Dissertations / Theses on the topic 'Essais à haute température'
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Assire, Aimery. "Amorçage et propagation de la fissuration dans les jonctions soudées à haute température." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22109.
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Robert, Fabienne. "Comportement des bétons sous haute température et en cas d’incendie : caractérisation multi-échelle." Cachan, Ecole normale supérieure, 2008. http://www.theses.fr/2008DENS0046.
Abstract:
La compréhension du comportement au feu des structures en béton nécessite l’étude des phénomènes à différentes échelles, de la microstructure à la macrostructure. Ce travail s’est attaché à comprendre les interactions entre les phénomènes ayant lieu à ces différentes échelles. L’étude de la transformation des phases de la matrice cimentaire à haute température, en faisant appel à différents moyens de caractérisation (DRX, ATG/DSC, MEB environnemental), a permis de mettre en avant le fait que le développement de nouvelles phases telles que la Katoite ou la Jafféite pourrait être à l’origine de l’augmentation de résistance des bétons à 200°C. Il a par ailleurs été démontré l’impact majeur de l’état de contrainte, entre échelle intermédiaire et échelle 1, sur les faciès d’éclatement d’éléments en béton. Ces essais à l’échelle 1 ont été réalisés avec le dispositif Prométhée, mis en oeuvre pour caractériser de manière innovante les éléments de structure en reproduisant l’état de contrainte thermique et mécanique de la structure testée dans le contexte de l’ouvrage. Ces essais font appel à une approche en sous-structuration dans laquelle les efforts développés en temps réel dans les vérins sont ajustés en fonction des déformations du corps d’épreuve et d’une matrice de rigidité représentant l’environnement de l’ouvrage testéThe full understanding of concrete structure behavior submitted to fire requires to study the phenomena at different scale, from micro scale to macro scale. The aim of this work is to understand the links between the phenomena observed at different scale. This study investigates the chemical phases’ transformation at high temperature thanks to different means of characterization of the microstructure (XRD, DSC, Environmental SEM …). It has been demonstrated that the increase in compressive strength at 200°C may be due to the formation of Katoite or Jaffeite. Moreover, the major part played by the stress state of the concrete elements on the spalling behaviour, between intermediate and full scale, has been put forward. The full scale tests have been done with Promethee Laboratory, new and innovative testing facility which allows to take into account the interactions during a fire between the tested element and the surrounding cold building. The tested element is as a result in a real mechanical and thermal stress state. This approach is based on a substructuring system. The hydraulic jacks forces will be time dependent and calculated taking into account both the deflected shape and the stiffness matrix of the cold surrounding building
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Gaweska, Izabela. "Comportement à haute température des bétons à haute performance évolution des principales propriétés mécaniques." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001147.
Abstract:
Le travail présenté vise une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu lors de l'exposition à haute température des bétons à haute performance. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés au comportement mécanique. La première partie de ce document présente une synthèse des travaux réalisés sur l'évolution des propriétés physiques et mécaniques des bétons soumis à haute température. Les résultats présents dans la littérature sont variés, parfois contradictoires et confus notamment ceux concernant l'évolution des propriétés mécaniques au cours de l'échauffement. Les évolutions de la résistance en compression, résistance en traction et module d'élasticité sont présentés en fonction des différents paramètres influençant ces comportements. L'influence des conditions de réalisation des essais est notamment discutée. En outre, le comportement au feu est abordé sous l'angle du phénomène de l'écaillage. Nous présentons ainsi le rôle des fibres polypropylène, un moyen efficace de réduire les risques d'apparition du comportement explosif. La deuxième partie, consacrée à l'étude expérimentale. Dans cette partie nous exposons les matériaux testés, leurs compositions et les constituants utilisés, ainsi que la fabrication de ces matériaux et leur conservation. Ensuite nous présentons le banc d'essais développé, permettant de tester le comportement mécanique à chaud des bétons. Ce nouveau dispositif expérimental spécifique et relativement complexe, a été spécialement mis au point afin de réaliser l'étude de la déformation thermique libre, de la déformation thermique sous charge mécanique, et du comportement en compression et en traction à chaud. Les résultats expérimentaux obtenus, sont ensuite présentés et discutés. La majeure partie de cette étude a été consacrée à l'établissement des relations entre le comportement mécanique et la température des différents types de béton. La résistance en compression et le module d'élasticité varient non seulement avec la température d'exposition du matériau, mais aussi avec le scénario d'échauffement (vitesse de montée en température, essais à chaud/après refroidissement, etc.). Dans les observations que nous avons réalisé, l'influence du rapport E/C des bétons testés a été étudiée ainsi que l'influence de l'ajout des fibres polypropylène sur les propriétés mécanique des BHP testés à chaud. Les observations de l'évolution des propriétés mécaniques réalisées nous ont permis de constater que les résultats du comportement à haute température sont fortement influencés par la présence de l'eau dans le matériau, surtout dans la gamme de températures jusqu'à 300°C. En complément de l'étude du comportement en compression, nous avons étudié la possibilité de réalisation des essais de traction directe sur le matériau béton "à chaud". Diverses solutions ont été envisagées et testées, afin de retenir la technique plus adaptée à nos besoins. Les premiers résultats sont très prometteurs. Il faut souligner que le nombre d'études expérimentales du comportement en traction directe "à chaud" est extrêmement faible. Une grande partie de la recherche a été consacrée à l'étude de la déformation thermique transitoire (DTT). Ce comportement, encore mal connu et souvent controversé, appelé "fluage thermique transitoire" a été étudié sur trois bétons à haute performance (BHP) et un béton ordinaire (BO). Parmi les paramètres influençant la DTT nous pouvons citer: le taux de chargement, l'histoire du chargement thermo mécanique, la vitesse de montée an température ou la teneur en eau du béton. De plus, nous avons étudié de l'existence du phénomène de la DTT sous charge mécanique en traction.
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Testu, Sébastien. "Déformation à haute température d'un nitrure de silicium à haute performance : relaxation, fluage et essais à vitesse de déformation imposée." Limoges, 1999. http://www.theses.fr/1999LIMO0018.
