compressive static testing shows that both formulations have very different behaviours. PP has a viscoelastic behaviour and reveals a clear Müllins effect. Adilithe VIII has, beyond a certain stress, a viscoelastoplastic behaviour. This behavior limits the range of use of this material, in both static as dynamic modes. The viscoelastic behaviour of polyurethane formulations leads to a dissipation of the supplied mechanical work during a dynamic mechanical test. Part of this dissipated work is converted into heat and leads to a self-heating of the sample during the test. The consequence of the thermomechanical fatigue test is a phase mixing. Beyond the Tg of the HS, some amorphous nodules dissolves in the soft matrix, which results in a decrease of the modulus. After determination of all types of heat transfers that take place in the system, we modelled with a good agreement, and without any adjustable parameter, experimental coolings of samples of different sizes. The contact between samples and steel grips was modelled by a thermal contact resistance. This enables to model the cooling of samples between the grips. The self-heating of the materials under dynamical loading is then modelled, via a finite element software, by defining a heat source related to the mechanical properties of the material (loss compliance). Thermal non-stabilization can also be simulated, with use of a single equation
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Forster, Stéphane. "Fiabilité fonctionnelle et mécanismes de dégradation des TRIACs soumis aux chocs thermiques par di/dt à la fermeture." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Forster.Stephane.SMZ0137.pdf.
Full textAbstract:
Les TRIACs sont des interrupteurs bidirectionnels en courant et tension, généralement protégés des parasites du secteur (dV/dt) par un CALC. Ce circuit de protection provoque à la fermeture des TRIACs une forte contrainte électrique (di/dt), responsable de la dégradation prématurée des composants. L'auteur étudie les effets thermoélectriques de la fermeture des TRIACs sous fort di/dt par l'intermédiaire de simulations transitoires ISE et de l'analyse de défaillance. Le mécanisme de dégradation est caractérisé par la formation de points chauds dans la structure (choc thermique par di/dt) qui induisent des forces mécaniques de tension dans la puce. A chaque cycle de commutation, ces contraintes mécaniques développent les défauts initiaux en micro-fissures soit dans le volume du silicium, soit à l'interface avec le contact métallique. L'analyse statistique de cette fatigue thermique des TRIACs montre que les composants défaillent en suivant une distribution de Weibull. Une loi d'extrapolation de la durée de vie, obtenue théoriquement par les mécanismes de dégradation, est validée par les tests accélérés de fiabilité. Cette loi permet notamment d'estimer la durée de vie des TRIACs sous des contraintes di/dt nominales de fonctionnementTRIACs are bi-directional current switches that are generally protected from perturbations, like dV/dt, by a Snubber circuit. This circuit creates, at the turn-on of the TRIACs, high current pulses (di/dt) responsible of the early degradation of the power devices. The author studies the thermoelectric and thermomecanical effects of the turn-on TRIACs under strong di/dt through transient ISE simulations and failure analysis. The degradation mechanism is characterized by the formation of hot spots in the structure (silicon undergoes a thermal shock) that induce mechanical tensile forces in the die. These cycles of mechanical stress develop the initial defects in fatigue micro-cracks in the silicon bulk or at the interface with the metallic contact. The statistical analysis of the thermal fatigue of the TRIACs shows that the device failures folow a Weibull distribution. An extrapolation law, obtained theoretically from the degradation mechanism, is validated by accelerated life tests. This law is used to estimate the lifetime of the TRIACs under nominal di/dt for a defined application
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Forster, Stéphane Charles Jean-Pierre. "Fiabilité fonctionnelle et mécanismes de dégradation des TRIACs soumis aux chocs thermiques par di/dt à la fermeture." [S.l.] : [s.n.], 2001. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2001/Forster.Stephane.SMZ0137.pdf.
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Arnal, Etienne. "Modélisation et commande hiérarchisées du bâtiment pour l'amélioration des performances énergétiques, thermiques et optiques." Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00873975.
Full textAbstract:
A notre époque, la maîtrise des consommations énergétiques est un enjeu très important pour la préservation des ressources naturelles terrestres. Outre le domaine des transports, des gains énergétiques significatifs existent dans le domaine des bâtiments résidentiels ou tertiaires. Alors que la construction basse consommation est aujourd'hui une réalité, la rénovation n'est que très rarement mise en pratique. Ainsi, l'objectif de cette thèse est d'évaluer les gains énergétiques potentiels issus de la rénovation d'un bâtiment ancien pour être en cohérence avec son environnement et ses modes d'exploitation. Au coeur de ce travail se trouvent les problématiques du système bâtiment, et du confort des occupants. Au regard de ces connaissances, nous proposons une architecture globale de contrôle du bâtiment répondant à des missions de confort optique et thermique, et de réduction des consommations énergétiques. Pour cela nous nous appuyons sur l'approche systémique et l'Automatique qui permettent depuis la modélisation jusqu'à l'élaboration de lois de commande de faire coopérer toutes les installations domotiques. L'évaluation du contrôle est réalisée en simulation sur un bâtiment ancien équipé d'un chauffage central, de luminaires et de stores vénitiens intérieurs pilotés. L'architecture de contrôle présentée est issue d'une analyse systémique du bâtiment et se base sur une approche hiérarchique en adéquation avec les exigences des utilisateurs et les différentes échelles de représentation. Afin d'expérimenter cette architecture de contrôle, un modèle physique de bâtiment multi-échelle a été réalisé en utilisant une approche Bond-Graph et permet d'estimer le comportement optique et thermique du bâtiment en séparant les dynamiques lentes et rapides. La synthèse des lois de commande a ensuite été effectuée en réduisant ce modèle de simulation et a permis d'implémenter deux lois de commandes. La première s'exprime à l'échelle du bâtiment par une commande prédictive du chauffage central et considère l'évolution future de la température extérieure et de la puissance radiative solaire. La seconde prend place au niveau des pièces sous la forme d'une commande optimale des radiateurs, des stores et des luminaires afin d'assurer la température opérative moyenne et l'éclairement moyen souhaité par les occupants. L'étude des gains énergétiques offerts par la rénovation du système de contrôle a permis de mettre en valeur l'intérêt de l'architecture de contrôle présenté. Les résultats ont montré que l'implantation d'une commande prédictive sur le chauffage central permet de réduire de plus de 20% ses consommations énergétiques. Par ailleurs, le contrôle optimal dans les pièces offre un gain d'environ 20% sur le confort thermique et de 75% sur le confort optique.
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Perrier, Noël. "Expression et accumulation fonctionnelle de l'acétylcholinestérase dans le système nerveux central." Paris 5, 2005. http://www.theses.fr/2005PA05S030.
Full textAbstract:
L'épissage alternatif de l'acétylcholinestérase (AChE) et son association avec d'autres protéines produit diverses formes moléculaires. Les tétramères du variant AChET, ancrés à la surface des neurones par la protéine PRiMA, constituent la forme majoritaire dans le cerveau des mammifères. Nous avons montré que l'expression de PRiMA conditionne la stabilisation d'AChE active dans le cerveau de souris. Nous avons aussi précisé le rôle des résidus aromatiques du peptide C-terminal dans le trafic intracellulaire des sous-unités AChET. Nous avons quantifié l'expression des transcrits d'AChE après un stress dans le cerveau de souris et un choc thermique dans des neuroblastomes, ainsi qu'après une inhibition irréversible de l'AChE. Nous n'avons confirmé une augmentation du variant AChER, résultant d'un défaut d'épissage, que dans certaines conditions, et en proportion très faible par rapport aux transcrits totaux d'AChE ; de plus, nous n'avons pas observé la protéine correspondanteAcetylcholinesterase (AChE) exists in various molecular forms, depending on alternative splicing and association with other proteins. In the brain, the major species consists of AChET tetramers anchored to the cell membrane of neurons by the PRiMA protein. We analyzed the mRNA expression of PRiMA in the mouse brain, which seems to represent a limiting factor for proper AChE accumulation. We also investigated the role of the C-terminal domain of AChET : its aromatic residues are implicated in folding, secretion and degradation of unassembled subunits. Stress and AChE inhibitors have been reported to induce the expression of the AChER variant, which produces a soluble monomer. We analysed AChE expression in the mouse brain after an immobilization stress and after heat shock in neuroblastoma cells, as well as after irreversible AChE inhibition. We observed a moderate increase of the expression of the AChER variant in some cases, but we did not detect the corresponding active enzyme in vivo
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DOUKKALI, KHALID. "Comportement d'un composite epoxy-verre sous l'action de contraintes electriques, thermiques et mecaniques." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30052.
