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Dissertations / Theses on the topic 'Dispersion de charges'
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Boudimbou, Innocent. "Mécanismes élémentaires de dispersion de charges de silice dans une matrice élastomère." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00617953.
Full textAbstract:
Ce travail se rapporte à l'étude par rhéo-optique des mécanismes de dispersion et contraintes critiques de dispersion de charges agglomérées dans une matrice SBR en cisaillement simple. L'objectif du travail était de déterminer des leviers pour améliorer l'étape de dispersion d'une charge renforçante pour des applications pneumatiques. Cette étude a montré que la dispersibilité d'une charge de type noir de carbone ou silice est caractérisée par un niveau de contraintes à atteindre et un mécanisme de dispersion. L'étude de grades de silice de précipitation sous forme microperle et de noir de carbone a permis de montrer que les critères de dispersion des deux charges sont régis par l'organisation interne des granules. La dispersion du noir de carbone est influencée par l'organisation fractale de ses agrégats. Les microperles de silice présentent une organisation interne de type cœur-peau. Le critère de dispersion de la microperle dépend de la cohésion de la peau. Le mécanisme de dispersion observé pour la microperle est lié au chemin de propagation des contraintes au sein de l'agglomérat et donc à la cohésion du cœur de la microperle. Le traitement physico-chimiques des silices avant leur mise en forme permet de modifier la cohésion des microperles et donc le mécanisme et le niveau de contrainte de dispersion.
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Boudimbou, Innocent Judicaël. "Mécanismes élémentaires de dispersion de charges de silice dans une matrice élastomère." Paris, ENMP, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/61/79/53/PDF/20401_BOUDIMBOU_2011_archivage.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail se rapporte à l'étude par rhéo-optique des mécanismes de dispersion et contraintes critiques de dispersion de charges agglomérées dans une matrice SBR en cisaillement simple. L'objectif du travail était de déterminer des leviers pour améliorer l'étape de dispersion d'une charge renforçante pour des applications pneumatiques. Cette étude a montré que la dispersibilité d'une charge de type noir de carbone ou silice est caractérisée par un niveau de contraintes à atteindre et un mécanisme de dispersion. L'étude de grades de silice de précipitation sous forme microperle et de noir de carbone a permis de montrer que les critères de dispersion des deux charges sont régis par l'organisation interne des granules. La dispersion du noir de carbone est influencée par l'organisation fractale de ses agrégats. Les microperles de silice présentent une organisation interne de type cœur-peau. Le critère de dispersion de la microperle dépend de la cohésion de la peau. Le mécanisme de dispersion observé pour la microperle est lié au chemin de propagation des contraintes au sein de l'agglomérat et donc à la cohésion du cœur de la microperle. Le traitement physico-chimiques des silices avant leur mise en forme permet de modifier la cohésion des microperles et donc le mécanisme et le niveau de contrainte de dispersion<br>This work reports the rheo-optical study of dispersion mechanisms of reinforcing fillers in an elastomer matrix under shear. The purpose of this work was to determine key parameters for dispersion in order to improve the filler dispersion step in a rubber for pneumatic application. This study showed that the dispersibility of a filler such as carbon black or silica is characterized by a critical stress to overcome and a dispersion mechanism. The dispersion study of precipitated silica grades in the shape of micropearls and of carbon black showed that the dispersion criteria for the two filler depend on the internal organization of the granules. Carbon black dispersion is dominated by the fractal organization of its aggregates. Silica micropearls present a skin-core-internal organization. The dispersion criterion for silica is linked to the skin cohesion strength. The dispersion mechanism is related to the stress propagation pathway within the micropearl and thus to the cohesion of the core. The chemical-physical treatment of silica surface during their processing enables to modify the cohesion of silica micropearls and consequently the dispersion mechanism and stress level for dispersion
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Descarpentries, Jérémie. "Compréhension et rôle de la dispersion de charges inorganiques dans une matrice thermoplastique." Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2020.
Full textAbstract:
L’optimisation des performances des polymères chargés de nanoparticules nécessite de comprendre les relations entre procédé, matrice et particules. Des profilés de polypropylène renforcés par six types de carbonates de calcium précipités sont extrudés, en faisant varier les conditions de mise en œuvre : taux de charge, température, vitesse de vis, surfactant. La morphologie des agglomérats de particules est déterminée par l’analyse d’images obtenues en microscopie électronique à balayage. L’originalité de la méthode consiste en une prise d’images à différents grossissements de la section des profilés pour obtenir la répartition globale en taille des inclusions. La distribution en taille suit une loi Log-Normal et trois paramètres sont utilisés pour la caractériser quantitativement : le diamètre médian, le coefficient d’asymétrie et la distance interparticulaire. L’évolution des propriétés des différents matériaux tant au niveau du comportement rhéologique, thermodynamique que mécanique est étudiée en fonction de la morphologie et de la distribution des particules. Il ressort que le taux de charge utilisé classiquement n’est pas suffisant pour décrire le comportement des polymères chargés. De plus, à l’interface polymère/charge, la formation d’une couche perturbée de polymère dite « interphase » apparaît ; cette interphase dépend de la morphologie des agglomérats et des interactions entre particules et matrice. Le renforcement provient donc de la qualité de la dispersion des particules et de la synergie entre les inclusions et la matrice.
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De, Rancourt Yoann. "Dispersion de charges d'oxydes de terres rares, Er2O3 et Pr6O11, dans une matrice polymère." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20202.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'incorporation de charges minérales d'oxyde d'erbium, Er2O3, et d'oxyde de praséodyme, Pr6O11, dans une matrice polymère de type élastomère, ceci dans le cadre d'un projet industriel de remplacement du plomb dans des équipements de radioprotection. L'objet de cette thèse était d'améliorer la dispersion des charges au sein de la matrice par le biais de procédés de traitements chimiques de ces particules. Divers types de fonctionnalisations de surface ont été employés afin de compatibiliser celles-ci avec une matrice organique, notamment par greffage de composés de type acides phosphoniques. Plusieurs acides phosphoniques ont ainsi pu être utilisés avec succès pour la fonctionnalisation des deux types de charges. La caractérisation de ces différentes fonctionnalisations représente une part importante de ce projet. Des techniques d'analyse innovantes, aussi bien directes qu'indirectes ont été employées dans ce but, à savoir de la Py-GC/MS pour la détection des composés ancrés à la surface des charges, de la fluorescence X et de la spectroscopie infrarouge dans un objectif de quantification, mais aussi des études cinétiques de sédimentation des charges dans un milieu liquide organique. Finalement, des composites ont pu être obtenus par mélange des charges, traitées et non traitées, avec une matrice polyuréthane. Des essais de traction ont permis de montrer clairement une amélioration des propriétés mécaniques de certains des composites, grâce à la fonctionnalisation des charges par les acides phosphoniques<br>This thesis focuses on the incorporation of mineral fillers of erbium oxide, Er2O3, and praseodymium oxide, Pr6O11, in an elastomeric polymer matrix, in the context of an industrial project to replace the lead in radiation protection equipment. The actual purpose of this thesis was to improve the dispersion of the fillers in the matrix through chemical treatment processes of these particles. Various types of surface functionalization were used to compatibilize them with an organic matrix, in particular by grafting compounds such as phosphonic acids. Hence, several phosphonic acids have been successfully used for the functionalization of both types of fillers. The characterization of these functionalizations is an important part of this project. Innovative analysis techniques, both direct and indirect have been used for this purpose, namely Py-GC/MS to detect the chemical compounds anchored to the surface of the fillers, X-ray fluorescence and FTIR spectroscopy with a quantification target, but also a study of sedimentation kinetics of the fillers in an organic medium. Finally, composites were obtained by mixing the fillers, untreated and treated, with a polyurethane matrix. Tensile tests have clearly shown an improvement of mechanical properties for some of the composites, due to the functionalization of the fillers by phosphonic acids
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Olalla, Beatriz. "Analyse des mécanismes de dispersion élémentaires et globaux de charges minérales dans les polymères : influence de la rhéologie et de la structure de la matrice." Thesis, Saint-Etienne, 2010. http://www.theses.fr/2010STET4003/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette étude est d’analyser la dispersion de charges minérales dans une matrice polymère. Ce travail concerne la dispersion d’une charge minérale hydroxyde de magnésium pour améliorer la résistance au feu d’une matrice polyoléfine. De forts taux de charge sont nécessaires pour une amélioration significative de la résistance au feu. Ces quantités vont provoquer une perte de propriétés mécaniques. Afin d’améliorer l’état de dispersion et de limiter la perte de propriétés mécaniques, une matrice très visqueuse peut être utilisée, cependant la mise en œuvre du matériauva être difficile. Pour résoudre ce problème, il est possible d’utiliser une matrice de viscosité inférieure pour faciliter le procédé de mise en œuvre par extrusion.Deux matrices avec des propriétés physico chimiques identiques mais des viscosités très différentes ont été utilisées pour disperser la charge. Une première partie de l’étude concerne l’identification et l’analyse des mécanismes de dispersion élémentaires, c’est-à-dire la dispersion d'un agglomérat individuel de charge. Ensuite, une extrapolation aux forts taux de charges sera réalisée. Cette partie, correspondant au mécanisme global de dispersion, a été réalisée en mélangeur interne et des techniques de caractérisation tels que la microscopie électronique à balayage avec détection derayons X, les tests mécaniques, la dimension fractale et la rhéométrie dynamique à l’état fondu ont été utilisées. Un modèle rhéologique pour corréler les mesures par rhéométrie dynamique avec l’état de dispersion a été proposé. La dernière partie de l’étude, concerne l’optimisation du procédé de mise en œuvre et de l'état de dispersion par extrusion bivis<br>The objective of this study is the analysis of the dispersion of mineral fillers within a polymer matrix. This work aims is to increase the fire resistance of a polyolefin by dispersing magnesium hydroxide mineral filler. High amounts of magnesium hydroxide are needed to reach a significant performance of the fire resistance. The high loads induce a degradation of the mechanical properties of the material. In order to obtain a good dispersion and to improve the mechanical properties, a high viscosity matrix may be used. However, this causes problems during the manufacturing of the composite by extrusion because high pressures induced by a highly filled viscous matrix might block the machine. To solve this issue a less viscous matrix can be used to facilitate the processing by extrusion. Two matrices having the same physico-chemical properties but very different viscosities have been used to disperse the filler. The first part of the study concerns the identification and analysis of the elementary mechanism of dispersion, i.e. how an individual agglomerate is dispersed. Then, extrapolation to highly filled systems is carried out. The global mechanism of dispersion has been conducted in an internal mixer and characterization techniques such as scanning electronic microscopy with X-ray detection, tensile test, fractal dimension and dynamic rheometry in the melt have been used. A rheological model relating dynamic rheological measurements and the state of dispersion has been developed. The last part of the study is concerned with the optimization of the fabrication process and the dispersion of filers by twin screw extruder
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Bouty, Adrien. "Influence de la dispersion des charges et de la conformation des chaines sur les propriétés mécaniques de systèmes nanocomposites SBR/Silice." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00925836.
Full textAbstract:
Dans l'industrie du pneumatique, l'incorporation de nanoparticules de silice dans les élastomères permet d'obtenir des pneumatiques avec des propriétés mécaniques améliorées. D'un point de vue fondamental, deux contributions sont communément invoquées pour expliquer ces changements : (i) une contribution du réseau de charges, fortement dépendante de leur état de dispersion, (ii) une contribution des chaines dont la conformation est potentiellement modifiée en présence du réseau de charges. Cependant, les mécanismes permettant de relier cette structure nanométrique aux propriétés macroscopiques du matériau sont encore mal compris. Dans ce contexte, nous avons synthétisé des systèmes SBR/Silice modèles constituant une première approche de systèmes industriels plus complexes. En modifiant les conditions de dispersion au moyen d'agent de greffage, nous avons obtenu des nanocomposites avec des dispersions variées et reproductibles, avec des organisations multi-échelle. Celles-ci ont été caractérisées finement par l'utilisation combinée de la Diffusion de Rayons X aux Petits Angles (DXPA) et de la Microscopie Electronique en Transmission (MET). La conformation des chaines, déterminée expérimentalement par Diffusion de Neutrons aux Petits Angles (DNPA), n'est pas affectée par un effet à longue distance des charges. La caractérisation quantitative de la dispersion a permis de mettre en évidence le rôle prépondérant de la compacité des agrégats de silice et de la densité de leur réseau sur le renforcement dans le régime élastique.
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Azouz, Niramson. "Modélisation des flux d'ammoniac aux échelles locale et régionale dans des paysages hétérogènes : application à l’évaluation des dépassements des charges critiques." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066030/document.
