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Dissertations / Theses on the topic 'Densité d’énergie de déformation'
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Costecalde, Léna. "Data-Driven Model Identification for hyperelasticity : mapping the strain energy throughout multiaxial experiments." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2023. http://www.theses.fr/2023ECDN0047.
Full textAbstract:
Modéliser la réponse mécanique des matériaux consiste à établir une relation (un modèle) entre contraintes et déformations,dépendant de paramètres identifiés à partir de données expérimentales issues d’essais mécaniques. D’une part, l’identification basée sur des essais homogènes n’apporte pas d’information sur la réponse du matériau soumis à des sollicitations complexes. D’autre part, l'identification basée sur des essais multiaxiaux est plus coûteuse numériquement et impose le choix du modèle a priori. Récemment, a émergé la possibilité de représenter le comportement mécanique des matériaux par une base de données plutôt que via une loi de comportement au travers de la « Data Driven Computational Mechanics ». Dans ce cadre, l’algorithme Data-Driven Identification (DDI) développé par Leygue et al. (2018) permet d’estimer le champ de contrainte lors d’un essai multiaxial.Cette thèse propose d’explorer la réponse cinématique puis mécanique complète de membranes élastomères sollicitées en grandes déformations multiaxiales grâce à un montage expérimental original mettant en jeu un hexapode. La méthode DDI est ensuite utilisée pour déterminer la réponse en contraintes du matériau lors de ces essais. Deux développements sont finalement proposés : une méthode d’identification alliant DDI (sans modèle) et modèles de comportement, et une proposition d’amélioration des géométriesd’éprouvettes pour les essais multiaxiauxModeling the mechanical response of materials involves the derivation of a relationship (a model) between stresses andstrains, depending on parameters. These parameters are identified from experimental data obtained from mechanical tests. On the one hand, identification based on simple tests (uniaxial tension, for example) provides no information on the response of materials subjected to complex loading conditions. On the other hand, identification based on multiaxial tests is more costly numerically and requires the model to be chosen at the outset of the procedure. Recently, the possibility of representing themechanical behaviour of materials by a database rather than via a behaviour law has emerged through "Data-Driven Computational Mechanics". On this basis, the Data-Driven Identification (DDI) algorithm developed by Leygue et al. (Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 331, 184-196 (2018)) can be used to estimate the stress fieldduring a multiaxial test. The present thesis explores the complete kinematic and mechanical response of elastomer membranes subjected to multiaxial large strain, using an original experimental set-up involving a hexapod. The DDI method is then used to determine the stress response of the material during these multiaxial tests. Two developments are finally presented: an identification method combining DDI (model-free) and standard constitutive models, and a proposal forimproving sample geometries for multiaxial tests
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Arico, Cassandra. "Micro-supercondensateurs à porosité contrôlée pour des applications à forte densité d’énergie sur substrats rigide et flexible." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I055.
Full textAbstract:
Le développement de réseaux de capteurs connectés complexes, miniatures et autonomes nécessite l’élaboration de nouveaux dispositifs de stockage électrochimique de l’énergie. De tels dispositifs doivent être performants, miniatures et compacts, pouvant être assemblés directement sur une puce électronique. Pour ce faire, les micro-batteries (μ-Bat) à ions lithium et micro-supercondensateurs (μ-SC) peuvent assurer, grâce à leur complémentarité, l’autonomie énergétique des objets connectés miniaturisés. Pour obtenir de tels micro-dispositifs, l’idée est de coupler une électrode de carbone avec une électrode de matériaux pseudocapacitifs. Les carbones poreux dérivés de carbure métallique (CDC) ont été développés ces dernières années et présentent des densités de puissance importantes. Également, le pentoxyde de niobium (Nb2O5), de par son comportement pseudocapacitif, permet de stocker de grandes quantités d’énergie. Dans cette étude, des films minces de Nb2O5 ont été déposés sur substrat de silicium par pulvérisation, puis cristallisés par un traitement thermique rapide en films de Nb2O5 orthorhombique (T-Nb2O5). Le mécanisme d’intercalation rapide des ions lithium dans le matériau T-Nb2O5 a été étudié. Ensuite, des films minces de carbure de titane (TiC) ont été déposés sur substrat de silicium par pulvérisation, puis convertis par chloration partielle en films de TiC-CDC microporeux adhérents. Des micro-supercondensateurs hybrides CDC/Nb2O5 ont été élaborés et étudiés en milieu 1M LiClO4 (EC/DMC : 1/1). Enfin, l’écriture laser sur KaptonTM d’électrodes à base de Nb2O5 et de carbone semble prometteuse pour la réalisation de micro-supercondensateurs flexiblesContinuous development and further miniaturization of electronic devices greatly stimulate the research for miniaturized and compact electrochemical energy storage (EES) devices, allowing thus the development of autonomous, sustainable and connected devices. Small footprint storage sources should be sufficient efficient in terms of power, autonomy and lifespan and fixed directly on chip. To fulfil the requirements, the combination of a micro-battery (μ-Bat) with a micro- supercapacitor (μ-SC) would constitute an ideal EES microdevice where μ-Bat is dedicated to long-term applications and μ-SC ensures power demand. As promising electrode candidate for high power microdevice, carbide-derived carbons (CDCs) have been identified to load to important capacitance gains. In addition, niobium oxide (Nb2O5) stores higher levels of charges and offers the prospect of achieving energy densities of Li-ion battery materials but with the ability to operate at high power. In the present study, Nb2O5 thin films were deposited on silicon wafer by sputtering and crystallized by a rapid thermal annealing into an orthorhombic phase T-Nb2O5. We investigated porous T-Nb2O5 in which rapid insertion of lithium throughout the entire material. Then, titanium carbide (TiC) thin films were deposited on silicon wafer by sputtering and partial chlorinated into strongly adherent TiC-CDC films. Hybrid micro-supercapacitors CDC/Nb2O5 were successfully prepared and characterized in 1M LiClO4 (EC/DMC : 1/1). Finally, direct laser writing onto KaptonTM of Nb2O5 and carbon-based electrodes open the way for the design of flexible micro-supercapacitors
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Anoufa, Mickaël. "Nanocomposites et effet de dimensionnalité pour le stockage de l'énergie." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00832356.
Full textAbstract:
Dans le stockage d'énergie, les alternatives aux énergies fossiles sont peu nombreuses. Le stockage d'énergie dans un condensateur, permet d'atteindre de grande puissances électriques, mais pour une densité d'énergie trop faible. La présente thèse à pour objectif la compréhension des nano-céramiques ferroélectriques afin d'augmenter leur densité d'énergie et de se diriger ainsi vers un super-condensateur céramique. Nous avons développé dans un premier temps un modèle par champs effectif moyen du système core-shell. Une fois introduit dans l'énergie libre de Landau, ce modèle donne une idée de la densité d'énergie d'un système ferroélectrique donné. Les calculs - sur quelques pérovskites courantes - indiquent que la densité d'énergie reste relativement faible. Néanmoins nos calculs montrent que l'on peu optimiser le stockage d'énergie dans de telles céramiques en enrobant des grains de forme allongée comme des disques ou des fils. En outre, ce modèle phénoménologique permet d'expliquer de nombreuses mesures expérimentales sur les céramiques, y compris dans le cas ou s'ajoute de la conductivité et de la relaxation de Maxwell-Wagner. Nous nous sommes tournés par la suite vers une modélisation ab-initio : l'Hamiltonien effectif. La modélisation de nano-système core-shell de BaTiO3 a montré la présence d'un paramètre d'ordre particulier : le moment toroïdale. Ce paramètre d'ordre peut impliquer un comportement diélectrique différent. Introduit dans une description phénoménologique de type Landau, ce dernier est responsable de la disparition de la phase orthorhombique dans BaTiO3. La synthèse de nanoparticules de BaTiO3 de formes cubiques et homogènes, nous a permis de faire une série de mesure. Les mesures MET, RAMAN, RX, diélectriques sur les poudres et les céramiques, suggèrent la présences de transitions de phases générées par la présence d'un paramètre d'ordre similaire à celui observé dans modélisation ab-initio.
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Métivier, Laurent. "Influence des variations latérales de densité et de paramètres rhéologiques sur la déformation de la terre." Paris 7, 2004. http://www.theses.fr/2004PA077237.