Full textAbstract:
Le travail que nous presentons porte sur la reponse a des sollicitations electriques de materiaux composites epoxy-fibres de verre. La premiere partie du travail porte sur la reponse a un echelon de tension. On montre que pour des temperatures inferieures a une zone 80-100#oc, la reponse est de type dipolaire et le materiau a un comportement lineaire aussi bien en regime transitoire qu'en regime permanent. Au-dela de cette zone de temperature une contribution ionique a la conduction est mise en evidence. Cela conduit a l'etablissement d'une charge d'espace localisee aux interfaces matrice-fibre de verre. La zone de temperature separant les deux types de comportements est la zone de la temperature de transition vitreuse que nous avons mise en evidence par analyse thermique differentielle. Une seconde partie est l'etude de la reponse en alternatif (permittivite complexe). On met en evidence un pic de relaxation dipolaire qui est lie a la reponse de la matrice epoxy. Outre ce comportement assez conventionnel on a observe un comportement anormal du composite lorsque celui-ci a une teneur en eau superieure a 0,8%. Ce comportement est associe a l'existence de microfissures ou de delamination a l'interface epoxy-verre. Dans un dernier paragraphe, on detaille les effets de l'absorption d'humidite sur la reponse dielectrique. La derniere partie de ce travail est relative a l'action couplee de contraintes mecaniques et electriques. Alors qu'en dessous de la transition vitreuse la contrainte mecanique en flexion ne joue pas sur la reponse electrique, pour t=100#oc, on observe un niveau de conduction beaucoup plus important et la constitution de charges d'espaces modifiant tres sensiblement l'allure des courants de charges et de decharge. Cet effet peut aller jusqu'a une inversion de polarite du courant de decharge. Une amorce de modelisation de ce phenomene a ete proposee
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Perret, Christian Witomski P. "Simulation numérique des échanges thermiques et des contraintes thermoélastiques dans un tirage Czochralski." S.l. : Université Grenoble 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00335809.
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Perret, Christian. "Simulation numérique des échanges thermiques et des contraintes thermoélastiques dans un tirage Czochralski." Grenoble 1, 1989. https://theses.hal.science/tel-00335809.
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Tchounkeu, Magloire. "Etudes des propriétés optiques et physiques de GaN-Al2O3 : caractérisation et effets de contraintes." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20029.
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Le nitrure de gallium est un materiau semiconducteur a grande largeur de bande interdite. Combine avec inn et aln des alliages ternaires associes, il est possible de realiser des dispositifs electroniques et optoelectroniques avances pour applications sous conditions hostiles. Nous utilisons diverses experiences d'optiques, pour etudier et caracteriser le materiau gan epitaxie sur saphir. Nous etudions l'evolution des energies de transitions excitoniques en relation avec la contrainte residuelle dans la couche. Nous determinons les valeurs des parametres de champ cristallin et de couplage spin-orbite pour la bande de valence fondamentale. En etudiant l'influence de la temperature, nous estimons les temperatures de debye et d'einstein.
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Moulard, Gilles. "Développement d'une technique de mesure in situ de contraintes dans les couches minces : application à la mesure des contraintes intrinsèque et thermique." Saint-Etienne, 1997. http://www.theses.fr/1997STET4015.
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Le développement d'une technique de mesure in situ des contraintes dans les couches minces a fait l'objet de ce travail ; la finalité étant d'obtenir de plus amples informations sur les caractéristiques mécaniques et thermiques du film, et le développement des contraintes internes lors de sa formation. La technique permet de différencier expérimentalement les contraintes thermique et intrinsèque, cette dernière étant représentative de l'évolution des contraintes dans les films. Une méthode optique a été choisie pour son adaptation à tous les procédés de dépôt sous vide. La technique, basée sur le principe de la poutre encastrée appelée encore cantilever, utilise la réflexion d'un faisceau laser sur le substrat pour suivre la variation de courbure de l'échantillon lorsque les contraintes se développent. La grande souplesse d'utilisation et la résolution adaptable suivant l'amplitude de la contrainte mesurée, sont obtenues à l'aide d'une détection vidéo et du traitement d'images. Le taux d'échantillonnage de 0,4 seconde permet d'effectuer une mesure toutes les 3 monocouches déposées. Cette technique a été validée dans le cas de films de chrome élaborés par pulvérisation cathodique magnétron. Le suivi en continu de la contrainte en fonction de l'épaisseur du film a mis en évidence que certains dépôts peuvent développer une phase en compression aux faibles épaisseurs même si ceux-ci possèdent une contrainte finale en tension. L'influence de la température de dépôt, de la puissance cathodique et de la pression d'argon sur l'évolution des contraintes a été étudiée. En définissant la contrainte instantanée comme la contrainte présente dans chaque monocouche qui se dépose, 3 types d'évolution de cette contrainte en fonction de l'épaisseur ont été associés à 3 microstructures de film particulières : aciculaire, colonnaire et dense. La technique permet également, en mesurant la contrainte thermique sur un certain domaine de température, de déterminer le coefficient de dilatation thermique du film ainsi que son module d'Young ; ce dernier dépend de la microstructure de la couche
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Godefroy, Anne. "Croissance et étude d'hétérostructures contraintes pour amplificateurs optiques insensibles à la polarisation." Rennes 1, 1994. http://www.theses.fr/1994REN1A001.
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Mohanna, Yasser. "Etude de l'état des contraintes internes des préformes et des fibres optiques." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0146.
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Lors de leur elaboration, des contraintes permanentes apparaissent dans les preformes et les fibres optiques. Ces contraintes residuelles influent sur les proprietes optiques et mecaniques du materiau. Apres une modelisation des contraintes internes dans les cylindres par photoelasticite, on presente un dispositif optique permettant d'obtenir les profils de contraintes des fibres et des preformes. Puis l'analyse et les mesures des contraintes sont effectuees. On montre les relations des contraintes internes avec les performances et les conditions de fabrication des preformes et des fibres. Enfin, une etude de la cinetique de relaxation des contraintes de fibres optiques monomodes donne la prevision de l'etat des contraintes pour differentes temperatures en fonction du temps. En se basant sur ces equations de relaxation, on developpe une methode pour estimer la temperature de l'arc electrique d'une soudeuse de fibres optiques
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Kétata, Mohamed. "Capteurs à fibres optiques pour la détection et la localisation des contraintes et déformations." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1989. http://www.theses.fr/1989ECAP0094.
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Patois, Raphaël. "Méthodes optiques et acoustiques pour les microscopies thermiques et thermo-élastiques aux échelles micro et nanométriques." Besançon, 2003. http://www.theses.fr/2003BESA2024.
Full textAbstract:
Nous présentons dans ce mémoire différentes méthodes de détection locale permettant la mesure de la température de surface de l'échantillon. Après une étude théorique concernant l'optimisation de la longueur d'onde de détection en radiométrie infrarouge, les spécifications d'un radiomètre à champ proche sont abordées. La technique retenue met en œuvre un microlevier d'AFM qui assure simultanément le suivi de topographie, la mesure dynamique du déplacement thermoélastique et le rôle de la sonde pour l'investigation du champ proche radiatif émis à la surface de l'échantillon. Le microscope à balayage réalisé dispose d'un système d'asservissement topographique utilisant la mesure de la fréquence de résonance du microlevier. Les résultats d'imagerie thermoélastique sur des surfaces échauffées par effet Joule démontrent une sensibilité verticale de l'ordre du pm. Hz-1/2, la résolution latérale étant limitée par le rayon terminal de la sonde. Enfin, nous montrons que la sensibilité des détecteurs infrarouges doit être améliorée pour extraire un signal de champ procheThis thesis deals with various local detection methods allowing temperature measurement of the sample surface. After a theoretical study concerning the optimization of detection wavelength in infrared radiometry, the first specifications on a near-field radiometer are given. The selected method implements an AFM cantilever which ensures at the same time the topographic control, the dynamic measurement of thermo-elastic displacement and the local probing of the radiative near-field emitted from the sample surface. The tip-sample distance control of our home-build scanning thermal microscope uses the measurement of the resonance frequency of the cantilever. Thermo-elastic images obtained for samples heated by Joule effect show a vertical sensitivity of about a few pm. Hz-1/2, the lateral resolution being limited by the tip radius. Finally, we show that the sensitivity of infrared detection should be increased in order to extract near-field signal
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Sqalli, Houssaini Abderrahim. "Champs thermiques et mécaniques induits par le mouvement des dislocations." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Sqalli_Houssaini.Abderrahim.SMZ9605.pdf.