Full textAbstract:
La dispersion et le transport atmosphérique d'ammoniac (NH3) émis par les sources agricoles et son dépôt sec sur le sol et la végétation peuvent entraîner la dégradation des écosystèmes sensibles, ainsi que l'acidification des sols. Les concentrations atmosphériques et les dépôts secs de NH3 sont généralement plus élevés à côté des sources d'émission, et les impacts environnementaux sur les écosystèmes sensibles sont souvent les plus importants à ces endroits. Pour mieux évaluer les impacts et leur étendue à l’échelle de paysages agricoles, des revues scientifiques sur les méthodes d'évaluation des impacts de NH3 ont recommandé une comparaison entre différents types de modèles à différentes échelles spatiales. Dans ce contexte, nous avons comparé les flux de NH3 simulés par deux modèles de dispersion, de transport et de dépôt par voie atmosphérique (CHIMERE et OPS-ST), pour différents scénarios théoriques et semi-réels et pour différentes tailles de maille des modèles. Les résultats de simulations montrent que les dépôts secs annuels de NH3, moyennés sur le domaine d’étude, sont comparables pour des tailles de maille correspondant aux tailles pour lesquelles les modèles ont été conçus. Cela implique que les modèles eulériens fonctionnant à des résolutions kilométriques peuvent être utilisés pour simuler l’impact du NH3 sur la composition chimique de l’atmosphère. Les résultats divergent entre les modèles à proximité des sources. Les conditions météorologiques et la taille des mailles sont les facteurs ayant les effets les plus marqués sur les résultats des deux modèles. Enfin, nos résultats montrent que la détection des dépassements de charges critiques à proximité des sources est mieux représentée avec OPS-ST qu’avec CHIMERE, avec lequel on observe une surestimation des surfaces dépassant les charges critiques<br>Short-range atmospheric dispersion of ammonia emitted by agricultural sources and its subsequent deposition to soil and vegetation can lead to the degradation of sensitive ecosystems as well as soil acidification. Atmospheric concentrations and dry depositions rates of NH3 are generally higher near the emission source and environmental impacts on sensitive ecosystems are often largest at these locations. To better evaluate the impacts and their extent at the agricultural landscapes scale, scientific reviews of NH3 assessment methods recommended a comparison between different types of models at different spatial scales. In this context, we compared NH3 fluxes simulated by two atmospheric dispersion, transport and deposition models (CHIMERE and OPS-ST) for different theoretical and semi-real scenarios and for different grid cell sizes. The simulation results show that the averaged NH3 dry deposition over the investigated domains is comparable for grid cell sizes for which the models were designed. This implies that eulerian models with a km scale horizontal resolution can be used for studying the larger scale impact of NH3 on atmospheric composition despite an inadequate treatment of near source dry deposition, for which the models diverge. Meteorological conditions and grid cell size are the factors having the strongest effects on the results of the two models. NH3 dry deposition predictions can be used to map critical load exceedances, our results show that the detection of these exceedances near to the sources is better represented with OPS-ST than with CHIMERE, the latter showing an overestimation of the surfaces exceeding critical loads
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Olalla, Béatriz. "Analyse des mécanismes de dispersion élémentaires et globaux de charges minérales dans les polymères : influence de la rhéologie et de la structure de la matrice." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00673116.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est d'analyser la dispersion de charges minérales dans une matrice polymère. Ce travail concerne la dispersion d'une charge minérale hydroxyde de magnésium pour améliorer la résistance au feu d'une matrice polyoléfine. De forts taux de charge sont nécessaires pour une amélioration significative de la résistance au feu. Ces quantités vont provoquer une perte de propriétés mécaniques. Afin d'améliorer l'état de dispersion et de limiter la perte de propriétés mécaniques, une matrice très visqueuse peut être utilisée, cependant la mise en œuvre du matériauva être difficile. Pour résoudre ce problème, il est possible d'utiliser une matrice de viscosité inférieure pour faciliter le procédé de mise en œuvre par extrusion.Deux matrices avec des propriétés physico chimiques identiques mais des viscosités très différentes ont été utilisées pour disperser la charge. Une première partie de l'étude concerne l'identification et l'analyse des mécanismes de dispersion élémentaires, c'est-à-dire la dispersion d'un agglomérat individuel de charge. Ensuite, une extrapolation aux forts taux de charges sera réalisée. Cette partie, correspondant au mécanisme global de dispersion, a été réalisée en mélangeur interne et des techniques de caractérisation tels que la microscopie électronique à balayage avec détection derayons X, les tests mécaniques, la dimension fractale et la rhéométrie dynamique à l'état fondu ont été utilisées. Un modèle rhéologique pour corréler les mesures par rhéométrie dynamique avec l'état de dispersion a été proposé. La dernière partie de l'étude, concerne l'optimisation du procédé de mise en œuvre et de l'état de dispersion par extrusion bivis
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Diawara, Bassidi. "Propriétés barrières de films de polycarbonate modifiés par plasma froid, par dispersion de charges et par mélanges de polymères." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR057.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail de thèse a été d’améliorer les propriétés barrière du polycarbonate (PC), polymère rigide et transparent utilisé dans l’industrie automobile comme matériau pour phares de voiture. Le PC est le siège de transferts de molécules de gaz et vapeurs provenant de l’intérieur et/ou de l’extérieur des optiques et également de migration de petites espèces (monomères, additifs) au sein de la matière elle-même. Ces phénomènes amènent souvent une perte de transparence du PC et d’autant plus avec la technologie LED qui ne dissipe pas la condensation. Pour y remédier, nous avons utilisé trois approches différentes permettant d’accroître la résistance au transfert des matériaux, à commencer par le traitement de surface par plasma froid afin de déposer sur le substrat de PC une couche barrière organosiliciée. La polymérisation de cette couche est effectuée en mélangeant du dioxygène avec un précurseur organosilicié : l’hexaméthyldisiloxane (HMDSO), le 2,4,6,8-tétraméthylcyclotétrasiloxane (TMCTS) ou le triéthoxyfluorosilane (TEOFS). Les autres approches axées sur les mélanges et l’incorporation de charges ont consisté à élaborer d’une part des micr/nano composites de PC/mica et de l’autre des mélanges de polymères PC/poly(m-xylène adipamide) (MXD6) et enfin le mélange chargéPC/MXD6/mica. Ces films ont été préparés à l’aide d’une extrudeuse bis-vis équipée d’éléments mélangeurs ayant pour but d’améliorer la qualité de mélange de dispersion de la matière. L’ensemble des matériaux obtenus a été caractérisé afin d’établir des relations de structure/morphologie/propriétés. Le dépôt par plasma a permis non seulement d’augmenter la résistance thermique du PC, mais aussi d’accroître son effet barrière à l’eau mais surtout aux gaz (N₂, O₂ et CO₂). L’efficacité du traitement plasma vis-à-vis de l’eau est fortement dépendante du caractère hydrophile du dépôt et de sa densité. Si les composites PC/mica élaborés avec les mélangeurs sont plus barrière à l’eau qu’aux gaz, les mélanges PC/MXD6 sont au contraire bien plus efficaces vis-à-vis des gaz que de l’eau. Ainsi l’ajout du mica à faible taux dans le mélange PC/MXD6 a permis, par effet de piégeage, d’accroître davantage la résistance à l’eau du mélange tout en maintenant des bonnes propriétés barrière aux gaz. Outre les effets barrière obtenus, nous avons réussi, par l’utilisation des éléments mélangeurs, à augmenter la stabilité thermique du PC et à conserver la transparence des films de PC/mica, PC/MXD6 et PC/MXD6/mica<br>The aim of the present thesis is to improve the barrier properties of polycarbonate (PC), a stiff and transparent polymer used in automotive industry as material for car headlights. PC represents a place of transfer of gas molecules and vapors coming from inside and/or outside the optics and also of migration of small species (monomers, additives) within the material itself. These phenomena often lead to a loss of the PC transparency, especially with the LED technology which does not allow the condensation dissipation. In order to overcome this limitation, three different approaches allowing the increase of materials transfer resistance were chosen. The first approach consists in the cold plasma surface treatment in order to obtain a barrier organosilicon layer on the PC substrate. This layer is obtained using a mixture of oxygen with an organosilicon precursor : hexamethyldisiloxane (HMDSO), 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane (TMCTS) or triethoxyfluorosilane (TEOFS). The other approaches focused on the incorporation of fillers and polymer blends permit the elaboration of micro/nano-composites of PC/mica, PC/poly(m-xylene adipamide) (MXD6) polymer blends and charged PC/MXD6/mica blends. These films were prepared using a double-screw extruder equipped with mix elements allowing the improvement of the quality and dispersion of the blend. The physico-chemical characterization of the obtained materials highlights the structure/morphology/properties relationship. The plasma deposition allows an increase of the PC thermal resistance as well as its barrier properties toward water and especially gas (N₂, O₂ and CO₂). The efficiency of the plasma treatment toward water molecules strongly depends on the layer hydrophilicity and density. PC/mica composites elaborated with mix elements are found to be more barrier toward water than toward gas, while PC/MXD6 blends are more efficient toward gas than water. Thus, the addition of low mica contents in the PC/MXD6 blend allowed to further increase the water resistance of the blend by trapping effect, while maintaining its high barrier properties toward gas. In addition, an increase of the PC thermal stability and a presevation of the transparency of PC/mica, PC/MXD6 and PC/MXD6/mica films were revealed using mix elements
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Astruc, Marianne. "Etude rhéo-optique des mécanismes de dispersion de mélanges sous cisaillement simple: Mélanges concentrés de polymères immiscibles: Mélanges polymères-charges poreuse." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1014.
Full textAbstract:
Nous avons développé et utilisé des outils rhéo-optiques (microscopie optique) pour étudier in-situ des mécanismes de dispersion dans des mélanges complexes : des mélanges concentrés immiscibles et des mélanges polymeres-charges poreuses. Concernant les mélanges concentrés, nous avons étudié un mécanisme d'inversion de phases induit par un cisaillement simple dans des mélanges polydiméthylsiloxane-solution aqueuse d'hydroxypropylcellulose. L'inversion de phase a été induite par un cisaillement simple en jouant sur le rapport des viscosités de chaque phase. C'est un mécanisme long passant par une succession de morphologies transitoires. L'influence de la concentration, du taux de cisaillement et de l'élasticité sur la durée du régime transitoire et sur la morphologie finale ont été étudiés. La morphologie finale ( inversion de phases ou raffinement de la morphologie initiale) est la résultant d'une compétition entre temps de rupture et coalescence des filaments de chaque phase. Nous avons également étudié la dispersion d'agglomérats de noir de carbone dans des élastomères à l'aide d'un rhéomètre contra-rotatif et d'un mélangeur interne. Les mécanismes de dispersion d'agglomérats isolés sont différents par rapport à ceux identifiés dans des fluides newtoniens : contraintes critiques de dispersion plus élevées, cinétiques plus lentes et nouveaux mécanismes observés (détachement en ruban, décohésion). La cohésion des agglomérats est considérablement renforcée par le caractère viscoélastique du fluide qui les imprègne. Les mécanismes de dispersion dépendent directement du niveau d'imprégnation de ces agglomérats. En jouant à la fois sur les cinétiques d'imprégnations et sur le mécanisme de décohésion, le mouillage de l'élastomère vis-à-vis de la charge a également un rôle prépondérant sur les mécanismes de dispersion. Ces observations réalisées en rhéo-optique permettent d'expliquer certains comportements pendant la phase de malaxage.
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Bogonuk, Claude. "Gels polymères : latex et charges minérales : RMN, gonflement et réponses mécaniques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10198.
Full textAbstract:
Ce travail concerne les proprietes des gels de latex polystyrene-poly(acrylate de butyle-acide carboxylique) a l'etat pur et ceux additionnes de kaolin ou de carbonate de calcium. En vue d'explorer la structure des films de latex, nous avons fait appel a plusieurs methodes d'investigations: extraction de chaines libres, le gonflement, la relaxation magnetique nucleaire et la viscoelasticite. Chaque etat de gelification, caracterise par des parametres physico-chimiques, est identifie par une variable pertinente, fonction du taux d'acide carboxylique. De plus, la variation de la fraction de gel avec cette variable a ete decrite dans le cadre de la theorie de percolation. La caracterisation de ces gels complexes repose egalement sur l'analyse de la texture du reseau. Nous avons clairement mis en evidence que l'etat de gonflement a l'equilibre des milieux latex est assimile a un ensemble de systemes fonctionnalises aux extremites a la concentration de recouvrement. La rmn a permis d'affiner la description du reseau. En effet, par une analyse detaillee des signaux rmn, nous avons degage deux parametres fondamentaux: le premier est directement relie aux taux de gel, le second rend compte de l'anisotropie des mouvements d'isomerisation des unites monomeres. De plus, leur comparaison nous renseigne sur l'etat de coalescence des films de latex en temperature. Tous les resultats experimentaux conduisent finalement a une description globale et coherente de la structure statistique des etats de gelification de nos milieux
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Astruc, Marianne. "Étude rhéo-optique des mécanismes de dispersion de mélanges sous cisaillement simple. 1 Mélanges concentrés de polymères immiscibles. 2 Mélanges polymères-charges poreuse." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00275370.
Full textAbstract:
Nous avons développé et utilisé des outils rhéo-optiques (microscopie optique) pour étudier in-situ des mécanismes de dispersion dans des mélanges complexes : des mélanges concentrés immiscibles et des mélanges polymeres-charges poreuses. Concernant les mélanges concentrés, nous avons étudié un mécanisme d'inversion de phases induit par un cisaillement simple dans des mélanges polydiméthylsiloxane-solution aqueuse d'hydroxypropylcellulose. L'inversion de phase a été induite par un cisaillement simple en jouant sur le rapport des viscosités de chaque phase. C'est un mécanisme long passant par une succession de morphologies transitoires. L'influence de la concentration, du taux de cisaillement et de l'élasticité sur la durée du régime transitoire et sur la morphologie finale ont été étudiés. La morphologie finale ( inversion de phases ou raffinement de la morphologie initiale) est la résultant d'une compétition entre temps de rupture et coalescence des filaments de chaque phase. Nous avons également étudié la dispersion d'agglomérats de noir de carbone dans des élastomères à l'aide d'un rhéomètre contra-rotatif et d'un mélangeur interne. Les mécanismes de dispersion d'agglomérats isolés sont différents par rapport à ceux identifiés dans des fluides newtoniens : contraintes critiques de dispersion plus élevées, cinétiques plus lentes et nouveaux mécanismes observés (détachement en ruban, décohésion). La cohésion des agglomérats est considérablement renforcée par le caractère viscoélastique du fluide qui les imprègne. Les mécanismes de dispersion dépendent directement du niveau d'imprégnation de ces agglomérats. En jouant à la fois sur les cinétiques d'imprégnations et sur le mécanisme de décohésion, le mouillage de l'élastomère vis-à-vis de la charge a également un rôle prépondérant sur les mécanismes de dispersion. Ces observations réalisées en rhéo-optique permettent d'expliquer certains comportements pendant la phase de malaxage.