Abstract:
Le comportement mecanique a haute temperature des nitrures de silicium depend de la nature de la phase secondaire, generalement localisee aux nuds multiples et aux joints de grains, dont le ramollissement en temperature altere la resistance au fluage. Le materiau dense etudie dans cette these est un nitrure de silicium commercial elabore selon un procede recent : le frittage sous pression gazeuse. Sa microstructure heterogene, essentiellement constituee de grains -sialon allonges, et denuee de phase vitreuse, lui confere une excellente resistance a la deformation a haute temperature jusque 1400\c. Des essais mecaniques de relaxation des contraintes et de fluage en compression ont ete realises sous atmosphere controlee, dans une gamme de temperature comprise entre 1400 et 1650\c. La modelisation des courbes de relaxation, a l'aide de la relation semi-empirique de kohlraush, williams et watt, montre l'existence d'une transition de comportement, due a la formation d'une phase liquide a partir de 1450\c. Cette phase, creee par dissolution progressive des phases ysialon cristallisees, accelere les processus de diffusion accommodant le glissement aux joints de grains responsable de la deformation a haute temperature. En tenant compte de cette modification de la microstructure du materiau a haute temperature, une interpretation de l'evolution des parametres de la modelisation des deformations differee et viscoplastique du fluage a pu etre donnee. Les essais de traction realises sous vitesse de deformation imposee, entre 1600 et 1680\c, ont revele l'existence d'un pic de contrainte dont les caracteristiques evoluent avec la temperature et la vitesse de sollicitation. Conjointement a ce comportement mecanique particulier, le materiau deforme en traction presente un endommagement important tenu pour responsable de l'essentiel de la deformation mesuree. Grace a de nombreuses observations en microscopie electronique, la formation du pic de contrainte a pu trouver une origine basee sur les mecanismes de cavitation.
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Ziani, Abdelouahab. "Caractérisation d'alliages légers Al-Cr-Fe pour applications à haute température élaborés par solidification rapide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL035N.
Abstract:
La dégradation des propriétés mécaniques à haute température est reliée principalement à la recristallisation et à la coalescence des précipités. La solution proposée pour éviter, ou limiter, ces phénomènes est de bloquer les joints de grains par des dispersoïdes et de durcir la matrice par de petits précipités stables thermiquement, dont les éléments sont peu solubles et diffusent lentement dans la matrice. Les métaux de transition et les terres rares vérifient ces conditions. L'amélioration des propriétés mécaniques passe par l'augmentation de fraction volumique des précipités, donc par une augmentation de la teneur en éléments d'addition. Compte tenu de leur faible solubilité dans la matrice il est nécessaire de recourir aux techniques de solidification rapide, en l'occurrence la pulvérisation centrifuge. L'alliage fondu est coulé sur une coupelle en rotation (30000 trs par minute), le film liquide se subdivise en fines gouttelettes (50-100 m de diamètre) qui se solidifient avant d'atteindre les parois de l'enceinte. La poudre obtenue est tamisée, dégazée, placée en conteneur et extrudée à chaud. Les propriétés mécaniques des produits obtenus sont mesurées dans l'état brut ou après des maintiens à différentes températures. Cette étude présente les résultats obtenus sur des alliages al-cr-xfe (%at) ou x vaut 0, 1 et 3. Les résultats obtenus seront discutés sur la base de l'évolution des microstructures avec les temps et températures de maintien
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Mey, Sébastien. "Absorbeur solaire volumique haute température à propriétés optiques contrôlées." Thesis, Perpignan, 2016. http://www.theses.fr/2016PERP0014/document.
Abstract:
La production d’électricité par voie solaire apparait comme la solution la plus prometteuse pour l’avenir, tant en termes de coûts que de pollution. Cependant, afin d’atteindre le niveau de technologie requis pour envisager l’implémentation de telles centrales à grande échelle, plusieurs verrous technologiques et scientifiques sont encore à lever.Dans cette optique, les récepteurs/absorbeurs volumiques pourraient permettre d’atteindre de plus hautes températures que les récepteurs surfaciques (technologie actuellement utilisée dans les tours solaires à concentration), permettant l’usage de cycles thermodynamiques à haute rendement, tels que les cycles Brayton. Via le projet ANR-OPTISOL, la thèse présentée ici veut répondre en partie à ces problématiques par l’étude des absorbeurs solaires volumiques :- Une étude expérimentale des mousses céramiques utilisées comme absorbeur solaire volumique haute température a été menée au laboratoire CNRS-PROMES (UPR 8521). Une expérience a été conçue afin de tester des échantillons de 5cm de diamètre soumis au flux solaire concentré en conditions quasi-1D au foyer d’un four solaire à axe vertical ;- Un code de calcul des transferts thermiques couplés en milieu poreux a été développé utilisant l’hypothèse de « milieu homogène équivalent », puis validé sur les campagnes expérimentales ;- Finalement, un algorithme d’optimisation par essaim de particules a été utilisé afin de déterminer les propriétés géométriques optimales de mousses céramiques maximisant l’efficacité de conversion thermosolaireSolar-to-electricity power plants appear to be the most promises way for large electricity production in the future, in terms of costs as well as environmental impacts. Thus, reaching the required technology level still requires research and innovations in order to implement such power plants at large scale.In this context, volumetric solar receivers/absorbers could allow us to reach higher temperatures in comparison to surface receivers (actual concentrating solar power technology used in solar towers), leading to high efficiency thermodynamical cycles such as Brayton cycles. With the ANR-OPTISOL project, this thesis tends to give new answers on volumetric solar absorbers using ceramic foams:- Experimental studies of open pores ceramic foams used as high temperature volumetric solar absorber have been conducted at CNRS-PROMES laboratory (UPR 8521), with designed of a dedicated experiment for 5cm diameter samples operating under quasi-1D conditions submitted to concentrated solar power at the focal point of a vertical axis solar furnace;- A numerical code has been developed in order to solve coupled heat transfers in porous medium using the “equivalent homogeneous medium” hypothesis, then validated on the experimental campaigns;- Finally, an optimization algorithm has been used (“particle swarm optimization”) aiming the identification of the optimal geometrical characteristics maximizing the solar-to-thermal efficiency of ceramic foams
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Colin, Christian. "Etude du fluage du dioxyde d'uranium : caractérisation par essais de fluxion et modélisation mécanique." Paris, ENMP, 2003. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00005741.
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Quémard, Ludovic. "Corrosion à haute température et à haute pression de composites thermostructuraux à matrice séquencée SiCf/[Si, C, B]m et Cf/[Si, C, B]m pour applications aéronautiques." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13019.
Abstract:
Les composites thermostructuraux à matrice séquencée SiCf/[Si, C, B]m et Cf/[Si, C, B]m sont destinés à remplacer les super-alliages dans l'architecture des parties chaudes des moteurs aéronautiques. Leur résistance à l'oxydation/corrosion a été étudiée à partir (i) de vieillissements dans des environnements à haute température et à haute pression, (ii) d'essais mécaniques post-vieillissement à température ambiante, (iii) d'analyses morphologiques post-mortem par le biais de Microscopies Optique et Electronique à Balayage et (iv) de caractérisations physico-chimiques en Diffraction des Rayons X, Microspectrométrie Raman, Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier, Spectroscopie de Photons X, Spectroscopie d'Electrons Auger et Microanalyse par Spectrométrie de Rayons X. Les essais de corrosion sont menés à 600 et à 1200°C, pendant des durées pouvant atteindre un millier d'heures dans des mélanges Air/H2O(g) (90/10, 80/20 et 50/50) s'écoulant entre 5 et 10 cm. S-1, de la pression atmosphérique jusqu'à 1 MPa. Les influences des différentes conditions expérimentales et des paramètres propres aux matériaux sont mises en évidence et discutées. En outre, des modes d'initiation et de propagation de la corrosion sont proposés pour chacun des deux matériaux et pour chacune des deux températures étudiées. Enfin, une approche théorique, basée sur les équations de diffusion de Stephan-Maxwell et des calculs thermodynamiques, est développée et permet de prévoir l'ordre de grandeur des vitesses de dégradation du SiC et du B4C dans des environnements à haute température et à haute pression. Le modèle analytique prend en compte les phénomènes d'inter-diffusion des espèces gazeuses dans la couche limite située à la surface du carbone oxydé et a été validé à partir de données expérimentales extraites de cette étude et de la littérature.