Full textAbstract:
A l'heure du développement de la gravimétrie spatiale (satellites GRACE et GOCE), de nouveaux modèles de déformation gravito-élastique de la Terre deviennent indispensables. La Terre se déforme en chaque instant sous l'action de la Lune et du Soleil (la marée luni-solaire), et sous l'action des surcharges de surface engendrées par les enveloppes fluides de la planète (l'atmosphère, les océans et les eaux continentales). Actuellement, ces déformations élastiques sont modélisées en supposant la Terre comme un solide sphérique (ou ellipsoïdale) dont la structure interne est hydrostatique et à symétrie radiale. Or, la planète contient des variations latérales de densité et de paramètres rhéologiques, engendrées par sa dynamique interne, qui sont négligées dans ces modèles. Nous avons réalisé un nouveau modèle de déformation de la planète qui, pour la première fois, tient compte des variations latérales internes des paramètres physiques de la Terre, de son état de précontraintes non-hydrostatique et de ses topographies dynamiques aux interfaces de discontinuités. Ces aspects sont intégrés dans les équations de la gravito-élasticité utilisant la théorie des perturbations. Le système d'équations est résolu à l'aide d'une méthode numérique : les éléments spectraux associés au maillage de la "sphère cubique". Le modèle a été validé avec une bonne précision sur des problèmes géodynamiques connus. Nous avons dans ce but repris les travaux analytiques réalisés par Love concernant une Terre homogène incompressible. Nous nous consacrons ensuite à de premières applications. Nous réévaluons l'impact de l'ellipticité de la Terre sur sa réponse de marée solide, et sur sa réponse aux surcharges de surface. Nous prenons l'exemple de la surcharge de pression atmosphérique et son influence sur les variations zonales de la gravité (les coefficients J2 et J3). Enfin nous discutons des applications de ce modèle à la détermination de l'influence des méga-panaches mantelliques sur la réponse de marée et la réponse de surcharges de la TerreNowadays with the development of space gravimetry (GRACE and GOCE satellites), new elasto-gravity deformation models become essential. Earth is continuously deformed by the Sun and the Moon attraction (luni-solar tides), and under the action of surface loading due to external fluid layers (atmosphere, ocean and continental water). Presently these elastic deformations are modelized assuming that the Earth is a spherical solid (or ellipsoïdal) with a radially symmetrical hydrostatic structure. However, the internal dynamic of the planet induces lateral variations of density and rheological parameters that are neglected into these models. We built an Earth deformation model which, for the first time, takes into account the internal lateral variations of the planet physical parameters, its no-hydrostatic prestresses, and the dynamical topographies of its discontinuity interfaces. These particularities are integrated into the elasto-gravitational equations using the perturbation theory. The equation System is solved with a numerical method: the spectral element method associated to the "cubed sphere" mesh. The model has been validated on known geophysical problems with a good accuracy. With this aim, we recovered the Love analytical work concerning a homogeneous incompressible Earth. We then made first applications. We appraised the impact of Earth ellipticity on solid tides and on the Earth response to surface loadings. We took the example of the influence of atmospheric pressure on zonal gravity variations (J2 and J3 coefficients). Finally, we discuss the ability of the model to determine the influence of mantellic superplumes on the tidal response and the loading response of the Earth
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Mrabet, Kaïs. "Comportement mécanique en grandes déformations du polyéthylène haute densité : approche thermodynamique de l'état relaxé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL036N.
Full textAbstract:
Les polymères semi-cristallins font l'objet de nombreuses recherches scientifiques visant à comprendre leurs mécanismes de déformation microscopiques. Néanmoins, les modèles présentés aujourd'hui dans la littérature n'abordent que rarement les essais mécaniques avec décharge et les essais cycliques en grandes déformations. Les raisons de ces insuffisances sont surtout liées à la difficulté d'établir une description physique mettant en jeu la multiplicité des processus de réorganisation interne. Aussi, un élément important du comportement mécanique du polymère semi-cristallin est souvent ignoré, il s'agit de la notion d'état relaxé. Dans le cadre du formalisme D. N. L. R. (Distribution of Non Linear Relaxation) nous nous intéressons de plus près à ces deux aspects du comportement mécanique: multiplicité des processus et état relaxé. Pour clarifier ses deux notions nous nous sommes donné pour objectif de caractériser l'état relaxé en grandes déformations et de le modéliser en exploitant la thermodynamique de processus irréversibles tout en prenant en compte l'aspect microscopique de la déformation. La distribution des poids des différents modes de dissipation est décrite suite à des observations issues d'un essai clip test. Le matériau utilisé est le polyéthylène à Haute Densité moléculaire PEHD. Les essais sont effectués selon la technique de VideoTraction. Le module de l'état relaxé mesuré lors du chargement en traction est nettement plus important que celui mesuré lors de la décharge, ce qui traduit un phénomène d'endommagement. Nous avons montré que l'irréversibilité de l'état relaxé impose qu'il soit modélisé par une fonctionnelle qui intègre les effets de mémoire et d'endommagement. Par ailleurs, l'essai dip test a révélé la présence d'un cross over mécanique. Une étude bibliographique nous a montré que ce phénomène est lié à la multiplicité des processus, et nous a incité à réexaminer la partition modale intervenant dans la loi de comportement DNLR. Nous avons montré que le modèle physique ainsi élaboré est capable de reproduire des chargements complexes, notamment les essais cycliques avec relaxation, et de prédire des comportements très dépendants de l'histoire du chargement et liés à la non réversibilité de l 'état relaxéThe semicrystalline polymers are the subject of many scientific researchs aiming to understanding their microscopic mechanisms of deformation. Nevertheless, the modelling which we currently find in the literature do not approach the mechanical tests with unloading or the cyclic tests at large strains. Among the reasons of these insufficiencies appears themultiplicity of the internal reorganization processes which is seldom described finely in the physical modelling. Moreover, a main aspect of the semicrystalline polymer behaviour is often ignored, it acts of the relaxed state. Within the framework of formalism Distribution of Non Linear Relaxation (D. N. L. R. ), we are interested more closely in these two aspects of the mechanical behaviour: multiplicity of the mechanisms, relaxed state. To clarify these two concepts, the objective was to characterize the relaxed state at large strains and to propose a physical modelling based on the thermodynamics of irreversible processes and on the microscopic aspects of the deformation. The distribution of the weights of the various modes has been described following observations given by a clip tests. The material used is the High Density Polyethylene HOPE. The tests were carried out with VideoTraction technology. The relaxed state modulus measured during tension loading is definitely more important than that of the unloading, which translates a damage phenomenon. The irreversibility of the relaxed state imposes that the modelling must use a functional formulation which integrates the memory effect and damage. In addition, the dip test has shawn the presence of mechanical cross over. A bibliographical study showed that this phenomenon is closely related to the processes multiplicity. Thus, we have shawn that the modal partition adopted in practice has to be re-examined. We have shawn that the modelling set up is able to reproduce complex loadings, in particular the cyclic tests with relaxation, and to predict behavior very depending on the. Loading history and the irreversible relaxed state
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Guelzim, Abdelhalim. "Densité de déformation expérimentale et théorique dans des complexes organométalliques de formule générale Co2(Co)6 C2R2." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10039.
Full textAbstract:
Étude expérimentale par diffraction de rayons X avec analyse par la méthode X-XHO (affinement sur les réflexions d'ordre élevé) à l'aide du modèle de déformation de Hansen-Coppens. Étude théorique ab initio de la distribution de charge électronique. Interprétation de la liaison entre atome Co et coordinat acétylénique par donation et rétrodonation suivant le modèle de Dewar et Chatt.
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Habbou, Abderrahim. "Densité électronique de déformation par la méthode X-X et structures cristallines de métalloporphyrines des groupes 13 et 14." Nancy 1, 1990. http://www.theses.fr/1990NAN10246.
Full textAbstract:
Étude structurale par diffraction des rayons X de AL(OEP)CH#3, IN(OEP)MO(CO)#3CP, TL(OEP)MO(CO)#3CP et GE(OEP)FE(CO)#4. Les résultats cristallographiques ont été comparés aux données spectroscopiques IR. Étude par la méthode X-X de la densité de déformation de la difluoro-octaethyle-porphyrine de germanium. Le modèle de Hansen-Coppens dans l'hypothèse harmonique s'est révélé insuffisant pour décrire la densité électronique de déformation au niveau de la liaison germanium-fluor. L'introduction d'un modèle anharmonique (développement Gram-Charlier) a entraîné une diminution de la longueur de liaison GEF, modifiant la densité de liaison, plus réaliste par comparaison avec des cartes théoriques obtenues par calcul ab initio SCF sur une molécule modèle : la difluoro-germanium-porphyrine. L'analyse des coefficients de contraction-dilatation pour le modèle incluant les électrons 3D dans la couche de valence du germanium a révélé que les électrons 3D ne sont pas perturbés. Seuls les électrons 4S4P de l'atome de germanium participent aux liaisons GEN et GEF; en effet, tous les modèles que nous avons utilisés mettent en évidence la contraction importante de ces orbitales. Les charges nettes du germanium, de l'azote et du fluor sont respectivement +1,28E, 0,14E ET 0,19E
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Desrues, Antoine. "Matériaux composites Si@C nanostructurés pour anodes de batterie Li-ion à haute densité d’énergie. Relations entre structure/morphologie et mécanismes de dégradation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS279.