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Vermogen, Alexandre. "Genese des Microstructures et Consequences sur les Proprietes Mecaniques dans les Polymeres Semi-Cristallins Renforces par des Charges Lamellaires." Phd thesis, INSA de Lyon, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00173869.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s'inscrit dans le développement de nouveaux matériaux barrière à matrice semi-cristalline (PE, PA), pour l'emballage alimentaire. A ce titre, l'insertion dans une matrice de polyamide-6 de particules lamellaires de taille nanométrique, du type montmorillonite, permet des améliorations des propriétés barrière, mais aussi des propriétés thermomécaniques, et ce, pour des taux de charge très faibles (<5%). En revanche, dans une matrice polyéthylène, l'ajout d'argile ne conduit pas aux mêmes améliorations des propriétés.<br /><br /> Afin de comprendre pourquoi l'ajout de nano-renfort n'induit pas toujours dans les matrices semi-cristallines les effets potentiellement escomptés, ce travail s'articule autour de deux constatations :<br /><br />- la première concerne la caractérisation de la morphologie des nanocomposites à renforts lamellaires : les techniques de Microscopie Electronique à Transmission et Diffraction des Rayons X, utilisées telles qu'elles le sont dans la littérature, ne sont pas adaptées à la caractérisation de ces systèmes. Pour remédier à cela, nous proposons dans une première partie une méthodologie par analyse d'images, de microscopie électronique et optique, pour quantifier l'état de dispersion des feuillets d'argile dans la matrice. Grâce à celle-ci, nous avons montré qu'il était possible d'évaluer des paramètres morphologiques et de dispersion qui peuvent mettre en évidence l'effet de la mise en oeuvre, du taux de charge et de la nature du compatibilisant sur la dispersion et l'exfoliation des particules d'argile. De plus, des expériences complémentaires par SAXS, ESEM et par analyse rhéologique, ont montré que la morphologie par analyse d'images était représentative de la morphologie du nanocomposite dans son ensemble.<br /><br />- la seconde concerne l'analyse des propriétés mécaniques des nanocomposites à matrice semi-cristalline et à renforts lamellaires : celle-ci ne prend pas en compte l'état réel de dispersion, la texture cristalline, l'orientation des particules d'argile ainsi que les interactions renfort-matrice. La deuxième partie de ce travail fait état de l'importance relative de ces différents paramètres sur les propriétés mécaniques. Entre autres, nous avons pu constater que les systèmes les mieux exfoliés n'étaient pas forcément ceux pour lesquels le renforcement était le plus important. Dès lors, nous avons cherché à caractériser la nature du couplage entre les cristallites polymère et les renforts plaquettaires. Deux méthodologies sont proposées. Enfin, une approche qualitative par éléments finis a permis de confirmer le rôle prépondérant des interactions dans le renforcement des nanocomposites lamellaires.
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Robbes, Anne-Sophie. "Nanocomposites à base de particules magnétiques : synthèse et contribution de la dispersion des charges et de la conformation des chaines sur les propriétés de renforcement." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00648214.
Full textAbstract:
Les propriétés mécaniques de films polymériques peuvent être considérablement améliorées par l'inclusion de nanoparticules au sein de la matrice du fait de deux effets majeurs : (i) la structure locale de la dispersion des charges et (ii) la modification potentielle de la dynamique et de la conformation des chaînes à l'interface charge/polymère. Néanmoins, les mécanismes précis qui permettent de relier ces contributions à l'échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques des matériaux, et en particulier aux propriétés mécaniques, sont actuellement mal décrits. Dans ce contexte, nous avons synthétisé des nanocomposites modèles à base de nanoparticules magnétiques de maghémite γ-Fe2O3 (nues ou greffées d'une couronne de polystyrène (PS) par polymérisation radicalaire contrôlée) dispersées dans une matrice de PS, que nous avons caractérisé en couplant la diffusion de rayonnement (Rayons X et neutrons) et la microscopie électronique à transmission. En jouant sur différents paramètres tels que la taille des particules, la concentration, ou le rapport de taille entre les chaînes greffées et celles de la matrice pour les charges greffées, nous avons obtenu des nanocomposites présentant un éventail de dispersions de charges variées, contrôlées, parfaitement reproductibles, allant de particules individuelles ou d'agrégats ramifiés jusqu'à la formation d'un réseau de charges connecté. En appliquant un champ magnétique externe durant la synthèse des nanocomposites, nous sommes parvenus à aligner les différentes structures le long de la direction du champ et ainsi former des matériaux présentant des propriétés remarquables de renforcement anisotropes. La conformation des chaînes au sein des nanocomposites, déterminée expérimentalement grâce aux propriétés spécifiques de contraste neutronique du système, n'est pas affectée par la présence des charges, quels que soient le degré de confinement des chaînes, l'orientation, la dispersion ou l'état de surface des charges. L'alignement des charges sous champ magnétique a permis de décrire précisément l'évolution du module de renforcement des matériaux avec la réorganisation structurale locale des charges et des chaînes sous étirement, et de finalement mettre en évidence le rôle majeur joué par la réorganisation des charges sous déformation dans les mécanismes de renforcement.
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Robbes, Anne-sophie. "Nanocomposites à base de particules magnétiques : synthèse et contribution de la dispersion des charges et de la conformation des chaines sur les propriétés de renforcement." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112201/document.
Full textAbstract:
Les propriétés mécaniques de films polymériques peuvent être considérablement améliorées par l'inclusion de nanoparticules au sein de la matrice du fait de deux effets majeurs : (i) la structure locale de la dispersion des charges et (ii) la modification potentielle de la dynamique et de la conformation des chaînes à l'interface charge/polymère. Néanmoins, les mécanismes précis qui permettent de relier ces contributions à l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques des matériaux, et en particulier aux propriétés mécaniques, sont actuellement mal décrits. Dans ce contexte, nous avons synthétisé des nanocomposites modèles à base de nanoparticules magnétiques de maghémite γ-Fe2O3 (nues ou greffées d'une couronne de polystyrène (PS) par polymérisation radicalaire contrôlée) dispersées dans une matrice de PS, que nous avons caractérisé en couplant la diffusion de rayonnement (Rayons X et neutrons) et la microscopie électronique à transmission. En jouant sur différents paramètres tels que la taille des particules, la concentration, ou le rapport de taille entre les chaînes greffées et celles de la matrice pour les charges greffées, nous avons obtenu des nanocomposites présentant un éventail de dispersions de charges variées, contrôlées, parfaitement reproductibles, allant de particules individuelles ou d’agrégats ramifiés jusqu’à la formation d’un réseau de charges connecté. En appliquant un champ magnétique externe durant la synthèse des nanocomposites, nous sommes parvenus à aligner les différentes structures le long de la direction du champ et ainsi former des matériaux présentant des propriétés remarquables de renforcement anisotropes. La conformation des chaînes au sein des nanocomposites, déterminée expérimentalement grâce aux propriétés spécifiques de contraste neutronique du système, n'est pas affectée par la présence des charges, quels que soient le degré de confinement des chaînes, l’orientation, la dispersion ou l'état de surface des charges. L’alignement des charges sous champ magnétique a permis de décrire précisément l’évolution du module de renforcement des matériaux avec la réorganisation structurale locale des charges et des chaînes sous étirement, et de finalement mettre en évidence le rôle majeur joué par la réorganisation des charges sous déformation dans les mécanismes de renforcement<br>The mechanical properties of polymeric nanocomposite films can be considerably enhanced by the inclusion of inorganic nanoparticles due to two main effects: (i) the local structure of fillers dispersion and (ii) the potential modification of the chains conformation and dynamics in the vicinity of the filler/polymer interface. However, the precise mechanisms which permit to correlate these contributions at nanometric scale to the macroscopic mechanical properties of the materials are actually poorly described. In such a context, we have synthesized model nanocomposites based on magnetic nanoparticles of maghemite γ-Fe2O3 (naked or grafted with a polystyrene (PS) corona by radical controlled polymerization) dispersed in a PS matrix, that we have characterized by combining small angle scattering (X-Ray and neutron) and transmission electronic microscopy. By playing on different parameters such as the particle size, the concentration, or the size ratio between the grafted chains and the ones of the matrix in the case of the grafted fillers, we have obtained nanocomposite films a large panel of controlled and reproducible controlled filler structures, going from individual nanoparticles or fractal aggregates up to the formation of a connected network of fillers. By applying an external magnetic field during the film processing, we succeeded in aligning the different structures along the direction of the field and we obtained materials with remarkable anisotropic reinforcement properties. The conformation of the chains of the matrix, experimentally determined thanks to the specific properties of neutron contrast of the system, is not affected by the presence of the fillers, whatever their confinement, the dispersion the fillers or their chemical state surface. The alignment of the fillers along the magnetic field has allowed us to describe precisely the evolution of the reinforcement modulus of the materials with the structural reorganization of the fillers and the chains at the local scale under stretching, and thus to highlight the key role played by the fillers reorganization under stretching on the nanocomposite reinforcement mechanisms
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Hassar, Mohcine. "Influence des nano-charges de noir de carbone sur le comportement mécanique de matériaux composites : application au blindage électromagnétique." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00878994.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur l'influence des nano-charges conductrices de noir de carbone sur le comportement mécanique de matériaux composites, dans le but d'intégrer la fonction du blindage électromagnétique. Ces travaux ont traité, dans un premier temps, du problème pratique de la réalisation d'un tel composite et notamment, de la diffusion de la résine chargée lors de la mise en oeuvre par des procédés classiques par voie liquide (Infusion et RTM-Eco). La Première phase du travail est réalisé sur la résine chargée seule, dans le but de comprendre l'impact des nano-charges conductrices sur le comportement mécanique d'une résine thermodurcissable de type vinylester avant l'injection de cette résine dans la préforme. Finalement une partie est consacrée à la caractérisation de composite à résine nanochargée en termes d'efficacité de blindage électromagnétique dans une gamme de fréquence allant de 10 MHz à 6 GHz.
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Fayolle, Caroline. "Influence de la dispersion de la silice sur les propriétés viscoélastiques et mécaniques des élastomères renforcés." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10059/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence de l'état de dispersion de la silice sur les propriétés viscoélastiques et mécaniques des élastomères chargés silice pour l'application pneumatique. En effet, il est montré qu'une grande partie de la résistance au roulement dépend de la dissipation d'énergie de l'élastomère chargé. De plus, les propriétés mécaniques pourraient intervenir dans les propriétés ultimes telles la propagation de fissure en fatigue et l'usure : l'étude de ces différentes propriétés est donc primordiale. La première partie s'attèle donc à l'identification des leviers pouvant moduler la dispersion de la silice dans les élastomères. La dispersion pouvant être vue comme la compétition entre les forces de cohésion des charges et les forces appliquées au système pour les rompre, ces paramètres ont été étudiés de manière systématique. Enfin, l'influence des interactions silice-matrice est abordée (modification de l'état de surface de la silice, nature de l'élastomère) : le nombre d'interactions silice-élastomère par chaîne de polymère pourrait intervenir dans les mécanismes de dispersion. Dans la seconde partie, l'influence de ces différents états de dispersion sur les propriétés viscoélastiques et mécaniques est discutée. L'amélioration de la dispersion à iso-formulation permet de diminuer le module élastique linéaire dans le domaine linéaire et entraîne une augmentation des modules aux grandes déformations en traction. Concernant l'étude des propriétés ultimes, notre dispositif expérimental n'a pas permis de mettre en évidence, sur les formulations testées, d'influence de la dispersion sur la dynamique de propagation de fissure en fatigue. En revanche, l'amélioration de la dispersion entraîne une amélioration de la résistance à l'usure et ce malgré une diminution de la dureté<br>Filled elastomers are used in tread tires. It has been demonstrated that most of rolling resistance of tires is due to filled elastomer energy dissipation. In that way, understanding viscoelastic properties of these materials is a key point. Then, filled elastomer behavior at high deformations may be involved in ultimate properties of tire application such as fatigue crack propagation and wear. The aim of this work is to study the impact of silica dispersion on viscoelastic and mechanical properties of filled elastomers. First, levers impacting silica dispersion are evaluated. Dispersion of fillers can be considered as a competition between fillers cohesion forces and applied forces to the system to break them, these parameters have been studied methodically. Finally, the impact of silica-matrix interactions is studied, changing silica surface treatments or elastomer natures. The quantity of interactions possible per polymer chain between the silica and the elastomer may play a role in silica dispersion. Secondly, the impact of silica dispersion on viscoelastic and mechanical properties is discussed. It is shown than increasing silica dispersion leads to a decrease of linear elastic modulus and an increase of reinforcement in tensile at high deformations. Finally, regarding ultimate properties, our experimental device on the selected formulations has not shown any impact of silica dispersion on fatigue crack propagation. Nevertheless, we observe a better wear resistance with increasing dispersion, despite the lower materials hardness
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Abou, Taha Mohammad. "Reversible modification of the surface properties of silica incorporated in ultra high molecular weight polyethylene : application to batteries separators." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSE1299.
