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Dissertations / Theses on the topic 'Cristallisation induite par déformation'
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Quandalle, Grégoire. "Étude et modélisation mécanique de la cristallisation induite par la déformation des polymères : caoutchouc naturel réticulé et PET." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEM033/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est de contribuer à la compréhension et à la modélisation de la cristallisation induite. Le phénomène est caractérisé pour deux matériaux : le PET et le caoutchouc naturel réticulé. Les conditions favorables au phénomène, de type caoutchoutique sont déterminées par analyses calorimétriques et spectroscopiques. La microstructure qui se développe au cours de la déformation est observée par diffraction des rayons X.Le PET est déformé en traction uni- et biaxiale. Une partie des étirages est suivie d’une relaxation des contraintes, une autre est suivie d’une trempe rapide. Il ressort de l’étude que l’étirage du PET dans ces conditions n’aboutit pas à l’obtention d’un cristal PET avec toutes les périodicités qui lui sont propres.Le caoutchouc naturel est déformé en traction uniaxiale et en cisaillement précédé d’un étirage uniaxial. En cisaillement, la phase cristalline obtenue au cours du pré-étirage ou du cisaillement tourne et tend à s’orienter comme les directions des déformations principales mais avec un retard angulaire. L’extension principale est utilisée pour étudier la phase cristalline obtenue pour les différents modes de sollicitation.Un modèle de comportement visco-hyperélastique, décrit dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles, est étendu afin de reproduire le durcissement mécanique lié au développement d’une phase organisée/cristalline. Le modèle permet de reproduire les différents comportements mécaniques observés expérimentalementThe present PhD thesis aims at a better understanding and modeling of strain-induced-crystallization. The phenomenon is characterized for two polymers: PET and crosslinked natural rubber. Strain conditions leading to strain-induced-crystallization are determined by thermal and dynamic mechanical analysis. The developing microstructure is observed by X-ray scattering.The PET is stretched in uni- and biaxial tension. A part of samples is rapidly quenched after stretching and another is submitted to a stress relaxation after stretching. The studies demonstrate that the stretching of PET does not enable the formation of a complete PET crystal with all its own families of planes.The crosslinked natural rubber is stretched in uniaxial tension and in shear preceded by uniaxial stretching. In shear, the crystalline phase, appeared during the pre-stretching or during the shear rotates and has a tendency to orient as the directions of the principal strains. The principal elongation is used to compare the crystallization under the different stresses.A constitutive modeling for visco-hyperelastic behaviors, in a complete thermodynamics framework of irreversible processes, is extended in order to reproduce le mechanical hardening related to the development of an organized/crystalline phase. The modeling successes in reproducing the experimental behaviors in uploading/unloading for various strain conditions
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Chaari, Fahmi. "Caractérisation en temps réel de la cristallisation induite lors de la déformation d'un thermoplastique : étude rhéo-optique et par diffraction de rayons X aux grands angles." Cachan, Ecole normale supérieure, 2004. http://www.theses.fr/2004DENS0007.
Full textAbstract:
Cette thèse propose de nouvelles méthodes de caractérisation de la cristallisation induite par l'écoulement des polymères semi cristallins. Des mesures rhéo-optiques ont d'abord permis de suivre les différents changements de microstructure durant la cristallisation à partir de l'état fondu. Celle-ci cristallisation se développe en trois étapes différentes: une nucléation, une phase de croissance isotrope et une deuxième phase où la croissance devient anisotrope. Cette étude a permis de vérifier que les mesures optiques sont capables de caractériser la cristallisation. Cependant, ce type de mesure n'est pas capable de différencier quantitativement les différentes phases du polymère. Nous nous sommes alors intéressés à la diffraction de rayons X afin d'obtenir cette différenciation de manière quantitative. Nous avons réalisé des essais de traction sur des polymères à l'état caoutchoutique et observé en temps réel l'évolution de leurs phases cristallines. La comparaison avec le comportement mécanique montre que le durcissement généralement observé pour ces polymères semi cristallins provient essentiellement de l'étirement des chaînes amorphes entre les cristallites. La même géométrie de déformation a été utilisée pour effectuer des mesures des propriétés optiques lors de la cristallisation à partir de l'état caoutchoutique. La correlation de ces mesures avec la diffraction X permet de differencier la contribution de chaque phase du polymèreWe propose in this thesis new methods to characterize the shear induced crystallization that occurs during semi-crystalline polymers processing. Rhéo-optical measurements allowed us to follow the different changes of microstructure during the crystallization of a polymer submitted to a temperature jump from molten state. We can distinguish three different crystallization stages: a nucleation, a first isotropic growth phase and a second phase where the growth becomes anisotropic. We showed that the optical measurements are able to characterize crystallization, and are even more sensitive than traditional rheological measurements. However, this type of measurement is not able to differentiate quantitatively the different polymer phases. We used then the x-rays diffraction in order to obtain this differentiation in a quantitative way. We carried out tensile tests on polymers in rubbery state and observed in real time the evolution of their crystalline phases using a synchrotron x-ray beam. The comparison with the mechanical behaviour shows that the hardening generally observed for these semi crystalline polymers comes essentially from amorphous chains stretching between crystallites. Deformation rate effect on the kinetic of crystallization kinetic was also studied. The same geometry of deformation was used to carry out measurements of the optical properties during the crystallization starting from rubbery state. The evolutions of turbidity, birefringence and dichroism were thus correlated with stress state in the polymer. The results obtained by X-rays diffraction were combined in order to differentiate the contribution from each phase of polymer
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Laghmach, Rabia. "Modélisation de la cristallisation des élastomères sous sollicitation mécanique par champ de phase." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0061/document.
Full textAbstract:
La cristallisation induite par déformation des élastomères est un processus cinétique qui conduit à la formation de nano-cristallites thermodynamiquement stables. La présence de ces nano-cristallites au sein de la phase amorphe modifie considérablement les propriétés mécaniques des élastomères cristallisables. Ces élastomères ont en effet la propriété intéressante d'être auto-renforçants. L’objectif de ce travail est de développer un modèle physique capable de décrire localement l’évolution de la microstructure sous l’effet d’un champ de contrainte élastique durant la cristallisation. Dans ce but, un modèle de champ de phase est élaboré et mis en œuvre dans le cadre de la mécanique des milieux continus en couplant thermodynamique et mécanique avec une dynamique de transition de phase d’Allen-Cahn. La description thermodynamique de la cristallisation induite par déformation à petite échelle est basée sur la fonctionnelle d’énergie libre du système amorphe-cristal. Les conséquences du choix de cette formulation sont discutées, on étudie en particulier les effets de contraintes élastiques sur l’équilibre des phases en volumes ainsi que sur la cinétique de croissance des domaines cristallins au sein de l’amorphe. L’introduction de l’élasticité du réseau des contraintes topologiques induite par les enchevêtrements et/ou les nœuds de réticulation dans le modèle de champ de phase a permis de mettre en évidence l’existence d’un état stable de cristallites formées (modèle énergétique) mais aussi des instabilités de croissance (modèle cinétique). Sur la base de ces deux modèles, cinétique et énergétique, nous avons étudié systématiquement l’influence des contraintes topologiques sur la cinétique de croissance et nous montrons que cette cinétique est en effet contrôlée par l’accumulation de contraintes élastiques à l’interface. La prise en compte de l’élasticité du réseau des contraintes topologiques dans l’approche thermodynamique de cristallisation prédit une augmentation de la tension de surface et par conséquent un arrêt du mécanisme de croissance en donnant lieu à la formation de cristallites stables. Enfin, nous avons adopté le modèle énergétique pour modéliser le couplage entre nucléation, croissance et déformation cyclique. Pour valider le modèle local proposé une comparaison entre les résultats des simulations par champ de phase et les données expérimentales issues de la caractérisation d’un caoutchouc naturel réticulé est effectuée et nous montrons qualitativement l’accord entre l’expérience et le modèleNatural rubber NR and more generally elastomer presents unique physical properties that are very important for many engineering applications. Strain induced crystallization of elastomer presents a major interest because it improves considerably the mechanical properties. In fact, the presence of crystallites within the amorphous phase in a polymer network induces a strengthening of this material, giving NR a self-reinforcement character. In this thesis, we develop a mesoscopic model to describe the crystallization of elastomers under strain. In this context, we present a kinetic model using a new physical approach: a phase field model. This model combines the crystallization thermodynamics with the local stress field. The thermodynamic description of the phase transition is based on a Gibbs free energy functional F which contains all energy contributions of the system: the bulk contributions (enthalpy and entropy) and surface tension. To understand the experimental observation of nanometer size crystalites, an explicit account of the topological constraints induced by both entanglements and/or crosslinks is necessary. We investigated two limiting mechanisms, a kinetic limitation of the growth, and an energetic limitation. Based on both the kinetic and the energetic approaches, we have systematically studied the influence of topological constraints on the growth process. We have shown that the growth process is affected by the accumulation of elastic stress at the interface. The kinetic model predicts the existence of instabilities during the growth. These instabilities induce a heterogeneous dynamical growth which leads to the formation of dendrite like structures. On the contrary, the energetic approach predicts an exponential increase of the surface tension during the growth that limits the size of the crystallites very efficiently. In the last part we investigated elastomer crystallization under cyclic deformation. To this end, we coupled the previous energetic model with the nucleation process. Finally the simulation data are compared with experimental measurements
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Wei, Yuanyuan. "Fracture of ultra-soft hydrogels probed by puncture and cavitation." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2022. http://www.theses.fr/2022UPSLS045.
Full textAbstract:
Les matériaux ultra-mous présentent des caractéristiques de déformation et de fracture différentes de celles des matériaux mous ordinaires, en raison des effets anticipés de leur tension superficielle et de leur hétérogénéité de structure. Dans ce contexte, nous avons systématiquement étudié les propriétés de fracture d’hydrogels ultra-mous en utilisant des méthodes de ponction et de cavitation. Pour le polyacrylamide, le PDMS et le carraghénane, la résistance à la fracture est dominée par l'élasticité non linéaire au-dessus de l'échelle de longueur élasto-capillaire. En-dessous cette échelle spécifique, la résistance à la fracture augmente puisque la capillarité joue un rôle dans le début de la fracture. En synthétisant des hydrogels de poly(alcool vinylique) (PVA) à faible degré d'hydrolyse à partir de deux voies de percolation (percolation de liens et percolation de site), nous avons découvert que les gels formés par percolation de site, étudiés par diffusion dynamique de la lumière, possèdent une plus forte hétérogénéité de structure et entraînent une plus faible résistance à la fracture. Étonnamment, une cristallisation extrême induite par déformation pendant la ponction a été observée dans l'hydrogel de PVA avec un degré d'hydrolyse élevé. En effet, le réseau de cet hydrogel est renforcé localement autour de la pointe de l'aiguille et déplace le point d'initiation de la fissure de la pointe de l'aiguille vers le bord. Cette structure anisotrope donne lieu à une cavité sphérique irrégulière dans la méthode de cavitation et augmente significativement son énergie de fracture. En outre, nous avons constaté que l’augmentation de la masse moléculaire, l'ajout d'un tensioactif ou le dépôt d'une couche d'huile en surface augmentent chacun la résistance à la fracture de l’hydrogel. Enfin, nous avons mis au point une nouvelle technique optique : l'imagerie par corrélation de photons, qui permet de déterminer quantitativement la distribution des déformations en compression et en tension autour de l'aiguille. Ces nouvelles connaissances et avancées méthodologiques fourniront des informations utiles pour la conception de matériaux souples mais résistants aux fractures, et de robots assistant chirurgicaux dans les applications médicalesUltra-soft material exhibits different deformation and fracture characteristics compared to common soft material due to anticipated surface tension effects and structural heterogeneity. To this end, we systematically investigated fracture properties of ultra-soft hydrogels using puncture and cavitation methods. For soft polyacrylamide, PDMS, and carrageenan, fracture resistance is dominated by the non-linear elasticity above the elasto-capillary length scale. Below this particular scale, fracture resistance is improved since capillarity must play a role in the onset of fracture. By synthesizing poly(vinyl alcohol) (PVA) hydrogels with low hydrolysis degree from two percolation paths (bond-percolation and site percolation), we discovered that gels formed by site-percolation possess stronger structural heterogeneity studied via dynamic light scattering and thus result in lower fracture resistance. Surprisingly, an extremely large strain-induced crystallization during puncture was discovered in PVA hydrogel with high hydrolysis degree, which locally reinforces the network around the needle tip and displaces the crack initiation point from the needle tip to the edge. This anisotropic structure results in an irregular spherical cavity in the cavitation experiment and largely improves its fracture energy. In addition, we found that increasing the molecular weight, adding surfactant, and placing an oil layer on hydrogel surfaces could each increase their fracture resistance. In the end, we developed a novel optical technique - photon correlation imaging - in which compression and tension strain distribution around the needle is quantitatively revealed. These new insights and methodological advances will provide useful information to design soft but fracture-resistant materials and surgical assistant robots in medical applications
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Zubtsov, Sergey. "Etudes expérimentales de la déformation des roches carbonatées par dissolution cristallisation sous contrainte." Phd thesis, Grenoble 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00744993.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne l'étude expérimentale et la modélisation de la déformation des roches polyminérales par le mécanisme de la dissolution cristallisation sous contrainte. D'une part, il est montré qu'une augmentation de la proportion de grains peu solubles dans une roche diminue la résistance à la déformation. Cela indique une compétition entre deux mécanismes: d'une part la dissolution sous contrainte aux contacts des grains accélère la déformation, et d'autre part la cicatrisation de ces contacts inhibe la dissolution et ralentit le fluage. D'autre part, il a été réalisé des expériences de poinçonnement de monocristaux de calcite en présence de fluide. La vitesse de déformation de la calcite est de deux ordres de grandeur plus élevée que prévu par la théorie. Cet effet peut être expliqué par le développement de microfissures dans la calcite au contact du poinçon. Ces résultats sont appliqués au comportement des sites de stockage de déchets radioactifs et de séquestration du CO2.