Full textAbstract:
Un des enjeux de la transition énergétique est de disposer de systèmes de stockage denses en énergie, abordables, et conservant une bonne capacité pendant de nombreux cycles, afin d’aider à la décarbonation des transports. A l’anode des systèmes Li-ion, le silicium (Si) est un bon candidat pour le remplacement du graphite commercial grâce à sa capacité 10 fois plus élevée. Les mécanismes de dégradation du Si empêchent le déploiement à grande échelle. L’objectif de ce travail est d’optimiser les caractéristiques des matériaux pour la réalisation d’anodes performantes. Deux voies d’optimisation sont suivies : la réduction de la taille des particules et le dépôt d’une couche de carbone en surface du Si. La technique de synthèse employée est la pyrolyse laser à double étage, une technique de synthèse souple qui permet d’optimiser facilement les conditions de la réaction. Une gamme de tailles de particules comprise entre 29 nm et 107 nm est obtenue et les particules de 53 nm présentent les meilleures performances. Des nanoparticules de morphologie cœur-coquille (Si@C) de 29 nm sont obtenues en une étape par le dépôt d’une coquille de carbone en surface à des quantités maximales de 19 m%. Le carbone permet une meilleure rétention de capacité puisque 81 % de la capacité est conservée au bout de 50 cycles pour Si@C, contre 72 % pour Si. Une étude fondamentale par SIE et XPS a permis d’identifier que la composition chimique plus organique de la couche d’interface de Si@C, comparé à Si, permet la meilleure rétention de capacité observée pour Si@C. Une autre stratégie de stabilisation consiste à créer des alliages SiGe pour tirer parti de la meilleure stabilité du germanium. Plusieurs compositions d’alliages ont été synthétisées par pyrolyse laser. Elles montrent toute la formation d’une structure de type SiGe@Si. Les capacités obtenues sont supérieures à l’état de l’art pour une composition d’alliage proche de Si₀,₅Ge₀,₅Performing energy storage devices need to be developed in the context of Energy transition. Such systems have to maintain high energy density during a large number of cycles, to meet the challenge of clean transportation. Silicon (Si) is a good candidate for Li-ion systems anodes’ with its capacity which is 10 times higher than commercial graphite. However, silicon degradation mechanisms impede wide commercial deployment. The objective of this work is to optimize characteristics of Si to obtain performing anodes. Two strategies are employed to achieve this goal: the size reduction of Si particles and the deposition of a carbon coating on the silicon surface. The synthesis technique in this work is double stage laser pyrolysis which allows the tunable synthesis of nanoparticles. A wide range of nanoparticles, with diameters from 29 nm to 107 nm, is obtained and the best trade-off on performance is obtained for 53 nm particles. Nanoparticles with core@shell morphology (Si@C), with 29 nm diameter are obtained in one-step, the carbon representing 19 % of the total mass. The carbon coating allows a better capacity retention as 81 % of the capacity is conserved for Si@C compared to 72 % of the capacity conserved for Si particles. A fundamental study by EIS and XPS enlightens the role of the more organic chemical composition of the interphase between the solid and the electrolyte for the stabilization of the Si@C particles. Another strategy for stabilization is the design of SiGe nanostructured alloys to take advantage of the germanium stability in anodes. Several alloy compositions have been synthetized by laser pyrolysis. All alloy composition exhibit an original SiGe@Si core-shell structure which may explain the better performance obtained, compared with the state of the art
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Freire, Mélanie. "Élaborations et caractérisations physico-chimiques et électrochimiques de matériaux d’électrodes dans le système Li-Mn-O pour batteries Li ion à haute densité d’énergie." Caen, 2016. http://www.theses.fr/2016CAEN2033.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés au cours de cette thèse s’inscrivent dans le cadre de la recherche de matériaux innovants en tant qu’électrodes positives pour les batteries Li ion, et plus particulièrement dans le système Li-Mn-O avec l’étude du composé nanostructuré Li4Mn2O5, qui est au cœur de ce projet. Nous nous sommes concentrés sur l’optimisation de la synthèse, les caractérisations physicochimiques, structurales et électrochimiques de ce nouveau matériau obtenu à l’échelle nanométrique. Ce matériau présente une structure de type rock salt désordonné et déficitaire en oxygène. Une capacité de première charge supérieure à trois ions lithium extraits (380 mAh/g), et une capacité réversible de 2. 7 ions lithium, soit 330 mAh/g est observée après quelques cycles. Une étude basée sur le calcul du moment magnétique effectif du manganèse à partir des courbes de susceptibilité magnétique sur des matériaux à différents états de charge et de décharge nous a permis de montrer la participation des couples redox suivants : Mn3+/Mn4+/Mn5+ et O2-/O22- au cours des processus électrochimiques. Nous avons également montré la possibilité d’insérer de l’oxygène dans cette matrice sans changements structuraux, que nous avons comparé au matériau nanostructuré Li2MnO3 de structure rock salt ordonnée. Ce dernier s’est révélé être également extrêmement intéressant puisqu’il présente des capacités réversibles supérieures à 290 mAh/gThe work realized during this PhD project is involved in the context of research of new materials as positive electrode for Li ion batteries, more precisely in the Li-Mn-O system based on the study of the nanostructured Li4Mn2O5 material. We focused on the optimization of the synthesis, on the chemical, physical, structural and electrochemical characterizations of this new material obtained at the nano scale. This material crystallizes in a disordered rock salt type structure with oxygen vacancies. The first charge capacity is larger than three lithium ions extracted (380 mAh/g), and with a reversible capacity of 2. 7 lithium ions, that to say 330 mAh/g are observed after few cycles. A study is based on the determination of the effective magnetic moment of the manganese from the magnetic susceptibility curves on materials at various charged and discharged states allow us to point out the activity of the following redox couples : Mn3+/Mn4+/Mn5+ et O2-/O22- during the electrochemical processes. Furthermore we indicate the possibility to insert oxygen in the matrix without structural change, and we compare it with the nanostructured material Li2MnO3 characterized by an ordered rock salt type structure. With reversible capacities higher than 290 mAh/g, the latter has proved to be attractive
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Maurel, Pierre. "Déformation plastique sévère des surfaces d’alliages à faible densité par grenaillage ultrasonique : gradients de microstructures, comportements en fatigue et en tribologie." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0182.
Full textAbstract:
L’impact du grenaillage ultrasonique sur des alliages de titane et d’aluminium est étudié à température ambiante et à température cryogénique. Ce procédé peut aussi s'appeler attrition mécanique ultrasonique de surface (SMAT). La résistance en fatigue ainsi que le comportement tribologique sont étudiés afin de mieux comprendre les avantages et inconvénients liés à ce procédé. Deux alliages de titanes ont été choisis : un titane pur complètement α et un titane β-métastable sous sa forme complètement β. Ce choix permet de corréler l’influence de la microstructure initiale sur le traitement de déformation plastique sévère et sur les propriétés finales. Le titane β-métastable est sensible à la transformation martensitique induite par déformation ce qui permet d’explorer la possibilité d’introduire de la martensite à la surface grenaillée pour lutter, par exemple, contre la propagation de fissures courte lors des essais de fatigue. Le grenaillage à température cryogénique dans ce cas permet d’améliorer le déclenchement de la transformation martensitique. En plus d'aider la transformation martensitique, la température cryogénique permet d’augmenter la limite élastique des alliages lors du traitement, ce qui a pour impact de réduire le flux de matière à la surface grenaillée, améliorant ainsi l’intégrité de surface et entrainant un impact sur les propriétés tribologiques et en fatigue. Deux alliages d’aluminium à durcissement par précipitation ont également été étudiés : le 2024 et le 7075. Cette étude sur les aluminiums a pour but de comparer l’impact du grenaillage ultrasonique quand il est employé avant ou après le revenu de précipitation. Les dislocations produites lors du grenaillage ultrasonique servant de sites de nucléation préférentiels, l’objectif est d’explorer la possibilité d’améliorer (en termes de dureté par exemple) le revenu de précipitation en affinant la taille des précipités et en augmentant leur densité. L’emploi de deux séries d’aluminium devrait permettre de comparer l’effet du traitement sur les deux compositions différentes. De plus, ces deux alliages présentent des différences notables en termes de sensibilité aux défauts, ce qui permet d’étudier l’impact de l’intégrité de surface après grenaillage ultrasonique sur les propriétés mécaniques. L’étude des comportements tribologiques et en fatigue permet de tirer des conclusions quant à l’efficacité de ces traitements face à des conditions d’utilisation standardsThe impact of ultrasonic shot peening on titanium and aluminium alloys is studied at room temperature and at cryogenic temperature. This process may also be called surface mechanical attrition treatment (SMAT). Fatigue strength and tribological behaviour are investigated in order to better understand the pros and cons of this process. Two titanium alloys were chosen: pure titanium in its fully α form and β-metastable titanium in its fully β form. This choice makes it possible to correlate the influence of the initial microstructure on the treatment of severe plastic deformation and on the final properties. The β-metastable titanium is sensitive to strain-induced martensitic transformation, which allows exploring the possibility of introducing martensite to the shot-peened surface to delay, for example, short crack propagation in fatigue testing. Shot peening at cryogenic temperature in this case improves the initiation of the martensitic transformation. In addition to facilitating martensitic transformation, cryogenic temperature shot peening increases the yield strength of alloys during processing, which has the effect of reducing the flow of material at the shot-peened surface. Thereby, it improves surface integrity and changes tribological and fatigue properties. Two precipitation hardenable aluminum alloys were also studied: 2024 and 7075. The purpose of this aluminium study is to compare the impact of ultrasonic shot blasting when used before or after precipitation aging. As the dislocations produced during ultrasonic shot-peening serve as preferential nucleation sites, the objective is to explore the possibility of improving (e.g. in terms of hardness) the precipitation aging by refining the size of the precipitates and increasing their density. The use of two series of aluminium should make it possible to compare the effect of the treatment on the two different alloying compositions. In addition, these two alloys show significant differences in terms of defect sensitivity, permitting to study the impact of surface integrity after ultrasonic shot-peening on mechanical properties. The study of tribological and fatigue behaviour allows to conclude about the effectiveness of these treatments under common conditions of use
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Difi, Siham. "Phosphates de type NASICON comme matériaux d'électrode pour batteries sodium-ion à haute densité d'énergie." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT212/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire est consacré à l’étude des composites à base de phosphates de type NASICON comme matériaux d’électrode pour batteries sodium-ion : Na1+xFexTi2-x(PO4)3/C et Na1+xFexSn2-x(PO4)3/C avec 0 ≤ x ≤ 1. Ces composites ont été synthétisés par voie solide suivie d’une pyrolyse avec le saccharose. Ils sont constitués de particules ayant une porosité élevée et enrobées par du carbone conférant à l’électrode une bonne conductivité ionique et électronique. Les mécanismes réactionnels se produisant lors des cycles de charge-décharge ont été analysés en mode operando par diffraction des rayons X, spectroscopies Mössbauer du 57Fe et de 119Sn et spectroscopie d’absorption X. Pour les composites fer-titane, ces mécanismes sont essentiellement basés sur la diffusion des ions Na+ dans les canaux des phases cristallisées avec changements d’état d’oxydation des métaux. Pour les composites fer-étain, les mécanismes sont plus complexes incluant insertion, conversion conduisant à la destruction des phases NASICON, puis formation d’alliages NaxSn. Les meilleures performances électrochimiques ont été obtenues pour Na1,5Fe0,5Ti1,5(PO4)3/C avec un potentiel de fonctionnement de 2,2 V vs Na+/Na0. Même si ces deux familles de matériaux peuvent être utilisées à plus bas potentiel, les performances doivent être améliorées pour envisager leur application comme électrode négativeThis thesis is devoted to the study of phosphate based composites with NASICON type structure, that are used as electrode materials for sodium-ion batteries: Na1+xFexTi2-x (PO4)3/C et Na1+xFexSn2-x(PO4)3/C with 0 ≤ x ≤ 1. These composites were synthesized by solid state route followed by a pyrolysis reaction with sucrose. They consist of particles having high porosity and coated with carbon giving to the electrode good ionic and electronic conductivity. The reaction mechanisms occurring during charge-discharge cycles were analyzed in operando mode, by X-ray diffraction, 57Fe and 119Sn Mössbauer spectroscopies and X-ray absorption spectroscopy. For the iron-titanium composites, the mechanisms are essentially based on the diffusion of Na+ in the channels of the crystalline phases with changes of transition metal oxidation state. For iron-tin composites, the mechanisms are more complex including insertion, conversion leading to the destruction of the NASICON phases and then reversible formation of NaxSn alloys. The best electrochemical performances were obtained for Na1,5Fe0,5Ti1,5(PO4)3/C with an operating potential of 2.2 V vs. Na+/Na0. Although these two types of materials can be used at lower potential, the performances must be improved to consider their application as the negative electrode
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Christiaen, Benjamin. "Modélisation multi-échelle de la déformation d’alliage de zirconium sous irradiation." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R008/document.