Full textAbstract:
Malgré la croissance du marché des batteries lithium-ion, les batteries plomb-acide offrent toujours des avantages que les nouvelles ne sont pas en mesure d'assimiler, notamment en termes de coût, de procédés de fabrication et des besoins réels du marché. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail est de valoriser les propriétés des séparateurs PE de batteries plomb-acide qui dominent 90% du marché des séparateurs de batteries plomb-acide. Ces membranes poreuses sont principalement constituées de silice précipitée, un squelette de polyéthylène haute masse molaire (UHMWPE) et elles sont élaborées par un procédé de séparation de phase induite thermiquement (TIPS) avec de l'huile naphténique qui est ensuite extraite. La porosité résultante est ensuite infiltrée avec l'électrolyte de la batterie. Cependant, en raison de la mouillabilité limitée des pores de la membrane par l'électrolyte polaire, seule une fraction de la porosité disponible est efficace. Cette thèse se concentre sur l'amélioration d'une telle porosité mouillable par l'électrolyte afin de réduire la résistivité électrique du séparateur. La mouillabilité des pores n'est pas seulement liée à la présence de silice mais également à la nature de sa surface. Paradoxalement, la silice hydrophobe favorise la qualité du mélange et la dispersion des agrégats; tandis que la silice hydrophile favorise la mouillabilité de la porosité par l'électrolyte. Pour remplir ces critères et obtenir un matériau le plus homogène possible avec une porosité maximale accessible, une modification réversible de la surface de la silice a été réalisée par imprégnation physique de tensioactifs ou par modification chimique avant le procédé d’élaboration de la membrane. Dans un premier temps, des mesures rhéologiques des suspensions de silice dans l’huile, les isothermes de sorption, l’angle de contact et d'autres techniques ont été utilisées pour évaluer le changement des propriétés de surface de la nouvelle silice. Ensuite, les silices préparées ont été dispersées dans les membranes et la porosité, l’état de dispersion, la structure, les propriétés électriques et mécaniques ont été étudiées<br>Notwithstanding the growth of the market of the new lithium-ion batteries, lead-acid batteries still offer advantages that the new ones are not able to equate especially in terms of cost, manufacturing base and the actual market need. In this context, the aim of this work is to enhance the properties of lead-acid batteries PE- separators that predominate 90% of the market of lead-acid batteries separators. These porous membranes consist mainly of precipitated silica, a backbone of ultra-high molecular weight Polyethylene (UHMWPE) and they are processed using a thermally induced phase separation process (TIPS) with naphthenic oil that is subsequently extracted. The resulting porosity is thereafter infiltrated with the electrolyte of the battery. Yet, due to the limited wettability of the pores of the membrane by the polar electrolyte, only a fraction of the available porosity is efficient. This thesis focuses on the enhancement of such wettable porosity by the electrolyte in order to reduce the electrical resistivity of the separator. The wettability of the pores is not only related to the presence of silica but also to the nature of silica surface. Paradoxically, hydrophobic silica favors the blend and the dispersion of aggregates; while hydrophilic silica promotes the wettability of the porosity by the electrolyte. To fulfill these criteria and obtain a material as homogeneous as possible with maximum accessible porosity, a reversible modification of the surface of silica was realized by physical impregnation of surfactants or by chemical modification before the blending and the dispersion in the membrane. Therefore, rheological characterization of the suspensions, contact angle and sorption isotherms and other techniques were used to evaluate the change in the surface properties of the new silica. Then, these tuned silica were dispersed in membranes and the prorosity, the structure, the electrical and mechanical properties were investigated
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Wang, Yanyang. "Electrostatic charges generated on aerosolisation of dispersions." Thesis, University of Southampton, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.396124.
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Majee, Arghya. "Effet thermoélectrique dans des dispersions colloïdales." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14568/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le mouvement de particules colloïdales induit par l’effet thermoélectrique (ou effet Seebeck). Dans un électrolyte soumis à un gradient de température, les ions ont tendance à migrer à des vitesse qui différent d'une espèce à l'autre. On observe alors une accumulation de charge aux bords de l’échantillon. Ce déséquilibre induit un champ électrique qui agit sur les colloïdes chargés présents dans la solution. Cette contribution électrophorétique dans le champ de Seebeck s'additionne à la contribution directe de thermodiffusion. Comme résultat principal,nous obtenons la vitesse phorétique en fonction de la fraction volumique des particules et, dans le cas de polyélectrolytes, du poids moléculaire. Dans la seconde partie, nous étudions l’effet thermoélectrique pour une particule chauffée par absorption d’un faisceau laser. Le gradient de température est alors radial et l’effet Seebeck induit une charge nette dans le voisinage de la particule. Enfin, nous discutons les applications possibles de ce phénomène de thermocharge<br>In this work we study the motion induced in a colloidal dispersion by thethermoelectric or Seebeck effect. As its basic principle, the ions of the electrolytesolution start moving in a temperature gradient. In general, the velocity of one iondiffers from another. As a result, one observes a charge separation and a macroscopicelectric field. This thermoelectric field, in turn, acts upon the charged colloidalparticle present in the solution. Thus thermophoresis of the particle comprises of anelectrophoretic motion in the thermoelectric or Seebeck field. As an important result,we derive how the corresponding velocity of a colloidal particle depends upon thecolloidal volume fraction or on molecular weight for polymers. In a second part, westudy the thermoelectric effect due to a hot colloidal particle where a radialtemperature gradient is produced by the particle itself. In this temperature gradientthe same Seebeck effect takes place in the electrolyte solution. We find that the hotparticle carries a significant amount of charge around it. Whereas the amount ofsurface charges present at the boundaries of the sample container in the onedimensionalcase is rather insignificant. Possible applications of this thermochargingphenomenon are also discussed
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Leopoldes, Julien. "Étude des propriétés dynamiques de mélanges d'elastomère chargés en relation avec la nature des interactions polymère-charge." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066430.
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Jenner, F. "Dynamic ultrafiltration models for charged colloidal dispersions." Thesis, Swansea University, 1994. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.637422.
Full textAbstract:
The development of quantitative predictive models is of great significance for the successful application of membrane separation processes in the process industries. Successful models exist for the ultrafiltration of macromolecules and particles with sizes 2 to 5nm and 500nm to 10μm, respectively. None of the approaches could predict colloidal ultrafiltration rates in the intermediate size range of 5 to 500nm. This is due to interparticle interactions, especially electrostatic interactions which play an important role and which have been widely neglected or even overlooked by many membrane scientists. As a result of such interactions, changes in the ionic environment and particle zeta potential give <i>order of magnitude</i> changes in the rate of ultrafiltration. However, there has been no rigorous mathematical model for the ultrafiltration of colloids in this range that takes into account such interparticle interactions. The aim of the present dissertation was to develop and test rigorous mathematical models for membrane ultrafiltration of charged colloidal particles, which include quantitative calculations of particle-particle interactions within filter cakes, which are responsible for controlling permeation rates. This has been realized by two approaches: 1) an extended pairwise summation of interaction energies due to electrostatic or double layer forces and London-van der Waals forces through the DLVO theory and 2) by a multiparticle interaction approach based on the use of a Wigner-Seitz cell model to calculate the grand canonical electrostatic potential energy of a concentrated particle system. Dynamic ultrafiltration models for filter cakes of charged particles have been developed ('<i>From Physics To Filtration</i>') based on disjoining pressure calculations between hexagonal close packed particle layers which take the former interaction calculations into proper account. The models require no adjustable parameters. A comparison with experimental ultrafiltration results revealed that the dynamic model based on pairwise summation of interaction energies was in good agreement with the experimental filtration flux over a limited range of conditions, whereas the cell model predictions were in excellent quantitative agreement over a wide range of ionic and zeta potential conditions.
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Louizi, Molka. "Formulation de mélanges de polyoléfines à l’aide d’une extrudeuse à très haute vitesse : Application à la dispersion de particules de traceurs, détectables par fluorescence X ou UV, en vue du tri de déchets polymères post-consommation." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0134.
Full textAbstract:
Cette thèse, qui s’inscrit dans le cadre du projet ANR Eco-Tech TRIPTIC, a eu comme objectif de contribuer au tri industriel en cadence de polymères contenant des traceurs détectables grâce à leurs propriétés en fluorescence X ou UV. Dans un premier temps, étant donné que le coût des traceurs choisis pour l’étude TRIPTIC est assez élevé, nous avons réalisé une étude préliminaire, avec des particules modèles de silice, visant à optimiser la dispersion de charges dans une matrice polypropylène/éthylène propylène rubber (PP/EPR). Nous avons montré que l’extrusion à taux de cisaillement élevé est une technologie efficace permettant une dispersion homogène de charges de tailles micro ou nanométriques. Dans un deuxième temps, après optimisation des conditions de dispersion, nous avons extrapolé nos résultats à la dispersion de particules de traceurs UV dans différentes matrices thermoplastiques. Nous avons montré que la dispersion de 1000 ppm de particules de traceurs, de tailles micrométriques, dans des matrices polypropylènes, en extrusion à haute vitesse (N= 800 rpm), n’a pas d’impact sur les propriétés mécaniques et physico-chimiques des mélanges tracés, ainsi que sur la photo-dégradation sous rayonnement UV. Cette fine dispersion a non seulement permis la conservation des propriétés des polymères tracés mais aussi une bonne détection dynamique, tant en fluorescence X qu’UV, sur un prototype conçu par des partenaires du projet (Pellenc Selective Technologies, CEA-LITT et ENSAM- LCPI). Enfin, nous avons validé l’extrusion à haute vitesse pour compatibiliser des mélanges de polymères ternaires (PP/EPR)/PE (polyéthylène) pouvant correspondre à la valorisation de polymères post-consommation, par exemple dans l’hypothèse où on souhaite recycler (PP/EPR) et PE ensembles. Les propriétés prometteuses des mélanges obtenus doivent leur permettre de trouver des applications dans l’industrie automobile, par exemple. Cette voie est d’un grand intérêt pour les applications industrielles, car elle permet d’envisager des propriétés mécaniques élevées pour les polymères recyclés. Elle ouvre aussi de nouvelles perspectives pour l’élaboration de matériaux allégés, obtenus à partir de matières vierges ou recyclées<br>This thesis, which is part of the ANR Eco-Tech TRIPTIC project, had the objective of contributing to industrial sorting rate of polymers containing tracers detectable by their fluorescence X or UV properties. At first, given that the cost of tracers selected for TRIPTIC study is quite high, a preliminary study is conducted with models of silica particles to optimize the dispersion of fillers in polypropylene / ethylene-propylene rubber (PP / EPR) matrix. It was found that processing under high shear rate is an effective technology for accomplishing a homogeneous dispersion of micro or nanoscale fillers. In a second step, after optimization of dispersion conditions, our results are extrapolated to the dispersion of UV tracer in different thermoplastic matrices. It was shown that the dispersion of 1000 ppm of micrometer tracer particles, in polypropylene matrices, extruded at high shear rates (N = 800 rpm), has no impact on the mechanical and physico-chemical properties as well as in the photo-degradation of the polymer after UV irradiation exposure. This fine dispersion was beneficial not only for the conservation of the properties of traced polymers but also for achieving a good dynamic detection of UV or X tracers using a prototype developed by the project partners ( Pellenc Selective Technologies , CEA- LITT and ENSAM - RPI ). Finally, high shear processing has successfully used to the compatibilization of ternary blends ( PP / EPR ) / PE (polyethylene) which may correspond to the post-consumer polymers. This technique has proved to be an effective method to produce polymer blends with unique mechanical properties. This novel strategy of compatibilization is of a particular interest, especially for industrial application prospects. It also opens new perspectives for materials lightening as well as “high shear recycling” of immiscible polymers
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Bolon, Bruce T. "Space-charge waves in a raman free-electron laser /." free to MU campus, to others for purchase, 2000. http://wwwlib.umi.com/cr/mo/fullcit?p9988648.
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Bareigts, Guillaume. "Interactions et structures dans les suspensions polydisperses de colloïdes chargés sphériques." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK062/document.
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Les suspensions colloïdales se trouvent un peu partout autour de nous, dans les matériauxde constructions, en cosmétique, dans l'alimentation, en biologie. Elles sont composésde particules nanométriques ou micrométriques dispersés dans un gaz, un liquide ou unsolide.Cette thèse porte sur les suspensions colloïdales dans des solutions ioniques,où les colloïdes portent une charge électriques, par exemple des particules de silicedans une solution aqueuse de chlorure de sodium, à un pH basique. Les colloïdes,ici approximés par des sphères, peuvent varier significativement en taille,ce qui peut avoir un effet important sur le comportement de ces systèmes.Cette étude vise à améliorer la compréhension de ces suspensions colloïdales chargéespar des modèles théoriques résolus par des simulations numériques.Un des défis de ces simulations est le grand nombre de degrés de libertés. Pour chaque(micro-)ion il y a des centaines de molécules de solvant, et pour chaque colloïdedes centaines voire des milliers d'ions. Pour s'en sortir, nous avons calculéles interactions effectives à l'échelle colloïdale. Nous avons repris et développéplusieurs approches, présentant chacune un compromis en terme de temps de calcul etprécision.La variation en taille des colloïdes peut introduire des effets intéressants,observés expérimentalement, notamment le fractionnement des suspensions en plusieursphases cristallines quand on augmente la concentration en colloïdes.Des techniques de simulations Monte-Carlo simples associées aux interactions inter-colloïdescalculées précédemment ont permis d'obtenir des résultats en bon accord avec l'expérience<br>Colloidal suspensions are found a bit everywhere around us, in construction materials,in cosmetics, in food, in biology. They are composed of nanometric or micrometric particlesdispersed in a gas, a liquid or sometimes a solid.This thesis is about colloidal suspensions in ionic solutions, where colloids bear anelectric charge, for example silica particles in an aqueous solution of sodium chloride,at a basic pH. The colloids, here approximated by spheres, can vary significantly in size,which can have an important effect on the behavior of these systems.This study aims at improving the understanding of these charged colloidal suspensionsby theoretical models solved by numerical simulations.of these charged colloidal suspensionsby theoretical models solved by numerical simulations.One of the challenge of theses simulations is the huge number of degrees of freedom.For each (micro-)ion there is hundreds of solvent molecules, and for each colloidthere is hundreds if not thousands of ions. To get away with it, we calculated theeffective interactions at the colloidal scale. We took and developed several approaches,each showing a trade-off in terms of computational time and accuracy.The size variation of colloids may introduce interesting effects, experimentallyobserved, notably the fractionation of suspensions in several crystalline phaseswhen the colloidal concentration is increased. Some simple Monte-Carlo simulationtechniques in combination with the inter-colloid interactions computed previouslyallowed us to obtain results in good agreement with experiments
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Niecknig, Franz [Verfasser]. "Dispersive analysis of charmed meson decays / Franz Niecknig." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2016. http://d-nb.info/1113688327/34.