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Kozelkova, Ivana. "Transformations martensitiques par trempe et induite par déformation plastique dans les alliages Fe-Ni-C." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0441.
Full textAbstract:
Ce travail est basé sur une étude de la transformation martensitique d'alliages à structures austénitiques métastables Fe-Ni-C. La transformation austénite martensite peut être provoquée soit par une trempe à une température inférieure à la température Ms soit par une déformation plastique à une température en dessous de la température Md. La transformation martensitique provoquée par trempe a été étudiée par deux méthodes. Une trempe a été effectuée dans un calorimètre. Une trempe directe ou une trempe étagée a été effectuée dans un bain d'alcool refroidi par l'azote liquide. Ces essais ont permis de définir la température Ms et ont montré qu'une trempe étagée rend l'austénite moins susceptible à la transformation martensitique, provoquant ainsi un abaissement de la température Ms. La transformation martensitique induite par déformation plastique a été quantifiée à l'aide d'essais de traction. Les propriétés mécaniques obtenues ont été étudiées en fonction de la composition chimique, de la température d'essai et de la vitesse de déformation. Les crochets observes sur les courbes de traction correspondent au phénomène Portevin - Le Chatelier. Ils ont été observés tant dans la structure austénitique que dans la structure austénito-martensitique. Pour les alliages dont le pourcentage en carbone est compris entre 0,20 et 0,52% et dans l'intervalle de températures d'essai compris entre Ms+25 et Ms+60, nous avons observé que ces alliages possèdent des caractéristiques de déformation exceptionnelles. Cette déformation est la manifestation mécanique de l'effet TRIP ; celui-ci dépend peu de la vitesse de déformation. L’enthalpie exothermique mesurée suite à la transformation martensitique de trempe et l'énergie due à la transformation martensitique induite par déformation plastique à une température très proche de Ms (T= Ms+5), sont équivalentes jusqu'a 60% de martensite formée. Au delà de ce pourcentage, l'énergie due à la transformation martensitique au cours de la déformation plastique devient supérieure à celle nécessaire à cette transformation lors de la trempe. Cet écart est du, d'une part a la déformation plastique de la martensite créée, et d'autre part, pour les températures ou l'effet TRIP a lieu, à l'effet TRIP.
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Ammar, Amine. "Modélisation numérique de la cristallisation induite par l'écoulement d'un thermoplastique : application à l'injection." Cachan, Ecole normale supérieure, 2001. http://www.theses.fr/2001DENS0014.
Full textAbstract:
Nous nous intéressons dans ce travail au développement d'un modèle de cristallisation afin de simuler la phase de remplissage lors de l'injection d'un thermoplastique. La cinétique de changement de phase est affectée par l'histoire thermomécanique subie par le matériaux. Nous développons alors dans le cadre des matériaux standards généralises un modèle qui permet de prédire la cristallisation induite par l'écoulement d'un polymère. Nous utilisons d'abord ce modèle avec des comportements visqueux. Pour étudier l'effet de l'orientation et de l'étirement moléculaire sur l'écoulement et sur la cinétique de cristallisation, nous utilisons ensuite le modèle pompom (modèle de comportement viscoélastique de polymères ramifies). A l'aide d'une technique de partition des déformations nous montrons par des simulations numériques l'effet viscoélastique sur le champ de vitesse, d'étirement et de contraintes notamment en présence de singularités géométriques. Enfin, dans le but d'étendre le modèle de cristallisation induite aux comportements viscoélastiques, nous proposons un cadre qui permet l'écriture thermodynamique des modèles viscoélastiques en grandes transformations. Les résultats d'une simulation numérique d'injection montrent l'effet de l'étirement et de l'orientation moléculaire sur l'apparition de la cristallisation induite.
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Karpp-Pfordt, Sophie. "Cristallisation induite par cisaillement du MXD6 dans différentes formulations : additifs nucléants, fibres de verre." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10039.
Full textAbstract:
Le but de ces travaux est d'étudier la cinétique de cristallisation après cisaillement du MXD6 dans différentes formulations. Trois techniques expérimentales (DSC, rhéomètre et couplage platine de cisaillement-microscope optique) ont permis de déterminer la cinétique de cristallisation au repos et après cisaillement des différents matériaux. Le MXD6 présente une cristallisation très lente, qui après cisaillement, se révèle plus rapide. Au repos, les additifs accélèrent la cristallisation de par leur pouvoir nucléant, largement supérieur à celui des fibres. Ces additifs reportent l'effet accélérateur du cisaillement à des vitesses de cisaillement plus élevées que celles nécessaires pour accélérer la cristallisation du MXD6. Les fibres permettent d'atteindre des accélérations remarquables grâce à une concentration de cisaillement dans le fondu. Le modèle cinétique développé rend bien compte de ces effets combinés. L'orientation de la morphologie est analysée par diffraction des rayons X
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Pihan, Étienne. "Élaboration et caractérisations de silicium polycristallin par cristallisation induite par aluminium de silicium amorphe : application au photovoltaïque." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13233.
Full text
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Shaira, Maher. "Caractérisation non destructive de la transformation martensitique de l'acier 304L induite par déformation cyclique." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0087/these.pdf.
Full textAbstract:
Trois techniques non destructives ont été appliquées au suivi de la transformation par plasticité cyclique de l'austénite en martensite dans l'acier inoxydable austénitique 304L : les mesures ultrasonores, les courants de Foucault et l'émission acoustique. Elles ont été complétées par des observations métallographiques et étalonnées par rapport à des mesures quantitatives en diffraction des rayons X. Dans le régime de fatigue olicyclique étudié (ouverture de cycle de fatigue de 0,5 %, durée de vie de l'ordre de 1000 cycles), un pourcentage significatif de martensite se forme. Mais sa répartition spatiale est hétérogène : formation précoce dans les coins d'éprouvettes de traction à section rectangulaire, puis près des surfaces libres et enfin beaucoup plus lente à coeur. Dans ces conditions, les mesures globales aux ultrasons sont peu sensibles : elles détectent simplement l'endommagement en fin de vie via l'augmentation de l'atténuation. En revanche, une mesure locale por courants de Foucault est sensible à la transformation martensitique et la décrit quantitativement à l'échelle de la sonde. L'émission acoustique est une mesure globale d'un grand nombre d'événements locaux : plasticité, endommagement (par microfissuration), transformation martensitique. Trois classes de salves ont été séparées et attribuées à chacun des événements. En particulier, il est possible de distinguer l'endommagement de la transformation martensitique ainsi mesurée est cohérente avec les mesures par courants de Foucault. L'intérêt d'un recoupement de ces techniques non destructives est ainsi démontré, de même qu'il l'avait été au préalable sur un échantillon de béton en utilisant cette fois les ultrasons et l'émission acoustiqueThree different non-destructive evaluation techniques have been applied to the monitoring of cyclic-strain-induced martensitic transformation in austenitic stainless steel 304L, namely ultrasonic measurements, eddy current characterisation and acoustic emission. They have been backed up by metallographic observations and made quantitative by comparison with X-ray diffraction measurements. In the low-cycle fatigue that was studied (cyclic strain 0. 5 %, fracture in about 1000 cycles), a significant amount of martensite is formed. But it is heterogeneously distributed: early transformation in the corners of rectangular-section tensile specimens, slower transformation close to the flat free surfaces and even slower in bulk. Considering this heterogeneity, global ultrasonic measurements are not adapted: they only detect damage through an increase of attenuation. On the other hand, local measurements with an eddy current probe proved sensitive to the martensitic transformation and even quantitative. Acoustic emission is a global collection of the local bursts in the sample, that can be caused by plasticity, damage growth (microcracks) and martensitic transformation. Three classes were sorted and attributed to each of these phenomena. It is possible to distinguish damage from martensitic transformation, and the rate of transformation is consistent with the one evaluation by eddy currents on the same sample. The interest and potential of a combination of these non-destructive techniques has therefore been demonstrated, as it had been on a previous concrete sample using ultrasounds and acoustic emission
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Lechartier, Audrey. "Influence de la transformation martensitique induite par la déformation sur le comportement mécanique d’aciers inoxydables duplex." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI107/document.
Full textAbstract:
Les aciers inoxydables duplex présentent une combinaison intéressante entre des propriétés mécaniques élevées, une faible conductivité thermique et un coût relativement faible. Ils sont couramment employés dans le domaine du bâtiment comme rond à béton, application qui requière notamment une résistance élevée (Rm > 950 MPa) et une ductilité importante (A% > 15). Cette thèse a pour objectif d’améliorer le compromis résistance / allongement, en développant de nouvelles nuances duplex présentant une transformation martensitique induite par la plasticité (effet TRIP) aux caractéristiques contrôlées. L’optimisation de ce compromis a nécessité en particulier une compréhension détaillée des mécanismes de transformation et de déformation plastique associés à chaque phase : la ferrite (BCC), l’austénite (FCC) et la martensite (BCC).L’influence de la transformation martensitique sur le comportement mécanique est étudiée pour quatre alliages duplex de stabilité variable de la phase austénitique en fonction de leur composition chimique. L’influence d’une microstructure multiphasée sur la cinétique de transformation est déterminée grâce à l’élaboration de trois nuances modèles représentant respectivement une nuance duplex et es deux compositions représentatives de ses constituants austénite et ferrite. L’utilisation de plusieurs techniques de caractérisation à différentes échelles a permis de décrire à la fois les mécanismes de transformation de phase et leur cinétique en fonction de la déformation, donnant ainsi accès à leur influence sur le comportement mécanique. L’étude des champs cinématiques a mis en évidence l’impact de la phase martensitique sur la répartition des déformations dans la microstructure multi-phasée. Finalement l’utilisation d’un modèle mécanique prenant en compte explicitement la transformation martensitique a permis de reproduire le comportement mécanique d’un alliage duplexDuplex stainless steels offer an attractive combination of high mechanical properties, low thermalconductivity and a relatively low cost. They are increasingly used as structural materials such as inthe construction sector as concrete reinforcement bars, where both high strength (Rm > 900 MPa)and high elongation to failure (A% > 15 %) are required. This thesis aims at improving the strength/ elongation compromise by developing new duplex stainless steel compositions experiencing a wellcontrolledmartensitic transformation induced by plasticity (TRIP effect). The optimisation of thiscompromise has required a good understanding of the transformation mechanisms and of plasticdeformation associated with each phase : ferrite (BCC), austenite (FCC) and martensite (BCC).The influence of martensitic transformation on mechanical behavior has been studied in four duplexgrades of variable austenite stability as a function of their chemical composition. The influence ofmultiphase microstructure on martensitic transformation kinetics has been determined by makingthree alloys respectively representative of a duplex grade and its two constituents (austenite andferrite). Using multiple characterization techniques at different scales has allowed determiningboth the transformation mechanisms and its kinetics as a function of strain, giving thus accessto the influence of transformation on the mechanical behavior. The study of kinematic fields hashighlighted the impact of the martensitic phase on the distribution of deformations. Finally, theuse of a mechanical model taking explicitly into account the phase transformation has allowed theduplication of the mechanical behavior of a duplex stainless steel
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Clair, Bertrand. "Contributions à la compréhension des phénomènes de nucléation induite par laser : applications à la glycine et études préliminaires sur l'histidine et l'acide glutamique." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2014. http://www.theses.fr/2014ECAP0056/document.