Full textAbstract:
Au cours de la modélisation des comportements des matériaux, il est difficile d'ignorer les processus irréversibles. Ce sont des processus faisant intervenir des déformations inélastiques ou anélastiques s'accompagnant d'une dissipation intrinsèque provoquant un échauffement du solide. Pratiquement, tout phénomène inélastique ou anélastique est lié à la propagation de défauts. L'analyse thermomécanique de tel phénomène montre que la source de chaleur peut être identifiée aux défauts mobiles créant ainsi des gradients thermiques importants. Dans ce travail, nous avons traité les effets dissipatifs et les mécanismes de couplage thermoélastique associés aux mouvements des dislocations. Les outils mis en place sont établis dans un cadre très général mais appliqués à l'étude des effets thermomécaniques de la mobilité uniforme d'une dislocation coin rectiligne dans un milieu élastique. Pour analyser les effets thermomécaniques liés aux mouvements des dislocations, nous avons utilisé le formalisme de la thermodynamique des processus irréversibles. Nous avons ainsi montré que l'existence d'une dislocation mobile dans le milieu se traduit par la présence d'une source de chaleur linéique dissipative. Cette source engendre des variations de la température qui à leur tour engendrent des déformations et des contraintes thermiques. L'analyse de ces champs montre que les couplages thermomécaniques induits par le mouvement des dislocations prises individuellement restent extrêmement faibles. Par contre, l'extension de cette étude au mouvement des dislocations prises collectivement telle que la bande de cisaillement a permis d'aboutir à des effets thermiques très importants. Par ailleurs, l'étude thermodynamique a permis d'introduire la force thermodynamique associée au mouvement de la dislocation. Le calcul de cette force, à partir des différents champs thermomécaniques induits par la présence et le mouvement de la dislocation coin rectiligne, permet d'établir que quelle que soient la vitesse propre et le rayon du cœur de la dislocation, cette force s'identifie bien à celle de peach et koehler et ne peut en aucun cas être causée par les champs thermomécaniques propres de la dislocationIn the context of the modelling of materials behaviors, it is difficult to ignore the irreversible processes. These processes are inseparably connected with inelastic or anelastic deformations and therefore with intrinsic dissipation which leads to an overheating of the solid. In practice, these deformations are associated with the propagation of the lattice defects. A thermodynamical analysis of this phenomena shows that the heat source may be represented by the motion of defects causing an important thermal gradient. In this work, we treated the dissipative effects and the thermoelastic coupling mechanisms associated with the moving dislocations. This is done in a general framework but is used to study the thermomechanical effects of the steady-state quasi-static motion of a straight edge dislocations in an elastic medium. To analyse the thermomechanical effects associated with the moving dislocations, we used the irreversible thermodynamic process. We shown that the existence of a moving dislocation in a medium behaves likes a moving and dissipative straight heat source. This source generates a thermal variations which in turn generate thermal strains and stresses. The analysis of these fields shows that the thermomechanical coupling caused by the moving dislocation remains negligible. Nevertheless, the extension of this study to a situation of a large number of dislocations like a shear band allowed to obtain an important thermal effect. Morever, the thermodynamical study permitted to introduce a thermodynamical force associated with the moving dislocation. The calcul of this force from the different thermomechanical fields introduced by the presence and movement of the dislocation allowed to establish that whatever the speed of the dislocation and the radius of her core, this force is exactly the Peach and Koehler one and it's never due to the proper thermomechanical fields of the straight edge dislocation
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Sof, Said. "Etude des profils de température dans les plaquettes de silicium multicristallin en cours d’élaboration et simulation d'un système de pilotage du faisceau électronique d'irradiation destiné a diminuer les contraintes d'origine thermique." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0053.
Full textAbstract:
La technique EPR (Electron Powder Ribbon) permet l'élaboration des rubans de silicium multi cristallin destinés à la fabrication des cellules solaires en utilisant une ligne de fusion obtenue par déflexion magnétique d'un faisceau électronique. Les forts gradients de température sont la cause principale de l'apparition des contraintes thermiques. Leur élimination nécessite une meilleure connaissance des profils de température. A cette fin, nous avons procédé à une modélisation en 3 dimensions des échanges thermiques ; après localisation et évaluation des contraintes à partir des profils de température obtenus, nous adaptons les paramètres de tir age pour que ces profils soient linéaires. Nous analysons expérimentalement les contraintes résiduelles dans le ruban par photo-élasticimétrie infrarouge assistées par ordinateur (PIRAO). Enfin, nous proposons un système de pilotage du faisceau électronique par ordinateur assurant le dépôt d'énergie le mieux adapté aux conditions thermiques énoncées précédemmentMulticrystalline silicon solar cells can be achieved with the Electron Powder Ribbon process (EPR) which use a magnetic deflection of an electron beam to make a fusion line. The hight temperature gradients are responsible of the thermal strains appearance. Their elimination requires a better knowledge of the temperature profiles. In that aim, we try to make a 3 dimensional model of the thermal exchanges. After localization and evaluation of the strains due to the temperature profiles, we fit the elaboration process parameters in order to make the profiles linear. Experimentally, we evaluate the residual stresses by computer aided infrared photo-elasticimetry (PIRAO). We propose a computer driving of the electron beam, to ensure the best energy deposit in agreement with the thermal conditions mentioned before
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Sudreau, Francois. "Méthodes d'analyse et de simulation de la fatigue thermique de céramiques thermomécaniques." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0058.
Full textAbstract:
Partant du constat que dans le cas des matériaux céramiques, les essais de fatigue thermique sont particulièrement longs à réaliser du fait de la durée d'un cycle thermique et de la dispersion des résultats nous avons voulu par ce travail, trouver de nouvelles voies permettant de mieux prévoir et de mieux comprendre la fatigue thermique. Dans un premier temps, nous avons développé une analyse statistique de la fatigue thermique où la dispersion des résultats n'est lus un obstacle mais, au contraire, un moyen de caractériser la propagation sous-critique des fissures. D'autre part, nous avons simulé la propagation sous-critique des fissures dans un matériau soumis à des contraintes cycliques d'origine thermique. Ces simulations ont été faites en intégrant les lois de propagation de fissure trouvées par des essais de double torsion. Nous avons porté une attention particulière à distinguer dans nos calculs les trois stades de propagation de fissure mis en évidence par les essais de double torsionUsually thermal fatigue tests are very long, especially in the case of ceramics, because of the duration of a single thermal cycle and the scattering of the results. The aim of this work is to find new anal sis al lowing a better understanding and better accuracy of the lifetime previsions. First, a statistical anal sis has been developed. With this analysis the result scattering is not a problem but is rather used to find the slow crack growth parameters of the ceramics. In another instance, the slow crack growth has been simulated in the case of a sample submitted to thermal cycles. This simulation has been done by integrating the slow crack growth data foundeby double torsion tests. The slow crack growth stages determined by double torsion tests were carefully taken into account for the simulations
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Ballandras, Sylvain. "Sensibilité des oscillateurs à quartz à ondes de surface aux contraintes et gradients thermiques." Besançon, 1991. http://www.theses.fr/1991BESA2014.