Full textAbstract:
Les alliages de zirconium sont utilisés pour fabriquer des gaines de combustible ainsi que des assemblages combustibles des réacteurs nucléaires à eau sous pression. Sous irradiation, ils montrent un changement dimensionnel communément appelé croissance. Des observations expérimentales ont montré qu'au-dessus d'une dose seuil, ces alliages sont sujets à une croissance accélérée appelée "breakaway". Il a été bien établi que la formation sous irradiation de boucles de dislocation ‹a› et ‹c› est directement responsables de la croissance des alliages de zirconium sous irradiation et que l’apparition des boucles ‹c› est corrélée avec cette accélération de croissance. Cependant, les mécanismes de germination des boucles qui semblent influencés par la présence d’éléments d’alliage sont encore mal compris. Afin d'améliorer notre compréhension des mécanismes élémentaires, une approche multi-échelle a été utilisée pour simuler l'évolution de la microstructure du zirconium sous irradiation. Des calculs à l’échelle atomique basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et sur des potentiels empiriques sont utilisés dans un premier temps pour déterminer les propriétés des amas de défauts ponctuels (boucles de dislocation, cavités, pyramides de fautes d’empilement). Les résultats obtenus sont ensuite insérés en tant que paramètres d'entrée dans un code Monte Carlo cinétique d'objet (OKMC) qui nous permet de simuler l’évolution de la microstructure du matériau sous irradiation, et donc de prédire la croissance. Nos résultats montrent qu’il est nécessaire de considérer une migration anisotrope de la lacune pour prédire l’accélération de croissanceZirconium alloys are used to manufacture fuel cladding as well as fuel assemblies of pressurized water nuclear reactors. Under irradiation, they show a dimensional change commonly called growth. Experimental observations have shown that above a threshold dose, these alloys are subject to accelerated growth called "breakaway". It has been well established that the irradiation formation of and dislocation loops is directly responsible for the growth of irradiated zirconium alloys and that the appearance of loops is correlated with this growth acceleration. However, the nucleation mechanisms of the loops that seem to be influenced by the presence of alloying elements are still poorly understood. In order to improve our understanding, a multi-scale modelling approach has been used to simulate the evolution of zirconium microstructure under irradiation. Atomic-scale calculations based on the density functional theory (DFT) and empirical potentials are used to determine the properties of clusters of point defects (dislocation loops, cavities, pyramids of stacking faults). The results obtained are then used as input parameters of an object kinetic Monte Carlo (OKMC) code which allows us to simulate the microstructure evolution of the material under irradiation. Our results show that it is necessary to consider an anisotropic migration of the vacancies to predict the growth acceleration
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Bouhmaida, Nouzha. "Modélisation du potentiel électrostatique calcule a partir de la densité électronique de déformation X-X dans les cristaux moléculaires : application aux composés peptidiques." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10288.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée à la détermination de la densité électronique et du potentiel électrostatique à partir de mesures de diffraction X haute résolution. Elle est appliquée plus particulièrement au composé peptidique terbutyl co-proline-histidine-nhmethyle et une comparaison est faite avec d'autres molécules peptidiques étudiées au laboratoire (transactions aca, vol. 26). Le modèle de densité utilisé est celui de Hansen-Coppens, la formulation du potentiel électrostatique basé sur ce modèle est présentée (z. Naturforsch. 48a, 91-98) dans ce travail ainsi que l'ajustement du potentiel électrostatique par la méthode des moindres carrés de Householder. Les résultats concernant la densité électronique sont similaires aux études précédentes sur les groupements peptidiques communs. Nous avons montré que le potentiel électrostatique autour des mêmes groupements dépend de l'environnement. D'autre part le potentiel électrostatique aux alentours de la liaison hydrogène est très caractéristique. Supposant la densité électronique non perturbée par un changement de conformation moléculaire, nous avons montré que le groupement histidine présente le même potentiel électrostatique que celui donne par Stewart et Craven sur l'imidazole. L'ajustement du potentiel électrostatique pour la détermination de charges atomiques est excellent pour la contribution sphérique de la densité électronique, les charges obtenues sont pratiquement indépendantes de la conformation (acta cryst. A49, 781-789). La contribution de la densité de déformation non sphérique est plus délicate
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Konevtsova, Olga. "Théorie de Landau de cristallisation et l'approche d'ondes de densité dans les systèmes complexes." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023771.
Full textAbstract:
Le nombre croissant de nanostructures physiques et biologiques sont caractérisées par l'ordre non-cristallin et par les propriétés physiques et biologiques non-conventionnels. Parmi ses systèmes il faut distinguer les capsides virales. Ces coquilles solides qui sont formées par un certain nombre dec opies de la même protéine protègent le virus des agressions et facilitent le processus d'infection de la cellule hôte. La distribution des positions de protéines dans une capside est très régulière et montre un degré très élevé d'ordre, aussi bien orientationnel que positionnel. Les capsides virales de topologie sphérique possèdent la symétrie icosaédrique compatible avec l'ordre cristallin local, mais incompatible avec la symétrie cristalline globale et interdite dans les structures périodiques.Ici, sur l'exemple des Papovavirus, nous montrons l'existence d'un nouveau type d'organisation qui résulte dans l'ordre quasicristallin pentagonal chiral de protéines dans des capsides de topologie sphérique et géométrie dodécaédrique. La formation de cet ordre est décrite dans le cadre de la théorie de Landau de cristallisation. Les particularités de la structure sont élucidées grâce à la théorie d'élasticité des quasicristaux comme le résultat de la déformation phason nonlinéaire.La généralisation de la théorie de Landau de cristallisation que nous proposons permet également de décrire des structures quasicristallines octogonales et décagonales grâce à la minimisation contrainte de l'énergie libre, et donne un nouveau sens physique à la notion de " fenêtre de projection " utilisée dans la cristallographie multidimensionnelle.
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Makki, Lamis. "Comportement de retrait-gonflement des sols en période de sécheresse." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066657.
Full textAbstract:
Ce mémoire est consacré à la description du comportement de retrait-gonflement des sols. Il analyse l’effet de plusieurs paramètres qui devraient être pris en compte dans la classification des sols pour le retrait et gonflement, tels que la densité, la teneur en carbonates et le nombre de cycles de séchage-humidification subis par le sol. Pour étudier le retrait volumique, un appareil automatisé a été développé au LCPC, pour mesurer simultanément les changements de volume du sol et les pertes d’eau lors du séchage. Des essais de retrait libre à l’air et de gonflement libre à l’œdomètre ont été réalisés sur différents types de marnes et d’argiles. Les essais montrent une différence de comportement entre les marnes et les argiles. Leur comportement hydrique et mécanique a été expliqué en partie grâce aux résultats des essais de porosimétrie au mercure et aux observations de la microstructure des sols réalisées au microscope électronique à balayage environnemental. Enfin une méthodologie est proposée pour mesurer la sensibilité d’un sol au retrait-gonflement (son amplitude de déformation) à partir d’essais simples, peu coûteux et rapides.