Full textAbstract:
Le contrôle de la fabrication des structures cristallines des médicaments est un enjeu crucial pour l'industrie pharmaceutique. Plusieurs exemples ont montré qu'une mauvaise maîtrise du polymorphisme conduisait à des situations dramatiques. Récemment, une méthode permettant la maîtrise du polymorphisme de molécule organique dissoute en solution à l'aide de la polarisation d'un faisceau laser a été découverte aux Etats-Unis. Cette thèse étudie l’effet du laser sur des solutions aqueuses de molécules de glycine, L – (+) – histidine, D – (-) – et L – (+) – acide glutamique. Afin de réaliser l’étude, un montage expérimental a été construit permettant le contrôle de nombreux paramètres et une méthode spécifique de travail a été développée afin de limiter fortement l’aléa expérimental. Une étude multi-paramètres incluant l’effet comparé des polarisations linéaire et circulaire dans du H2O et du D2O de la nucléation induite par laser non-photochimique (NPLIN) de la glycine a été menée. Une étude préliminaire de l’effet du laser sur les solutions d'histidine et de l' acide glutamique a également été réalisée. Il est montré que le solvant est un facteur déterminant du contrôle du polymorphisme. Toutefois, la conjonction de la polarisation et de la concentration a une influence sur les polymorphes de glycine obtenus dans le H2O. Les résultats obtenus permettent de contribuer à la compréhension du mécanisme en améliorant l'hypothèse initiale de l'effet KerrPolymorphism control of drug molecules is one the main challenges facing drug companies. Several examples have shown than an uncontrolled polymorphism crystallization could lead to dramatic situation. One the most recent progress in the polymorphism control is the unwanted discovery of polymorphic selective crystallization of organic molecule dissolved in solution based on the laser beam polarization. This thesis deals with the implantation of this method in France for the first time based on a methodology limiting experimental hazard and a special design experimental device dedicated to this study. This work is based on an important review of known results of the field and published for the first time. An important multifactor study was done on glycine, histidine and glutamic acid, which allows to improve knowledges on the putative initial mechanism based on the Kerr effect. It has been established that the solvent is the dominant factor, letting laser polarization as the third factor for polymorphism control after concentration
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Guillotin, Alban. "Étude de la rugosité de surface induite par la déformation plastique de tôles minces en alliage d'aluminium AA6016." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00716025.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'un programme de recherche visant à l'allègement de la structure des véhicules, l'origine de lignage dans des tôles en aluminium AA6016 a été étudiée. Ce phénomène, qui peut apparaître à la suite d'une déformation plastique, est apparenté à de la rugosité de surface alignée dans la direction de laminage (DL). Sa présence est néfaste à une bonne finition de surface, et son intensité est appréciée visuellement par les fabricants.Une méthode de quantification rationnelle a été développée. La caractérisation de la distribution morphologique des motifs de rugosité a été rendue possible par l'utilisation de fonctions fréquentielles telle la densité de puissance spectrale. La note globale, construite à partir de la quantification individuelle des composantes de lignage pur et de rugosité globulaire, s'est montrée en bon accord avec les estimations visuelles, et notamment avec le niveau de lignage intermédiaire regroupant plusieurs aspects de surface différents.La microstructure des matériaux à l'état T4 a été expérimentalement mesurée couche de grains par couche de grain à l'aide d'un couplage entre polissage contrôle et acquisition par EBSD. Les 4 à 5 premières couches sous la surface (-120μm) semblent jouer un rôle mécanique prépondérant dans la formation du lignage car elles offrent à la fois une grande taille de grains moyenne, une importante ségrégation d'orientations cristallines, et une forte similitude de longueurs d'onde entre la rugosité de surface et les motifs de la microtexture.Des simulations numériques ont permis de vérifier que les couples de texture identifiés (Cube/Goss, Cube/Aléatoire et Cube/CT18DN) possédaient des différences d'amincissements hors-plans suffisantes pour générer l'ondulation d'une couche d'éléments. En revanche, l'influence mécanique de cette même couche décroit très rapidement avec son enfouissement dans la profondeur et devient négligeable sous plus de 4 couches d'éléments.
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Grasland, François. "Vieillissement du caoutchouc naturel par thermo-oxydation : Etudes de ses conséquences sur la cristallisation sous déformation, la fissuration et la rupture." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI029/document.
Full textAbstract:
Le caoutchouc naturel présente une très bonne résistance à la propagation de fissure. Cette particularité est généralement attribuée dans la littérature à sa capacité à cristalliser sous déformation. A ce jour, l'essentiel des travaux dans ce domaine porte sur des échantillons réticulés par une vulcanisation dite efficace, c’est-à-dire dont les noeuds de réticulation sont principalement composés de ponts monosulfures. Pour certaines applications, et parce qu’elle est réputée conduire à de meilleure propriétés en fatigue, il est intéressant d'utiliser une vulcanisation dite conventionnelle. Le matériau est alors composé majoritairement de ponts polysulfures. Le phénomène de cristallisation sous déformation, exacerbée en pointe de fissure en raison d'une amplification du champ de déformation, semble être l'un des mécanismes responsables de l'accroissement de la durée de vie en fatigue du matériau vulcanisé de manière efficace. Cependant, sur matériaux vulcanisés de manière conventionnelle et thermo-oxydés (77°C), cette corrélation doit être confirmée en raison d’une évolution importante de l'architecture du réseau élastomère pendant son vieillissement pouvant en effet avoir un impact important sur la capacité du matériau à cristalliser sous déformation. Cette étude se propose donc de caractériser l’évolution de réseaux élastomères vulcanisés de manières conventionnelles pendant leur vieillissement thermo-oxydant, puis d’évaluer leur résistance à la propagation de fissure à différents niveaux de déformation macroscopique. Des analyses in situ WAXS sous rayonnement synchrotron en fond de fissure permettent alors de relier ces résultats à l'évolution de l’aptitude de ces matériaux à cristalliser sous déformationNatural rubber (NR) is largely used in the tire industry due to its excellent mechanical properties, e.g. its very good resistance to fatigue crack growth at high strain. It is generally accepted that this outstanding behavior is related to its ability to crystallize under strain. Such phenomenon, so called SIC, strongly depends on parameters like temperature, strain rate as well as the architecture of the rubber network. The microstructure of this network is formed during the crosslinking process and depends on the vulcanization system, i.e. “Efficient” or “Conventional”. The former vulcanization recipe consists in the formation of short or monosulfide bridges in the elastomer network whereas the latter (necessary to ensure a good adhesion between metallic and rubber parts in a tire) will mainly create longer polysulfide bridges. During its life, the tire will be submitted to a slow aerobic ageing which will cause structural modifications of the initial network and therefore an evolution of the rubber ability to crystallize under strain and to resist against crack propagation. In general, the structural modifications are caused by complex chemical mechanisms, highly sensitive to temperature, leading to chain scission and chain crosslinking. They can also involve sulfur bridge reorganization when NR is conventionally vulcanized. Nevertheless, most of the literature on NR ageing has been performed on efficiently cross-linked NR, and in thermal conditions which are much too severe to be representative of the material ageing in tire applications. Within this frame, our objective is to study this material when it is aged at 77 °C in air. Such parameters have been identified as capable of reproducing more realistically and over a reasonable duration, the ageing of rubber in some use conditions. After characterization of the evolution of the aged materials microstructure, their crack propagation resistance will be studied at 0.01 Hz for different values of macroscopic deformations. Time resolved Wide Angle X-ray scattering (WAXS) measure-ments, carried out at room temperature, will then provide information on the crystallization process around the crack tip. Based on these results, the relation between the network evolution during ageing, the fatigue properties and the ability to strain crystal-lize in such conditions will be established in this work
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Ammar, Amine. "Modélisation numérique de la cristallisation induite par l'écoulement d'un thermoplastique du comportement non linéaire des fondations superficielles sous séisme : application à l'injection /." Cachan : Laboratoire de mécanique et technologie, 2001. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb38806932d.
Full text
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Pellegrino, Antonio. "Comportement fragile des roches : dégradation des propriétés élastiques et anisotropie induite par les contraintes." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523151.
Full textAbstract:
Le sujet de la thèse est l'étude de la dégradation des caractéristiques élastiques d'une roche fragile induite par le chargement. En particulier on s'intéresse à l'anisotropie induite et à son influence sur le caractère fragile de la rupture. L'étude présente le développement d'un modèle de comportement approprié à ce phénomène, une étude expérimentale pour l'étalonnage et la validation du modèle et enfin une application à un problème aux limites particulier représentant l'étude de la rupture d'un cylindre creux et d'une excavation souterraine profonde. Le cadre théorique utilisé est celui de la mécanique de l'endommagement continu. Le modèle développé est caractérisé par un tenseur de vitesse d'endommagement anisotrope d'ordre deux. Les lois d'évolution des trois composantes du tenseur d'endommagement sont obtenues expérimentalement à partir d'essais de compression triaxiale. Les essais ont été réalisés sur deux roches d'origine sédimentaire : une calcarénite italienne, la pietra leccese, et un grès français, le grès de Rothbach. L'influence des conditions de réalisation des essais (élancement des échantillons, frettage ou lubrification des bases des échantillons) a été étudiée. Nous avons simulé le comportement d'un cylindre creux et d'une cavité cylindrique soumise à un état de contraintes isotrope à l'infini. Les résultats de cette simulation numérique ont montré que plus l'anisotropie induite est forte, plus le comportement de la roche est fragile et plus élevé est le nombre de stabilité.
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Penel-Pierron, Laurence. "Transition de phase induite par déformation dans les polymères à liaisons hydrogène : cas des copolymères éthylène-alcool vinylique et du polyamide 6." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-155.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail souligne l'interet de connaitre et comprendre l'evolution structurale de polymeres semi-cristallin afin de mieux maitriser leur deformation et d'ameliorer les procedes de mise en forme a l'etat solide. L'etirabilite et la bietirabilite des copolymeres ethylene / alcool vinylique (evoh) et du polyamide 6 (pa6), qui ont la particularite de posseder des interactions de type hydrogene, ont ainsi ete etudiees en relation avec les transitions de phase induites thermiquement et mecaniquement. Un changement structural de type ordre-desordre apparait dans les evohs au cours de la deformation plastique au-dessous d'une temperature critique de 110c. La structure mesomorphe hexagonale resultante semble provenir d'une accumulation de defauts de plasticite bloques dans la phase cristalline aux temperatures inferieures a la relaxation cristalline lors du glissement de chaines. Au-dessus de 110c, le polymere conserve sa structure monoclinique et se fissure dans la direction principale d'orientation moleculaire empechant la deformation plastique. La modification de la structure en feuillets par suite de la redistribution des liaisons hydrogene de facon aleatoire autour des chaines de la phase mesomorphe inhibe le phenomene de fissuration a basse temperature. Dans le pa6, qui presente 3 structures cristallines differentes, il a ete observe au contraire une transition desordre-ordre. Une modification structurale graduelle de la forme mesomorphe en forme est induite thermiquement et mecaniquement au-dela de 120c. Une transition de phase de en peut aussi se produire avec la deformation. Ces transformations ont ete attribuees a l'extension des chaines de la conformation helicoidale des formes et a la conformation zigzag planaire de la forme. Pour ameliorer l'etirage, il est donc preferable de limiter la transformation structurale dans la forme la moins ductile. Le bietirage a ainsi ete realise avec succes a 120c.