Full textAbstract:
La sensibilité de dispositifs à ondes de Rayleigh aux contraintes mécaniques et thermiques dynamiques a été étudiée théoriquement et expérimentalement afin de trouver des coupes insensibles à ces perturbations extérieures. Deux familles de coupes de quartz à simple rotation localisées autour des anglaes PHI=0#O, THETA=10#O, PSI=30#O) ET (PHI=O#O, THETA=45#O, PSI=45#O) ont été trouvées comme étant peu sensibles aux effets statiques avec un bon accord entre les modèles théoriques et les vérifications expérimentales. De récentes manipulations ont permis de mettre en évidence leur faible sensibilité aux perturbations thermiques dynamiques, avec un gain d'un facteur 10 à 20 par rapport à la coupe de référence (ST,X)
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Hugot, Françoise. "Modélisation des contraintes résiduelles thermiques et du comportement plastique des composites à matrice métallique." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0046.
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Les matériaux composites à matrice métallique, renforcés par des fibres longues ou discontinus, sont susceptibles d'être appelés à un développement important dans les domaines de haute technologie ; cependant, plusieurs questions restent ouvertes quant aux paramètres qui contrôlent leurs propriétés mécaniques : influence des contraintes internes d'origine thermique, nature du transfert de charge entre fibre et matrice, développement de l'endommagement dans le composite. Pour apporter des éléments de réponse à ces questions, nous avons traité les problèmes suivants : - modélisation analytique d'un composite mono filamentaire avec détermination des contraintes résiduelles d'origine thermique et étude de leur évolution lors d'une traction sur l'éprouvette. - simulation par éléments finis de la rupture de la fibre, l'interface étant modélisée par une ligne de glissement avec frottement de Coulomb. L'étude du retrait entre les deux bouts de fibre permet de juger de la qualité de l'interface. - modélisation du composite à renforts discontinus. Dans un premier temps est traité le cas d'un composite à fibres parallèles et réparties périodiquement et les propriétés mécaniques sont déterminées en fonction de différents paramètres : fraction volumique des fibres, géométrie du renfort, taille des particules. Puis nous donnons une méthode de type borne supérieure pour approcher le comportement d'un composite dont les fibres sont réparties aléatoirementIn the future, the metal matrix composites, especially the long or discontinuous fibre reinforced composites will be probably used on a large scale for high technology applications ; however several questions remain open in the domain of mechanical properties : the thermal induced internal stress effect, the kind of loading between fibre and matrix, the damage evolution in the composite. In order to under - stand these phenomena, we have studied the following problems - a single fibre composite is modelized analytically in order to estimate the terminal residual stresses level and their evolution after a tensile test. - a fibre crack is simulated by finite element method and a Coulomb friction criterion is introduced at the interface between the matrix and the fibre. The gap study between the two ends of the broken fibre allow to estimate the interface quality. - a parallel and periodical fibre reinforced composite is studied with various mechanical properties depending on : fibre volume fraction, reinforcement geometry, particle size. Then a upper bound method is developed to predict the mechanical behaviour of a composite with random fibre distribution
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Yacoubi, Noureddine. "Contribution à l'étude des propriétés thermiques et optiques des semiconducteurs par la méthode photothermique." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376018611.
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Boust, Bastien. "Etude expérimentale et modélisation des pertes thermiques pariétales lors de l'interaction flamme-paroi instantannaire." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2308.
Full textAbstract:
Au cours de ces travaux, l'interaction flamme-paroi instationnaire a été étudiée expérimentalement en régime laminaire et turbulent, pour comprendre les phénomènes mis en jeu et fournir des données de référence pour la modélisation et la simulation. D'une part, le coincement frontal d'origine thermique a été décrit à l'aide d'un modèle basé sur un bilan d'énergie dans les gaz frais. Cette modélisation purement conductive du coincement de flamme a été confirmée par une simulation de la combustion de prémélange dans une enceinte sphérique. D'autre part, un modèle de pertes thermiques pariétales a été proposé via une approche originale de la conduction thermique, qui apparaît comme le résultat statistique du rebond des molécules de gaz sur la paroi. Développé en collaboration avec RENAULT, ce modèle validé en régime laminaire et turbulent a fait l'objet d'améliorations pour tenir compte de l'aérodynamique locale qui pilote les échanges thermiques aux parois des chambres de combustionThroughout this work, unsteady flame–wall interaction is studied experimentally in both laminar and turbulent regimes, in order to improve current knowledge and provide reference data for modelling and simulation. First, an equation for thermal head-on flame quenching is derived from the energy balance in quenched zone. Based on heat conduction, this model is confirmed by simulating the combustion of gaseous mixture in a spherical vessel. Additionally, a model for wall heat losses is developed in collaboration with RENAULT, based on a new approach of heat conduction resulting from gas–wall collisions. This model is validated in both laminar and turbulent regimes, and improved in order to account for the influence of gas dynamics on wall heat losses in combustion chambers
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Hakim, Ebrahim. "Analyse par éléments finis des coques minces axisymétriques sous chargements mécaniques et thermiques." Toulouse, ENSAE, 1992. http://www.theses.fr/1992ESAE0004.
Full textAbstract:
Cette étude concerne l'analyse, par la méthode des éléments finis, des contraintes et des déformations des coques axisymétriques sollicitées par des charges mécaniques et thermiques quelconques. Ici, la théorie de base est la théorie linéaire des coques minces corrigée par une introduction correcte de tous les mouvements rigides sans négliger le rapport, épaisseur/rayon de courbure, devant l'unité. En s'appuyant sur cette théorie, un programme de calcul numérique est mis en œuvre par la méthode des éléments finis. Ce programme est basé sur des éléments finis courbes formules à partir d'une interpolation simple et correcte de la géométrie et par une interpolation des déplacements répondant à tous les critères de convergence avec un petit nombre d'éléments. La validité du modèle théorique et celle du programme de calcul sont assurées par des patch-tests et par une analyse modale de la matrice de rigidité, suivie d'une analyse de convergence sur un ensemble d'applications numériques.
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Assaban, Albert. "Etude des contraintes et de l'adhésion entre des depots métalliques et des supports céramiques." Aix-Marseille 3, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX30054.
Full textAbstract:
Nous avons etudie les contraintes et l'adhesion des films minces metalliques (or et cuivre) deposes sur des supports oxydes (mgo et al#2o#3) par epitaxie par jet moleculaire (ejm). Les contraintes ont ete mesurees par l'enregistrement de la courbure du substrat au cours du depot. Nous avons relie la nature (extensive ou compressive) et la valeur des contraintes pour differentes epaisseurs de depot d'une part a la morphologie du depot (formation d'agregats tridimensionnels, coalescence) intervenant au cours de la croissance du film, et d'autre part a la structure du film (adaptation parametrique, formation et disparition des defauts). La morphologie et la structure du depot sont obtenues a partir d'observations en microscopie et diffraction electronique a transmission (met, det). L'adhesion a ete mesuree par deux methodes : la methode de la rayure et celle d'arrachement. Les mesures d'adhesion ont ete effectuees sur des depots continus dont l'epaisseur etait egale a 60 nm et realises a temperatures differentes. Les resultats montrent que la force d'adhesion depend du support utilise (au/mgo > au/al#2o#3), du depot (cu/al#2o#3 > au/al#2o#3) et augmente avec la temperature du support. Les valeurs obtenues ont ete discutees en fonction de la structure cristallographique du depot et de sa structure electronique en particulier en fonction de l'electronegativite des elements presents a l'interface. L'augmentation de l'adhesion avec la temperature est particulierement importante pour le couple cu/mgo et a ete interpretee comme etant du a la formation d'un oxyde (cu#2o) a l'interface.