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Wang, Jiangfeng. "Vibrations optiques dans les nanofils polaires de Nitrure de Gallium : une étude des effets de la dimension, du rapport d'aspect et de la densité." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2587/.
Full textAbstract:
La thèse présente une analyse détaillée des propriétés optiques d'assemblées de nanofils de GaN mais aussi de nanofils individuels, menée essentiellement par diffusion inélastique de la lumière par les excitations du réseau cristallin. Des études ont été également menées dans des nanofils contenant des super-réseaux GaN/AlN. Ces nano-objets pourraient jouer un rôle clef dans les dispositifs à l'échelle nanométrique de demain, en raison notamment de leur très grande qualité structurale et de leur faible niveau de déformation interne, confirmés par l'analyse de la raie Raman correspondant au mode de vibration optique non polaire de symétrie E2 de haute fréquence. Dans la première partie de la thèse, une étude des différents paramètres est proposée dans des nanofils GaN fabriqués par épitaxie par jets moléculaires assistée Plasma sur substrat Silicium : morphologie, structure cristalline, dimension et orientation. Les résultats démontrent une certaine inhomogénéité des nanofils sur leur substrat. La partie centrale de la thèse se focalise sur les propriétés vibrationnelles des nanofils de GaN. D'une part, les spectres Raman révèlent un comportement caractéristique du grand rapport surface/volume associé à ces nano-objets, qui les différencient nettement du comportement du matériau massif. En particulier, la thèse fournit une analyse détaillée de nouvelles signatures spectrales dans la partie haute fréquence des spectres, en fonction de différents paramètres expérimentaux liés au matériau et aux mesures Raman: dopage, orientation, densité, environnement diélectrique extérieur, paramètres d'illumination de la surface. Nous avons pu ainsi démontrer qu'il s'agit de vibrations localisées à la surface des nanofils, et dont nous proposons une description simple en un milieu moyen décrit par une fonction diélectrique effective. D'autre part, une étude Raman systématique est aussi proposée en fonction de la polarisation du laser excitateur, de la dimension et du rapport d'aspect de nanofils GaN analysés individuellement. L'exaltation de l'intensité de la diffusion Raman par le mode transverse optique de symétrie A1(TO) et d'un épaulement associé, est corrélée à la longueur d'onde d'excitation et au rapport d'aspect des nanofils. Le bon accord observé avec les résultats de calculs réalisés dans le cadre de l'approximation par dipôles discrets (DDA) indique que ces deux signatures sont associées à des vibrations confinées dans le nanofil. Ces calculs indiquent en outre, que les vibrations localisées aux surfaces sont insensibles au rapport d'aspect du nanofil, en bon accord avec les résultats expérimentaux. L'étude de nanofils individuels GaN fonctionnalisés par insertion de disques quantiques AlN est aussi présentée. L'utilisation de la diffusion Raman résonnante permet d'augmenter la sensibilité de la sonde vibrationnelle et de mettre en évidence des fluctuations structurales à l'intérieur d'un nanofil unique. Enfin, nous proposons l'analyse de la distribution des déformations dans des couches épaisses de GaN épitaxiées sur des mesas sur substrat Silicium. Une analyse systématique de l'influence de la dimension et de la hauteur de tranchées associées aux mesas GaN sur la distribution des déformations est conduite en couplant étroitement cartographie Raman et calculs dans le cadre de la théorie de l'élasticité linéaire utilisant la méthode des éléments finisThis thesis presents mainly a detailed investigation of the optical properties of GaN nanowires (NWs) ensemble and single GaN NW in particular by Raman spectroscopy. The Raman scattering in GaN/AlN superlattice has also investigated. NWs are often considered as potential building blocks for future nanometer scaled devices. This is based on several attractive features that are generally ascribed to NWs. For instance, they are expected to grow strain free and defects even on substrates with a large structural mismatch. This can be examined in different NWs samples by the Raman frequency and line width of non-polar E2h phonon. In the first part of the thesis, the characterization of morphologies, structure, dimensions and orientation have been investigated in the GaN NWs grown on Si substrates by plasma assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) without any catalyst. These results indicate good crystallization quality of MBE and several inhomogeneity of NWs. The major part of this thesis discusses the vibrational properties of GaN NWs. The investigation of Raman scattering of NWs ensemble and single NW reveal the significant phonon behavior as a function of their large surface-to-volume ratio. First, certain optical features are only found in the Raman spectra of GaN NWs but not in that of bulk GaN. An unexpected emergence of a two peaks band located near 700 cm-1 has been found in the undoped NWs but not in Si-doped NWs. This is attributed to the Raman scattering by surface related modes and has been confirmed by their high sensitivity to the dielectric constant of the NWs surrounding medium. We used an effective dielectric continuum model to interpret and detailed analyze these observations. Second, the optical characteristics of individual NW are also investigated in this context. The dependence of Raman intensity on the size of NWs and polarization of light excitation has been studied. The observed enhancement of A1(TO) mode and a shoulder in high frequency side are strongly related to excitation wavelength and the aspect ratio of single NW. The frequencies and distribution of light electric field inside NW of these modes have been analyzed by a DDA-based calculation model. The Raman scattering of core-shell structural NWs and GaN/AlN superlattice are also discussed. By using UV resonant excitation, double strain states induced by AlN shell have been found in GaN/AlN core-shell structural NWs and the interface mode has been observed in addition to the Quasi-Longitudinal Optical mode in the GaN/AlN superlattice. Finally,the analysis of stress distribution on crack free thick GaN layers has been performed by Raman measurement. We have investigated the influence of different sizes and trench height of GaN mesa on the strain distribution. This strain/stress field was modeled within the framework of linear elasticity theory using finite element method (FEM)
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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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Martin, Alexandre. "Calcul de la réponse à la déformation et au champ électrique dans le formalisme "Projector Augmented-Wave". Application au calcul de vitesse du son de matériaux d'intérêt géophysique." Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSL1034/document.
Full textAbstract:
La composition interne de notre planète est un vaste sujet d’étude auquel participent de nombreuses disciplines scientifiques. Les conditions extrêmes de pression et de température qui règnent à l’intérieur du noyau (constitué principalement de fer et de nickel) et du manteau terrestre (à base de pérovskites) rendent très difficile la détermination de leur compositions exactes. Ce projet de thèse contribue aux études récentes dont l’enjeu est de déterminer plus précisément le chimisme des minéraux présents. Il a pour objet le développement d’un outil de calcul des vitesses de propagation des ondes sismiques a l’aide d’une méthode fondée sur les simulations ab initio. Ces vitesses sont déduites du tenseur élastique complet, incluant la relaxation atomique et les modifications induites du champ cristallin. Nous utilisons l’approche de la théorie de perturbation de la fonctionnelle de la densité (DFPT) qui permet de s'affranchir des incertitudes numériques qu’impliquent les méthodes classiques basées sur des différences finies. Nous combinons cette approche avec le formalisme « Projector Augmented-Wave » (PAW) qui permet, avec un coût de calcul faible, de prendre en compte tous les électrons du système. Nous avons appliqué la méthode sur des matériaux du noyau et du manteau terrestre. Nous avons déterminé les effets de différents éléments légers (Si, S, C, O et H) sur les vitesses de propagation des ondes sismiques dans le fer pur ainsi que celui de l’aluminium dans la pérovskite MgSiO3The internal composition of our planet is a large topic of study and involves many scientific disciplines. The extreme conditions of pressure and temperature prevailing inside the core (consisting primarily of iron and nickel) and the mantle (consisting mainly of perovskites) make the determination of the exact compositions very difficult. This thesis contributes to recent studies whose aim is to determine more accurately the chemistry of these minerals. Its purpose is the development of a tool for the calculation of seismic wave velocities within methods based on ab-initio simulations. These velocities are calculated from the full elastic tensor, including the atomic relaxation and induced changes in the crystal field. We use the approach of the density functional perturbation theory (DFPT) to eliminate numerical uncertainties induced by conventional methods based on finite differences. We combine this approach with the « Projector Augmented-Wave » (PAW) formalism that takes into account all the electrons of the system with a low computational cost. We apply the method on core and mantle materials and we determine the effects of various lights elements (Si, S, C, O and H) on the seismic wave velocities of pure iron, as well as the effect of aluminum in the perovskite MgSiO3
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Cormier, Pierre-Antoine. "Etude des transferts d'énergie lors d'interactions plasma/surface." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00919254.
Full textAbstract:
La connaissance de l'énergie transférée aux surfaces en contact avec un plasma basse pression est un paramètre clé pour le contrôle des procédés plasmas basse pression. Sa détermination permet une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu lors du dépôt ou la gravure de couches couches minces. Elle dépend des espèces du plasma (les ions, les électrons et les neutres) ainsi que de nombreux mécanismes physiques ou chimiques (réaction, condensation, émission radiative.). Elle peut être déterminée par la simulation du transport des particules dans le plasma, par des estimations de chaque contribution à partir des paramètres plasma ou tout simplement mesurée. Les études dédiées à sa mesure sont principalement basées sur l'utilisation d'une sonde calorimétrique, dont le principe sur l'interpolation du thermogramme mesuré. Ce type de méthode induit un long temps de mesure (2 min) et est source d'incertitudes. Un outil de diagnostic pour la mesure directe de l'énergie transférée a été développé au GREMI. Il est basé sur l'adaptation d'un capteur à thermopile initialement dédié à des mesures à pression atmosphérique. Cette thèse a donc été dédié à son développement et son utilisation pour l'étude de différents procédés plasmas basse pression : un propulseur spatial à effet Hall, un plasma poudreux, mais surtout de décharges magnétron. Des mesures ont été réalisées lors du dépôt de titane, d'aluminium, de TiO2 et de Al2O3. Les influences de la configuration magnétique de la cathode, du type de décharge, de l'échauffement des cibles, sur les conditions énergétiques à la surface du film en croissance ont été étudiées.