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Masri, Moustafa. "Étude expérimentale et modélisation numérique du comportement thermomécanique à haute température de l’argilite de Tournemire." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10079/document.
Abstract:
Dans ce travail de recherche, on aborde une étude expérimentale et numérique du comportement mécanique des roches argileuses soumis à des chargements mécaniques et à des sollicitations thermiques. L’esprit de cette étude provient de la pratique de l’exploitation des huiles lourdes avec la technique d’injection de vapeur à haute température où les roches de réservoir sont soumises à des sollicitations thermiques et hydromécaniques couplées. L’enjeu est d’étudier le comportement hydromécanique de ces matériaux soumis à des variations importantes de température afin d’évaluer la stabilité mécanique des réservoirs. L’étude expérimentale contient des modifications d'une cellule triaxiale autonome et auto compensé à haute température (250 C°) ainsi que le système de pilotage, le système de mesure et d’étalonnage de déformations. Ces modifications sont importantes pour effectuer des tests hydrostatiques, uniaxiaux et triaxiaux servaient à obtenir une base des données expérimentales, cette base caractérise l’effet thermique sur le comportement mécanique des roches argileuse.Le cadre général de la modélisation est d’abord proposé pour décrire le comportement mécanique d’argilite dans le cas isotrope. Après une analyse détaillée des données expérimentales, un modèle spécifique élastoplastique couplé à l’endommagement est élaboré pour décrire le comportement mécanique. Ensuite l’effet de la température est pris en compte. Les comparaisons entre les simulations numériques et les données expérimentales ont montré la capacité du modèle proposé pour la description du couplage hydromécanique et thermique. Afin de décrire le comportement des roches anisotrope, nous avons proposé une extension du modèle en y introduisant une formulation de tenseur de fabrique Cette formulation est exprimée en termes d'invariants couplé aux tenseurs de contraintes et d’orientation de chargement. Des essais en laboratoire sous différents chemins de sollicitations ont été modélisés, le modèle proposé semble décrire correctement les principales réponses mécaniques des matériauxWe proposed, in this work, an experimental and numerical study of mechanical behavior of shale rocks subjected to mechanical and thermal loads.In the petroleum industry, during the production of heavy oil with the technique of steam water injection at high temperature, the cap rocks are subjected to coupled thermal and hydro-mechanical solicitations. The challenge is to study the hydro-mechanical behavior of these materials subject to large variations in temperature in order to assess the mechanical stability of the reservoir. The experimental study includes the modifications in a triaxial cell in ordre to support a high temperature (250° C). These modifications are very important for hydrostatic, uniaxial and triaxial tests, all these tests are used to obtain an experimental data base characterizing the thermal effect on the mechanical behavior of shale rocks.The modeling framework is proposed at first to describe the mechanical behavior of shale rock in isotropic case. After a detailed analysis of experimental data obtained in the experimental section, a specific coupled elastoplastic-damage model has been developed to describe the mechanical behavior of these shale materials. The effect of temperature is taken into account and a comparison between numerical simulations and experimental data have shown the ability of the proposed model for the description of thermo mechanical coupling. To describe the behavior of anisotropic rocks, we have proposed an extension of the fabric tensor model to present the initial anisotropy of shale rock. This formulation is expressed in terms of invariant stress tensor coupled with loading orientation. Laboratory tests under different stress paths were modeled, the proposed model seems able to describe correctly the main mechanical responses of shale materials
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Bouchard, Sébastien. "Étude de l'effet du courant et de la température sur la dégradation des diodes électroluminescentes blanches à haute intensité." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27759/27759.pdf.
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Parrens, Coralie. "Cyclage thermomécanique d'un acier inoxydable austénitique à haute température : influence sur le vieillissement et le comportement mécanique. Caractérisations expérimentales et modélisations." Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0015/document.
Abstract:
Les aciers inoxydables austénitiques sont utilisés dans de nombreuses applications. L'alliage 310S possède des teneurs en chrome et en nickel particulièrement élevées qui lui confèrent une excellente résistance pour les utilisations à hautes températures. Néanmoins, pour des applications combinant cyclage thermique et chargement mécanique, la prédiction de la durée de vie des pièces est délicate. En effet, si de nombreuses données sont disponibles dans la littérature concernant le vieillissement et le fluage isotherme des aciers austénitiques, celles dédiées aux sollicitations couplées sont très rares et s’avèrent insuffisantes pour rendre compte des phénomènes macroscopiques observés industriellement. Une étude a donc été menée pour comprendre les mécanismes mis en jeu. Le vieillissement d’un acier 310S a été exploré pour plusieurs cycles thermiques à 870°C. Les microstructures obtenues ont été caractérisées par différents moyens expérimentaux. L’effet critique du cyclage thermique sur la germination et la croissance des précipités a été quantifié mettant en évidence une accélération de la germination de la phase sigma. D’autre part, des essais mécaniques à 20, 650, 780 et 870°C ont été réalisés sur une large plage de contraintes. Les résultats confirment la forte influence de la modification de la microstructure sur les propriétés élastiques et sur celles en fluage. L’augmentation conjointe du module d’Young, de la limite à rupture et des vitesses de fluage a été observée. La prédiction de la durée de vie de composants subissant des cyclages thermomécaniques doit donc tenir compte de l’évolution de la microstructure. Ces travaux aboutissent donc à une double modélisation qui permet, d’une part, de décrire la cinétique de transformation de phase et, d’autre part, de prédire les vitesses de fluage de l’acier 310S, en isotherme comme en cyclage thermomécanique, dans des conditions représentatives des conditions de service des pièces industriellesAustenitic stainless steels are widely used in industrial applications. 310S stainless steel has high chromium and nickel contents, providing a competitive mechanical behavior for high temperature utilizations. Nevertheless, lifetime prediction is difficult to assess under coupled mechanical and thermal solicitations. Many data are available on aging and isothermal creep of austenitic stainless steels, but few consider the coupled effect of multiple solicitations. These data are insufficient to explain industrial macroscopic observations. The aim of this study was thus to explore the involved mechanisms in such a case. 310S stainless steel aging was investigated under various thermal cycling solicitations at 870°C. The obtained microstructures were characterized by numerous experimental means. The effect of thermal cycling on nucleation and growth of sigma phase precipitates was quantified. The results of the present work revealed enhanced sigma phase nucleation in these non-isothermal conditions. In addition, mechanical tests were carried out at 20, 650, 780 and 870°C under a large range of stresses. The results highlight a noticeable influence of microstructural evolution on elastic and creep properties of this alloy. Simultaneous increases of Young modulus, rupture stress and creep rates were evidenced. It was thus evidenced that lifetime prediction of components under thermomechanical cycling must take into account the microstructure change during lifetime. Finally, two models were proposed in order to assess microstructural changes and creep behavior that apply to isothermal and thermomechanical cycling conditions mimicking in service conditions of industrial components
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Croizet, Didier. "Etude experimentale et numérique du comportement à haute température d'un nitrure de silicium." Paris, ENMP, 1992. http://www.theses.fr/1992ENMP0516.