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Feltin, Eric. "Hétéro-épitaxie de Nitrure de Gallium sur substrat de silicium (111) et applications." Nice, 2003. http://www.theses.fr/2003NICE4075.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne l’hétéro-épitaxie de nitrure de galium sur substrat de silicium (111) par Epitaxie en Phase Vapeur d’OrganoMatalliques pour les applications optoélectroniques associées aux nitrures d’éléments III. Les fortes contraintes biaxiales en tension, issues de l’hétéro-épitaxie sur silicium, mènent à la fissuration des couches de GaN. Les diverses études (expérimentales et théoriques) des contraintes intrinsèque et thermique présentes dans GaN apportent une meilleure compréhension de la croissance de GaN sur Si (111), mais permettent aussi de mieux cerner les limitations liées à la fissuration de GaN sur ce nouveau substrat. L’utilisation de super-réseaux AIN/GaN rend possible le contrôle des contraintes dans GaN et permet d’augmenter significativement l’épaisseur de GaN déposée sur silicium sans fissures. Les performances des démonstrateurs de diodes électroluminescentes InGaN réalisés sur Si (111) permettent d’évaluer les possibilités offertes par les nitrures d’éléments III sur silicium pour la fabrication de composants électroniques u optoélectroniques. La croissance tridimensionnelle de GaN et la technique d’épitaxie par surcroissance latérale (ELO) ont été mises en œuvre sur Si (111) pour améliorer les propriétés optiques et cristalline du matériau épitaxié. Pour la première fois, la densité de dislocations dans GaN sur silicium a été réduite à 5 x 107 cm2 pour des couches de GaN ELO complètement coalescées. Les contraintes présentes dans les couches ELO et les couches fissurées sont correctement décrites par les modélisations concernant la réduction de contrainte à partir des surfaces libres. En accord avec ces modélisations concernant la réduction des dimensions latérales des couches, grâce à l’épitaxie sélective, diminue fortement les contraintes dans les couches épitaxiées et permet d’éviter les fissuresThe work presented in this manuscript deals with the epitaxial growth of gallium nitride on silicon (111) substrate by Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy for the optoelectronic applications of III-nitride semiconductors. Cracking of the GaN layers is a consequence of th tensile biaxial stress arising from the epitaxy on silicon. Experimental and theoretical analysis of the thermal and intrinsic stresses give a nes possibilities for the growth of GaN on S1 (111) and a better understanding of the problem of cracks in GaN layers. AIN/GaN superlattices have been used for stress engineering in GaN layers deposited on silicon and to strongly increase the GaN thickness deposited on Si (111) without any crack. InGan on silicon for electronic and optoelectronic applications. Three-dimensional growth process and Epitaxial Lateral Overgrowth (ELO) process have been developed in order to increase the optical and crystalline properties of GaN layers on silicon. For the first time, a decrease of the dislocations density of more than two orders of magnitude has been achieved in fully coalesced layers. The stresses present in ELO layers and cracked layers were explained by theoretical models for the reduction of stress from free surfaces. In agreement with these models, the stress present in GaN on silicon can be relieved and the formation of crack can be avoided by the decrease of the lateral dimensions of the layers
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Reserbat-Plantey, Antoine. "Nanosystèmes graphitiques : cavités optiques ajustables et détection spectrale des contraintes dans un nanorésonateur mécanique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767927.
Full textAbstract:
Le graphène et les nanotubes de carbone, assimilés à des nano-systèmes graphitiques, partagent des propriétés mécaniques, optiques, électroniques et vibrationnelles uniques. Associant faible masse, grande rigidité et comportement semi-transparent, des membranes de 10 à 100 couches de graphène ont été suspendues au dessus d'un substrat réfléchissant, formant ainsi un résonateur mécanique couplé à une cavité optique. Le projet de cette thèse repose sur les diffusions élastiques et inélastiques de la lumière pour sonder les contraintes mécaniques et les effets thermiques dans ces nano-systèmes graphitiques. Ce type de mesure repose sur la spectroscopie Raman, sensible aux phonons optiques du matériau sondé. Un premier aspect du présent projet de thèse porte sur l'utilisation de cavités optiques à base de graphène comme élément de base pour constituer un système hybride. Après avoir déposé une couche de molécules à la surface de ces membranes, nous avons montré que le signal Raman des molécules est exalté par un effet d'interférences optiques constructives. Nous avons mis en évidence la possibilité de moduler ce signal en se déplaçant le long de l'échantillon, ou en variant la position de la membrane à l'aide d'une actuation électrostatique. De plus, on peut observer des effets thermiques importants associés aux phénomènes d'interférences optiques dans ces membranes à base de graphène. Le second axe de cette thèse est la détection du mouvement et des contraintes mécaniques dans un résonateur graphitique (membranes de graphène multicouche, nanotubes, etc.). Au travers d'expériences menées sur des membranes suspendues de graphène multicouche, nous avons détecté la résonance mécanique de deux façons : en analysant la modulation de la lumière réfléchie et en mesurant les variations de la réponse Raman du résonateur. Cette détection, reposant sur l'augmentation des contraintes mécaniques à résonance, associe le mouvement mécanique du résonateur à un décalage en énergie des photons Raman et représente un schéma original de couplage optomécanique.
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KHERBOUCHE, FARID. "Modifications chimiques et des contraintes mecaniques induites par l'irradiation uv des fibres optiques germanosilicates." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112399.
Full textAbstract:
L'irradiation d'une fibre germanosilicate par le rayonnement issu d'un laser ultraviolet se traduit par une modification permanente de l'indice de refraction du cur de la fibre. Cette propriete de changement d'indice sous uv a ete principalement exploitee pour la fabrication des reseaux d'indices dans le cur des fibres dopees ge. L'objectif de cette these est d'augmenter les connaissances sur les mecanismes d'interaction uv-silice pure ou dopee conduisant a une variation d'indice de refraction accompagnant le mecanisme de densification. Sachant que l'on pouvait s'attendre a des effets chimiques ou a des variations des contraintes mecaniques, notre travail preparatif a ete focalise dans ces deux domaines. C'est ainsi que nous avons procede a des analyses chimiques sur differents types de preformes (ge, ge/b, ge/sn). Puis, a partir des profils de composition chimique, nous avons evalue les contraintes residuelles dans les fibres. Celles-ci sont dues a la methode de fabrication (mcvd et fibrage). Nous avons ensuite etudie les modifications induites par l'irradiation uv. Ainsi nous avons mis en evidence des migrations chimiques induites par le rayonnement uv. Nous avons modelise et calcule par des methodes d'elements finis, le champ des contraintes resultant de la photoinscription d'un reseau de bragg dans le cur d'une fibre optique. Nous tirons des informations nouvelles concernant la contrainte de cisaillement r z ainsi que les amplitudes et les variations radiales des composantes diagonales. Ces grandeurs ont un impact direct (indice) ou indirect (fractures) sur les proprietes des reseaux de bragg. Par ailleurs, nous avons examine d'autres types de substrats pour l'optique integree (fhd : sio 2-geo 2) dans lesquels, contrairement aux observations faites dans les fibres optiques, nous avons mis en evidence des augmentations de volume. L'oxydation a l'air donne lieu a une augmentation de volume tres spectaculaire accompagnee d'une migration chimique puis d'une vaporisation.
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Brantut, Nicolas. "Couplages thermo-hydro-mécaniques et chimiques lors de la rupture et du glissement sismiques." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077245.