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Bourne, Sandra Elizabeth. "A study of concentrated colloidal dispersions of a small, highly charged polystyrene latex." Thesis, University of Bristol, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.330077.
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Schuller, Anne-Sophie. "Etude du mécanisme de dispersion de charge dans une résine polyester : Synthèse de nouveaux dispersants." Thesis, Mulhouse, 2009. http://www.theses.fr/2009MULH3188.
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Afin d'optimiser les propriétés d'un composite polymère chargé, il est possible de procéder à un greffage de la charge afin de la rendre compatible avec le milieu continu dans laquelle elle est dispersée. Le sujet de recherche consiste à étudier et optimiser le mécanisme de greffage de molécules organiques à la surface de charges minérales.Développé il y a quelques années par la société GTI Process (groupe Mader), le "giral" est une formulation qui permet d'une part d'obtenir une bonne dispersion entre une charge et une matrice polymère et d'autre part d'augmenter les propriétés mécaniques du matériau composite final. Il se compose d'un silane, d'un acide méthacrylique et d'un dispersant. Toutefois, le mécanisme existant lors de l'ajout de giral dans une formulation charge/résine n'a pas été identifié. Nous nous sommes proposé de le comprendre. Après avoir identifié les interactions entre la surface de la silice et les constituants du giral, il nous a paru intéressant de faire évoluer la formulation du dispersant.Dans un premier temps, ce mécanisme a été étudié sur une charge témoin bien maîtrisée : la silice.La silice retenue a l'avantage de posséder une surface spécifique importante. Des analyses thermogravimétrique et infrarouge ont été réalisées sur différents échantillons (synthétisés à partir de silice et d'un ou plusieurs constituants du giral) afin de déterminer les espèces adsorbées ou greffées à la surface de la silice. Des analyses RMN du solide 13C et 29Si ont également été réalisées dans le but de déterminer les liaisons mises en jeu. En parallèle, des études en CGI (Chromatographie Gazeuse Inverse) ont été menées.Dans un second temps, des nouvelles structures ont été développées pour améliorer le dispersant contenu dans la formulation du Giral puis la formulation en synthétisant un seul composé qui regroupe toutes les fonctionnalités requises pour disperser la silice dans une résine polyester. De plus, ces nouvelles structures vont permettre d’augmenter les propriétés mécaniques du matériau composite final. Tous les composés synthétisés, dans ce travail, ont un squelette polymère qui est la polycaprolactone. L’architecture, la composition, la taille et la structure de ces polymères ont été optimisées suivant la charge à disperser. Nous avons ainsi synthétisé une large gamme de dispersants modèles fonctionnalisés et étudié leur comportement dans l'application. D'autre part, seules les méthodes de synthèse en masse, plus adaptées pour une production industrielle, ont été retenues. Ces polymères ont tout d'abord été synthétisés en laboratoire puis dans le milieu industriel. Une fois les polymères synthétisés, plusieurs essais ont été réalisés pour connaître leur influence au niveau des propriétés mécaniques du matériau composite final, déterminer les structures les plus adaptées pour répondre aux contraintes mécaniques, et connaître les quantités nécessaires pour obtenir les meilleurs résultats. Des mesures de viscosité et des essais mécaniques (essais de traction et de flexion 3 points) ont été réalisés. L'utilisation de ces composés développés au cours de ce travail de thèse ont permis de diminuer la viscosité d’une résine polyester chargée et ainsi de pouvoir augmenter le taux de charge. De plus, les faciès de rupture ont été observés par microscopie électronique à balayage afin d'observer la cohésion entre les charges et la matrice polymère du composite. La rupture apparaît au niveau de la charge et du polymère. L'efficacité de ces nouvelles structures dans l’application s'est avérée comparable, voire meilleure par rapport au dispersant de référence et au giral<br>To increase the properties of a composite based with polymer and tiller, it is possible to modify the tiller surface to make it compatible with the polymer in which it is dispersed. The aim is to study and optimize the mechanism of organic molecules grafting on mineral fillers surface. Developed several years ago by GTI Process (Mader group), the "giral" i s a formulation that allows a good dispersion between the tiller and the polymer matrix and also an increase of the final composite material mechanical properties. "Giral" is composed of a silane, a methacrylic acid and a dispersant. However, its mechanism with a mixture based on tiller and pol yester resin has not been identified, we proposed to understand it. After identifying the interaction between the surface of silica and "giral" components, it seemed interesting to modify the dispersant. In a first part, the "giral" mechanism has been studied on silica which is a well-known tiller. Silica used has a high specific surface area. Thermogravimetric and infrared analysis have been performed on different samples (synthesized from silica modified by one or more "giral"components) to determine the adsorbed or grafted species on silica surface. NMR analyses of 13C and 29 Si solid and Inverse gas chromatography studies were also conducted. In a second part, new structures have been developed to improve the dispersant in the "giral" formulation and the formulation itself by synthesizing a single compound that includes all the features required for the dispersion of silica in polyester resin. Moreover, these new structures will help to increase the mechanical properties of the final composite material. All compounds synthesized in this work, have a polymer backbone which is polycaprolactone. The architecture, composition, size and structure of these polymers were optimized according to the tiller used. We have synthesized functionalized dispersants and studied their behavior in the application. On the other hand, only syntheses by mass, more suitable for industrial production, were selected. These polymers have been first synthesized in the laboratory and then in industry. Once the polymers synthesized several tests were done to determine their influence in the final composite material mechanical properties, the most appropriate structures to mechanical stress, and the amounts required for best results. Viscosity measurements and mechanical tests were done. These new dispersants developed have reduced the viscosity of the mixture based on polyester resin and tiller, and thus can increase the tiller rate. Furthermore, the fracture surfaces were observed by scanning electron microscopy to observe cohesion between the tiller and the polymer matrix. The effectiveness of these new structures in the application are comparable or even better to the "giral" formulation
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Dergham, Nora. "Mise en oeuvre de biocomposites Poly(acide lactique)/Bioverres : Relation structure/ rhéologie/procédés de mise en forme." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0086.
Full textAbstract:
Le travail présenté porte sur la rhéologie, la mise en forme et la caractérisation de matériaux biocomposites de nouvelles générations pour des applications orthopédiques. Dans le cadre de cette étude, des biocomposites poly (D,L-lactide) (PDLLA)/bioverres ont été élaborés par extrusion bivis sous atmosphère inerte. Les bioverres différent par la nature de leur traitement thermique et leur morphologie. La première partie a été consacrée à l’étude de l’état de la dispersion des bioverres dans la matrice polymère. Nous avons montré que l’homogénéité de cette dispersion dépend, d’une part de la structure, de la morphologie, du taux volumique des charges et d’autre part des paramètres du procédé (cisaillement, température,…). Le comportement rhéologique des suspensions a été étudié à l’état fondu ainsi qu’à l’état solide. Un accent particulier a été porté sur l’étude de l’influence du taux des bioverres, de leur taille moyenne et plus particulièrement de leur traitement thermique. Les masses molaires de PDLLA extrait des composites élaborés ont été évaluées par chromatographie d’exclusion stérique (CES). Enfin, la qualité de la dispersion des charges, en termes de distance inter-particulaire et taille moyenne, a été étudiée par microscopie électronique à balayage (MEB) et analyses d’image. Il a été montré que l’utilisation de bioverres non traités thermiquement lors de la mise en forme de composites à haute température provoque la dégradation de la matrice. Aussi, on assiste à une réduction des masses molaires. Les propriétés viscoélastiques et les propriétés mécaniques sont altérées à leur tour. Cette dégradation a été étudiée par spectroscopie infrarouge (IRTF) et par analyse thermogravimétrique (ATG). Les origines et mécanismes sous-jacents de cette dégradation ont été proposés. Il est démontré pour la première fois que la présente dégradation du PDLLA peut être atténuée par l’emploi de différentes charges céramiques à propriétés spécifiques. En outre, l’utilisation de ces bioverres a permis l’obtention d’une dispersion homogène au sein de la matrice. L’analyse des propriétés rhéologiques de tels matériaux et leur modélisation a permis de mettre en évidence les interactions matrice-charges. La deuxième partie de l’étude a porté sur l’élaboration des biocomposites multicouches à gradient de propriétés par coextrusion. Ces multicouches présentent, d’une part, des propriétés variables selon le type de traitement et de composition du bioverre actif. D’autre part, le gradient de propriété a été également réalisé en faisant varier les paramètres expérimentaux relatifs au procédé de coextrusion. Les matériaux finaux, ainsi obtenus, présentent de très bonnes propriétés cohésives avec une bioactivité maîtrisée et contrôlée<br>Bioactive and biodegradable composites have gained increasing importance in the orthopedic field as bone replacement materials and as scaffolds for tissue engineering. In this study, biocomposites based on poly(D,L-lactide) (PDLLA) and bioactive glass fillers were prepared by a twin screw extrusion under Argon inert gas with various filler contents, thermal treatments and particle sizes. The processing conditions were monitored to produce composites with well controlled physico-chemical, mechanical and dispersive properties. The aim of the present work is to gain a fundamental understanding of the relationships between structure, processing conditions and final properties of these biocomposites. The dispersion state of fillers was characterized by SEM. It was highlighted that the inclusion of non treated bioglass in PDLLA under elevated temperatures resulted in a decrease of molar mass. This degradation of the matrix leads to a reduction of the viscoelastic and mechanical properties of the composites. The origin and mechanisms of this degradation were probed using a Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. The optimization of their processing allows a better control of this drastic loss of properties. Furthermore, the demonstration had been done that the present degradation of PDLLA matrix can be attenuated using a different glass ceramics with a special size and thermally treated. The rheological behaviour in linear and non linear viscoelasticity of the controlled PDLLA/BG suspensions has been assessed in both solid and molten state. Hence, their experimental rheological behaviour was compared to the theoretical suspension models. Finally, the effects of volume fraction, particle size and thermal treatment on the mechanical properties have been also investigated and discussed. The obtained results corroborate the rheological and physic-chemical ones. Finally, the multilayer structures with various amounts and treatments of BG fillers were obtained by a designed scale lab coextrusion machines. The gradient of properties has been obtained and improved cohesion properties between the neighboring were highlighted. Their bioactivity was finally demonstrated. At last, no residual stress inside the multilayers can be observed. This observation explains the conservation of the initial shape of those implants, without nor deformation neither relaxation, during the simulation of the chirurgical implantation in SBF
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Hung, Yvong. "Nanocomposites élastomère-phosphate de zirconium lamellaire : mécanismes de dispersion et mise en oeuvre." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00691209.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est l'élaboration de nanocomposite à base d'un élastomère de styrène et de butadiène (SBR) par l'ajout d'une dispersion aqueuse (slurry) de nanocharges lamellaires de phosphate de zirconium en phase α (α-ZrP ou ZrP). Les travaux s'attardent d'abord sur le mélange entre le SBR à l'état fondu et le slurry de ZrP en absence de traitement de surface. Différents stratégies d'élaboration sont ensuite envisagées afin d'améliorer la dispersion (intercalation exfoliation) des feuillets de ZrP dans le matériau en couplant le traitement de surface du ZrP et les paramètres de mise en œuvre. Différents traitements de surface sont abordés avec l'utilisation d'un agent intercalant métallique (Na+), de deux intercalants alkylamines (propylamine, octadécylamine) et d'un agent d'exfoliation (hydroxyde de tétrabutylammonium). En parallèle, plusieurs procédés de mise en œuvre générant des écoulements complexes sont utilisés. La complémentarité entre la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique en transmission (MET) et la spectroscopie mécanique (DTMA) permet d'obtenir une analyse multi-échelle de l'état de dispersion du ZrP et de proposer des scénarii décrivant les mécanismes de dispersion en fonction des paramètres étudiés. Un effort important est apporté pour la compréhension de la relation structure à l'échelle nanoscopique et les propriétés macroscopiques du matériau. Une étude comparative est ensuite proposée entre les valeurs expérimentales de l'effet de renforcement des matériaux et les prédictions des modèles Krieger-Dougherty et Halpi-Tsai
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Binet, Danielle. "Quantification de la dispersion d'une charge minérale et d'un polymère extrudés par les réseaux de neurones." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21718.pdf.
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Vincent, Frédéric. "Mécanismes de dispersion de suspensions concentrées de silices nanométriques dans un élastomère : impact de la stratégie de mélange sur l'efficacité et la cinétique de dispersion." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00700743.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est une approche pluridisciplinaire dans le but de comprendre l'impact des phénomènes microscopiques, l'interaction charge-matrice avec ou sans agent de couplage et la dispersion des charges sur les propriétés macroscopiques. La caractérisation de l'impact de la stratégie de mélange avec ou sans un agent de couplage, la cinétique, l'état final et les différents scénarii de dispersion possibles sont ainsi étudiés. L'incorporation de microperles de silice dans une matrice SBR est réalisée dans un mélangeur interne. Finalement, la silice est dispersée à l'échelle nanométrique (10-100 nm). Les nanocomposites obtenus sont alors caractérisés par des techniques complémentaires (spectroscopie mécanique, MET, mesure du taux d'élastomère lié à la charge) dans le but de caractériser quantitativement les interactions charge-matrice et charge-charge. L'outil rhéologique est un outil très sensible pour caractériser l'évolution de la dispersion de charges dans une matrice élastomère. En particulier, le module de conservation G' montre un plateau significatif pour les faibles fréquences de déformation. Ce plateau est très sensible à l'état de dispersion ainsi qu'à la nature des interactions entre les charges. En couplant les mesures rhéologiques, l'analyse d'image faite sur des photos MET et la mesure du taux d'élastomère lié, il est possible d'établir un scénario de dispersion de la silice dans l'élastomère en fonction des conditions de mélange et de mettre en évidence les paramètres élémentaires de la dispersion impliqués. En complément, la modélisation de certains modules montre toute sa pertinence dans la caractérisation de la rupture des agglomérats ou de l'évolution des interactions charge-charge au cours du mélangeage. Enfin, la dimension fractale des réseaux de charges obtenus est déterminée à partir de nos descripteurs de la dispersion.