Abstract:
Le matériau céramique que nous avons étudié est un nitrure de silicium obtenu par frittage naturel. Ce matériau biphase est constitué d'une phase principale correspondant à une solution solide de type Sialon et d'une phase secondaire cristallisée en grenat d'yttrium et d'aluminium après traitement thermique post-frittage. Le premier point de cette étude concerne la caractérisation mécanique du matériau à haute température avec une attention toute particulière à 1250 C. A cet effet, des essais de flexion 4 points, de traction et de compression ont été réalisés en utilisant la technique du dip-test. Ceux-ci ont mis en évidence un comportement viscoplastique, asymétrique en traction-compression avec apparition d'une contrainte interne lors du processus de déformation. Sur cette base expérimentale, une loi de comportement tridimentionnelle, viscoplastique, non associée, caractérisée par un critère d'écoulement de Drucker-Prager et une règle d'écrouissage cinématique, a été proposée. Le deuxième point concerne l'implantation de lois de comportement viscoplastique dans le code d'éléments finis Zébulon. Une formulation générale de ces lois a été définie dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. La plasticité y est traitée comme un cas particulier de la viscoplasticité. Cette formulation permet d'écrire un programme standard prenant en compte le comportement non linéaire d'une grande variété de matériaux tels que les métaux, les alliages, les roches, les sols ou les céramiques. L'utilisation d'une méthode d'intégration implicite, appelée thêta-Newton, permet l'évaluation d'une matrice tangente viscoplastique
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Bernadet, Lucile. "Étude de l'effet de la pression sur l'électrolyse de H2O et la co-électrolyse de H2O et CO2 à haute température." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0312/document.
Abstract:
Ces travaux de thèse portent sur l’étude du comportement sous pression d’une cellule à oxydes solides fonctionnant à haute température en mode électrolyse de H2O et en mode co-électrolyse de H2O et CO2. Une étude expérimentale sur mono-cellule associée au développement de modèles multi-physiques a été mise en place. Les essais, réalisés à partir d’une installation unique présente au CEA-Grenoble, sur deux types de cellules entre 1 et 10 bar et de 700 à 800 °C, ont permis d’identifier dans les deux modes de fonctionnement, que la pression a un effet positif ou négatif sur les performances selon le point de fonctionnement (courant, tension) de la cellule. De plus, des analyses de gaz conduites en mode co-électrolyse ont permis de détecter une production de CH4 in-situ sous pression. Ces effets de la pression ont été correctement simulés par les modèles calibrés à pression atmosphérique. L’analyse des simulations a ensuite permis l’identification des mécanismes impactés par la pression et la proposition de conditions opératoires de fonctionnement grâce à l’établissement de cartographies de fonctionnementThis thesis work investigates the behavior of a solid oxide cell operating under pressure in high temperature steam electrolysis and co-electrolysis mode (H2O and CO2). The experimental study of single cell associated with the development of multi-physical models have been set up. The experiments, carried out using an original test bench developed by the CEA-Grenoble on two types of cells between 1 and 10 bar and 700 to 800 °C, allowed to identify in both operating modes that the pressure has a positive or negative effect on performance depending on the cell operating point (current, voltage). In addition, gas analyzes performed in co-electrolysis led to detect in situ CH4 production under pressure. These pressure effects were simulated by models calibrated at atmospheric pressure. Simulations analysis helped identify the pressure dependent mechanisms and propose operating conditions thanks to the establishment of operating maps
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Menigault, Jean. "Influence de la vitesse de déformation sur le comportement cyclique à haute température d'un superalliage à base de nickel." Compiègne, 1988. http://www.theses.fr/1988COMPD122.
Abstract:
Les propriétés mécaniques en fatigue oligocyclique et en traction monotone de l'alliage à base de nickel Udimet 500 ont été étudiées à 700°C pour diverses vitesses de déformation. Les observations microstructurales montrent que les sous-structures de dislocations évoluent très nettement en fonction de la vitesse : globalement, on observe une dissociation des dislocations au fur et à mesure de la diminution de la vitesse de déformation. Cette dissociation des dislocations parfaites en partielles de Shockley conduit à la formation de défauts d'empilement étendus en fatigue et à l'apparition du maclage en traction. Des essais de relaxation ont été conduits après chargement monotone ou cyclique ; dans tous les cas, les volumes d'activation sont petits et ne peuvent être associés qu'à des obstacles très rapprochés ou bien à de la friction de réseau dans la phase (1). Nous proposons une modélisation du comportement cyclique en termes de densités de dislocations (parfaites et/ou partielles), qui montre la possibilité d'existence d'un domaine de sensibilité négative de la contrainte à la vitesse de déformation. Cette modélisation est en accord avec les résultats expérimentaux.
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Colin, Christian. "Etude du fluage du dioxyde d'uranium : caractérisation par essais de flexion et modélisation mécanique." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005741.
Abstract:
Ces travaux de thèse sinscrivent dans le cadre des études sur les interactions pastille-gaine dans les assemblages combustibles utilisés dans les centrales nucléaires. En effet, lexploitant (EDF)doit assurer et démontrer lintégrité de lensemble des crayons composant l'assemblage. Pour cela, on doit notamment connaître (et si possible maîtriser) les propriétés viscoplastiques du combustible. Le but de cette thèse a été de caractériser le fluage du dioxyde duranium dans des conditions detransitoires de puissance de centrale nucléaire. Nous nous sommes intéressés aux résultats disponibles dans la littérature sur le comportement mécanique du dioxyde d'uranium UO2. Ce sont essentiellement des essais de compression qui ont permis de caractériser le fluage de la céramique nucléaire, et qui ont prouvé que le fluage du dioxyde d'uranium est caractérisé par deux types comportement, en fonction du niveau de contraintes appliqué.