Full textAbstract:
Des expériences de déformation du gypse à des températures de 25 à 70°C montrent une localisation de la déformation dans des bandes de cisaillement, par des processus à la fois fragiles et ductiles. La déformation est lente à température ambiante alors qu'à 70°C la formation des bandes de cisaillement est dynamique. Dans des tests jusqu'à 150°C, au-delà de la température de déshydratation du gypse, les échantillons se compactent fortement, ce qui est associé à une forte activité acoustique. Au cours de la transformation, le module de Poisson de la roche diminue, à cause des effets de fissuration et du remplacement des phases. L'analyse théorique des couplages thermo-hydro-mécaniques et chimique au cours de la nucléation et du glissement sismique montre que le caractère endothermique des réactions de déshydratation permet une limitation très efficace de la température le long des failles, y compris pendant des glissements rapides. Cet aspect est confirmé par des tests expérimentaux de friction sur du gypse soumis à un glissement à haute vitesse. De plus, les analyses de stabilité du système théorique montrent que les réactions de déshydratation peuvent déstabiliser un glissement stable et ainsi provoquer une accélération pouvant donner lieu à un séisme. Les travaux présentés dans cette thèse montrent la complexité du comportement mécanique des roches contenant des minéraux hydratés ; cela met en lumière l'importance de la connaissance de la lithologie et de la minéralogie des roches, ce qui est souvent mésestimé en sismologie. Cette complexité est sans doute responsable de la grande variété de séismes observés dans la natureDeformation tests on gypsum at 25 and 70°C show that strain is localized in shear bands, formed by a mixture of brittle and plastic processes. Shear banding is slow at room temperature whereas it is dynamic at 70CC. This acceleration of the deformation with increasing temperature could be explained by a thermal activation of plasticity. In heating tests up to I50°C, above the dehydration temperature of gypsum , the samples undergo a strong compaction, which is associated with a large acoustic activity. During the reaction, the Poisson's ratio of the rock decreases, due to microcracks accumulation and phase change. A theoretical analysis of thermo-hydro-mechanical and chemical couplings during nucleation and seismic slip demonstrates that the enclothennic character of dehydration reactions is responsible for a strong thermal buffering of the plane, even if the slip rate is high. This prediction is confirmed by experimental high-velocity friction tests on gypsum. In addition, the stability analysis of a theoretical fault model shows that dehydration reactions can clestabilize a normally (i. E. When no reaction occurs) stable fault, which can potentially lead to an earthquake. The work summarized in this thesis shows a great complexity of the mechanical behaviour of thermally unstable rocks; it emphasizes the importance of a good knowledge of fault rocks lithology and mineral composition, which is often overlooked by seismologists. This complexity is probably responsible for the great variety of earthquakes observed in nature (e. G. Slow or silent slips, low frequency events. Non-volcanic tremors. . . )
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Andenet, Alemu. "Propriétés optiques du nitrure de gallium épitaxié sur la face A du saphir." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20086.
Full textAbstract:
L'heteroepitaxie de gan sur la face a du saphir genere des champs de contraintes qui alterent la symetrie hexagonale de gan et nous obtenons un gan dont la maille cristalline est orthorhombique. La spectroscopie des excitons dans gan epitaxie sur la face c du saphir nous a permis de determiner le champ cristallin 1, les deux parametres qui traduisent le couplage spin orbite dans la bande de valence ( 2 et 3) et quatre des six potentiels de deformations de gan. L'epitaxie sur la face a du saphir a des consequences importantes sur les proprietes excitoniques dans les films minces de gan. Nous avons developpe le calcul excitonique, en tenant compte de la contrainte. L'anisotropie de la reponse optique nous a permis d'estimer pour la premiere fois le potentiel de deformation c 5 : 2,4 ev. Le sixieme potentiel de deformation se deduit de ce dernier. D'autre part, la presence de contrainte interne uniaxiale du a l'anisotropie de la contrainte dans le gan epitaxie sur la face a du saphir nous a permis de determiner l'interaction d'echange electron trou : = 0,6 0,1 mev. Dans l'etude en temperature nous avons constate, a basse temperature, une predominance d'un pic qu'on a attribue a un exciton lie a un accepteur. Outre la limite de validite de la formule de varshni largement utilisee par la communaute scientifique, on a pu etablir la signification physique de ses parametres et sa non application pour les etudes a basses temperatures. Le couplage exciton-nombre moyens de phonons (acoustiques et optiques) s'est avere faible dans le cas de la croissance sur la face a compare a la croissance sur la face c. Par contre, l'energie d'activation de la plus basse transition d'exciton libre (raie a) est en accord avec les resultats de la face c.
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Lee, Hwa-Sun Guyomar Daniel Richard Claude. "Etude et réalisation de sources acoustiques de puissance en composite piézoélectrique 1.3 pour applications thérapeutiques." Villeurbanne : Doc'INSA, 2004. http://docinsa.insa-lyon/these/pont.php?id=lee.
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Ahmed, Said Abdallah. "Contribution à l'étude des effets thermiques et des déformations dans les butées hydrodynamiques à géométrie fixe." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Ahmed-Said/2008-Ahmed-Said-These.pdf.
Full textAbstract:
L'influence des effets thermiques et des déformations sur les performances des butées hydrodynamiques à géométrie fixe est analysée. Les études menées sur les butées hydrodynamiques à géométrie fixe allient rarement les effets thermiques et les déformations. Après un rappel théorique de la lubrification thermohydrodynamique (THD), nous décrivons les méthodes de calculs des déformations mécaniques et thermiques. L'étude thermoélastohydrodynamique (TEHD), qui prend en compte les effets thermiques locaux et les déformations, est réalisée sur une butée hydrodynamique à géométrie fixe à huit patins. Les champs de pression hydrodynamique et de température sont obtenus par une méthode des différences finies et les champs des déplacements des surfaces des patins et du collet sont obtenus à l'aide de la méthode des éléments finis. Les déformations du collet sont également prises en compte pour résoudre le problème TEHD. L'influence des conditions de fonctionnement (charge appliquée et vitesse de rotation) sur les différentes caractéristiques de la butée est également analysée. Il ressort que pour déterminer précisément les caractéristiques de fonctionnement d'une butée hydrodynamique à patins fixes, il ne faut pas négliger les déformations mécaniques du collet et en particulier lorsque la charge appliquée est élevéeThe influence of thermal effects and solid deformations on the performance of hydrodynamic fixed geometry thrust bearings is analyzed. Previous studies on fixed geometry hydrodynamic thrust bearings combining thermal effects and deformations are scarce. After the presentation of the theory of thermohydrodynamic (THD) lubrication, we describe the methods of deformation calculations. The thermoelastohydrodynamic (TEHD) study, which takes into account the local thermal effects and the solid deformations, is carried out on an eight pad fixed geometry hydrodynamic thrust bearing. The hydrodynamic pressure and temperature fields are obtained by the mean of the finite difference method and the pad and collar displacement fields are computed using the finite element method. We also take into account the runner deformations in order to solve the TEHD problem. The influence of the operating conditions (applied load and rotation speed) on the various characteristics of the thrust bearing is also analyzed. We showed that mechanical deformations of the runner were found very significant for an accurate prediction of the performance of the thrust bearing
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Lee, Hwa-Sun. "Etude et réalisation de sources acoustiques de puissance en composite piézoélectrique 1. 3 pour applications thérapeutiques." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0006/these.pdf.
Full textAbstract:
Des piézocomposites 1. 3 ont été étudiés pour l'émission d'ultrasons de puissance. Pour les composites réticulés à haute température, de fortes contraintes thermomécaniques ont été mises en évidence. A bas niveau, les composites réalisés présentent une bonne reproductibilité en termes de sensibilité et de bande passante. En augmentant la densité de puissance instantanée avec une émission à faible rapport cyclique, la meilleure configuration est obtenue avec un PZT dur (P189) et une résine réticulée à 120ʿC. Sous forte puissance, la destruction des composites par avalanche thermique est analysée. Selon l'hypothèse proposée, une augmentation des pertes mécaniques du PZT provoquée par la relaxation de la contrainte thermique est une limite pour le fonctionnement du composite. Un transducteur à base de 50% de PZT P189 et d'une résine avec des pertes mécaniques diminuant la température, a permis d'atteindre des densités de puissance de 40W/cmø à 500kHz sans destruction du transducteur1-3 piezocomposites were investigated for power ultrasonic applications in the therapeutic medical domain. When the composites were cured at a high temperature, strong induced thermo-mechanical stresses were clearly observed and estimated. At low level, the fabricated composites showed a good reproducibility in terms of sensitivity and bandwidth. When the instantaneous power density is increased with low duty cycle, the best composite configuration shows a 90% efficiency up to 50W/cm². It is made with a Navy III PZT (P189) and an epoxy resin cured at 120°C. Under high average power, the thermal destruction of composites was analyzed. According to the proposed hypothesis, the PZT mechanical loss increase due to the relaxation of the thermo-mechanical stress would be a limiting point in the composite working stability. A transducer made with 50% of PZT P189 and a resin can be operated up to 40W/cm² of average power density at 500kHz without any thermal breakdown
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Ahmed, Said Abdallah Fillon Michel. "Contribution à l'étude des effets thermiques et des déformations dans les butées hydrodynamiques à géométrie fixe." Poitiers : I-Médias, 2008. http://theses.edel.univ.poitiers.fr/index.php?id=505.