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Carli, Fernanda Pereira. "Dispersão Raman de um sistema doador-aceptor em diferentes solventes." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-30112016-102531/.
Full textAbstract:
Sistemas push-pull são caracterizados pela presença de uma transição eletrônica de transferência de carga, o que justifica a grande diferença de polaridade entre os estados fundamental e excitado. Isso os torna sondas moleculares promissoras para a obtenção de informações espectroscópicas sobre a fase condensada. Alguns desses sistemas apresentam modos vibracionais cuja frequência depende da energia de excitação nos espectros Raman. Neste estudo, através de uma sonda molecular push-pull, objetivou-se analisar as características do meio que definem tal dependência. A sonda utilizada, 4-dimetilamino-β-nitroestireno apresentou deslocamento batocrômico no espectro de absorção eletrônico e a dependência da largura de banda com o solvente, o que mostrou sua sensibilidade ao meio, juntamente com uma dependência do modo de estiramento simétrico do grupo nitro com o solvente. Através do modelo do estado de solvatação seletivo, variando a energia de excitação do laser, foi possível observar a dependência do número de onda do modo de estiramento simétrico do NO2. Essa dependência foi, no entanto, mais significativa em solventes próticos polares, os quais apresentam os maiores valores de tempo de relaxação do solvente. Alguns solventes polares apróticos também apresentaram, mas com menor deslocamento, o que poderia estar relacionado com o tempo de relaxação. Solventes com dinâmicas de solvatação mais lentas e com forte interação, provocando uma diminuição na energia de transição eletrônica, são os principais fatores para ocorrência da dispersão Raman em sistemas push-pull.<br>The push-pulls systems are characcterized by the presence of a charge transfer electronic transition, it explain the large difference in polarity between the ground and excited states. They are promising molecular probes to obtain spectroscopic information on the condensed phase because of that characteristic. Some of these systems have vibrational modes whose frequency depends on the excitation energy in the resonant Raman spectra. The objective of this study was to analyze the vibrational frequency dependence of the molecular probe caused by environment. The 4-dimethylamino-β-nitrostyrene as a probe was sensitive to the medium showing bathochromic shift on electronic spectrum and bandwidth dependence with the solvent as well as the dependency of the nitro symmetric stretching mode in the vibrational spectrum. Based on the selective solvation state model, the laser excitation energy was varied and the dependence of the wave number of the symmetric stretching mode NO2 was observed. This dependency is, however, more significant in polar protic solvents which have the highest relaxation time values of the solvent. Some aprotic polar solvents presented that characteristic with less degree, which may be related to the relaxation time. The main factor for the occurrence of Raman scattering in push-pull solvation systems is the slower solvation dynamics and strong interaction that are capable to diminishing the energy electronic transition. The main factors for the occurrence of Raman dispersion in push-pull solvation systems are the slower solvation dynamics and strong probe/solvent interaction that are capable to diminishing the electronic transition energy.
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Mauret, Evelyne. "Mesures des pertes de pression et de la dispersion axiale dans les matelas fibreux : application au lavage des pâtes écrues en lits fixes épais." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0089.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de préciser les principaux paramètres conditionnant l'efficacité du lavage des pâtes écrues par déplacement. Une étude bibliographique a permis de montrer que l'efficacité du lavage d'un matelas fibreux dépendait essentiellement de sa consistance, de son épaisseur et de son état de structuration. L'état de structuration, lié à la floculation des fibres, ayant été peu étudié, nous nous sommes intéressés plus particulièrement à son influence. Des mesures de pertes de charge ont été effectuées pour évaluer la dégradation d'énergie subie par un fluide traversant un lit de fibres de viscose ou de pâte kraft écrue de résineux. La modélisation de ces pertes de pression à partir du modèle capillaire de Comiti et Renaud a montré les limites d'application de l'approche géométrique pour des matelas fibreux de porosités supérieures à 0,7. Un modèle particulaire fondé sur la notion d'écoulement autour d'objets immergés a donc été développé. Ce modèle représente précisément les pertes de pression dans les matelas fibreux pour des porosités supérieures à 0,84, quelle que soit la nature de l'écoulement: régime laminaire linéaire et non linéaire. En régime laminaire linéaire, il est applicable aux porosités supérieures à 0,69. Pour évaluer l'efficacité du lavage, des mesures de dispersion axiale d'un traceur ont été effectuées. Les résultats obtenus pour des lits de fibres de viscose ont souligné la spécificité du matelas fibreux. Ce sont des milieux très dispersifs pour lesquels la dispersion axiale se produit à une échelle très supérieure à celle de la particule. Les mesures effectuées sur des lits de pâte kraft écrue ainsi qu'une synthèse bibliographique ont permis de mieux cerner l'effet de l'état de structuration. A FAIBLE CONSISTANCE, LA PRESENCE DE FLOCS ENTRAINE UNE DIMINUTION DE L'EFFICACITE. A FORTE CONSISTANCE, LE PHENOMENE INVERSE EST CONSTATE. POUR LA PATE DEFLOCULEE, LA PERTE DE CHARGE SUBIE PAR LE FLUIDE EST TELLE QU'IL Y A CREATION DE PASSAGES PREFERENTIELS. LA PRESENCE DE FLOCS, ENTRAINANT UNE AUGMENTATION DE LA PERMEABILITE, REDUIT CES PASSAGES PREFERENTIELS ET LE PHENOMENE DE DISPERSION. LA LIMITE ENTRE CES DEUX ZONES CORRESPOND A UNE CONSISTANCE VOISINE DE 10%. CES DIFFERENCES CONFIRMENT, A POSTERIORI, LES DIFFERENCES OBSERVEES DANS LA CONDUITE DES LAVEURS INDUSTRIELS. CETTE IDENTIFICATION DES PHENOMENES MIS EN JEU DOIT PERMETTRE DE FIXER ULTERIEUREMENT LES CONDITIONS OPTIMALES POUR CHAQUE TYPE DE LAVEUR ET DE PATE TRAITEE
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Dillet, Valérie. "Simulation des effets de solvant dans les calculs quantiques de structure moléculaire." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10123.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est d'améliorer la prise en compte des effets de solvant dans les calculs quantiques faisant appel au modèle à cavité. Deux améliorations sont apportées: la première consiste à définir une cavité rendant convenablement compte des caractéristiques géométriques du soluté et la deuxième à introduire une représentation multicentrique de la distribution de charges moléculaires globales. Ce nouveau formalisme est ensuite implanté dans les procédures SCRF (self consistent reaction field), d'une part, et d'optimisation de géométrie, d'autre part. Finalement, dans le cadre des calculs ab initio, l'introduction des termes de cavitation et de dispersion dans l'évaluation de l'énergie de perturbation donne lieu à un dernier perfectionnement
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Peuvrel-Disdier, Edith. "Structuration de systèmes polymères en écoulement." Habilitation à diriger des recherches, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00443865.
Full text
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Delhorme, Maxime. "Thermodynamics and Structure of Plate-Like Particle Dispersions." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00818964.
Full textAbstract:
A considerable amount of mineral particles are found to have a plate-like shape. The work in this thesis concerns theoretical investigations, using a Monte Carlo method, of the properties of such particles in aqueous solutions. The objectives were first to create a model that could capture the essential physics of clay suspensions and also to understand the role of thermodynamics in certain chemical processes. For all investigations, the results are related to experimental studies. The acid-base behavior of clays have been studied, using the primitive model, and an excellent agreement between simulated and experimental results was found. The formation of gel phases as a function of the charge anisotropy have also been investigated. Liquid-gel and sol-gel transitions are found to occur for high and moderate charge anisotropy, respectively. These transitions were also found to be size and salt dependent. In absence of charge anisotropy, a liquid-glass transition is reported. The formation of smectic and columnar liquid crystals phases with plate-like particles has been found to be favored by a strong charge anisotropy, in opposition to what was observed for nematic phases. New liquid-crystal phases were also reported. The stability and growth of nanoplatelets is discussed. It was found that the internal Coulombic repulsion could be the cause of the limited growth of C-S-H platelets. The influence of thermodynamics on the agregation mode of such platelets was also investigated
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Auscher, Marie-Camille. "Dispersion de particules de zircone dans les polyoléfines : rhéologie et application au moulage par injection céramique." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1177.
Full textAbstract:
Ce travail est dédié à l'étude des mécanismes clés contrôlant l'écoulement linéaire et non-linéaire ainsi que l'état de dispersion des polymères fondus chargés avec des particules submicrométriques. La compréhension fondamentale est ensuite appliquée au procédé de moulage par injection céramique lors duquel un mélange-maître (i.e., une formulation complexe à base de polymères et avec un haut taux de charges de particules de céramique) est injecté dans un moule puis délianté et fritté. Un premier chapitre présente les caractéristiques principales du procédé, l'état de l'art de la compréhension des mécanismes concernés, ainsi que plus généralement, les forces d'interaction en jeu dans les polymères chargés. Ensuite, l'étude se focalise sur le polyéthylène chargé en zircone. Tout d'abord, le rôle de l'interface charge-matrice dans les propriétés rhéologiques et morphologiques est discuté. Il est montré qu'elles sont fortement influencées par la compatibilité de la charge avec la matrice. Une méthode expérimentale est développée pour ajuster la qualité de l'interface. En particulier, l'acide stéarique est déterminé comme étant le surfactant le plus efficace. La cinétique d'hydrophobisation des particules induite par l'estérification est analysée. Par la suite, les mécanismes de dispersion dans les polymères chargés sont explorés. Par exemple, il est conclu que l'acide stéarique et l'extrudeuse à fort cisaillement promeuvent la rupture et l'érosion des agglomérats. Leurs effets sur le comportement rhéologique (i.e., seuil de percolation, contrainte d'écoulement et modulus élastique dynamique) sont discutés. Enfin, la stabilité des polymères chargés, i.e., leur tendence à la floculation et à la ségrégation matrice-charge, est évaluée au repos et à haut taux de cisaillement. Deux méthodes expérimentales sont développées pour cette étude plus appliquée. Le rôle crucial de l'état de dispersion est notamment mis en avant<br>This work aims to investigate the relevant mechanisms controlling the linear and non-linear flow behaviors and dispersion state of molten polymers filled with submicrometer particles. The fundamental understanding is then applied to the Ceramic Injection Molding process, during which a feedstock (i.e., a complex polymer based formulation, highly filled with ceramic particles) is injected into a mold, debinded and sintered. A first chapter presents the key features of the process, a state of the art of the understanding of the involved mechanisms and more generally the interplaying interaction forces in filled polymers. Then, the study focuses on zirconia filled polyethylene. Firstly, the role of the filler-matrix interface in the rheological and morphological properties is discussed. It is shown that they are strongly influenced by the compatibility of the filler with the matrix. An experimental method is developed to adjust the interface quality. In particular, stearic acid is determined to be the most efficient surfactant. The kinetics of particles hydrophobization induced by the esterification is analyzed. Then, the dispersion mechanisms in filled polymers are explored. For instance, it is concluded that stearic acid and the high shear extruder promote the rupture and erosion of agglomerates. Their effects on the rheological behavior (i.e., percolation threshold, yield stress and dynamic storage modulus) are discussed. Finally, the stability of filled polymers, i.e., tendency to flocculation and filler-matrix segregation, is evaluated at rest and under high shear rates. Two experimental methods are developed for this more applied study. The crucial role of the dispersion state is for instance highlighted
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Neri, Quiroz José Antonio. "Développement d’un lab-on-chip pour la mesure d’acidité libre de solutions chargées en cations hydrolysables." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1247/document.