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Jalali, Amirjalal. "Quiescent and flow-induced crystallization of poly(lactic acid)." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/9892.
Full textAbstract:
Le poly(acide lactique), PLA, est un polymère biocompatible et biodégradable, qui peut être
produit à partir de ressources renouvelables. En conséquence, il a soulevé une attention toute
particulière en tant que remplacement éventuel des polymères à base de pétrole. C’est un
polyester aliphatique ayant des propriétés telles que module élevé, haute résistance,
biocompatibilité et est donc un matériau prometteur pour diverses applications telles que les
implants, l’encapsulation de médicaments et l'emballage. A cause de sa faible température de
transition vitreuse, le PLA a une faible résistance thermique et les applications sont donc
limitées à celles qui ne sont pas associées à des températures élevées. En outre, ce polymère
souffre d'un faible degré de cristallinité. L'augmentation du taux de cristallinité dans de
nombreuses techniques de mise en forme, telles que le moulage par injection, est nécessaire.
Il y a plusieurs façons d'augmenter le niveau de cristallinité du PLA. Ces procédés
comprennent l'utilisation d'agents nucléants, de plastifiants, ou de combinaisons d'agents
plastifiants et de nucléation. La cristallisation du PLA à l'état fondu se présente sous deux
formes cristallines légèrement différentes connues sous les noms α et α'. Cette étude compare
la capacité d'auto-nucléation de ces deux formes cristallines par auto-nucléation. Ceci est
réalisé en comparant les températures de cristallisation lors du refroidissement des
échantillons préalablement cristallisés à diverses températures, puis de nouveau chauffé à une
température dans la plage de fusion partielle du PLA. Dans la deuxième étape, l'effet des
paramètres cinétiques et le poids moléculaire du PLA sur l'efficacité de nucléation des PLA
phases cristallines a été étudié. Cette partie de l’étude ouvre une nouvelle voie pour
comprendre le rôle des modifications cristallines du PLA qui mènent aux conditions optimales
pour la cristallisation du PLA. La mise en forme des polymères implique des contraintes de
cisaillement et d’élongation, ce qui implique une cristallisation induite par l’écoulement et la
solidification qui s’en suit. Les propriétés mécaniques des produits finals dépendent du degré
de cristallisation et de la nature des cristaux formés. Par conséquent, l'optimisation du procédé
nécessite une bonne compréhension de la façon dont l’écoulement influence la cristallisation.
Le type d'écoulement peut jouer un rôle important sur la cristallisation. Par exemple,
l'écoulement élongationnel provoque l’orientation et l’étirement des molécules dans le sens de
l'extension, comme dans le cas de la mise en forme de fibres et le soufflage de film, en aidant
le processus de cristallisation induite par l'écoulement. Une littérature abondante existe sur la
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cristallisation des thermoplastiques classiques induite par l'écoulement. Cela dit, moins
d'attention a été accordée à l'effet de l'écoulement de cisaillement et d'allongement sur la
cristallisation du PLA. Comme étudié dans la dernière partie de ce document, l'effet du poids
moléculaire sur la cristallisation induite par cisaillement du PLA est rapporté. Pour cela, trois
différents PLA à faible, moyen et haut poids moléculaire ont été préparés par réaction
d'hydrolyse. Ensuite, en utilisant un rhéomètre oscillatoire, l’effet du cisaillement sur la
cinétique de cristallisation du PLA a été examiné.Abstract : Poly(lactic acid), PLA, is a biocompatible and biodegradable polymer that can be produced from renewable resources. As a result, it has raised particular attention as a potential replacement for petroleum-based polymers. It is an aliphatic polyester with properties such as high modulus, high strength, and biocompatibility and is thus a promising material for various applications such as implants, drug encapsulation, and packaging. In the wake of low glass transition temperature, PLA has a low heat resistance and its application is limited to those not associated with high temperatures. In addition, this polymer suffers from a low degree of crystalinity. Increasing the crystallization rate in many processing operations, such as injection molding, is required. So far, many routes have been found to improve the crystallinity of PLA. These methods include using nucleating agents, plasticizers, and combination of nucleating agents and plasticizers together. PLA crystallization in the melt state results in two slightly different crystalline forms known as α and α’forms. This thesis compares the self-nucleation ability of these two crystal forms by self-nucleation. This is achieved by comparing crystallization temperatures upon cooling for samples previously crystallized at various temperatures and then re-heated to a temperature in the partial melting range for PLA. In the second step, we study the effect of molecular weight of PLA on the nucleation efficiency of PLA crystalline phases. This part of the investigation opens a new pathway to understand the role of PLA crystalline phases on the optimal condition for its crystallization kinetics. Polymer processing operations involve mixed shear and elongational flows and cause polymer molecules to experience flow-induced crystallization during flow and subsequent solidification. The mechanical properties of the final products are significantly dependent upon the degree of crystallization and types of formed crystals. Therefore, optimization of any polymer process requires a good understanding of how flow influences crystallization. The type of flow can play a significant role in affecting crystallization. For example, elongational flow causes molecules to orient and stretch in the direction of extension, as in the case of fiber spinning and film blowing, helping the process of flow-induced crystallization. An extensive body of literature exists on flow-induced crystallization of conventional thermoplastics. Having said that, less attention has been paid to the effect of shear and elongational flow on the PLA crystallization kinetics. As investigated in the final part of this thesis, the effect of iv molecular weight on the shear-induced crystallization of PLA is reported. For this, low, medium and high molecular-weight PLAs were prepared from a high molecular weight one by a hydrolysis reaction. Next, by means of a simple rotational rheometry, effect of the shear flow was examined on the crystallization kinetics of these three PLAs.
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Garrot, Damien. "Etude par microscopie en champ proche des phénomènes de migration de matière photo-induite dans les matériaux photochromiques." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112046.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier les phénomènes de déformation photo-induite de matière dans les films minces polymères incorporant des molécules d'azobenzène. Cette étude s'appuie sur une expérience originale qui consiste à observer in-situ la cinétique de formation d'un réseau de surface sous illumination du film photochromique par une figure d'interférence. L'observation est basée sur l'utilisation de techniques couplées de microscopie à sonde locale qui permettent de corréler la morphologie photo-induite et la distribution du champ électromagnétique avec une résolution très inférieure au pas du réseau. Cette étude, menée en fonction de la polarisation de la lumière et de l'épaisseur des films, démontre qu'au moins quatre mécanismes microscopiques interviennent dans la déformation photo-induite des azo-polymères : la réorientation optique des photochromes, la réorganisation locale de la matrice, le transport dirigé de matière, le photo-blanchiment. La contribution de ces différents mécanismes est plus particulièrement révélée par l'existence de deux phénomènes observés pour la première fois. D'une part, la cinétique de déformation présente une transition entre deux régimes, l'un, au temps court, en phase avec l'excitation lumineuse et l'autre, au temps long, en opposition de phase. D'autre part, la morphologie des réseaux photo-induits dépend de façon spectaculaire de l'épaisseur des couches. L'ensemble des résultats obtenus apporte un nouvel éclairage sur certaines observations expérimentales antérieures, parfois contradictoires, notamment sur la différence entre les réponses d'un même matériau à une excitation optique en champ proche et champ lointainThe main goal of this PhD work is to study photo-induced matter deformation phenomena in thin polymeric film containing azobenzene moieties. This study is based on the in-situ observation of surface relief gratings kinetic of formation under illumination by an interference pattern. The observation relies on a coupled microscopy technique, allowing to correlate photo-induced morphology with the electromagnetic field distribution, with a resolution better than the lattice pitch. The study as a function of the light polarisation and of the film thickness shows that four microscopic mechanisms are involved in the photo-induced deformation of the azo-polymer: the optical reorientation of chromophore, the local reorganization of the matrix, oriented matter transport and the photobleaching. The contribution of these different mechanisms is evidenced by two phenomena observed for the first time. First, the kinetic of deformation presents a transition between two regimes, one, at short time, in phase with the light excitation, the other, at longer time, in opposition of phase. Second, the morphology of the induced relief grating depends strongly on the film thickness. This PhD work shed light on previous and somehow contradictory results, in particular in term of response of azo-polymer films at an excitation in near filed and far field optics
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Xie, Zhong Jian. "Effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI025/document.
Full textAbstract:
Les effets caloriques représentent la capacité d’un matériau à voir son entropie varier sous l’effet d’une sollicitation externe et peuvent être utilisés pour des systèmes de refroidissement à l'état solide en remplacement (ou complément) des dispositifs traditionnels à base de fluides frigorifiques. Dans cette thèse, nous avons cherché à étudier l'effet élastocalorique du caoutchouc naturel. Après une présentation des différents matériaux caloriques et du caoutchouc naturel, le chapitre 2 détaille la caractérisation élastocalorique du caoutchouc naturel, et les résultats sont interprétés à partir de la notion de cristallisation induite par la déformation. Le changement de température adiabatique élastocalorique et la variation d’entropie associée atteignent 9K et 50kJ.m-3.K-1, ce qui est très important comparé aux autres matériaux caloriques. L’effet élastocalorique étant maximum pour une déformation voisine de 4,5, une pré-déformation peut être appliquée pour éviter la zone moindre activité élastocalorique. La mesure directe de l’effet élastocalorique est ensuite comparée à une méthode indirecte déduite du facteur de Clapeyron, et les divergences sont discutées. Dans le chapitre 3, la contrainte et la température élastocalorique sont simulées par un modèle de Flory modifié sur la base de la cristallisation. Il est possible de prédire le comportement contrainte-déformation à différentes températures, ainsi que les variations de température élastocaloriques à température ambiante. Dans le chapitre 4, les effets de la fatigue sur l’effet élastocalorique du caoutchouc naturel sont ensuite étudiés. La résistance à la fatigue pour de grandes amplitudes de déformation est très faible (< 800 cycles). Trois régimes de déformation intermédiaire sont ensuite testés : 0-3, 2-5, et 4-7, et permet d’établir que le régime 2-5 est le plus performant (jusqu’à 100 000 cycles). Dans le dernier chapitre, un modèle de système régénératif de refroidissement à base de matériaux caloriques est développé afin d’établir des lignes directrices pour le choix des matériaux élastocaloriquesIn this thesis, we aimed to study the eC effect of natural rubber (NR) and to prove its potential to act as an eC material primarily. The method for improving the eC effect efficiency and fatigue life of NR were also proposed. The eC effect of NR is characterized directly, and interpretation based on the theory of strain-induced crystallization/crystallite (SIC) is proposed. The eC adiabatic temperature change and isothermal entropy change of NR can be up to 9 K and 50 kJ.m-3.K-1 (56 J.kg-1.K-1), which are larger than most of caloric materials. Two coefficients, eC strain coefficient and eC stress coefficient , are defined for evaluating the eC performance at different strains, where is the specific entropy, is the engineering strain, is the temperature and is the stretching stress. It’s found that both coefficients are maximum for a strain around 4.5, indicating that the highest eC performance occurred at middle strain, which is attributed to the occurrence of SIC. To improve the eC performance, it is proposed to apply a pre-strain, so that the low strain regime where eC performance is low can be skipped. Moreover, the large needed deformation can be reduced by the pre-strain and thus the possibility of a compact cooling system designed based on NR is improved. The fatigue property of eC effect of NR is then investigated. The fatigue life at large deformation strain amplitudes (strain of 1-6) is about 800 cycles for the tested NR, which is too short to be used for a cooling system. Decreasing strain amplitude is necessary to extend fatigue life up to requirement of a cooling device. For the same small strain amplitude of 3, the fatigue property is compared at amorphous strain regime (strain of 0-3), onset strain of melting (strain of 2-5) and high strain of SIC (strain of 4-7). It’s found that a larger eC temperature change and a better fatigue property can be obtained at two SIC strain regimes (strain of 2-5 and 4-7) than amorphous strain regime. Especially, the fatigue property at the onset strain of melting (strain of 2-5) is better than that at high strain of SIC (strain of 4-7). A high-cycle fatigue was applied at the strain of 2-5 (most promising strain regime) up to 1.7×105 cycles. It was observed that there is no crack of the sample, as well as a degradation degree of 12% of the eC temperature change. Furthermore, the eC stress coefficient (4.4 K/MPa) at onset strain of melting is larger than that at high strain of SIC (1.6 K/MPa). As a result, the middle strain regime (onset strain regime of melting) can get a higher eC performance, larger temperature change, and better fatigue life, which should be chosen for eC cooling system
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Zinet, Matthieu. "Modélisation de la cristallisation des polymères dans les procédés de plasturgie : quantification des effets thermiques et rhéologiques." Phd thesis, INSA de Lyon, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00555771.