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Thivierge, François. "Réhabilitation de chaussées en fonction des effets de gel et autres contraintes, analyse des comportements thermiques et mécaniques." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0023/MQ38200.pdf.
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Jouha, Wadia. "Etude et modélisation des dégradations des composants de puissance grand gap soumis à des contraintes thermiques et électriques." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR083/document.
Full textAbstract:
Ce travail vise à étudier la robustesse de trois générations de MOSFET SiC de puissance (Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Field E_ect Transistors). Plusieurs approches sont suivies : la caractérisation électrique, la modélisation physique, les tests de vieillissement et la simulation physique. Un modèle compact basé sur une nouvelle méthode d'extraction de paramètres et sur les résultats de caractérisation électrique est présenté. Les paramètres extraits du modèle (tensionde seuil, transconductance de la région de saturation et paramètre du champ électrique transverse) sont utilisés pour analyser avec précision le comportement statique de trois générations de MOSFET SiC. La robustesse de ces dispositifs sont étudiées par deux tests : le test HTRB (High Temperature Reverse Bias) et le test ESD (Electrostatic Discharge). Une simulation physique est réalisée pour comprendre l'impact de la température et des paramètres physiques sur les caractérisations électriques des MOSFETs SiCThis work aims to investigate the robustness of three generations of power SiC MOSFETs (SiliconCarbide Metal Oxide Semiconductor Field E_ect Transistors). Several approaches are followed :electrical characterization, device modeling, ageing tests and physical simulation. An improvedcompact model based on an accurate parameters extraction method and one electrical characterization results is presented. The parameters extracted precisely from the model (thresholdvoltage, saturation region transconductance...) are used to accurately analyze the static behaviorof two generations of SiC MOSFETs. The robustness of these devices are investigated bytwo tests : HTRB (High Temperature Reverse Bias) stress and an ESD (Electrostatic Discharge)stress. Physical simulation is conducted to understand the impact of the temperature and thephysical parameters on the device electrical characterizations
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Bénard, Christelle. "Etudes phénomènes de dégradation des transistos MOS de type porteurs chauds et Negative Bias Temperature Instability (NBTI)." Aix-Marseille 1, 2008. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2008AIX11028.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse traite des différents phénomènes de dégradation que peut subir un transistor MOSFET. Les deux modes de dégradation étudiés sont la dégradation par porteurs chauds, HC, et la dégradation NBTI. Dans une première partie, nous étudions de façon détaillée les phénomènes de relaxation caractéristiques des défauts générés par NBTI, afin de mieux comprendre les instabilités qui rendent si complexe la caractérisation de la fiabilité NBTI. Nous examinons, dans une seconde partie, les différentes méthodes de caractérisation du NBTI existantes à ce jour. Il en ressort que la seule technique aujourd’hui valable est la mesure ultra rapide de la tension de seuil évitant les phénomènes de relaxation. Ces études nous ont permis de mieux appréhender les dégradations NBTI en elles-mêmes. Nous avons pu décrire un modèle physique de dégradation NBTI, approuvé sur une vaste gamme de transistors (Tox=23Å jusque Tox=200Å). D’après ce modèle, un double phénomène de génération de défauts est à l’origine de la dérive des paramètres : la rupture d’une liaison Si-H qui génère un état d’interface et un piège à trous dans l’oxyde et le piégeage sur des défauts préexistants (important dans les oxydes fins Tox<32Å). En parallèle nous avons étudié la dégradation par porteurs chauds sur une large gamme de transistors. Cette étude a permis de mettre en avant des phénomènes de dégradation encore peu connus tels que le comportement anormal en température de la dégradation des transistors à basse tension, ou encore les conséquences de l’existence d’un double point chaud sur des structures LDD. La fin de cette thèse présente la relation entre les dégradations statiques, précédemment étudiées, et les dégradations dynamiques qui concernent la plupart des transistors dans leur mode de fonctionnement normal. Cette partie permet notamment de démontrer la contribution non négligeable de la dégradation HC dans la dégradation dynamique de type inverseur, où le temps NBTI est pourtant largement supérieur au temps HCThis thesis work focuses on the different degradation phenomena that can affect a MOSFET. Two degradation modes have been specifically investigated: the Hot Carrier degradation and the NBTI degradation. In the first part, we fully study the relaxation phenomena specific of the defects generated by NBTI. This allows us to further understand the instabilities responsible for the characterization difficulty of the NBTI reliability. We examine in a second part the different existing NBTI characterization methods. It is made clear that, today, the only reliable method is the very fast Vt measurement which avoids any relaxation effect. Thanks to these studies, we have further interpreted the NBTI degradations. We have described a physical model of the NBTI degradation valid for all the studied transistors (Tox=23Å until Tox=200Å). According to this model, a double phenomenon of defect generation is responsible of the parameter shifts: the Si-H bond break which generates an interface state and a hole trap in the near oxide and the trapping on pre-existing defects (higher in thin oxides Tox<32Å). In parallel, we have studied the HC degradation on various transistors. This study has highlighted current degradation phenomena, still not well understood, as the abnormal temperature behavior of the degradation of low voltage transistors, or as the existing of two hot spots and its consequences in specific LDD structures. In the last part, we present the relation between static and dynamic degradations, more representative of the transistor normal conditions of use. This part proves, for example, that the HC contribution is not negligible in the degradation of an inverter gate, despite the fact that the NBTI period is much longer than the HC one
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Gueye, Moctar. "Analyse des écoulements autour d'un obstacle et des instabilités thermiques dans un fluide élastoviscoplastique : modélisation numérique par la MEFPIL et comparaison expérimentale." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI057.