Full textAbstract:
Une étude conjointe du CEA et d'AREVA la Hague a montré qu'une des voies d'amélioration majeure des usines de traitement/recyclage du combustible nucléaire usagé, actuelles et futures, concerné le domaine de l'analyse. En effet, le suivi et le pilotage des procédés déployés dans ces usines nécessitent de nombreuses analyses générant de grandes quantités d'effluents radioactifs. Réduire les volumes mis en jeu lors de ces analyses permettrait donc de réduire la nocivité des échantillons et des effluents et donc d'accroitre la sureté pour le personnel et de réduire l'impact sur l'environnement et le coût de fonctionnement des usines. Parmi toutes les analyses effectuées, la mesure d'acidité libre est la plus fréquente, car c'est un paramètre indispensable pour pouvoir piloter correctement le procédé. C'est pourquoi, ces travaux de thèse ont abouti à l'amélioration de la méthode de mesure via une réduction d'échelle de l'analyse et une automatisation du protocole de mesure. Deux voies ont été étudiées : - le titrage par injection séquentielle (SIA), qui est un dispositif de 25 L de volume et qui par rapport à la méthode d'analyse de référence, réduit 1000 fois le volume d'échantillon nécessaire à l'analyse, 8 fois le temps d'analyse et 40 fois le volume d'effluents générés. - le titrage ballist-mix emploie un dispositif microfluidique qui, après intégration et réduction des composants, peut atteindre un volume de 25 mL et offre des performances analytiques comparables à celles obtenues en SIA. La méthode par SIA a été validée sur des solutions chargées en uranium alors que la technologie utilisée pour développer les titrages ballist-mix est en cours de validation. Cependant le principe opératoire du titrage ballist-mix est plus avantageux puisqu'il simplifie le travail de développement analytique du fait de la possibilité de simuler en avance les phénomènes physicochimiques ayant lieu lors du titrage<br>A joint study between the CEA and Areva La Hague has shown that chemical analysis is a crucial parameter for achieving a better performance in present and future spent nuclear fuel reprocessing plants. In fact, each plant’s process monitoring and control require a significant amount of laboratory analysis leading in overall to a considerable amount of nuclear waste. Hence, reducing the sample’s required volume for analysis would reduce its toxicity and subsequent waste, therefore increasing personnel safety, decreasing the environmental impact and the plant’s operation cost. Among the process control analytical workload, the free acidity measurement has been identified as a key analysis due to its measurement frequency. For this reason, the main objective of this research has been focused in the improvement of a reference method for free acidity measurement. The following work has been divided in two main studies seeking for the reduction of the sample volume and the automation of the analytical method protocol: - Sequential Injection Analysis (SIA) titration, whose application requires the employment of a device occupying a 25 L space, and which reduces 1000 fold the sample volume per analysis, 8 times the analysis time and 40 fold the amount of waste generated when compared to the reference analytical method. - Ballist-mix titration, whose analytical performance is equivalent to the SIA titration, but whose implementation is done inside a microfluidic device occupying a volume as low as 25 mL after integration of all of the elements needed for analysis. At the present time, the SIA titration has been validated using nitric acid samples containing uranyl cations, whereas the ballist-mix titration is being validated with the same sample conditions. However, this last analytical technique features a simplified operating principle which allows the user to shorten the analytical development process by opening the possibility to simulate the process before any experimentation
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Kriebel, Maximilian [Verfasser], Tim [Akademischer Betreuer] Clark, Tim [Gutachter] Clark, and Rainer [Gutachter] Fink. "1. Feynman-dispersion correction 2. Charge transport via imaginary time propagation / Maximilian Kriebel ; Gutachter: Tim Clark, Rainer Fink ; Betreuer: Tim Clark." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2020. http://d-nb.info/1211557510/34.
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Hollenberg, Sebastian [Verfasser], Heinrich [Akademischer Betreuer] Päs, and Gudrun [Akademischer Betreuer] Hiller. "Ensembles, altered dispersion relations and CPT violation in neutrino oscillations and charged lepton decays / Sebastian Hollenberg. Betreuer: Heinrich Päs. Gutachter: Gudrun Hiller." Dortmund : Universitätsbibliothek Dortmund, 2012. http://d-nb.info/1099912652/34.
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Ling, Xuan. "Physical characteristics of small ions and their interaction with ultrafine particles in the urban environment." Thesis, Queensland University of Technology, 2010. https://eprints.qut.edu.au/46963/1/Xuan_Ling_Thesis.pdf.
Full textAbstract:
In recent years, the effect of ions and ultrafine particles on ambient air quality and human health has been well documented, however, knowledge about their sources, concentrations and interactions within different types of urban environments remains limited. This thesis presents the results of numerous field studies aimed at quantifying variations in ion concentration with distance from the source, as well as identifying the dynamics of the particle ionisation processes which lead to the formation of charged particles in the air. In order to select the most appropriate measurement instruments and locations for the studies, a literature review was also conducted on studies that reported ion and ultrafine particle emissions from different sources in a typical urban environment.
The initial study involved laboratory experiments on the attachment of ions to aerosols, so as to gain a better understanding of the interaction between ions and particles. This study determined the efficiency of corona ions at charging and removing particles from the air, as a function of different particle number and ion concentrations. The results showed that particle number loss was directly proportional to particle charge concentration, and that higher small ion concentrations led to higher particle deposition rates in all size ranges investigated. Nanoparticles were also observed to decrease with increasing particle charge concentration, due to their higher Brownian mobility and subsequent attachment to charged particles.
Given that corona discharge from high voltage powerlines is considered one of the major ion sources in urban areas, a detailed study was then conducted under three parallel overhead powerlines, with a steady wind blowing in a perpendicular direction to the lines. The results showed that large sections of the lines did not produce any corona at all, while strong positive emissions were observed from discrete components such as a particular set of spacers on one of the lines. Measurements were also conducted at eight upwind and downwind points perpendicular to the powerlines, spanning a total distance of about 160m. The maximum positive small and large ion concentrations, and DC electric field were observed at a point 20 m downwind from the lines, with median values of 4.4×103 cm-3, 1.3×103 cm-3 and 530 V m-1, respectively. It was estimated that, at this point, less than 7% of the total number of particles was charged. The electrical parameters decreased steadily with increasing downwind distance from the lines but remained significantly higher than background levels at the limit of the measurements.
Moreover, vehicles are one of the most prevalent ion and particle emitting sources in urban environments, and therefore, experiments were also conducted behind a motor vehicle exhaust pipe and near busy motorways, with the aim of quantifying small ion and particle charge concentration, as well as their distribution as a function of distance from the source. The study found that approximately equal numbers of positive and negative ions were observed in the vehicle exhaust plume, as well as near motorways, of which heavy duty vehicles were believed to be the main contributor. In addition, cluster ion concentration was observed to decrease rapidly within the first 10-15 m from the road and ion-ion recombination and ion-aerosol attachment were the most likely cause of ion depletion, rather than dilution and turbulence related processes.
In addition to the above-mentioned dominant ion sources, other sources also exist within urban environments where intensive human activities take place. In this part of the study, airborne concentrations of small ions, particles and net particle charge were measured at 32 different outdoor sites in and around Brisbane, Australia, which were classified into seven different groups as follows: park, woodland, city centre, residential, freeway, powerlines and power substation. Whilst the study confirmed that powerlines, power substations and freeways were the main ion sources in an urban environment, it also suggested that not all powerlines emitted ions, only those with discrete corona discharge points. In addition to the main ion sources, higher ion concentrations were also observed environments affected by vehicle traffic and human activities, such as the city centre and residential areas. A considerable number of ions were also observed in a woodland area and it is still unclear if they were emitted directly from the trees, or if they originated from some other local source. Overall, it was found that different types of environments had different types of ion sources, which could be classified as unipolar or bipolar particle sources, as well as ion sources that co-exist with particle sources. In general, fewer small ions were observed at sites with co-existing sources, however particle charge was often higher due to the effect of ion-particle attachment.
In summary, this study quantified ion concentrations in typical urban environments, identified major charge sources in urban areas, and determined the spatial dispersion of ions as a function of distance from the source, as well as their controlling factors. The study also presented ion-aerosol attachment efficiencies under high ion concentration conditions, both in the laboratory and in real outdoor environments. The outcomes of these studies addressed the aims of this work and advanced understanding of the charge status of aerosols in the urban environment.
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Bär, Jaciara. "Absorção de SO2 por líquidos iônicos: efeito do ânion." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-18082016-085659/.
Full textAbstract:
O dióxido de enxofre (SO2) é um dos principais poluentes atmosféricos e a busca por sistemas capazes de absorver, detectar e/ou quantificar este gás tem sido de grande interesse. Neste contexto, os líquidos iônicos (LI) têm demonstrado potencial aplicação em metodologias de captura e armazenamento de gases. Neste estudo, nosso maior interesse consiste em entender os principais fatores que governam as interações entre o SO2 e diferentes íons formadores de líquidos iônicos. Em particular, foi explorada a interação específica de transferência de carga entre ânions (base de Lewis) e o SO2 (ácido de Lewis). A abordagem deste trabalho foi baseada em uma investigação sistemática de LI formados pelo cátion 1-butil,3-metilimidazólio (BMI) e diferentes ânions, utilizando da espectroscopia vibracional (Raman e IR), sobretudo a espectroscopia Raman ressonante, aliada a cálculos teóricos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT). Os resultados de espectroscopia vibracional Raman e IR, mostraram mudanças na posição e formato da banda referente ao modo de estiramento simétrico vs(SO2) dependendo do ânion e da concentração de SO2 em LI. Verificou-se deslocamentos significativos para menor número de onda em relação ao SO2 líquido puro (1145 cm-1) em menores concentrações de SO2 em LI. Na série dos haletos, Cl-, Br- e I-, quanto maior o ânion, maior o deslocamento (1138, 1133 e 1123 cm-1, respectivamente para a fração molar 0,5). No caso do tiocianato, considerado como um pseudo-haleto, a banda do modo vs(SO2) aparece em cerca de 1130 cm-1 na mesma fração molar, ou seja, em um valor intermediário entre o Br- e o I-. Esses deslocamentos observados podem ser interpretados de acordo com a interação específica de transferência de carga do ânion para o SO2. Um resultado observado que merece destaque consiste na dependência da banda Raman do modo vs(SO2) com a energia da radiação excitante, o que é denominado de dispersão Raman. Tal fenômeno pôde ser explicado utilizando o modelo de \"excitação seletiva do estado de solvatação\" em que foi possível caracterizar os diferentes estados de solvatação do SO2 em líquidos iônicos.<br>Sulfur dioxide (SO2) is one of the main atmospheric pollutants and the search for systems capable of absorbing detect and/or quantify such gas has been of great interest. In this context, ionic liquids (IL) have shown potential application in capture methodologies and gas storage. In this study, our interest consists in the understanding of the main factors that govern the interactions between SO2 and diferents ions of ionic liquids. In particular, the charge transfer specific interaction was explored between anions (Lewis base) and SO2 (Lewis acid). The approach of this study was based on a systematic investigation of LI formed by 1-butyl cation, 3-methylimidazolium (BMI) and different anions, using vibrational spectroscopy (Raman and IR), especially resonance Raman spectroscopy, allied with theoretical calculations based on density functional theory (DFT). The vibrational spectroscopic results (Raman and IR) showed changes in the position and shape of the band assigned to the symmetric stretching mode vs(SO2) depending on the anion and SO2 concentration in LI. There were significant shifts to lower wavenumbers with respect to pure liquid SO2 (1145 cm-1) at lower SO2 concentrations in IL. In the series of halides, Cl-, Br- and I-, the bigger the anion, the larger the displacement (1138, 1133 and 1123 cm-1, respectively at 0.5 mole fraction). In the case of thiocyanate, regarded as a pseudo-halide, the band vs(SO2) appears at about 1130 cm-1 at the same molar fraction, i.e. at an intermediate value between the Br- and I-. The observed displacement can be interpreted accordingly to the specific interaction of charge transfer from the anion to SO2. A result that is worth mentioning is the dependence of the wavenumber of the Raman band vs(SO2) with the energy of the exciting radiation, which is called Raman scattering. This phenomenon could be explained using the model of \"solvation state selective excitation\" in which was possible to characterize the diferente solvation states of the SO2 in ionic liquids
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Leboeuf, Mathilde. "Influence des paramètres du procédé sur les propriétés électriques et rhéologiques des polyamides chargés de noir de carbone." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00246810.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'influence des paramètres de mise en œuvre sur les propriétés électriques de polyamides chargés de noir de carbone. Deux approches sont utilisées :* Une étude expérimentale dont le but est de déterminer les paramètres du procédé favorables aux propriétés électriques. Nous avons caractérisé les produits obtenus à l'aide de la microscopie ainsi que de mesures électriques et rhéologiques. Pour cela, nous avons mis en place une nouvelle méthode de caractérisation qui consiste à mesurer simultanément les propriétés rhéologiques et électriques des produits.* Une étude numérique traitant de la dispersion d'un agglomérat dans un écoulement de cisaillement, à l'échelle microscopique. La charge modélisée est constituée d'un assemblage de charges sphériques, reliées entre elles par une énergie de cohésion.
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Baraglia, Federico. "Développement d'un modèle triphasique Euler/Euler/Lagrange pour la simulation numérique des écoulements liquide-gaz chargés en particules." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSEP017.