Full textAbstract:
En plasturgie, la maîtrise de la régulation thermique des outillages apparaît aujourd'hui comme une des composantes essentielles de l'amélioration de la productivité des procédés et de la qualité des produits. S'inscrivant dans le contexte du développement d'outils numériques dédiés à l'optimisation de la «fonction refroidissement» des outillages, ce travail répond à deux besoins. Le premier est la nécessité de disposer d'un modèle précis du comportement thermique des polymères semi-cristallins au cours du refroidissement et de l'influence de cette phase sur la microstructure du matériau, conditionnant ses propriétés finales. Un modèle numérique de la cristallisation d'un polymère soumis à un écoulement anisotherme est développé. Le 1er invariant du tenseur des extracontraintes, représentatif du comportement rhéologique viscoélastique du matériau, est considéré comme la force motrice d'une germination additionnelle s'ajoutant à la germination induite par la thermique. La croissance de ces germes est décrite par deux systèmes d'équations de Schneider. Le modèle est ensuite appliqué la cristallisation d'un polypropylène isotactique dans un écoulement de cisaillement (écoulement de Couette). Les effets thermiques et rhéologiques sur la cristallisation sont alors quantifiés en termes d'accélération de la cinétique et de répartition morphologique finale (type, densité et tailles moyennes des cristallites). D'autre part, l'optimisation des performances thermiques des outillages fait appel à des techniques de mesure du transfert de chaleur précises, fiables et adaptées aux contraintes du procédé, dans le but d'alimenter et de valider les simulations numériques. Une technologie innovante d'instrumentation thermique est mise en oeuvre sur un moule d'injection, sous forme d'un insert fluxmétrique, afin d'évaluer localement les transferts de chaleur entre le polymère et l'outillage. L'influence des conditions d'injection sur la réponse du capteur est analysée. Les « signatures thermiques » du procédé ainsi obtenues permettent de valider un modèle simplifié des transferts thermiques lors de la phase de refroidissement
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Yoshida, Yukihiro. "Effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère : Mécanismes responsables de la variation de température et bilan énergétique sous déformation." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI070.
Full textAbstract:
Les effets électrocaloriques, qui se traduisent par une variation de température induite par une variation d’entropie ont été étudiés comme alternative aux systèmes de réfrigération utilisant un cycle de compression/détente. Le travail de thèse se focalise sur l’étude de l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE). En premier lieu, l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel qui compte parmi les meilleurs candidats, a été évalué pour des cycles de déformation réalisés avec différentes valeurs d’allongement. Une variation de température de 4 °C a pu être observée. Il est usuel d’utiliser la relation déformation/contrainte en fonction de la variation de température pour évaluer l’effet élastocalorique. Il a été démontré que cette méthode ne peut pas être utilisée dans le cas du caoutchouc naturel et qu’elle doit être remplacée par la mesure de la variation de l’énergie mécanique en fonction de la température. Et dans ce cas, une variation linéaire entre ces deux dernières grandeurs a été observée. En réalisant un bilan d’énergie pendant l’essai, non seulement, le rendement énergétique a pu être évalué mais il a été aussi possible de prendre en compte l’effet Mullins et la cristallisation induite par la déformation pour le caoutchouc naturel. Dans un second temps, l’effet élastocalorique a été étudié sur le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE), ce qui a permis de montrer qu’il était possible d’obtenir une variation de température de 2.1 °C sous réserver de pré-déformer le terpolymère à plus de 1050 % avant. Par comparaison avec d’autres matériaux présentant une bonne conversion élastocalorique, le fort potentiel de ce matériau a pu être mis en évidence. Enfin, il a été mis en évidence que la plus grande partie de l’énergie mécanique était bien convertie en énergie thermiqueCaloric effects (CEs), which are the phenomena that temperature variation is caused by entropy change, have been investigated for the novel system which might be able to replace conventional vapor compression refrigeration system. In the present thesis, the elastocaloric effect (ElCE) of natural rubber (NR) and terpolymer, poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CTFE)), was focused. First of all, NR, which is an excellent candidate material for ElCE, was evaluated in cyclic deformation with different strain levels. It was found that NR exhibits temperature variation of around 4.0 °C. In general, the relation between stress/strain versus temperature variation is used to evaluate ElCE. The unsuitability of such evaluation method for NR was demonstrated. The evaluation method for ElCE which uses energy balance was then proposed. A linear relation between the temperature variation caused by ElCE and the applied mechanical energy by deformation was experimentally found. This fact verifies the suitability of the proposed method. Using the energy balance, besides, not only the conversion efficiency but also the influences of the Mullins effect and the strain-induced crystallization on the ElCE of NR were discussed. ElCE of P(VDF-TrFE-CTFE) was also evaluated in order to find out the potential of polymer. It was found that present terpolymer which is not one of the elastomers can also exhibit a large temperature variation, 2.1 °C, caused by ElCE if a large pre-stretch such as more than 1050 % is applied in advance. By comparison with other materials for ElCE, it was demonstrated that P(VDF-TrFE-CTFE) can be a high potential material for ElCE. It was also shown that P(VDF-TrFE-CTFE) converts most of the applied mechanical energy into the heat energy
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Candau, Nicolas. "Compréhension des mécanismes de cristallisation sous tension des élastomères en conditions quasi-statiques et dynamiques." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0057/document.
Full textAbstract:
La cristallisation sous tension (SIC) du caoutchouc naturel (NR) a fait l’objet d’un nombre considérable d’études depuis sa découverte il y a près d’un siècle. Cependant, il existe peu d’informations dans la littérature concernant le comportement du caoutchouc à des vitesses de sollicitation proches des temps caractéristiques de cristallisation. L’objectif de cette thèse est alors de contribuer à la compréhension du phénomène de cristallisation sous tension grâce à des essais dynamiques à grandes vitesses. Pour répondre à cet objectif, nous avons développé une machine de traction permettant de déformer des échantillons d’élastomères à des vitesses de sollicitation pouvant aller jusqu’à 290s-1. Les essais ont été réalisés sur quatre NR avec des taux de soufre variables, deux NR chargés comportant des taux de noir de carbone différents. Nous avons également étudié un matériau synthétique à base de polyisoprène (IR) afin de comparer ses performances à celle du NR. Les essais dynamiques étant relativement difficiles à interpréter, un travail conséquent a donc été d’abord réalisé à basse vitesse. En outre, l’approche expérimentale proposée a été couplée à une approche thermodynamique de la SIC. Les mécanismes généraux associés à la cristallisation que nous identifions sont les suivants: lors d’une traction, la cristallisation consiste en l’apparition de populations cristallines conditionnée par l’hétérogénéité de réticulation des échantillons. Cette cristallisation semble nettement accélérée dès lors que ce cycle est réalisé au-dessus de la déformation de fusion. Nous attribuons ce phénomène à un effet mémoire dû à un alignement permanent des chaînes. Enfin, l’effet de la vitesse est décrit théoriquement en intégrant un terme de diffusion des chaînes dans la cinétique de SIC. Cette approche couplée à des essais mécaniques suggère que la SIC est essentiellement gouvernée par la cinétique de nucléation. Lors des tests dynamiques, la combinaison de l’effet mémoire et d’une accélération de la fusion pendant le cycle entraine une nette diminution voire une disparition de l’hystérèse cristalline. En outre, l’auto-échauffement, qui augmente progressivement avec la fréquence du cycle, tend à supprimer l’effet mémoire en provoquant le passage du cycle en dessous de la déformation de fusion. Lors de ces essais dynamiques, la SIC semble favorisée pour le matériau le moins réticulé. Nous attribuons cet effet au blocage d’enchevêtrements jouant le rôle de sites nucléants pour la SIC. Le matériau chargé semble avoir une moins bonne aptitude à cristalliser à hautes vitesses, par rapport à l’élastomère non chargé, en raison d’un auto-échauffement important à l’interface entre charges et matrice. Enfin, nous notons une convergence des cinétiques de cristallisation du caoutchouc naturel et synthétique à grande déformation et grande vitesse de sollicitation, que nous attribuons à la prédominance du terme énergétique d’origine entropique dans la cinétique de nucléationStrain induced crystallization (SIC) of Natural Rubber (NR) has been the subject of a large number of studies since its discovery in 1929. However, the literature is very poor concerning the study of SIC when samples are deformed with a stretching time in the range of the SIC characteristic time (around 10msec-100msec). Thus, the aim of this thesis is to contribute to the understanding of the SIC phenomenon thanks to dynamic tensile tests at high strain rates. To meet this goal, we have developed a dynamic tensile test machine allowing stretching samples of elastomers at strain rates up to 290 s-1. The tests are carried out on four NR with different sulphur amount, two NR with different carbon black filler amounts. We also studied a synthetic rubber made of polyisoprene chains (IR) able to crystallize under strain. Dynamic tests are relatively difficult to interpret; a significant work has thus been first performed at slow strain rate. Moreover, the experiments are coupled with a thermodynamic approach. First, the general mechanisms associated to the crystallization are identified as follows: during mechanical loading or during cooling in the deformed state, SIC is the result of successive appearance of crystallite populations whose nucleation and growth depend on the local network density. Crystallization is enhanced when the cycle is performed above the melting stretching ratio. This phenomenon is attributed to a memory effect due to a permanent alignment of the chains. Finally, the effect of the strain rate is theoretically described thanks to a diffusion term. This approach, coupled with experiments suggests that SIC is mainly governed by the nucleation kinetics. For the dynamic test, the combination of the memory effect and the acceleration of the melting during the cycle lead to a reduction or even disappearance of the crystalline hysteresis. In addition, self-heating, which progressively increases with the frequency of the cycle, causes the delay of the melting stretching ratio. This well explains why the crystallinity index decreases at the minimum stretching ratio of the dynamic cycles when the frequency increases. We finally compared the ability of our different rubbers to crystallize at high strain rates. SIC is enhanced for the weakly crosslinked rubber. This might be related to the dynamics of its free entanglements, these ones acting as supplementary crosslinks at high strain rates. Then, a filled rubber is compared to the unfilled one. We found that the filled sample has a lower ability to crystallize at high strain rates as compared to the unfilled one. This is likely due to the strong self-heating at the interface between the fillers and the rubbery matrix. Finally, we observe a convergence of crystallization kinetics in natural and synthetic rubbers at high strains and high strain rates. This is attributed to the predominance of the entropic energy in the nucleation kinetics in these experimental conditions
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Kumaresan, Vishnuvarthan. "Novel substrates for growth of III-Nitride materials." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066538/document.