Pour évaluer les sollicitations dans la pastille combustible, EDF ou CEA ont développé des codes de calcul spécifiques, dit globaux. Partant dun de ces calculs lors des transitoires de puissance, nous avons dégagé les ordres de grandeur des sollicitations vues par le combustible (température, gradients thermiques, déformations, vitesses de déformations,). Le calcul des contraintes lors de
transitoires de puissance nécessite lidentification de lois de comportement capables de décrire le comportement de la céramique pour de faibles taux de déformation e,t notamment, sous des contraintes de traction. Partant de ce constat nous avons choisi de caractériser le comportement du
dioxyde duranium en flexion. Le cahier des charges de cette étude imposant de prélever les échantillons directement dans les pastilles, ceci dans un souci de représentativité, lentraxe de sollicitation a été fixé à 10 mm. Pour cette étude nous avons donc développé un dispositif spécifique de flexion trois points pouvant atteindre 2000°C sous atmosphère contrôlée (Ar + 5%H2). Une attention particulière a été portée sur la mesure de la flèche ; elle est assurée par un extensomètre à ombrage laser dédié, d'une résolution de ± 2 µm à haute température.
En utilisant ce dispositif, nous avons testé en fluage des éprouvettes dépaisseur 0,5 à 1 mm. Dans nos conditions d'essai, le fluage stationnaire a pu être décrit à laide d'une loi de Norton avec un exposant de contrainte de 1,73 et une énergie d'activation de 540 kJ.mole-1. Nous avons ensuite modélisé le comportement mécanique du combustible : lintroduction de variables internes dans une loi à écrouissage cinématique a permis de représenter l'ensemble des courbes de fluage et les phénomènes de recouvrance de la déformation présentés lors de déchargements partiels. Lidentification a été réalisée par méthode inverse, couplant optimisation des paramètres et calcul par éléments finis des déformations de l'éprouvette de flexion. L'application de cette loi dans un calcul de transitoire de
puissance démontre que les capacités de relaxation du matériau ne permettent pas de prévenir une rupture radiale du combustible en fin de montée de puissance. Lors du maintien à puissance élevée, la température élevée à coeur autorise une diminution des contraintes, notamment près des évidements. Il en résulte un écoulement de matière principalement axial, clairement confirmé par l'observation de pastilles usagées. L'application finale de notre dispositif expérimental a été de tester des éprouvettes implantées aux ions, sur une profondeur de 50µm. La faible épaisseur de nos échantillons a permis de mettre en
évidence leffet de lirradiation sur le fluage de UO2.
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Tran, Nhu Cuong. "Développement d'un modèle d'interface acier-béton à haute température : modélisation des structures en béton exposées au feu." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00657207.
Abstract:
Le comportement des structures en béton armé (BA) et en béton précontraint (BP) exposées au feu est une thématique de recherche importante en génie civil. Actuellement, le comportement de l'interface béton-acier à haute température et la simulation thermomécanique non linéaire des structures en béton sont des verrous à lever. Ces deux questions font l'objet de cette thèse. Après avoir fait un état de l'art sur le comportement à froid de l'interface béton-acier, un modèle à haute température est proposé ainsi que son intégration numérique dans le code de calcul ANSYS. Puis, les performances de plusieurs modèles non linéaires du béton ont été analysées. Finalement, des méthodologies de modélisation du transfert thermique et du comportement mécanique des structures exposées au feu ont été proposées et validées à travers des simulations d'essais
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El, sabbagh Alexandre. "Caractérisation du mécanisme de glissement aux joints de grains dans l’aluminium à haute température par mesures de champs in situ MEB." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX098/document.
Abstract:
Dans de nombreuses applications industrielles les matériaux polycristallins sont soumis à de hautes températures, auxquelles le mécanisme de glissement aux joints de grains (GBS pour grain boundary sliding) tient un rôle essentiel. Il est fortement couplé à la plasticité intra cristalline, cependant peu de modèles tiennent compte de ce couplage. Le GBS est encore un mécanisme mal compris pour lequel nous manquons de quantifications expérimentales. Nous avons développé à cette fin un dispositif pour réaliser des expériences de compression in-situ dans un microscope électronique à balayage, équipé d’une mesure de température sans contact. Les essais ont été menés sur un aluminium à gros grains contenant 0.1% de manganèse entre 25°C et 400°C, à faible vitesse de déformation. Les champs cinématiques mesurés par corrélation d’images numérique ont permis d’analyser la mise en place des mécanismes de plasticité durant la déformation et leur évolution en fonction de la température. Nous avons mis en évidence un fort couplage entre les mécanismes plastiques intragranulaires et le GBS. A mesure que la température augmente nous avons constaté une forte évolution de la plasticité. La déformation se localise de plus en plus aux joints de grains, tandis que la plasticité dans les grains se complexifie impliquant de plus en plus de systèmes de glissement. Une méthode de corrélation d’images a été utilisée pour mesurer les discontinuités du champ cinématique aux joints de grains et quantifier la contribution du GBS à la déformation globale à 200°C. Celui-ci s’active dès le début et tout au long de la déformation. Nous avons constaté que malgré une taille de grains importante la contribution du GBS n’est pas négligeable, elle est plus importante en début de déformation puis semble atteindre un palier. Une approche locale a été développée pour quantifier l’amplitude locale du GBS. Cela a permis d’étudier et de discuter l’influence sur celui-ci de paramètres comme l’angle de désoriention du joint, un coefficient caractérisant le transfert du glissement intragranulaire à travers le joint, et l’orientation du joint par rapport à la direction de chargement. Ce dernier paramètre semble le plus influent, mais il ne suffit pas pour caractériser l’amplitude du glissement. Il apparaît que les propriétés locales de la microstructure influencent fortement celui-ci et ne peuvent être négligésIn many industrial applications, polycrystalline materials are subjected to high temperatures at which grain boundary sliding (GBS) plays an essential part. It is however strongly coupled with intracrystalline plasticity, but very few models account for this coupling. GBS is not well understood and poorly quantified experimentally. To do so we have developed a set-up to perform in-situ compression experiments inside a scanning electron microscope, with a contactless temperature measurement. The tests have been done with large grained aluminium samples (0.1 % wt Mn) at several temperatures between 25°C and 400°C and a low strain rate. The kinematic fields measured by digital image correlation (DIC) have allowed the analysis of the start and development of plasticity mechanisms during deformation and their evolution with temperature. We have shown a strong coupling between intragranular plasticity and GBS. At higher temperature, the deformation is more concentrated at the grain boundaries while intragranular slip gets more complex, involving more glide systems. A DIC method has been used to measure the discontinuities at the grain boundaries and thus quantify the part of GBS with respect to the total plastic deformation at 200°C. Despite a large grain size, GBS contributes significantly to the deformation. GBS appears from the start of the deformation process, then reaches a limit. A local approach has been developed to quantify the local amplitude of GBS. This has allowed to weigh the influence of some geometrical parameters, such as grain misorientation, a coefficient which measures the transfer of intragranular sliding across the grain boundary and the orientation of the grain boundary with respect to the direction of solicitation. This last parameter seems to be the most relevant, but does not suffice to characterize the amplitude of the slip. The local properties of the microstructure cannot be neglected
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Sasaki, Layla. "Influence du vieillissement sur la résistance à la fissuration par fatigue à haute température d'alliages de titane pour mâts-réacteurs." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2018. http://www.theses.fr/2018ESMA0006/document.