Full textAbstract:
Dans les procédés industriels mettant en jeu des fluides à seuil, la transition entre des états solide - fluide en fonction du chargement appliqué représente une problématique importante dans de nombreuses applications. Ces fluides à seuil présentent aussi d’autres caractéristiques telles que leurs capacités à glisser aux interfaces et l’existence d’une déformation élastique sous le seuil de contrainte. Cette thèse se propose de comprendre la structure des écoulements de fluides élasto-viscoplastiques et, en particulier, les paramètres influant sur la morphologie de l’écoulement et sur les efforts appliqués. Elle analyse deux situations : (1) les écoulements autour d’une plaque plane perpendiculaire à l’écoulement et, (2) les instabilités thermiques de Rayleigh-Bénard en s’appuyant sur une modélisation numérique mise en oeuvre avec la Méthode des Eléments Finis avec Points d’Intégration Lagrangiens (MEFPIL). D'une part, l’objectif est d’identifier les effets respectifs de la plasticité et de l’élasticité en utilisant la loi de comportement élasto-viscoplastique qui est une association du modèle de Herschel-Bulkley et du modèle de Maxwell. D’autre part, les effets de plasticité et d’élasticité issus de la modélisation numérique sont comparés avec des résultats expérimentaux disponibles obtenus avec un fluide modèle (gel aqueux de Carbopol). Dans cette comparaison, d’autres effets (rhéofluidification, glissement aux parois, état initial des contraintes) ont été également pris en compte.Les résultats mettent en évidence une diminution du coefficient de traînée de la plaque lorsque le nombre d’Oldroyd (ratio entre les effets plastiques et les effets visqueux)devient prépondérant. Le coefficient de traînée tend vers une valeur asymptotique. La force de traîné augmente avec l’élasticité. De plus, les effets élastiques sont responsables de la dissymétrie observée entre l’amont et aval de l’obstacle. L’analyse du champ de la composante de cisaillement permet de conclure que la traînée totale est gouvernée par la pression. Expérimentalement et numériquement, on observe une influence significative de l’état initial des contraintes du matériau dans le domaine des effets de seuil prépondérants devant les effets visqueux. Les résultats obtenus avec la MPEFPIL sont dans les mêmes ordres de grandeur que ceux fournis par les expériences.Pour un fluide purement viscoplastique donc sans élasticité dans la convection de Rayleigh-Bénard, le nombre de Nusselt et la norme de la vitesse diminuent lorsque les effets plastiques donc le nombre de Bingham (Bn) augmentent. Au-dessus d'une valeur critique du nombre de Bingham Bnc, (Nu=1,7), le transfert de chaleur est purement conductif Nu = 1. Quant aux effets élastiques, les résultats montrent qu’ils favorisent la convection. Par conséquent, la taille des zones seuillées augmente avec l’élasticité. De plus, on observe un accroissement du champ du deuxième invariant du tenseur des contraintes au centre de la cavité avec l'augmentation de Wi. On remarque aussi que la première différence des composantes normales est principalement responsable de la forme des zones non seuillées.Les valeurs maximales des contraintes normales sont obtenues là où le fluide recircule (vortex), indiquant des effets élastiques significatifs. En outre, l’analyse des champs cinématique, de température et de contrainte ainsi que la forme et la taille des zones seuillées et non seuillées a permis de comprendre les phénomènes locaux pour un même rapport des effets de seuil de contrainte aux effets de flottabilité qui induisent, dans le cas glissant, un transfert nettement convectif et, dans le cas adhérent, un transfert conductif. Les critères d’apparitions de la convection sont dans les mêmes ordres de grandeur, aussi bien dans des conditions glissantes et d’adhérence, comparés aux expériencesIn industrial processes in which yield stress fluids are involved, the sudden transition between solid and fluid states depending on the applied load is a major issue in manyapplications. Additionally, yield stress fluids exhibit other characteristics including their slippage and the existence of elastic deformation below the yield stress.This thesis aims to understand the structure of elasto-viscoplastic fluid flows and, in particular, the parameters affecting flow morphology and applied forces.This research analyses two situations: (1) fluid flows around a plate perpendicular to the flow and (2) Rayleigh Bénard’s instabilities based on numerical modelling with FEMLIP.Firstly, the objective is to identify the effects of plasticity and elasticity using the law of elasto-viscoplastic behaviour, which is an association of Herschel-Bulkley's andMaxwell's models. Moreover, the effects of plasticity and elasticity are compared with available experimental results obtained with a fluid model (Carbopol gel).In this comparison, more complex effects (Shear-thinning, wall slip, the initial state of stress) have been taken into account. The results show a decrease in drag coefficient of the plate when the Oldroyd number (ratio between plastic and viscous effects) becomes predominant. Drag force is also reduced when the Oldroyd number (ratio between plastic and viscous effects) is predominant. The drag coefficient tends towards an asymptotic value which indicates that beyond a certain Oldroyd number, this drag coefficient is not governed by velocity but depends only on yield stress. Drag force increases with elasticity. Besides, the elastic effects are responsible for the dissymmetry that is observed between upstream and downstream the obstacle. The analysis of stress fields allows us to conclude that total drag force is dominated by pressure. Both experimentally and numerically, the influence of an initial state of stress of the material is observed significantly in the area of plastic effect predominant compared to viscous effects. The results obtained with FEMLIP are in the same orders of magnitude that the ones provided by the experiments. In Rayleigh Bénard's case of convection, for a purely viscoplastic fluid thus no elastic effect, the Nusselt number and the velocity norm decrease with an increasing plastic effect therefore the Bingham number (Bn). Beyond a critical value of the Bingham number Bnc (Bnc=1.7), the heat transfer is purely conductive one (Nu = 1). Therefore, elasticity plays a destabilizing role and leads to an enhancement of the convection strength as well as heat transfer via the mean Nusselt number (Nu = 1).Consequently, the size of the yielded regions increases with elasticity. In addition, an increase in the field of the second invariant of the stress tensor in the center of the cavity is shown with increasing Wi. Furthermore, we notice that the first difference of the normal components is the main responsible for the shape of the unyielded regions. The highest values of normal stresses are obtained in the area of recirculation of the fluid (vortex), indicating significant elastic effects. Kinematic, temperature and stress field, shape and size of yielded and unyielded zones investigations allowed to better understand the local phenomena for the same ratio of yield stress effects to buoyancy effects, leading for the slippage case to a distinct convective transfer and for the adherent case to a conductive transfer. The convective onset criteria are in the same orders of magnitude both in sliding and adherent conditions in comparison with experiments
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Guerin, Gwénaël. "Contraintes cinématiques et thermiques de l'évolution des "metamorphic core complexes" du SE Arizona (Santa Catalina-Rincon)." Rennes 1, 1988. http://www.theses.fr/1988REN10130.
Full textAbstract:
Ces domes metamorphiques de la province bassin and range sont significatifs de la deformation de la croute ductile pendant l'extension tertiaire et de nombreux modeles d'extension intracontinentale furent proposes. Il est demontre la presence d'un epaississement important ante-extension lie a l'orogenese sevier laramienne, il apparait donc que les modalites d'extension risquent d'etre controlees par l'evenement compressif. Cette etude structurale a permis de differencier 3 deformations ductiles, et des datations u-pb sur zircon ont permis de reconstituer la chronologie des evenements. Une compilation des donnees geochronologiques retrace l'evolution temperature-temps
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Vasseur, Francois. "Réponses intégrées des plantes aux contraintes hydriques et thermiques : du gène au phénotype chez Arabidopsis thaliana." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2012. http://www.theses.fr/2012NSAM0039/document.
Full textAbstract:
Les interactions entre les contraintes environnementales sur le phénotype rendent complexe l'étude des mécanismes d'adaptation et d'évolution des plantes. Aborder une telle question nécessite une approche intégrée de l'orchestration, à différentes échelles, des réponses des plantes à des stimuli environnementaux isolés et combinés. Nous avons utilisé Arabidopsis thaliana pour évaluer les bases génétiques des réponses à deux contraintes abiotiques majeures en forte interaction au champ : la sécheresse et les hautes températures. Grâce à des outils performants pour l'analyse du phénotype, une large gamme de traits a été mesurée sur de nombreux génotypes différant dans leur plasticité. Nous avons caractérisé la croissance et des traits d'histoire de vie, la morphologie et la structure foliaire, ainsi que les capacités d'acquisition et de conservation des ressources, en particulier l'eau et le carbone. Après une description des réponses phénotypiques et de leur architecture génétique, les conséquences de ces réponses dans une perspective écologique et évolutive ont été évaluées. En particulier, nous avons analysé les variations des stratégies fonctionnelles mises en relief par les covariations phénotypiques et génétiques. De plus, les processus responsables des réponses observées ont été examinés. Les résultats ont permis de mettre en évidence des variations génétiques associées à plusieurs régions génomiques dont l'influence est probablement majeure pour les mécanismes d'adaptation des plantes. Certaines de ces régions génomiques, de par leur effet sur la performance, sont porteuses d'intérêt dans une perspective d'amélioration des espèces cultivées face aux changements climatiques actuelsThe mechanisms of plant adaptation and evolution are difficult to investigate since environmental constraints have interactive effects on plant phenotypes. Such study requires an integrated approach about the coordination, at different organizational levels, of the plant phenotypic responses to multiple environmental cues. Using the model plant Arabidopsis thaliana, we assessed the genetic bases of the integrated responses to two major abiotic constraints that strongly interact in the field: water availability and high temperature. Using powerful tools for the analysis of the phenotype, a large range of traits was measured in many genotypes that differ in their plasticity. We focused on the traits related to plant growth and life history, leaf structure and morphology, and to the acquisition and conservation of resources, specifically water and carbon. After a description of the phenotypic responses and their genetic architecture, the ecological and evolutionary consequences of these responses were evaluated. Specifically, we examined the variations in the functional strategies that are highlighted by phenotypic and genetic covariations. Moreover, the processes responsible of the observed phenotypic responses to environmental constraints were investigated. Strong genetic variability associated to particular genomic regions was identified. Such loci have presumably important influence on the mechanisms of plant adaption to fluctuating environments. Some of these genomic regions have a strong effect on plant performance in stressing conditions, and therefore offer promising avenues for crop improvement facing current global climate change