Full textAbstract:
Un des avantages majeurs des nanofils (NFs) semi-conducteurs est la possibilité d'intégrer ces nano-matériaux sur divers substrats. Cette perspective est particulièrement intéressante pour les nitrures d'éléments III qui manquent d'un substrat idéal. Nous avons étudié l'utilisation de nouveaux supports pour la croissance de NFs de GaN en épitaxie par jets moléculaires assistée par plasma. Nous avons exploré trois approches avec une caractéristique commune : le support de base est un substrat amorphe bas-coût. Pour deux d'entre elles, une fine couche d'un matériau cristallin est déposée sur ce support pour promouvoir la croissance épitaxiale des NFs. Dans la première approche, nous avons formé un film mince de Si poly-cristallin par "cristallisation induite par l'aluminium (AIC-Si)". Les conditions ont été optimisées pour obtenir une forte texture de fibre orientée [111] du film de Si qui nous a permis de faire croitre des NFs de GaN verticaux. La même idée a été mise en ¿uvre avec le graphène transféré sur SiOx. Nous avons montré pour la première fois dans la littérature que les NFs de GaN adoptent une orientation basale bien définie par rapport au graphène. La troisième approche consiste à faire croitre des NFs directement sur les substrats amorphes. Nous avons utilisé la silice thermique et la silice fondue. Nous avons examiné le temps de latence avant la formation des premiers germes et obtenu des NFs de GaN de bonne verticalité sur les deux types de silice. Sur la base de nos observations, nous concluons que la croissance épitaxiale de NFs de GaN sur graphène est particulièrement prometteuse pour le développement de dispositifs flexiblesA major advantage of semiconductor nanowires (NWs) is the possibility to integrate these nano-materials on various substrates. This perspective is particularly attractive for III-nitrides, for which there is a lack of an ideal substrate. We examined the use of novel templates for growing GaN NWs by plasma assisted molecular beam epitaxy. We explored three approaches with a common feature: the base support is a cost-efficient amorphous substrate and a thin crystalline material is deposited on the support to promote epitaxial growth of GaN NWs.In the first approach, we formed polycrystalline Si thin films on amorphous support by a process called aluminum-induced crystallization (AIC-Si). The conditions of this process were optimized to get a strong [111] fiber-texture of the Si film which enabled us to grow vertically oriented GaN NWs. The same idea was implemented with graphene as an ultimately thin crystalline material transferred on SiOx. We illustrated for the first time in literature that GaN NWs and the graphene layer have a single relative in-plane orientation. We propose a plausible epitaxial relationship and demonstrate that the number of graphene layers has a strong impact on GaN nucleation. Proof-of-concept for selective area growth of NWs is provided for these two approaches. As a simple approach, the possibility of growing NWs directly on amorphous substrates was explored. We use thermal silica and fused silica. Self-induced GaN NWs were formed with a good verticality on both substrates. Based on our observations, we conclude that the epitaxial growth of GaN NWs on graphene looks particularly promising for the development of flexible devices
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Rozel, Antoine. "Taille des grains et localisation de la déformation dans la lithosphère." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00545067.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but d'étudier l'impact de la taille des grains sur la rhéologie du manteau terrestre. Nous avons proposé un nouveau modèle d'évolution de la taille des grains et montré que les états d'équilibre qu'il prévoit sont en adéquation avec les données expérimentales obtenues sur des échantillons d'olivine. Ce modèle est illustré par des simulations numériques d'une zone de cisaillement et de convection du manteau. Nous avons montré que notre formalisme favorise la localisation la déformation et modifie le régime de convection des planètes. Notre modèle propose que l'évolution d'une distribution de tailles de grains soit entièrement contrainte par l'énergie des joints de grains. Cette énergie diminue lors de la croissance normale et augmente lors de la recristallisation dynamique. Notre modèle stipule que l'énergie nécessaire à la nucléation des nouveaux grains est soustraite à l'énergie dissipée dans le matériau par les dislocations. Même lorsque les grains de taille moyenne sont en régime diffusif, les grains les plus gros se déforment en régime dislocatif, peuvent continuer à subir de la recristallisation et ainsi peuvent concourir à la réduction de la taille moyenne. Lorsque les effets de la croissance et de la nucléation se compensent, nous pouvons comparer l'état d'équilibre obtenu avec les données expérimentales. Nous montrons que le partitionnement de l'énergie fournie dépend principalement de la température. Ce modèle est ensuite testé dans une simulation numérique de zone de cisaillement. Dans ce système, selon la température, la contrainte déviatorique et la taille des grains, la déformation peut s'effectuer en régime de diffusion ou en régime de dislocation. Contrairement à nos attentes, notre modèle montre que la déformation se localise moins efficacement lorsque le cœur de la zone de cisaillement passe en régime de diffusion. La taille des grains semble favoriser l'apparition des zones de cisaillement en y baissant la viscosité mais ne semble pas localiser intrinsèquement la déformation. Finalement, nous avons testé notre équation de l'évolution de la taille des grains à l'aide de simulations numériques de convection du manteau. La température étant élevée dans le manteau, nous avons considéré que les grains étaient tous dans l'état d'équilibre prévu par notre modèle. Nous avons observé que la taille des grains peut suffire à modifier le régime de convection des planètes en créant une couche très non-Newtonienne dans leur lithosphère. Cette thèse a montré que la taille des grains influence fortement la dynamique des planètes en localisant la déformation à leur surface. Le nouveau modèle qu'elle propose apporte une vue nouvelle sur la création et l'entretien du régime de tectonique des plaques.
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Ben, Hafsia Khaoula. "Identification des micro-mécanismes de déformation du PET amorphe et semi-cristallin in situ au cours d’un essai mécanique." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0081/document.
Full textAbstract:
Selon leur formulation et leur mise en forme et grâce à leur complexité microstructurale induite, les polymères thermoplastiques bénéficient d’une grande diversité de propriétés thermomécaniques. Cependant, l’évolution de la microstructure de ces matériaux au cours de leur utilisation reste difficile à identifier. Afin de mieux comprendre les modifications microstructurales ayant lieu au cours de sollicitations thermomécaniques, différentes techniques non destructives de caractérisation en temps réel et in situ ont été développées. Dans ce contexte, un Poly (Ethylène Téréphtalate) (PET) amorphe et semi-cristallin a été étudié afin de mettre en évidence l’effet de la microstructure sur les propriétés macroscopiques du matériau. Pour ce faire, plusieurs couplages de techniques expérimentales de caractérisation ont été mis en œuvre tels que la spectroscopie Raman et la diffraction/diffusion des rayons X couplées au système de VidéoTraction™ ou la spectroscopie Raman couplée à la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) pour une caractérisation des micromécanismes de déformation et du comportement thermique du matériau respectivement. Le suivi de différentes bandes vibrationnelles judicieusement identifiées a permis d’établir un nouveau critère robuste et capable de mesurer avec exactitude le taux de cristallinité du matériau ou de remonter aux températures caractéristiques de sa morphologie (Tg, Tc, Tcc, Tf) grâce aux informations extraites d’un spectre Raman. De plus, un système de caractérisation relaxationnelle par un couplage de la spectroscopie diélectrique dynamique avec un essai de traction a été utilisé afin de mettre en évidence l’effet de la mobilité moléculaire sur la déformation élasto-visco-plastique du PET. D’un point de vue mécanique, les principaux micromécanismes de déformation ont été étudiés en temps réel pendant un essai de traction à différentes températures et vitesses de déformation vraies constantes : l’orientation macromoléculaire, l’endommagement volumique, le développement de mésophase et la cristallisation induite sous contrainte, ont été observés et quantifiés in situ en utilisant les couplages précédents au synchrotron Petra III de Hambourg et au synchrotron Elettra de Trieste. En parallèle, une étude de la mobilité moléculaire (paramètre déterminant à la prédominance de tel ou tel micromécanisme de déformation) a été menée via des analyses relaxationnelles réalisées au cours de la déformation du matériau. En complément, des expériences en temps réel, des études post mortem par les techniques précédemment citées et par radiographie X, microscopie électronique à balayage et tomographie X ont été réalisées afin d’apprécier l’influence de la relaxation mécanique du PETAccording to their formulations and forming processes and thanks to the complexity of their induced microstructure, thermoplastic polymers show a wide range of thermomechanical properties. However, the identification of the evolution of the microstructure of these materials during their use remains difficult. To better understand the microstructural changes occurring during thermomechanical loadings, various in situ and non-destructive techniques of characterization have been used. In this context, a Poly (Ethylene Terephthalate) (PET) amorphous and semi-crystalline was studied in order to highlight the effect of the microstructure on the macroscopic properties of the material. This way, different coupling systems combining several experimental characterization techniques have been implemented such as Raman spectroscopy and X-rays diffraction/scattering coupled to the VidéoTraction™ system or Raman spectroscopy coupled with differential scanning calorimetry (DSC) for the characterization of the deformation micro-mechanisms and the thermal behavior of the material respectively. Monitoring specific vibrational bands thoroughly identified allowed the establishment of a new robust criterion which enables to accurately measure the crystallinity ratio of the material and the identification of the characteristic temperatures of its morphology (Tg, Tc, Tcc, Tm). In addition, a relaxational characterization system by coupling dynamic dielectric spectroscopy to a tensile test has been used in order to highlight the effect of molecular mobility on the elasto-visco-plastic deformation of PET. From a mechanical point of view, the main deformation micro-mechanisms have been studied in real time during a tensile test at different temperatures and constant true strain rates: macromolecular orientation, volume damage, development of mesophase and strain induced crystallization were observed and quantified in situ using the coupled characterization technics presented previously at Petra III (Hambourg) and Elettra (Trieste) synchrotrons. In parallel, a study of the molecular mobility (a determining parameter for the predominance of one deformation micromechanism to another) was conducted via relaxational analysis performed during the deformation of the material. In addition to in situ experiments, post mortem analysis by the previously mentioned technics and by X radiography, scanning electron microscopy and X tomography were performed to assess the influence of the mechanical relaxation of the polymer
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Kumaresan, Vishnuvarthan. "Novel substrates for growth of III-Nitride materials." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066538.
Full textAbstract:
Un des avantages majeurs des nanofils (NFs) semi-conducteurs est la possibilité d'intégrer ces nano-matériaux sur divers substrats. Cette perspective est particulièrement intéressante pour les nitrures d'éléments III qui manquent d'un substrat idéal. Nous avons étudié l'utilisation de nouveaux supports pour la croissance de NFs de GaN en épitaxie par jets moléculaires assistée par plasma. Nous avons exploré trois approches avec une caractéristique commune : le support de base est un substrat amorphe bas-coût. Pour deux d'entre elles, une fine couche d'un matériau cristallin est déposée sur ce support pour promouvoir la croissance épitaxiale des NFs. Dans la première approche, nous avons formé un film mince de Si poly-cristallin par "cristallisation induite par l'aluminium (AIC-Si)". Les conditions ont été optimisées pour obtenir une forte texture de fibre orientée [111] du film de Si qui nous a permis de faire croitre des NFs de GaN verticaux. La même idée a été mise en ¿uvre avec le graphène transféré sur SiOx. Nous avons montré pour la première fois dans la littérature que les NFs de GaN adoptent une orientation basale bien définie par rapport au graphène. La troisième approche consiste à faire croitre des NFs directement sur les substrats amorphes. Nous avons utilisé la silice thermique et la silice fondue. Nous avons examiné le temps de latence avant la formation des premiers germes et obtenu des NFs de GaN de bonne verticalité sur les deux types de silice. Sur la base de nos observations, nous concluons que la croissance épitaxiale de NFs de GaN sur graphène est particulièrement prometteuse pour le développement de dispositifs flexiblesA major advantage of semiconductor nanowires (NWs) is the possibility to integrate these nano-materials on various substrates. This perspective is particularly attractive for III-nitrides, for which there is a lack of an ideal substrate. We examined the use of novel templates for growing GaN NWs by plasma assisted molecular beam epitaxy. We explored three approaches with a common feature: the base support is a cost-efficient amorphous substrate and a thin crystalline material is deposited on the support to promote epitaxial growth of GaN NWs.In the first approach, we formed polycrystalline Si thin films on amorphous support by a process called aluminum-induced crystallization (AIC-Si). The conditions of this process were optimized to get a strong [111] fiber-texture of the Si film which enabled us to grow vertically oriented GaN NWs. The same idea was implemented with graphene as an ultimately thin crystalline material transferred on SiOx. We illustrated for the first time in literature that GaN NWs and the graphene layer have a single relative in-plane orientation. We propose a plausible epitaxial relationship and demonstrate that the number of graphene layers has a strong impact on GaN nucleation. Proof-of-concept for selective area growth of NWs is provided for these two approaches. As a simple approach, the possibility of growing NWs directly on amorphous substrates was explored. We use thermal silica and fused silica. Self-induced GaN NWs were formed with a good verticality on both substrates. Based on our observations, we conclude that the epitaxial growth of GaN NWs on graphene looks particularly promising for the development of flexible devices
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Callahan, Michael. "Analyse de la cinétique de transformation et des instabilités de déformation dans des aciers TRIP "Moyen Manganèse" de 3ème génération." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC065/document.