Abstract:
La conception de moteurs aéronautiques plus performants soumet les alliages de titane constitutifs des mâts-réacteurs à des contraintes thermiques et mécaniques plus sévères. Ces matériaux doivent d’une part être qualifiés en termes de tolérance aux dommages. D’autre part, l’exposition prolongée de ces alliages de titane à des températures élevées en service pose la question de leur vieillissement métallurgique. Le dimensionnement et la maintenance de telles aérostructures doit ainsi prendre en compte l’ensemble de ces deux problématiques cruciales.Dans ces travaux, le comportement cyclique ainsi que la résistance à la fissuration par fatigue d’alliages de titane de différentes nuances (TA6V, Ti 6242 et Ti 17) et de différentes microstructures, ont été étudiés en fonction du degré de vieillissement. L’effet du vieillissement se traduit essentiellement par une augmentation des vitesses de propagation à forte valeur du facteur d’intensité de contrainte, à température ambiante. Dans un second temps, une démarche de caractérisation poussée de ce phénomène mettant en œuvre des sollicitations variées, à différentes échelles et associées à des analyses fractographiques a été appliquée. Ceci a permis de proposer un scénario d’endommagement avant et après vieillissement pour l’alliage le plus affecté par l’exposition en température, le Ti 17. Ce scénario montre après vieillissement l’apparition d’un mode d’endommagement « statique » en lien avec un processus de rupture puis décohésion intralamellaire, sans modification notable du comportement cyclique. Enfin, une approche d’équivalence temps-température est proposée pour décrire la cinétique de dégradation des propriétés mécaniques consécutive au vieillissementThe conception of more efficient aircraft engines induces increased stress and temperature levels on the titanium alloys constitutive of the engine pylon. On the one hand, these materials have to be qualified in terms of damage tolerance. On the other hand, the long term high temperature exposure of these titanium alloys gives also rise to the question of thermal aging and metallurgical stability. Hence, the dimensioning as well as the maintenance of such aerostructures need to be considered in the light of both these critical issues.In the present work, the cyclic behavior as well as the fatigue crack resistance of different titanium alloys (TA6V, Ti 6242 et Ti 17), with various microstructures were studied after different aging conditions. Aging induces mainly an increase in crack growth rates at high values of the stress intensity factor, at room temperature. Subsequently, a thorough characterization procedure of this phenomenon was undertaken,including various types of loadings, at different scales and associated with fractographic analyses. The results allowed to suggest a damage scenario before and after aging, in the case of the alloy most affected by aging: theTi 17 alloy. This scenario shows the occurrence of a « static » mode of failure, which is linked to a damage process associated with intralamellar fracture and decohesion, without noticeable changes in the cyclic behavior. Finally, a time-temperature equivalency approach was developed to describe the kinetics of degradation of the mechanical properties induced by aging
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Monfared, Mohammad. "Couplages température-endommagement-perméabilité dans les sols et les roches argileux." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00657206.
Abstract:
Le stockage des déchets radioactifs dans les formations géologiques profondes peu perméables comme les argilites et les argiles plastiques est envisagée comme une solution possible et fait l'objet de nombreuses études depuis une trentaine d'années. Dans le cadre du projet européen TIMODAZ, l'accent a été mis sur l'étude des effets d'une augmentation de la température engendrée par les déchets exothermiques sur la zone endommagée autour d'une galerie souterraine de stockage. Dans le cadre de ce projet, une étude expérimentale sur le comportement thermique de l'argile de Boom et de l'argile à Opaline a été réalisée. Afin de surmonter les difficultés reliées à l'étude expérimentale des matériaux peu perméables en laboratoire, une nouvelle cellule triaxiale à court chemin de drainage a été mise en œuvre. Les essais ainsi qu'une modélisation numérique montrent que la re-saturation des échantillons désaturés par le processus d'excavation, transport, stockage et préparation peut être réalisée beaucoup plus rapidement par ce dispositif. Les essais de chargement mécanique et thermique en condition drainée (c'est-à-dire avec une surpression interstitielle engendrée négligeable) peuvent être réalisés également dans cette cellule avec des vitesses de chargement plus élevée comparée aux cellules triaxiales classiques. La possibilité de réactivation d'une bande de cisaillement par pressurisation thermique du fluide interstitiel dans un échantillon de l'argile de Boom est mise en évidence. On observe qu'un plan de rupture préexistant dans l'échantillon agit comme un plan de faiblesse pouvant être réactivé de façon préférentielle au moment de la rupture. La résistance au cisaillement obtenue sur le plan de rupture est inférieure à celle de matériau intact pour l'argile de Boom. Le comportement thermique de l'argile à Opaline a été étudié à partir d'essais de chauffage en condition drainée et non drainée sur des échantillons saturés. L'essai de chauffage drainé montre un comportement thermo-elasto-plastique avec limite expansion/contraction à 65°C. Ce comportement est similaire au comportement des argiles faiblement surconsolidées. L'analyse des résultats de l'essai de chauffage non drainé met en évidence que l'eau interstitielle dans l'argile à Opaline a un coefficient de dilation thermique plus important comparé à celui de l'eau libre. Dans la gamme de températures étudiées (25°C-80°C), les mesures de perméabilité sur les échantillons endommagés par un chargement déviatorique ne montrent aucun effet de l'endommagement sur la perméabilité, ce qui prouve la bonne capacité de scellement de l'argile de Boom et l'argile à Opaline saturées
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Battegay, Gilles. "Étude comparative de la déformation plastique à haute température d'olivines monocristallines à divers cations : essai de détermination du volume d'activation." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112192.
Abstract:
Expériences de déformation d'olivines sous cation à des températures comprises entre 0,5 et 0,9t fusion. Activation des mêmes systèmes de glissement, obtention de lois similaires de comportement en fluage et contrôle par met de la ressemblance des microstructures de dislocation. Ces olivines cristallisent dans le même système avec des tailles de mailles différentes. Le volume des tétraèdres restant inchangé, on considère que pour passer d'une olivine à une autre il faut appliquer une pression factive sur les mailles.
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Ouaida, Rémy. "Vieillissement et mécanismes de dégradation sur des composants de puissance en carbure de silicium (SIC) pour des applications haute température." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10228/document.