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Kluender, Rafael. "Mesures en trois dimensions des distorsions cristallines par imagerie en diffraction de Bragg : application aux cristaux de glace." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00635598.
Full textAbstract:
La déformation visco-plastique de la glace est fortement anisotrope, le plan de glissement préferé étant la plan de base. Le fait que dans un polycristal chaque grain possède sa propre direction de déformation produit des incompatibilités et un champ de contrainte complexe. La déformation à été étudiée expérimentellement en mésurant la dis- tortion des plans cristallins de mono- et polycristaux de glace artificielle. Les expériences ont été réalisées à l'aide d'un faisceau synchrotron. Une nouvelle procédure éxperimental, basée sur les méthodes de l'imagerie en diffraction de Bragg, comme lumière blanche, im- agerie sur la courbe de diffraction et topographie laminaire et ponctuelle, a été dévéloppée. Les désorientations angulaires, les largeurs à mi-hauteur et les intensités intégrées ont été mésurées dans les trois dimensions spatiales de l'échantillon et avec une résolution de 50× 50 × 50µm3. Les algorithmes d'analyse de données ont été écrits pour extraire des données des résultats quantitatifs, et pour calculer les neuf composantes du tenseur de courbure ainsi que la distortion entière des plans cristallins. Les résultats ont permis d'observer les premières étappes de la déformation de la glace. Par example la polygonisation d'un grain à été observée.
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Aït, Hocine Nourredine. "Approche globale de la mécanique de la rupture appliquée aux élastomères : validation expérimentale et numérique d'une expression de l'intégrale J sous une forme multiplicative d'une fonction de la densité d'énergie de déformation et d'une fonction de géométrie." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-192.pdf.
Full textAbstract:
La rupture des matériaux caoutchoutiques peut être étudiée en utilisant les modèles de la mécanique de la rupture. Ces modèles sont basés sur une approche globale caractérisée par le paramètre énergétique j dont la valeur critique j#c régit l'amorçage d'une fissure préexistante. Un des principaux avantages de ce type d'approche est que le paramètre j peut être évalué expérimentalement indépendamment des singularités de contrainte en pointe de fissure. Cette étude fait référence aux notions de cette approche et à leur utilisation pour la détermination de j. Nous présentons principalement une étude comparative du paramètre énergétique j obtenu expérimentalement, en utilisant l'expression d'Andrews modifiée, et numériquement à partir de l'intégrale de contour de Rice. Nous comparons ces approches avec le modèle de Rivlin et Thomas et nous développons une procédure rapide permettant un calcul approche de j. Les résultats expérimentaux sont obtenus à partir des essais de rupture effectués, à la température ambiante, sur des éprouvettes s. E. N. T (éprouvette à fissure latérale) et d. E. N. T (éprouvette à double fissure latérale)Deux types de matériaux caoutchoutiques sont testés : l'e. P. D. M. Et le polybutadiène. Le paramètre énergétique j expérimental est déterminé par l'application d'une méthode originale (critère de séparation) développé antérieurement au laboratoire. La simulation numérique est réalisée à l'aide du code d'éléments finis ansys v 5. 0, en élasticité non linéaire et en grandes déformations. Les résultats ont mis en évidence l'influence des dimensions finies de l'éprouvette sur le paramètre j. Nous avons particulièrement vérifié la validité de la méthode de séparation et celle de l'expression de j mis sous une forme multiplicative d'une fonction de géométrie et d'une fonction tenant compte uniquement de la non linéarité du comportement. La valeur critique j#c de j régit bien, a priori, la rupture des matériaux étudiés
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Riffet, Vanessa. "Interactions non-covalentes et propriétés physico-chimiques de petits systèmes biologiques : approches théoriques." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2014. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01084858/document.
Full textAbstract:
La structure tridimensionnelle et les propriétés physico-chimiques des biomolécules telles que les peptides sont gouvernées non seulement par leur composition primaire mais aussi par diverses interactions non-covalentes, inter- et intra-moléculaires. La description, la mesure et les effets de ces interactions sont actuellement au cœur de nombreux travaux de recherches à l’interface entre la biologie et la physico-chimie. Dans ce cadre, nos travaux de thèse visent à une meilleure compréhension de ces interactions au sein de biomolécules et d’agrégats en utilisant les outils de la chimie quantique et de la modélisation moléculaire. Pour cela, du fait de la complexité et de la taille des systèmes biologiques réels, des modèles chimiques simplifiés ont été élaborés. Ceux-ci nous ont permis d’étudier et de comprendre la nature et les effets de ces interactions prises « individuellement » sur la structure géométrique et électronique de systèmes moléculaires tels que de petits peptides et des agrégats de la glycine bétaïne. Le rôle des interactions non-covalentes sur la réactivité dans des conditions physico-chimiques variées (réduction électronique, phase gazeuse, microsolvatation) constitue également une des approches de notre travail. Parmi les systèmes étudiés, nombres d’entre eux comportent un ou plusieurs groupes chargés ammonium, guanidinium ou imidazolium, présents dans les chaines latérales des acides aminés lysine, arginine et histidine. Nous avons montré que l’environnement chimique et électronique de ces groupes chargés influence largement la structure et la réactivité des molécules qui les contiennent. Enfin, au cours de nos travaux, nous avons réalisé une calibration des méthodes de modélisation pour l’étude des propriétés électroniques de peptides radicalaires et mis au point des protocoles d’exploration de surface d’énergie potentielle à partir du champ de force polarisable AMOEBA, ceci afin d’optimiser l’exhaustivité des recherches conformationnelles pour des systèmes biologiques flexiblesThe three-dimensional structure and physico-chemical properties of biomolecules such as peptides are not only governed by their elementary composition but also various non-covalent intra-and inter-molecular interactions. The characterization, measurement and effects of these interactions are currently at the center of many researches at the interface between biology and physical chemistry. In this context, the aim of our thesis is a better understanding of these interactions in biomolecules and aggregates using the tools of quantum chemistry and molecular modeling. In this regard, due to the complexity and size of the real biological systems, chemical models have been developed. These have allowed us to study and understand the nature and effects of these interactions taken "individually" on the geometric and electronic structure of molecular systems such as small peptides and aggregates of glycine betaine. The role of non-covalent interactions on the reactivity of various physico-chemical conditions (electronic reduction, gas phase, microsolvation) is also one of the several approaches of our work. Among the systems examined, many of them included at least one ammonium, guanidinium or imidazolium charged groups, which are founded in the side chains of the amino acids lysine, arginine and histidine. We have shown that the chemical environment of these electronic charges greatly influences the structure and reactivity of the molecules that contain these groups. Eventually, we both performed a calibration of modeling methods for the study of the electronic properties of radical peptides and developed new protocols for the potential energy surface exploration starting from the AMOEBA polarizable force field, in order to optimize the conformational searches exhaustivity for flexible biological systems
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Lontsi, Fomena Mireille. "Etude théorique de la diffusion de l’oxygène dans des oxydes diélectriques." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13703/document.
Full textAbstract:
La miniaturisation des composants CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) impose l’emploi de matériaux diélectriques de permittivité élevée. LaAlO3 et SrTiO3 sont aujourd’hui parmi les meilleurs candidats ; toutefois, la diffusion de l’oxygène dans ces matériaux conduit à la dégradation des propriétés électriques et de l’interface avec le silicium. Ce travail théorique a pour but d’étudier les facteurs gouvernant, à l’échelle de la liaison chimique, la diffusion de l’ion oxygène. L’approche choisie repose sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), couplée à des méthodes d’analyse de la densité électronique, et sur le développement d’un outil original : les cartes de densité d’énergie. Les régions de la densité électronique contribuant à la barrière de diffusion ont ainsi pu être identifiées; une optimisation de ces matériaux à l’échelle de la liaison chimique peut alors être envisagéeThe miniaturization of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) components requires the use of high dielectric permittivity materials as gate oxide. LaAlO3 and SrTiO3 are among the best candidates, but the oxygen diffusion in these materials leads to the degradation of both the electrical properties and the interface with silicon. In this context, the aim of this theoretical work is to study the factors governing the oxygen ion diffusion at the chemical bonding scale. This approach is based on Density Functional Theory (DFT), coupled with electron density analysis methods, and the pioneering development of energy density cards. The regions of the electron density contributing to the diffusion barrier have been identified allowing new routes of optimization of these materials across the chemical bonding
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Hajlaoui, Chahira. "Etude des propriétés structurales et électroniques des nanofil semiconducteurs III-V." Thesis, Rennes, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAR0012/document.