Full textAbstract:
Cette thèse caractérise un acier Moyen Mn à 0.2C-5Mn-2.5Al qui montre un écrouissage très fort au cours de la déformation plastique dû à l’effet TRIP. Pendant TRIP, l’austénite résiduelle paramagnétique se transforme en martensite ferromagnétique sous déformation plastique, ce qui conduit à un fort écrouissage. Le taux de cet écrouissage dépend des paramètres de fabrication et surtout la température de recuit intercritique. Ces aciers ont aussi des fois le tendance de se déformer de façon hétérogène par des bandes de Lüders ou PLC.Dans cette thèse, une méthode de caractérisation de la cinétique de transformation de phase est développée sur la base des mesures de l’aimantation saturée de l’acier. La méthode magnétique est unique dans son implémentation in-situ sans aucun effet sur l’essai de traction. Une correction pour les effets de la contrainte appliquée sur l’aimantation est aussi introduite pour la première fois avec une base physique. Les résultats des mesures magnétiques ont été comparés contre des caractérisations des bandes de déformation pour montrer que la transformation de phase coïncide avec le passage des bandes de déformation. La sensibilité à la vitesse de déformation est analysée et une caractérisation de la présence et type de bande PLC est présentée en fonction de la cinétique de transformation de phaseThis thesis studies the mechanical behavior of a 0.2C-5Mn-2.5Al Medium Mn steel that exhibits a very high degree of work hardening due to transformation-induced plasticity (TRIP) during plastic deformation. During TRIP, paramagnetic retained austenite is transformed to ferromagnetic martensite with the application of plastic strain and generates a significant amount of work hardening. The rate of work hardening is seen to vary greatly depending on processing parameters—notably the intercritical annealing temperature. These steels also often deform heterogeneously through the propagation of Lüders or PLC strain bands.This research develops a method to characterize the kinetics of the TRIP effect through measurements of the samples magnetic properties. The method is novel in that it is performed in-situ with no effect on the tensile test and is able to correct for the effects of the applied stress on the magnetic properties. The results of these experiments were compared to characterizations of the strain bands to demonstrate that TRIP coincides with the passage of a Lüders or PLC band. The strain rate sensitivity of the steels is analyzed and the presence and type of PLC bands are characterized with respect to the transformation kinetics
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Bardin, Antoine. "Durabilité des élastomères thermoplastiques pour applications marines." Thesis, Paris, HESAM, 2020. http://www.theses.fr/2020HESAE004.
Full textAbstract:
Les élastomères thermodurcissables sont aujourd’hui utilisés pour des applications d’étanchéité sur des structures en milieu marin, grâce à leurs intéressantes propriétés mécaniques et à leur résistance chimique. Les élastomères thermoplastiques (TPEs) se présentent cependant comme une alternative intéressante, dans un contexte industriel de plus en plus restrictif envers les risques chimiques. Afin de déterminer le comportement en milieu marin de ces matériaux, le vieillissement hydrolytique et oxydatif de TPEs de différentes natures a été étudié. La dégradation a notamment été caractérisée par mesure des coupures de chaînes moléculaires. Ces données ont servi de base pour le développement d’un modèle cinétique d’hydrolyse, permettant de prédire les cinétiques de coupures, en prenant notamment en compte l’effet auto-catalytique et la présence d’un stabilisant à l’hydrolyse. En parallèle, la caractérisation de l’évolution des propriétés mécaniques a permis de mettre en évidence une forte corrélation entre la masse molaire et les propriétés à rupture, généralisée à tous les TPEs et à toutes les conditions d’exposition étudiés. Finalement, des essais de DRX in situ ont montré que la chute des propriétés à la rupture est associée à l’affaiblissement du phénomène de cristallisation induite par déformation. En couplant le modèle cinétique d’hydrolyse et les relations entre coupures de chaîne et comportement mécanique, une prédiction de l’évolution des propriétés mécaniques à rupture pour toutes conditions d’exposition a pu être proposéeThermoset elastomers are currently used for watertightness applications on marine structures, due to their interesting elastic properties and their important chemical resistance. However, thermoplastic elastomers (TPEs) represent an interesting alternative in an industrial context being increasingly restrictive toward chemical risks. In order to determine their behaviour in marine environment, hydrolytic and oxidative ageing of several TPEs was investigated. Degradation was particularly assessed with molecular chain scission measurement. Based on these data, a hydrolytic kinetic model predicting scissions was developed, including the autocatalytic effect as well as the use of a hydrolytic stabilizer. Meanwhile, characterization of mechanical properties change enabled to highlight strong correlation between molar mass and failure properties, including all TPEs and all exposure conditions. Finally, in situ XRD analyses showed that the failure properties loss is associated with a weakening of the strain-induced crystallization phenomenon. Coupling the hydrolytic kinetic model and the relationships between chain scissions and mechanical behaviour, a prediction of the mechanical failure properties change for all exposure conditions was proposed
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Monnier, Xavier. "Mobilité moléculaire dans des systèmes polymères complexes anisotropes et confinés." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR021/document.
Full textAbstract:
L’objet de ce travail est d’étudier l’influence de l’anisotropie structurale, induite lors de la mise en forme d’un Polylactide (PLA), sur les dynamiques moléculaires de la phase amorphe. Deux procédés de mise en oeuvre sont retenus : l’électrofilage et la cristallisation induite par flux. Le premier permet d’aboutir à un système non-cristallin, lorsque le deuxième permet d’aboutir à un système semi-cristallin. Pour chaque système, une étude microstructurale est préalablement réalisée pour mettre en avant l’anisotropie structurale induite lors de la mise en oeuvre. Pour ce faire différentes techniques d’analyses sont utilisées : microscopie optique, microscopie électronique, diffraction des rayons X, calorimétrie à balayage différentielle (DSC) et calorimétrie à balayage rapide (FSC). L’utilisation de la FSC s’avère précieuse. Du fait des vitesses extrêmement rapide (1000 K.s-1) et de la diminution importante de la masse (dizaine de nanogrammes), la transition vitreuse et la cinétique de vieillissement physique sont au préalable étudiées dans le cas d’un PLA amorphe. Il est montré que les vitesses de refroidissement atteignable en FSC permettent d’accélérer les cinétiques de vieillissement physique. Les dynamiques moléculaires sont ensuite étudiées à travers le concept de coopérativité et le phénomène de vieillissement physique. Il est montré que l’orientation préférentielle induite dans le système non-cristallin aboutit à la formation de mésophase qui augmente la coopérativité, autrement dit les interactions intermoléculaires. Dans le cas du système semi-cristallin, les dynamiques moléculaires sont influencées par le couplage amorphe/cristal et le confinement des cristaux, et non pas par l’anisotropie structurale induite avant cristallisationThe aim of this work is to investigate the molecular dynamics of Polylactide (PLA) subjected to structural anisotropy during its processing. To do so, two experimental set-ups were used: electrospinning and flow induced crystallization. The first one leads to non-crystalline system, while the second one leads to semi-crystalline system. For each system, the microstructure is investigated to highlight the structural anisotropy induced during the processing. Different experimental techniques are used: optical microscopy, electronic microscopy, X-ray diffraction, differential scanning calorimetry (DSC) and fast scanning calorimetry (FSC). FSC proves to be useful. Due to the high scanning rates (1000 K.s-1) and the decrease of the sample mass (few tens of nanogrammes), glass transition and physical aging kinetics are beforehand investigated in the case of a wholly amorphous PLA. It is shown that high cooling rates available by FSC allow to accelerate physical aging kinetics. Molecular dynamics are then investigated through concept of cooperativity and phenomenon of physical aging. It is shown that preferential orientation induced during electrospinning leads to the formation of mesophase, which increase cooperativity, namely the intermolecular interactions. With regard to semi-crystalline system, molecular dynamics are only affected by the coupling between amorphous/crystal and the confinement effect of the crystals, rather than the structural anisotropy induced before the crystallization step
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Pelati, Daniel. "Elaboration of GaAs solar cells based on textured substrates on glass." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2019SORUS456.pdf.
Full textAbstract:
Les cellules solaires à base de GaAs détiennent le record d’efficacité pour les architectures à simple jonction, mais le coût des substrats GaAs monocristallins restreint fortement leur utilisation. Dans ce travail, nous avons fabriqué des substrats alternatifs pour la croissance de GaAs, basés sur la combinaison d’un support en silice et d’un film mince (20 nm) de Germanium. Ce dernier est presque à l’accord de maille avec le GaAs et on peut obtenir une texture (111) prononcée en utilisant le procédé de cristallisation induite par un métal (MIC). La texture cristalline est très dépendante des conditions de dépôt et de recuit, ce qui a nécessité le développement d’un microscope in situ pour suivre et optimiser cette étape. Nous avons identifié deux mécanismes de cristallisation, dont l'un perturbe celui qui est responsable de l’orientation (111). Nous avons ensuite réalisé la croissance de GaAs sur ces surfaces de Ge texturées par épitaxie par jets moléculaires (MBE). Nous avons identifié les conditions nécessaires à l’obtention sur Ge(111) de couches de GaAs sans macle ni autre défaut étendu. Les couches de GaAs obtenues présentent une polarité (111)A plutôt que l’orientation (111)B habituellement observée. Enfin, nous avons fabriqué des cellules solaire GaAs orientées (111)B avec un rendement photovoltaïque de 15,9 %. Le transfert de cette cellule sur des substrats Ge(111) et sur nos couches de Ge texturées sur silice révèle un dopage difficile, lié à l’orientation (111)A du GaAs, et une rugosité de surface importante induite par les joints de grain présents dans la couche de Ge initialeThe increasing demand for clean energy has driven research toward higher efficiency and lower cost solar cells. Gallium arsenide solar cells detain the record efficiency for single junction devices but the high cost of the substrate limits their applications. In this work, we investigate an alternative GaAs substrate based on a low cost silica support coated by a thin (20 nm) Germanium layer. This layer is nearly lattice-matched to GaAs and can be crystallized with a high (111) texture using Metal Induced Crystallization (MIC). However, this requires a careful optimization of the deposition and annealing parameters. Here, we use a specially designed in situ optical microscope to optimize the annealing sequence. In particular, we identified two crystallization pathways, of which one should be minimized to obtain a good (111) crystalline texture. We then perform the heteroepitaxy of GaAs on this Ge seed layer using Molecular Beam Epitaxy, keeping the initial (111) crystal texture. We identify specific growth conditions for the twin- and defect-free growth of GaAs on Ge(111) surfaces. We also observe the growth of GaAs adopting the (111)A polarity on Ge (111) rather than the expected (111)B orientation. Finally, we fabricate (111)-oriented GaAs solar cells with 15,9% efficiency on a monocrystalline GaAs(111)B substrate. The transfer to standard Ge(111) monocrystalline wafers and to our Ge-coated silica pseudo-substrates reveals doping issues related to the (111)A orientation of the GaAs, as well as surface roughening due to grain boundaries in the initial Ge seed layer
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Vauchez, Alain. "Mécanismes de déformation et cinématique des zones de mouvement ductiles : étude de la formation de zones hautement ductiles dans un granite de Grande Kabilie (Algérie), d'une mylonitisation par dissolution-cristallisation à la base des nappes de Vendée et des déplacements parallèles à la direction structurale des chaînes dans les Appalaches du Sud (USA) et les Maures en Provence." Aix-Marseille 3, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX30096.
Full textAbstract:
On presente d'abord les concepts et les methodes propres a l'analyse cinematique ainsi que les mecanismes de deformation a l'echelle du cristal ou de l'agregat qui interviennent dans les zones de mouvement profondes ou les roches sont ductiles. Ensuite, on aborde les deplacements paralleles a la direction structurale des chaines
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Bennani, Amine. "Elaboration, comportement et durée de vie en fatigue du caoutchouc naturel renforcé de silice." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136825.