Abstract:
Dans les années 2000, les composants de puissance en carbure de silicium (SiC) font leur apparition sur le marché industriel offrant d'excellentes performances. Elles se traduisent par de meilleurs rendements et des fréquences de découpage plus élevées, entrainant une réduction significative du volume et de la masse des convertisseurs de puissance. Le SiC présente de plus un potentiel important de fonctionnement en haute température (>200°C) et permet donc d'envisager de placer l'électronique dans des environnements très contraints jusqu'alors inaccessibles. Pourtant les parts de marche du SiC restent limitées dans l'industrie vis à vis du manque de retour d'expérience concernant la fiabilité de ces technologies relativement nouvelles. Cette question reste aujourd'hui sans réponse et c'est avec cet objectif qu'a été menée cette étude axée sur le vieillissement et l'analyse des mécanismes de dégradation sur des composants de puissance SiC pour des applications haute température. Les tests de vieillissement ont été réalisés sur des transistors MOSFET SiC car ces composants attirent les industriels grâce à leur simplicité de commande et leur sécurité "normalement bloqué" (Normally-OFF). Néanmoins, la fiabilité de l'oxyde de grille est le paramètre limitant de cette structure. C'est pourquoi l'étude de la dérive de la tension de seuil a été mesurée avec une explication du phénomène d'instabilité du VTH. Les résultats ont montré qu'avec l'amélioration des procédés de fabrication, l'oxyde du MOSFET est robuste même pour des températures élevées (jusqu'à 300°C) atteintes grâce à un packaging approprié. Les durées de vie moyennes ont été extraites grâce à un banc de vieillissement accéléré développé pour cette étude. Des analyses macroscopiques ont été réalisées afin d'observer l'évolution des paramètres électriques en fonction du temps. Des études microscopiques sont conduites dans l'objectif d'associer l'évolution des caractéristiques électriques par rapport aux dégradations physiques internes à la puce. Pour notre véhicule de test, la défaillance se traduit par un emballement du courant de grille en régime statique et par l'apparition de fissures dans le poly-Silicium de la grille. Pour finir, une étude de comparaison avec des nouveaux transistors MOSFET a été réalisée. Ainsi l'analogie entre ces composants s'est portée sur des performances statiques, dynamiques, dérivé de la tension de seuil et sur la durée de vie moyenne dans le test de vieillissement. Le fil rouge de ces travaux de recherche est une analyse des mécanismes de dégradation avec une méthodologie rigoureuse permettant la réalisation d'une étude de fiabilité. Ces travaux peuvent servir de base pour toutes analyses d'anticipation de défaillances avec une estimation de la durée de vie extrapolée aux températures de l'application viséeSince 2000, Silicon Carbide (SiC) power devices have been available on the market offering tremendous performances. This leads to really high efficiency power systems, and allows achieving significative improvements in terms of volume and weight, i.e. a better integration. Moreover, SiC devices could be used at high temperature (>200°C). However, the SiCmarket share is limited by the lack of reliability studies. This problem has yet to be solved and this is the objective of this study : aging and failure mechanisms on power devices for high temperature applications. Aging tests have been realized on SiC MOSFETs. Due to its simple drive requirement and the advantage of safe normally-Off operation, SiCMOSFET is becoming a very promising device. However, the gate oxide remains one of the major weakness of this device. Thus, in this study, the threshold voltage shift has been measured and its instability has been explained. Results demonstrate good lifetime and stable operation regarding the threshold voltage below a 300°C temperature reached using a suitable packaging. Understanding SiC MOSFET reliability issues under realistic switching conditions remains a challenge that requires investigations. A specific aging test has been developed to monitor the electrical parameters of the device. This allows to estimate the health state and predict the remaining lifetime.Moreover, the defects in the failed device have been observed by using FIB and SEM imagery. The gate leakage current appears to reflect the state of health of the component with a runaway just before the failure. This hypothesis has been validated with micrographs showing cracks in the gate. Eventually, a comparative study has been realized with the new generations of SiCMOSFET
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Masson, Isabelle. "Détermination des propriétés mécaniques en fluage a haute température et étude des microstructures de déformation de céramiques a base de nitrure d'aluminium." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL136N.
Abstract:
En vue d'applications en sidérurgie dans les nouveaux procédés de coulée continue de bandes minces, plusieurs céramiques à base de nitrure d'aluminium (AlN fritte (SAlN), AlN presse a chaud (HPAlN) et composites al#2o#3-AlN) ont été déformées en compression uniaxiale soit sous contrainte constante (150-250 MPa) soit à vitesse de déformation imposée (5. 10##6s##1) à des températures variant de 1200 à 1650c puis caractérisées en microscopie électronique à balayage, en microscopie électronique à transmission et par analyse EDX. En fluage a charge constante, la vitesse de déformation est proportionnelle à la contrainte appliquée à la puissance 1,5 et varie exponentiellement avec la temperature, l'énergie d'activation apparente ayant une valeur moyenne de 650 kj. Mol##1 (la valeur maximale de la vitesse de déformation atteinte pour HPAlN déformé à 1650c sous 250 MPa étant de 4. 10##6s##1). A vitesse imposée, les courbes contrainte-déformation passent par une contrainte maximale qui croit quand la température diminue (la valeur maximale obtenue pour HPAlN déformé à 1550c étant de 670 MPa) puis décroissent. Après essai, la présence de nombreuses cavités aux joints de grains et aux points triples montre que la déformation est surtout intergranulaire. Les grains se déforment aussi plastiquement par mouvement de dislocations situées majoritairement dans le plan de base et de vecteur de burgers 1/3<1120>. Nous avons également observé plusieurs preuves de la montée de ces dislocations et de glissement dévié dans des plans prismatiques ou pyramidaux favorisée par l'absence de dissociation
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Liang, Yue. "Comportement du béton sous sollicitations multiaxiales en fonction de la saturation et de la température." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10198/document.