Full textAbstract:
Les nanofils semiconducteurs suscitent un vif intérêt tant pour leurs propriétés fondamentales originales que pour leurs applications potentielles en opto- et nano-Électronique. La physique des nanofils et en particulier des matériaux à la base est difficile à caractériser. Dans ce contexte, la simulation numérique peut apporter des réponses quantitatives aux problèmes posés par ces objets et aider à explorer leur potentiel. En particulier, leur cristallisation se fait dans une phase hexagonale wurtzite mais avec des fautes d’empilement qui donnent lieu à des insertions de séquence cubique. La structure cubique blende de zinc a été largement étudiée, les différents aspects physiques des semiconducteurs l’adoptant sont bien illustrés dans la littérature. Par contre, ils sont mal compris en phase wurtzite. C’est pourquoi, l’étude des propriétés structurales et électroniques des cristaux III-V et hétérostructures wurtzite a fait l’objet du présent travail. En particulier, je me suis intéressée à déterminer les paramètres structuraux et électroniques d’ InAs et InP. Pour aborder ces problématiques il convient de trouver une méthode théorique adaptée. Dans ce contexte, les modélisations ab initio permettent d’explorer les propriétés globales sans une connaissance expérimentale à priori des systèmes étudiés. Elles reposent sur la résolution variationnelle de l’équation de Schrödinger qui est lourde d’un point de vue computationnel. Il existe donc toute une hiérarchie de modèles plus ou moins sophistiqués qui approchent plus ou moins la solution exacte du problème. Dans le cadre de ce travail, j’ai utilisé la théorie de la fonctionnelle de la densité qui reproduit les résultats expérimentaux de structures mais peine à évaluer les niveaux énergétiques vides. Cette difficulté est due à la définition des effets à N corps et notamment aux effets de corrélation entre les électrons. L’erreur dans l’évaluation des énergies est corrigée grâce à la correction apportée par l’approximation GW ou les fonctionnelles hybrides. Ainsi, j’ai pu obtenir des structures électroniques correctes et exploitables afin de déterminer les potentiels de déformation. Il est notamment possible de faire varier la composition des nanofils de long de leur axe de croissance afin d’y introduire des jonctions p-N, des boîtes quantiques ou des barrières tunnel. Ces hétérostructures offrent de multiples opportunités : la faisabilité de transistors, de diodes à effet tunnel résonant ou de dispositifs à un électron basés sur les nanofils de silicium ou de III-V a ainsi déjà été démontrée. Ces matériaux permettent de réaliser des hétérostructures inédites car ils peuvent s’accommoder de forts désaccords de maille en déformant leur surface. La relaxation des contraintes structurales a toutefois un impact important sur leurs propriétés électroniques et optiques. Un des paramètres importants pour bien comprendre le comportement de ces structures quantiques est l’offset électronique ou la discontinuité énergétique. Il a été calculé pour le système InAs/InP et confronté à des études expérimentales suivant les directions de croissanceSemiconductor nanowires are attracting much attention both for their original properties and their potential applications in opto- and nanoelectronics. The physics of nanowires and in particular materials at the base is poorly understood and difficult to characterize. In this context, the numerical simulation can provide quantitative answers to the problems posed by these objects and help to explore their potential. In particular, their crystallization is in a wurtzite (WZ) hexagonal phase but with stacking faults that result in insertions of cubic sequences. The zinc blende structure has been widely studied; the various structural, electronic and optical properties of semiconductor materials adopting this structure are well illustrated and discussed in the literature. On the other side, these properties are poorly understood for WZ. Study of WZ III-V materials and related heterostructures is the subject of this work. In particular, I have simulated the structural and electronic properties of relaxed InAs and InP and under strain condition. ab initio modeling or first principle may explore structural, electronic and dynamics of matter without any experimental prior knowledge. Here, DFT calculations are performed to model the structural and electronic properties of WZ InAs and InP. The error in the evaluation of conduction energy states has been circumvented with the use of GW approximation and hybrid functionals. Finally, I have studied band offset alignment and polarizations effects in InAs/InP WZ system
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Durinck, Julien. "Modélisation de la plasticité de la forsterite par calculs à l'échelle atomique et par dynamique des dislocations." Lille 1, 2005. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/9fd43a9a-26ef-450b-93e3-5ad8c43033b0.
Full textAbstract:
L'étude de la déformation plastique de l'olivine constitue un point important dans la compréhension de la dynamique interne de la Terre. Ce minéral se déforme essentiellement par glissement de dislocations de vecteurs de Burgers [100] et [001] et, pour la première fois dans le domaine de la minéralogie physique, nous avons abordé le problème en adoptant une approche numérique. A l' échelle atomique, la question importante de l' anisotropie plastique peut être éclairée par l'approche des fautes d'empilement généralisées, calculées par ab initio, qui permet de remonter à la limite d'élasticité théorique. Cette méthode a également permis d'expliquer l'influence de la pression sur les mécanismes de déformation de l'olivine, récemment mise en évidence expérimentalement. Le modèle de Peierls-Nabarro constitue une alternative à la modélisation directe des cœurs de dislocation. Grâce à ce dernier, l'étalement du cœur et les contraintes de Peierls des dislocations de vecteurs de Burgers [001] et [100] ont pu être déterminées. A l'échelle mésoscopique, nous avons adapté une simulation tridimensionnelle de la dynamique des dislocations à la structure de l'olivine pour modéliser la plasticité du monocristal. Le modèle de formation et propagation de doubles décrochements permet de décrire la mobilité des dislocations soumises à de la friction de réseau et son utilisation a mis en évidence un effet de la contrainte sur l'anisotropie plastique. Les dislocations ne constituent pas des obstacles forts entre elles (pas de formation de jonction, ni d'interactions colinéaires) et le glissement dévié apparaît comme étant un mécanisme manquant qu'il faudra étudier en détail dans le futur.
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Amokrane, Mounir. "Étude et mise en œuvre de couplage thermoélectrique en vue de l'intensification d'échange de chaleur par morphing électroactif." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://oatao.univ-toulouse.fr/11499/1/amokrane_partie_1_2.pdf.
Full textAbstract:
Le développement et l’utilisation de nouveaux matériaux, tel que le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN), a permis un accroissement sensible des densités d’énergie traitées par les nouveaux composants de l’électronique de puissance, assortie d’une augmentation de leur compacité. Parallèlement à ces progrès technologiques, la généralisation de l’électricité en tant que vecteur d’énergie primaire au sein de systèmes de plus en plus répartis, incluant des moyens de traitement de l’information au plus près de la fonction réalisée, ouvre la voie à une nouvelle génération de systèmes mécatroniques hautement intégrés. Or, l’émergence de ces nouvelles fonctions soulève une question critique liée au mode de refroidissement de ces éléments. Cette question est intimement couplée aux aspects énergétiques et à leur impact environnemental, imposant une amélioration significative des rendements énergétiques mesurés à l’échelle de la fonction complète. C’est dans ce contexte que l’étude présentée traite tout d’abord de systèmes de récupération de la chaleur résiduelle dissipée au sein de systèmes électroniques de puissance en vue d’alimenter de manière autonome des capteurs, où autres systèmes fonctionnels, via l’énergie « ambiante » ainsi récupérée. Parmi les consommateurs plus particulièrement ciblés, des fonctions innovantes d’intensification par voie électromécanique des échanges de chaleurs au sein d’échangeurs thermique sont étudiées et mises en œuvre. A terme, l’idée serait ainsi d’alimenter les systèmes d’actionnement assurant l’optimisation des échanges de chaleur au sein du système de refroidissement d’une carte électronique au moyen même de la chaleur qu’elle dissipe, récupérée sous forme d’énergie électrique. A cette fin, les différents procédés de conversion de la chaleur en électricité sont examinés, modélisés et mis en œuvre dans la suite de ce travail. Deux types de conversion d’énergie complémentaires sont tour à tour considérés : La conversion par effet thermoélectrique, utilisant l’effet Seebeck qui a lieu en présence d’un gradient de température et l’effet pyroélectrique qui apparait en présence de variation temporelle de la température. Ces deux phénomènes sont analysés et décrits à l’aide de modélisations physiques et comportementales, incluant une approche expérimentale ayant nécessité la mise en place de bancs d’essai spécifiques. L’électricité récupérée par conversion pyroélectrique est par la suite mise en forme grâce à des systèmes de redressement à faible tension de seuil spécialement développés. La faisabilité de systèmes d’alimentation autonomes de capteurs déportés, où de systèmes d’émission (ponctuelle) de mesure, est alors concrètement démontrée en se basant sur les résultats obtenus. Ouvrant la voie à un concept de refroidissement actif des puces électroniques, tirant directement parti de la chaleur dissipée pour son alimentation grâce aux deux procédés préalablement étudiés, la problématique de l’intensification des transferts de chaleur au sein de boucles de refroidissement mécaniquement activées est abordée dans la dernière partie du mémoire. Cette activation est réalisée à l’aide d’un système d’actionnement multicellulaire réparti à base d’actionneurs piézoélectriques. Développée en étroite collaboration avec des équipes de thermodynamiciens, l’idée est de réaliser un pompage de fluide ainsi qu’une modification des échanges de chaleur au sein d’un système de transfert de chaleur en activant les parois de l’échangeur de chaleur par déformation. Le système d’actionnement préconisé est tout d’abord étudié et simulé par un calcul par éléments finis. Un prototype est construit et caractérisé sous conditions réelles dans un deuxième temps. Le système d’actionnement multicellulaire composé d’un ensemble d’actionneurs et d’un système d’alimentation paramétrable multivoies est alors intégré au sein d’un banc d’essai d’échange de chaleur spécifiquement développé. Cette expérience constitue une première étape fondamentale dans la mise au point de systèmes électroactifs, potentiellement autonomes, permettant l’intensification des échanges de chaleur au sein de boucles de refroidissement à haute performance destiné à l’électronique de puissance.