Full textAbstract:
Ce manuscrit retranscris un travail effectué au cours d’une thèse au département MFEE d’EDF R&D sur les écoulements liquid-gaz chargés en particules dispersées sous la direction d’Olivier Simonin (IMFT), de Jérôme Laviéville (EDF) et de Nicolas Mérigoux (EDF). Le but de la thèse est de fournir un environnement de travail pour la simulation numérique d’écoulement eau-air à bulles, à phases séparés ou en régime mixte, chargé en particules qui peuvent interagir avec les fluides présents sous leur forme continue ou dispersée. Ces écoulements peuvent se retrouver aussi bien dans des situations industrielles comme des réacteurs chimiques, des centrales de production d’électricité ou des usines de traitement des eaux usées que dans des situations naturelles comme durant la crue d’un fleuve. L’outil développé permet de faire des prédictions sur les performances de ces dispositifs industriels ou sur les dégâts causés par des évènements naturels exceptionnels. Les développements sont inclus dans la version la plus à jour du code de calcul neptune_cfd, un solveur N-fluides développé par EDF, le CEA, l’IRSN et Framatome, basé sur la méthode multi-fluide standard qui permet la simulation d’écoulement à plusieurs phases indépendamment de leur typologie.Les méthodes misent en place sont basées sur des approches diphasiques bien connues. La méthode Lagrangienne stochastique de suivi de particules est adaptées pour que chaque particule puisse interagir avec toutes les champs fluides présents. Des fermetures sont proposées pour déterminer l’impact de chacune des phases sur le comportement des particules. Afin de vérifier certaines hypothèses, une nouvelle fermeture pour l’équation de Langevin sur la vitesse de fluide vue par la particule est proposée. Son comportement est comparée aux modèles standards et de la littérature sur des cas de vérification simples de turbulence homogène isotrope et des cas inhomogènes. Les équations Lagrangiennes obtenues sont utilisées pour fermer un modèle Eulerien basé sur l’approche fonction densité de probabilité. Les performances des deux modèles triphasiques développés sont établies en matière de déposition de particules pilotée par la turbulence et la gravité.Un pan entier de la thèse se concentre sur une problématique apparue durant des vérifications préliminaires: le phénomène d’entraînement d’air dans les jets plongeants. En effet, à partir d’une structure résolue, en fonction des conditions d’écoulements, des bulles ou gouttelettes dispersées peuvent apparaître. La quantité de ces structures transférées ainsi que leur taille caractéristique étant des grandeurs primordiales, il a fallu mettre en place un nouveau modèle. Le transfert de masse entre structures continues et inclusions dispersées est assuré par le modèle qui décrit l’évolution des interfaces résolues. Nous ne l’avons pas modifié. Celui qui concerne la taille des bulles/gouttelettes créées s’intègre dans l’équation d’évolution de l’aire interfaciale, grandeur qui permet de suivre le diamètre des inclusions.Tous les modèles développés sont comparés à des mesures expérimentales. Le modèle d’entraînement d’air est d’abord testé sans la présence des particules sur des cas divers. Un cas de ressaut hydraulique est aussi envisagé pour établir la généralité du modèle mis en place. Les modèles triphasiques sont testés sur des configurations variées, d’abord sans entraînement d’air pour isoler le comportement des particules puis avec tous les phénomènes. Les différents cas ont permis de mettre en valeur l’importance de certains modèles ainsi que les différences entre les méthodes Lagrangienne stochastique et Eulerienne<br>This manuscript sums up work carried out during a thesis at the MFEE department of EDF R&D on liquid-gas flows laden with dispersed particles under the supervision of Olivier Simonin (IMFT), Jérôme Laviéville (EDF), and Nicolas Mérigoux (EDF). The thesis aims at providing a working environment for the numerical simulation of two-phase bubbly flows, free-surface flows or in a mixed regime, loaded with particles that can interact with the fluids present in their continuous or dispersed form. These flows can be found in industrial situations such as chemical reactors, power plants, or wastewater treatment plants, as well as in natural situations such as during a flood. The developed tool allows predictions to be made about the performance of these industrial devices or the damage caused by exceptional natural events. The developments are included in the most up-to-date version of neptune_cfd, a multi-fluid solver developed by EDF, CEA, IRSN, and Framatome, based on the standard multi-fluid method that allows the simulation of multiphase flow independently of their typology.The methods implemented are based on well-known two-phase approaches. The stochastic Lagrangian particle tracking method is adapted so that each particle can interact with all the fluids. Closures are proposed to determine the impact of each phase on the behavior of the particles. To verify certain assumptions, a new closure for the Langevin equation on the fluid velocity seen by the particle is proposed. Its behavior is compared to standard models and literature on simple verification cases of homogeneous isotropic turbulence and inhomogeneous cases. The Lagrangian equations obtained are used to close an Eulerian model based on the probability density function approach. The performance of the two developed threephase models is established in terms of particle deposition driven by turbulence or gravity.A significant part of the thesis focuses on an issue that arose during preliminary checks: the phenomenon of air entrainment in plunging jets. Indeed, due to the nature of the solver, bubbles or dispersed droplets can detach from the free-surface depending on the flow conditions. The quantity of these transferred structures and their characteristic size being crucial quantities which drives their behavior, a new model had to be developed. Mass transfer between continuous structures and dispersed inclusions is ensured by the model that describes the evolution of resolved interfaces, the latter was not modified. The one regarding the size of the created bubbles/droplets is integrated into the evolution equation of the interfacial area, a quantity that allows tracking the diameter of the inclusions.All developed models are compared to experimental measurements. The air entrainment model is first tested without the presence of particles in various cases. A hydraulic jump case is also considered to establish the generality of the model. Then, the threephase models are tested in various configurations. First, configurations without air entrainment to isolate the behavior of the particles, and then with air entrainment. The different cases highlighted the importance of certain models and the differences between stochastic Lagrangian and Eulerian methods
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Keita, Oumar. "Modélisation et expérimentation de l'endommagement des roches sous charge explosive: application aux mines de bauxite de Guinée." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2014. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209195.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, une nouvelle loi d'endommagement en traction des roches sous chargement exploisif est établie. Basée sur l'approche micro-mécanique et énergétique, la loi d'évolution d'endommagement dynamique est conçue à l'aide de la méthode mathématique d'homogénéisation basée sur le développement asymptotique, et en tenant compte de l'effet inertiel lors de la propagation de fissure. Les simulations numériques sont présentées en vue d'illustrer la capacité du modèle à décrire les comportements connus comme les effets de taille pour la réponse structurelle, la sensibilité au taux de déformation, la transition fragile-ductile et la dispersion de l'onde.<p><p>La loi est implémentée dans le code aux éléments finis LAGAMINE pour étudier la réponse macroscopique du modèle. Plusieurs cas d'applications en dynamique ont été examinés.\\<p><p>- En 1D, les problèmes de localisation ont été étudiés dans une barre sollicitée en traction dynamique par une rampe de chargement. Selon l'amplitude de chargement, trois réponses ont été identifiées: a) comportement purement élastique pour des faibles charges, b) localisation à l'extrémité encastrée de la barre pour des chargements modérés et c) localisation à la tête de la barre pour des chargements élevés. L'influence de la taille microstrurelle sur la localisation a été examinée. Des simulations numériques de l'essai de traction dynamique par écaillage ont été éffectuées. Des essais expérimentaux de traction dynamique par écaillage ont été réalisés sur la bauxite et ont permis de valider le modèle en comparant l'analyse post mortem de l'éprouvette aux résultats des simulations numériques d'écaillage. Ces essais ont aussi permis de déterminer les caractéristiques mécaniques du matériau, la résistance mécanique en traction dynamique, l'instant de rupture et la vitesse de déformation à rupture.\\<p><p>- En 2D, des simulations numériques sont efféctuées pour reproduire le comportement d'une mine sous charge explosive. Le modèle a été capable de reproduire l'endommagement en traction sous charge explosive. L'influence des paramètres du modèle tels que: l'orientation de fissures, la taille de microstructure et la valeur initial d'endommagement sur la distribution de l'endommagement autour du trou de charge a été étudiée. Enfin, un cas d'application sur les mines de bauxite de Guinée a été étudié, incluant un calcul de l'extension de la zone endommagée ainsi qu'une prédiction numérique du niveau de vibration engendrée suite aux tirs à l'explosif. La prédiction du modèle est globalement en accord avec les résultats de la littérature.<br>Doctorat en Sciences de l'ingénieur<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Mingant, Rémy. "Optimisation de la gestion de charge d’une nouvelle technologie d’accumulateur Li-ion pour applications renouvelables." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0110.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est d’optimiser la gestion de charge des batteries Li-ion en vue d’une application type stockage de l’énergie photovoltaïque. Les travaux ont permis de mettre en évidence la possibilité d’utiliser un mode de charge proche de celui actuellement en place pour les batteries au plomb, par deux séries d’expériences sur batteries commerciales : - Une étude de la sensibilité des batteries aux tensions de seuil de fin de charge, permettant de comparer les propriétés des batteries Li-ion par rapport aux batteries de plomb. - Une étude de la dispersion de capacité et résistance interne entre éléments afin d’identifier les limites d’une gestion globale de batterie. Le dernier sujet abordé dans ce travail est la détermination de l’état de charge des batteries Li-ion. En effet, pour la nouvelle technologie de batteries Li-ion étudiée ici, l’outil classique de détermination de l’état de charge est inopérant. Trois méthodes alternatives ont été testées, dont deux performantes<br>The PhD thesis goal is to study the needed modifications of the lead-acid battery management of photovolvaïque
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Durin, Audrey. "Modélisation du mélange de polymères chargés et de la casse de fibres rigides en extrusion bivis." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00687658.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous avons voulu exploiter et étendre les outils de simulation à notre disposition pour proposer des méthodes de caractérisation et de prédiction du mélange à différentes échelles. À l'échelle locale d'écoulements macroscopiques, nous avons voulu exploiter les possibilités offertes par le logiciel de simulation 3D éléments finis XimeX® et y apporter des améliorations dans le but d'obtenir un outil d'étude du mélange distributif de particules dans un polymère par extrusion bivis. Nous avons ainsi enrichi la méthode éléments finis existante à l'aide de la bibliothèque éléments finis CimLib© du Cemef pour atteindre une plus grande précision de calcul, puis nous avons testé plusieurs méthodes de lâchers de particules afin de simuler le déplacement de charges dans la matrice polymère au cours du mélange. Nous avons ensuite appliqué quelques méthodes de caractérisations du mélange, dont une inédite, à ces lâchers de particules, et ce dans le cas de plusieurs géométries de vis. À l'échelle de la particule, on s'est intéressé aux mécanismes conduisant à la casse de fibres rigides, telles que les fibres de verre, lors du mélange avec un polymère en extrusion bivis. Nous avons choisi de faire des hypothèses assez importantes afin de simplifier ce problème extrêmement complexe et nous avons proposé une méthode de simulation de l'évolution de la distribution des longueurs de fibres le long de l'écoulement basée sur la conservation de la masse des fibres. Nous avons utilisé comme paramètres de cette simulation les résultats de calcul 1D obtenus par le logiciel Ludovic® qui repose sur des approches de type ALH. Nous avons ensuite comparé quelques résultats de calcul à des distributions de longueurs mesurées sur des échantillons prélevés le long d'une extrudeuse bivis.
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Cardenas, Hector. "Étude de la pénétration et de la dispersion d'un jet triphasique solide-liquide-gaz dans un lit fluidisé en vue de la combustion de mousses chargées dans des foyers sous pression." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD813.
Full textAbstract:
L'utilisation des mélanges triphasiques solide-liquide-gaz, sous forme de mousse chargée pour alimenter les foyers des lits fluidisés sous pression, pose des problèmes du point de vue du processus d'injection du mélange à l'intérieur du lit. L'un de ces problèmes est la méconnaissance de la pénétration et de la dispersion du jet qui se forme lors de l'injection. Afin de caractériser ces deux paramètres, des expériences d'injection d'un jet de mousse introduit horizontalement dans un lit fluidisé tridimensionnel à 200° C ont été effectuées. La pénétration du jet a été déterminée en dessinant une carte de températures de la zone d'influence du jet dans le lit. Pour ces expériences, la mousse a été chargée à 0% (mousse seule), 10% et 20% de concentration en masse de solides. La vitesse de fluidisation a été variée de 8, 15 et 23 cm/s. Les résultats nous montrent que, la pénétration du jet de mousse augmente avec la vitesse de fluidisation et décroit quand la charge en solides augmente. Par ailleurs, la dispersion du jet a été obtenue par des expériences de traçage par de l'hélium des produits évaporés (solide-liquide) contenus dans la mousse. L'injecteur a été placé en haut et en bas de la colonne de fluidisation. A l'aide d'un modèle base sur le modèle des mélangeurs en cascade, l'influence du taux de charge et de la position de l'injecteur sur la dispersion a été étudiée. Les résultats nous montrent que le jet se disperse mieux quand l'injecteur est en bas de la colonne. L'influence du taux de charge sur la dispersion n'a pas été très nette.
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Toquet, Fabien. "Study of the combined roles of the Silica/Oil/UHMWPE formulation and process parameters on morphological and electrical properties of battery Separators." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1014/document.
Full textAbstract:
Ce travail s'est concentré sur la compréhension de l'influence de la formulation et plus spécifiquement de la silice précipitée sur la résistivité électrique de séparateurs en polyéthylène destinés à des batteries au plomb. Les séparateurs de batteries en polyéthylène sont composés de silice précipitée, de polyéthylène ultra haute masse molaire (UHMWPE) et d'huile organique. La première partie de ce travail a été d'élaborer à l'échelle du laboratoire, des membranes modèles en polyéthylène. La seconde a été de comprendre l'influence de certains facteurs sur les propriétés structurales et physicochimiques des membranes. Ces facteurs sont principalement la quantité d'huile, la quantité et le grade de silice précipitée, les conditions de température lors de la cristallisation de la membrane et le mode de mise en œuvre utilisé. Les influences des quantités d'huile et de silice sur la cristallisation du polyéthylène sont méticuleusement étudiées, montrant que l'huile aide à augmenter la cristallinité finale de l'UHMWPE et que la silice joue un rôle de réservoir d'huile. Il a également été mis en évidence que la quantité ainsi que le grade de silice influencent la quantité de porosité de la membrane mouillable par l'électrolyte. La présence de silice en surface des pores est responsable de la mouillabilité de la membrane. Un paramètre empirique a donc été proposé dans le but de pouvoir quantifier l'efficacité de l'état de dispersion/distribution de la silice précipitée dans la membrane. Pour terminer, pour une formulation et un même mode de mise en œuvre, il est possible de discriminer l'efficacité des grades de silice précipitée pour l'application séparateur de batterie<br>This work is devoted to understand the effect of the formulation and more specifically of the precipitated silica on the resistivity of the PE-separators. The PE-separators are designed for the lead-acid batteries. PE-separators are composed of precipitated silica, ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMW-PE) and organic oil. The first part of this work was to elaborate PE-separator models at a laboratory scale. Then, the factors impacting the structural and physico-chemicals properties of PE-separators were investigated. These factors are mainly the amounts of oil, precipitated silica, the grade of the precipitated silica, the temperature conditions of crystallization and the device used to elaborate the membrane. The influence of the amounts of oil and precipitated silica on the crystallization of the polyethylene wasthoroughly described showing that the oil helps to increase the final crystallinity of UHMWPE and that the silica plays a role of oil reservoir. Moreover, it was shown that the amount and the grade of precipitated silica have an influence on the wettable part of the porosity of the PE-separators. The coating of the pores by the precipitated silica is responsible of the wettability of the membranes by the electrolyte. Thus, an empirical parameter has been proposed in order to quantify the efficiency of the dispersion and distribution of the precipitated silica in the membrane. The more the membranes are wettable by the electrolyte the more the resistivity of the membranes is decreased. To finish, for a same amount of components and a same method of processing, it is possible to discriminate the efficiency of each grade of precipitated silica for the battery separator application