Full textAbstract:
Les élastomères sont renforcés grâce à l'incorporation de charges telles que les noirs de carbone ou encore la silice.Ce qui leur confère de meilleures propriétés (résistance à la rupture, abrasion, rigidité...). Actuellement, les charges
renforçantes les plus souvent utilisées sont les noirs de carbone. La substitution de cette charge classique par la silice constitue un challenge dans l'industrie pneumatique. En effet, il est admis que la silice diminue la résistance au roulement des pneus, de matrice synthétique, tout en conservant une bonne adhérence. La particularité de cette étude est d'analyser l'influence du renfort par la silice sur le comportement mécanique en endurance du caoutchouc naturel. Son principal objectif est de comprendre l'influence de la morphologie de la silice (surface développée en interaction avec le caoutchouc, dispersibilité, activité chimique) sur le comportement
mécanique et plus spécialement sur la durée de vie en fatigue du caoutchouc naturel ainsi chargé. L'élaboration de deux matériaux permettant d'établir l'influence de la morphologie de la silice constitue une première étape déterminante du travail. Elle se base sur l'incorporation de deux nuances de silice précipitée dans une matrice de caoutchouc naturel pouvant présenter des propriétés rhéologiques similaires. Les essais de caractérisation mécanique (monotones et cycliques) selon différents types de sollicitation (traction, compression, relaxation, traction cyclique, torsion) ainsi que des essais de traction in situ au MEB permettent d'identifier les mécanismes de déformation, de renfort et d'endommagement présents. L'interprétation des résultats de cette campagne expérimentale est basée sur une caractérisation microstructurale approfondie de l'état de dispersion de la silice ainsi que celui de la cristallisation de la matrice en caoutchouc naturel.. Les résultats des essais de fatigue ainsi que les observations microscopiques des mécanismes de propagation des fissures en fatigue permettent d'établir un critère de durée de vie prenant en compte les modes de sollicitation (traction, compression, et torsion). Celui-ci est capable de prévoir la durée de vie ainsi que le lieu d'amorçage des fissures. Il s'avère que, selon le mode de sollicitation appliqué, les propriétés de dispersion de la silice sont plus ou moins importantes dans le renforcement et l'endurance du caoutchouc naturel chargé de silice.
Ce travail fait donc appel à la physico-chimie, à la mécanique et aux observations microstructurales, en allant de l'élaboration des matériaux jusqu'à la modélisation mécanique du comportement et de la durée de vie.
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Zhang, Shaobin. "High frequency magnetic field-induced strain of ferromagnetic shape memory alloys." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLY011.
Full textAbstract:
Les alliages à mémoire de forme ferromagnétique (FSMAs) possèdent la capacité d’accommoder une large déformation réversible à haute fréquence à l’aide d'une réorientation de la martensite induite par un champ magnétique. Cependant, cette réorientation à haute fréquence induit un frottement au niveau des interfaces entre les variantes de martensite provoquant une dissipation et par suite une élévation significative de la température dans le matériau, ce qui pose des problèmes d'instabilité nuisant à la performance du comportement dynamique des FSMAs. En particulier, l'amplitude de la déformation induite par le champ magnétique est réduite de façon significative lorsque l’augmentation de la température est suffisante pour déclencher la transformation de phase martensite-austénite. Un tel effet thermique sur les réponses dynamiques de FSMA n'a pas encore été étudié dans la littérature où la plupart des expériences dynamiques existantes ont été réalisées sur une courte période de temps (quelques secondes) afin d’éviter la variation de la température.Le but de cette thèse est l’analyse et la modélisation de ce phénomène. Pour ce faire, des analyses expérimentales et théoriques multi-échelles des performances des FSMAs soumis à un champ magnétique de longue durée et à haute fréquence sont réalisées.Tout d’abord, des expériences systématiques d'actionnement magnétique de longue durée (> 100 secondes) sur une éprouvette en monocristal Ni-Mn-Ga sont effectuées à différents niveaux de la fréquence du champ magnétique, de la contrainte de compression initiale et du flux d'air ambiant (échange de chaleur) afin d’étudier leur influence sur la réponse des FSMAs. Par ailleurs, un modèle unidimensionnel de transfert de chaleur a été est développé permettant d’interpréter les nouveaux phénomènes liés aux effets thermiques mises en lumière expérimentalement. Ainsi, les conditions nécessaires à l’obtention d’une réponse dynamique stable ont été déduites. De plus, afin de comprendre la dépendance de la déformation nominale induite par le champ magnétique par rapport aux échanges thermiques à partir d'une analyse microscopique, la distribution/évolution de la déformation locale ainsi que la transformation/réorientation associée parmi les différentes phases/variantes au cours de l'actionnement à haute fréquence sous divers conditions d'échange de chaleur sont analysées via des observations in-situ à l’aide la corrélation d'images numériques (DIC). Un nouveau mécanisme est ainsi révélé : le mouvement des interphases induit par la variation de température (transformation de phase) et le mouvement des variantes de martensite induit par le champ magnétique (réorientation de martensite) peuvent être activés simultanément, sous l'actionnement magnéto-thermique-mécanique (i.e, le champ magnétique à haute fréquence, la force de ressort mécanique et le flux d'air ambiant) dans la mesure où le matériau peut auto-organiser les fractions volumiques des différentes phases/variantes afin de satisfaire toutes les conditions aux limites thermo-magnéto-mécaniques. En outre, la morphologie des bandes de déformations et des différentes phases/variantes auto-organisées est révélée et expliquée à l’échelle microscopique à l’aide des conditions de compatibilité géométriqueFerromagnetic Shape Memory Alloys (FSMAs) have ability to provide large high-frequency reversible strain via magnetic field-induced martensite reorientation. But, the high-frequency frictional twin boundary motion of the martensite reorientation can induce a rapid accumulation of dissipation heat and cause a significant temperature rise in the material, which poses instability problems about the dynamic performance of FSMA. Particularly, the output strain amplitude would be reduced significantly when the temperature increases to be high enough to trigger the Martensite-Austenite phase transformation. However, such thermal effect on the dynamic responses of FSMA has not yet been investigated in literature where most existing dynamic experiments were performed only for a short-time period (a few seconds) to avoid the temperature variation. In this thesis, multi-scale experimental and theoretical analyses of the long-time performance of FSMA under high-frequency magnetic actuation are performed. Systematic experiments of the long-time magnetic actuation (> 100 seconds) on a Ni-Mn-Ga single crystal bar are conducted at various levels of magnetic field frequency, initial compressive stress and ambient airflow (ambient heat-exchange efficiency) to investigate their influences on the stable state of the high-frequency FSMA-actuator. A one-dimensional heat-transfer model is developed and the new experimental phenomena of the thermal effects are well understood. Based on the experimental results and theoretical analysis, critical conditions to achieve the large and stable output strain amplitude in the high-frequency actuation are derived. Moreover, to understand the heat-exchange dependence of the output nominal-strain from a microscopic view, the local strain distribution/evolution and the associated transformation/reorientation among the different phases/variants during the high-frequency actuation under various heat-exchange efficiencies are demonstrated via the in-situ Digital Image Correlation observations. A novel mechanism is revealed: the temperature-driven phase boundary motion (phase transformation) and the magnetic field-driven twin boundary motion (martensite reorientation) can be activated at the same time under the magneto-thermal-mechanical actuation (i.e., the high-frequency magnetic field, the mechanical spring force and the varying ambient airflow) as the material can self-organize its volume fractions of the different phases/variants to satisfy all the thermo-magneto-mechanical boundary conditions. Further, the self-organized morphology/pattern composed of various variants and phases during cyclic deformation (with the moving habit plane and twin boundaries) can be explained by microstructure compatibility analyses
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Hassini, Sami. "Qualification multi-critères des gammes d'usinage : application aux pièces de structure aéronautique en alliage Airware®." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF22587/document.
Full textAbstract:
L’optimisation des gammes d'usinage n’est pas aisée, car elle souffre de deux lacunes importantes. La première est axée sur l'adaptabilité des gammes existantes aux moyens actuels de production et à leurs évolutions au fil des années pour répondre aux évolutions technologiques. Le second point concerne, l’absence de prise en compte du comportement mécanique de la pièce durant l'usinage dans l'élaboration de la gamme. Ces travaux de thèse abordent ces problématiques dans le cadre du projet FUI OFELIA. Ils étudient, dans un premier temps l'influence de la gamme d’usinage sur la déformation de la pièce. L'objectif est de pouvoir prédire le comportement mécanique de la pièce pour identifier les gammes minimisant les déformations. Le second point s'intéresse à l’évaluation multicritères des gammes de fabrication. Les critères retenus prennent en compte la déformation de la pièce, la productivité à travers une estimation rapide des temps d'usinage et la recyclabilité des copeaux obtenus lors de l'usinage. D’autre part, nous proposons un modèle géométrique des états intermédiaires de la pièce durant l’usinage pour à la fois évaluer les gammes de fabrication et conduire les calculs de simulation de la déformation de la pièce durant l’usinageThe optimization of machining sequences is not easy because it suffers from two major shortcomings. The first focuses on the adaptability of existing ranges to current production facilities and their evolution over the years to respond to technological developments. The second point concerns the lack of consideration in the mechanical behavior of the part during the development of machining sequence. This thesis addresses these in relation to the FUI OFELIA project. At first, they study the influence of the machining parameters on the deformation of the workpiece. The aim is to predict the mechanical behavior of the part to identify recommendations with minimal distortion. The second issue deals with multi-criteria evaluation of manufacturing ranges. The criteria take into account are the deformation of the workpiece, productivity through a quick estimate of machining time and recyclability of chips produced during machining. On the other hand, we propose a geometric model of the intermediate states of the workpiece during machining in order to both assess the manufacturing recommendations and to drive the simulation calculations of the deformation of the workpiece during machining
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Yoshida, 1988 Yukihiro. "Effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère : Mécanismes responsables de la variation de température et bilan énergétique sous déformation." Thesis, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI070/document.
Full textAbstract:
Les effets électrocaloriques, qui se traduisent par une variation de température induite par une variation d’entropie ont été étudiés comme alternative aux systèmes de réfrigération utilisant un cycle de compression/détente. Le travail de thèse se focalise sur l’étude de l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE). En premier lieu, l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel qui compte parmi les meilleurs candidats, a été évalué pour des cycles de déformation réalisés avec différentes valeurs d’allongement. Une variation de température de 4 °C a pu être observée. Il est usuel d’utiliser la relation déformation/contrainte en fonction de la variation de température pour évaluer l’effet élastocalorique. Il a été démontré que cette méthode ne peut pas être utilisée dans le cas du caoutchouc naturel et qu’elle doit être remplacée par la mesure de la variation de l’énergie mécanique en fonction de la température. Et dans ce cas, une variation linéaire entre ces deux dernières grandeurs a été observée. En réalisant un bilan d’énergie pendant l’essai, non seulement, le rendement énergétique a pu être évalué mais il a été aussi possible de prendre en compte l’effet Mullins et la cristallisation induite par la déformation pour le caoutchouc naturel. Dans un second temps, l’effet élastocalorique a été étudié sur le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE), ce qui a permis de montrer qu’il était possible d’obtenir une variation de température de 2.1 °C sous réserver de pré-déformer le terpolymère à plus de 1050 % avant. Par comparaison avec d’autres matériaux présentant une bonne conversion élastocalorique, le fort potentiel de ce matériau a pu être mis en évidence. Enfin, il a été mis en évidence que la plus grande partie de l’énergie mécanique était bien convertie en énergie thermiqueCaloric effects (CEs), which are the phenomena that temperature variation is caused by entropy change, have been investigated for the novel system which might be able to replace conventional vapor compression refrigeration system. In the present thesis, the elastocaloric effect (ElCE) of natural rubber (NR) and terpolymer, poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CTFE)), was focused. First of all, NR, which is an excellent candidate material for ElCE, was evaluated in cyclic deformation with different strain levels. It was found that NR exhibits temperature variation of around 4.0 °C. In general, the relation between stress/strain versus temperature variation is used to evaluate ElCE. The unsuitability of such evaluation method for NR was demonstrated. The evaluation method for ElCE which uses energy balance was then proposed. A linear relation between the temperature variation caused by ElCE and the applied mechanical energy by deformation was experimentally found. This fact verifies the suitability of the proposed method. Using the energy balance, besides, not only the conversion efficiency but also the influences of the Mullins effect and the strain-induced crystallization on the ElCE of NR were discussed. ElCE of P(VDF-TrFE-CTFE) was also evaluated in order to find out the potential of polymer. It was found that present terpolymer which is not one of the elastomers can also exhibit a large temperature variation, 2.1 °C, caused by ElCE if a large pre-stretch such as more than 1050 % is applied in advance. By comparison with other materials for ElCE, it was demonstrated that P(VDF-TrFE-CTFE) can be a high potential material for ElCE. It was also shown that P(VDF-TrFE-CTFE) converts most of the applied mechanical energy into the heat energy