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Saai, Afaf. "Modèle physique de la plasticité d'un cristal métallique CFC soumis à des chargements alternés : contribution à la définition d'une modélisation multiéchelles de la mise en forme des métaux." Phd thesis, Chambéry, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00335219.
Full textAbstract:
Les opérations de mise en forme (particulièrement l'emboutissage) font subir au métal des chargements alternés avec de grandes amplitudes de déformation, le plus souvent suivis de changements de trajets. Une simulation numérique de ces opérations nécessite l'utilisation d'un modèle du comportement qui puisse rendre compte efficacement des trajets de chargements complexes. Cette thèse est une contribution à l'établissement d'un modèle de comportement plastique destiné à être utilisé pour la simulation numérique des opérations de mise en forme. Le parti a été pris de recourir à un modèle micromécanique dont les variables sont des paramètres micro-structuraux intrinsèques comme les densités de dislocations et leurs distributions sur chaque système de glissement. Le modèle traite des chargements alternés dans un cadre physique unifié défini pour l'ensemble des équations constitutives décrivant l'écrouissage.
Au-delà de l'intérêt de définir un modèle particulier, ce travail apporte une contribution à la mise en œuvre des différentes étapes qui doivent conduire à son utilisation dans une simulation numérique macroscopique. Il s'agit de définir un protocole reproductible, plutôt indépendant du modèle considéré et exploitable pour d'autres modélisations. En particulier, des protocoles expérimentaux sont définis pour produire des données dans des conditions reproductibles. Des moyens de caractérisation récents comme l'analyse d'images dans les domaines visible et infrarouge sont utilisés pour étudier la réponse expérimentale thermomécanique de différents échantillons à caractère fortement cristallin. Ensuite, l'implantation du modèle dans un code éléments finis commercial permet d'envisager des simulations complexes qui, si elles ne s'adressent pas actuellement à des opérations d'emboutissage, comportent toutefois les ingrédients pour les traiter.
Ce travail, à l'interface de nombreux champs disciplinaires, apporte donc une contribution au développement des modèles de comportement plastique des matériaux métalliques qui porte sur l'ensemble des briques nécessaires au développement de simulations numériques utilisant des modèles à caractère physique.
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Ateba, Mba Jean-Marcel. "Nouveaux fluorophosphates de métaux de transition utilisés comme matériaux d'électrode positive pour batteries li-ion." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14862/document.
Full textAbstract:
Nos efforts se sont portés sur des fluorophosphates de structure TAVORITE de formule LiMPO4F (M = V, Fe, Ti) et LiVPO4O qui, comparés à d’autres familles structurales de phosphates tels que Li3M2(PO4)3 (NASICON) ou LiFePO4(OH) (Tavorite) possèdent d’excellentes densités d’énergie théorique comme matériaux d’électrodes dans des accumulateurs au Li. Des méthodes de synthèse reproductibles, par voie céramique en tubes scellés et/ou ionothermale (synthèse à basse température), ont été mises au point dans ce travail. Les matériaux ainsi préparés ont été caractérisés en détail par magnétométrie, par RMN et surtout par diffraction des rayons X et des neutrons. Les structures cristallines ont ainsi pu être déterminées ainsi que les mécanismes d’insertion/extraction du Li+, via de nombreuses études par diffraction X insitu lors de la charge/décharge des accumulateursThis work focused on TAVORITE-based fluorophosphates LiMPO4F (M = V, Fe, Ti) and LiVPO4O which, when compared with other phosphate structural families such as Li3V2(PO4)3 (NASICON) or LiFePO4(OH) (Tavorite), possess superior energy density as electrode materials for Li batteries. Reproducible synthesis procedures were developed through “classical” ceramic routes in sealed containers and/or low temperature ionothermal reaction. The obtained materials were characterized by magnetometry, solid state NMR and heavily by X-Ray and Neutron diffraction. The crystal structures of all the materials were determined, as well as the mechanisms of Li+ insertion/extraction through insitu X-Ray diffraction during electrochemical charge/discharge of the batteries
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Pajot, Ségolène. "Synthèse et caractérisation d’oxydes lamellaires riches en lithium et en manganèse obtenus sous la forme de gradients de concentration pour les batteries Li-ion." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0277/document.
Full textAbstract:
Ce travail présente la mise en oeuvre d’un protocole de synthèse de gradients deconcentration dans les oxydes lamellaires riches en Li et en Mn. Le but a été dedévelopper la formation d’oxydes lamellaires riches en Li et Mn au coeur des agrégatssphériques du matériau actif et, en se rapprochant de la surface, d’enrichir lacomposition de l’oxyde lamellaire en Co et en Ni, afin de combiner une forte densitéd’énergie (apportée par le coeur du gradient) et une excellente stabilité thermique etstructurale (apportée par la surface du gradient). La synthèse a été réalisée en deuxétapes, une co-précipitation pour former un carbonate de métaux de transition suivied’une calcination à haute température pour obtenir le matériau actif lithié. L’influencede différents paramètres (pH, débit d’injection, taille du réacteur, composition, …) surla nature du carbonate à gradient de concentration ainsi formé a été étudiée. De lamême façon, le contrôle du ratio Li/M (ici M = Ni, Co, Mn), de la température et de ladurée de calcination s’est révélé important pour parvenir à maintenir le gradient deconcentration dans le matériau lithié. Le ratio Li/M est également déterminant pourcontrôler la nature des matériaux obtenus (lamellaire - spinelle ou lamellaire –lamellaire). Des caractérisations extrêmement pointues, et complexes à mettre enoeuvre, ont été menées afin d’obtenir des informations pertinentes sur la distributiondes phases au sein des agrégats (composition et structure), de la surface au coeur dugradient : différentes techniques de microscopie (EPMA, MEB-EDX et FIB-STEM) ontainsi été largement utilisées. Les matériaux les plus intéressants ont été étudiés enbatteries Lithium-ion avec une électrode de graphite à la négative, les performancesélectrochimiques et la stabilité thermique à l’état chargé de la batterie sont largementdiscutées par rapport à l’état de l’art et notamment au matériau de coeur riche en Li eten MnThis work describes in details the implementation of the synthesis protocol for theformation of Li- and Mn-rich layered oxides with concentration-gradients. The purposewas to develop the synthesis of Li- and Mn-rich layered oxides in the bulk of sphericalaggregates of active material and, moving to the surface, to enrich the layered oxides’composition with Co and Ni, in order to combine a high energy density (provided bythe bulk) and an excellent thermal and structural stability (provided by the surface).The synthesis was performed in two steps, a coprecipitation to form a transition metalcarbonate followed by a calcination at high temperature to obtain the lithiated activematerial. The influence of several parameters (pH, feeding rate, size of the reactor,composition …) on the nature of the carbonates formed with concentration-gradientswas studied. Similarly, the control of the Li/M ratio (with M = Ni, Co, Mn) and of thetemperature and duration of calcination was revealed to be important to maintain theconcentration-gradient in the lithiated materials. The Li/M ratio is also the keyparameter to control the nature of the materials obtained (layered - spinel or layered -layered). Advanced characterizations, complex to be implemented, were performed inorder to obtain in-depth information on the distribution of phases within the aggregates(composition and structure), from the bulk to the surface: complementary microscopytechniques (EPMA, SEM-EDS and FIB-STEM) were widely used. The most interestingmaterials were studied in Lithium-ion batteries with graphite at the negative electrode,their electrochemical performance and the thermal stability in the charged state of thebattery were compared to the state of art, and particularly to the bulk Li and Mn-richlayered oxide
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Feraille, Maxime. "Etude du Transport dans les Transistors MOSFETs Contraints: Modélisation Multi-échelle." Phd thesis, INSA de Lyon, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00436049.
Full textAbstract:
La réduction des transistors MOSFETs, briques de base des circuits intégrés, ne permet plus d'améliorer efficacement leurs performances. Des leviers technologiques ont été mis en place dans les procédés de fabrication de ces transistors pour y remédier. L'introduction intentionnelle de contraintes constitue l'une de ces solutions. De fait, l'orientation des contraintes en fonction de la direction du canal influence fortement les propriétés de transport des transistors MOSFETs. Les méthodes de calculs de structures de bandes semi-empiriques EPM et */k.p/* dans l'approximation de la fonction enveloppe, ont été développées afin d'étudier les perturbations occasionnées sur la structure électronique des matériaux par l'action conjuguée des contraintes mécaniques et du confinement. L'influence de ces dernières perturbations sur les propriétés de transport a, par la suite, été analysée à l'aide de simulations avancées Monte Carlo "fullband" et Kubo-Greenwood. Les résultats théoriques obtenus ont été confrontés aux données expérimentales de flexion à quatre pointes (Wafer Bending), mesurées au cours de cette thèse. Il apparaît clairement que la prise en compte du couplage complexe des effets de confinement et de contrainte joue un rôle essentiel dans les propriétés de transport des dispositifs MOSFETs actuels. Enfin, chaque étape de modélisation a donné lieu à une discussion des domaines de validité des outils de simulation Dérive-Diffusion et Hydrodynamique, classiquement utilisés dans l'industrie pour la modélisation des dispositifs MOSFETs.
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Dumont, Guillaume. "Calculs des propriétés électroniques du GaAsN, de nanotubes de carbone et de polymères à faible gap par méthodes ab initio." Thèse, 2007. http://hdl.handle.net/1866/18109.
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