Abstract:
Les études de cette thèse sont centrées sur la caractérisation expérimentale de la durabilité des bétons pour l’Andra (Agence Nationale de gestion des Déchets RadioActifs), notamment pour l’étude de la faisabilité du stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde. Dans ce contexte, les bétons sont soumis à des sollicitations couplées : variation de contraintes lors de l’excavation des galeries, variation de saturation due à la ventilation, mise en pression de gaz dans l’ouvrage, variation de température due aux déchets exothermiques... Il est donc nécessaire d’acquérir de nouvelles données expérimentales afin de caractériser finement les processus thermo-hydro-mécaniques impliqués, à court et à long termes. Les recherches sont réalisées sur les bétons de référence de l’Andra, fabriqués à base de ciment CEM I et CEM V/A. A court terme, différents essais cherchent à mettre en évidence l’évolution du comportement mécanique multiaxial des bétons en fonction de la saturation et de la température. A long terme, des essais de fluage (uniaxial et multiaxial) visent à analyser le comportement mécanique différé de ces bétons sous température ou lors d’un séchage par paliers d’humidité relative contrôléeStudies of this paper are focused on the experimental characterization of concrete durability for Andra (National Agency for Radioactive Waste Management), and notably in order to study the feasibility of radioactive waste storage in deep geological rocks. In that context, the concretes are subjected to coupled mechanisms: stress variation due to cavity excavation, change of water saturation degree due to ventilation and gas pressure, variation of temperature due to exothermic waste… Therefore, it is necessary to acquire new experimental data for an adequate characterization of short and long-term thermo-hydro-mechanical couplings. Researches are carried out on Andra reference concretes made from cement CEM I and CEM V/A. In the short term, various tests highlight the evolution of multiaxial mechanical behaviour of concrete as a function of saturation and temperature. In a long-term view, creep tests (uniaxial and multiaxial) are performed to study the delayed effects of mechanical behaviour under temperature or during drying by small controlled steps in relative humidity
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Abdallah, Rafik. "Comportement au feu des briques de terre comprimée." Thesis, Pau, 2021. http://www.theses.fr/2021PAUU3065.
Abstract:
La présente thèse de doctorat porte sur le comportement à haute température d'un matériau de terre crue compactée et d'un matériau de terre stabilisée au ciment, susceptibles d'être utilisés dans des bâtiments exposées au feu.Une campagne complète d'essais en laboratoire a été menée sur les deux matériaux. Des tests résiduels, qui comprenaient des tests mécaniques, thermiques et de perméabilité, ont été effectués après chauffage lent à une vitesse de 2°C.min-1 en utilisant un four électrique pour atteindre des températures de 80°C, 120°C, 200°C, 350°C, 450°C et 600°C. Puis, des essais au feu ont été réalisés, ce qui a permis d'exposer des briques de ces matériaux à une vitesse de chauffage élevée à l'aide d'un four à gaz mobile conçu pour suivre une courbe de feu ISO 834-1 afin de reproduire un accident de feu réel dans les bâtiments.Outre l'effet de la composition du matériau sur le comportement à haute température, l'effet de la teneur en eau sur ce comportement a également été étudié après avoir soumis les échantillons des deux matériaux à différentes humidités relatives (HR) : condition sèche, 50% HR, 75% HR et 100% HR, à une température ambiante de 23°C. Ainsi, le comportement de ces matériaux est mieux décrit, ce qui permet d’appréhender des applications réelles dans diverses ambiances. La composition du matériau et sa teneur en eau influencent significativement son comportement à haute température. A l’issue des essais au feu, les échantillons selon leur composition et état hydrique ont été classés en deux catégories : thermiquement stables et instables. Les différences dans les comportements observés ont été attribués à des phénomènes thermomécaniques. Ils résultent d'une part de gradients thermiques formés induits par les contraintes thermiques conséquentes qui diminuent avec la teneur en eau ; et d’autre part par les propriétés mécaniques intrinsèques des matériaux (qui diminuent avec la teneur en eau). Il a ensuite été prouvé que ces facteurs jouent un rôle majeur dans le comportement au feu du matériau et dans leur capacité portante à haute température, qui a été évaluée grâce à un chargement mécanique des échantillons pendant des essais au feuThe present PhD thesis addresses the high temperature behavior of a compacted raw earth material and a cement stabilized earth material, both of which are likely to be used in fire-prone buildings.A complete campaign of laboratory tests was carried out on the two materials. Residual tests, which included mechanical, thermal and permeability tests were performed after slowly heating at a rate of 2 °C.min-1 using an electric furnace to attain temperatures of 80 °C, 120 °C, 200 °C, 350 °C, 450 °C and 600 °C. Then, fire tests were performed, which allowed for the exposure of these materials' bricks to a high heating rate using a mobile gas furnace designed to follow an ISO 834-1 fire curve in order to simulate a real-life fire accident in a building.Besides the effect of the material composition on the high temperature behavior, the effect of the water content on this behavior was also studied after subjecting the samples of the two materials to different relative humidities (RH): dry condition, 50 % RH, 75 % RH and 100 % RH, at an ambient temperature of 23 °C. As a result, the behavior of these materials is better characterized, allowing for a better understanding of real-world applications in a variety of environments.The material's composition and water content influence significantly its behavior at high temperatures. Following the fire tests, the samples were classified into two categories based on their composition and water state: thermally stable and unstable. The observed differences in behaviors have been ascribed to thermomechanical phenomena. They are caused, on the one hand, by the formed thermal gradients induced as a result of the consequent thermal stresses, which decrease as the water content increases, and, on the other hand, by the intrinsic mechanical properties of the materials (which decrease with the water content). These factors were subsequently demonstrated to play a major role in the material's fire behavior and load-bearing capacity at high temperatures, as assessed by mechanical loading of the samples during fire tests
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Thieurmel, Ronan. "Identification des conditions de rupture fragile des gainages combustibles en alliage de zirconium oxydés sous vapeur d’eau à haute température et trempés sous charge axiale." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM022/document.
Abstract:
Lors d’un scénario hypothétique d’Accident par Perte de Réfrigérant Primaire (APRP), les gainages combustibles en alliage de zirconium subissent des sollicitations thermomécaniques sévères dans des environnements chimiques très oxydants. L’évolution des conditions de pression et de température ainsi que la présence du fluide réfrigérant peuvent entraîner dans un premier temps le ballonnement-éclatement puis l’oxydation sous vapeur et la prise d’hydrogène à haute température ainsi que des chargements mécaniques axiaux lors du renoyage final.L’objectif de la thèse est d’identifier les mécanismes et les paramètres clés qui gouvernent la rupture lors de la phase de renoyage sous traction. Des essais semi-intégraux, visant à reproduire un scénario APRP sur des tronçons de gaines de Zircaloy−4, ont été réalisés afin d’étudier le comportement de ce matériau dans de telles conditions.Un seuil fonction de la durée d’oxydation à haute température, à partir duquel la gaine rompt lors du renoyage, est mis en évidence. Deux lieux de rupture sont identifiés : la zone ballonnée où l’oxydation est maximale et la prise d’hydrogène nulle, ainsi que la zone dite « d’hydruration secondaire », sous la zone ballonnée, où la prise d’hydrogène est conséquente et l’oxydation moindre. Par ailleurs, un scénario de la rupture par rapport à la chronologie du renoyage a été établi.Cependant, le traitement macroscopique de ces essais ne permet pas de discriminer ces deux lieux de rupture, car la rupture intervient indépendamment dans le ballon et hors zone ballonnée en fonction du transitoire appliqué et de la morphologie du ballonnement-éclatement. Une approche locale a été mise en place, à partir de la caractérisation microstructurale et fractographique systématique des éprouvettes d’essai, afin d’établir un critère de rupture dépendant de l’état du matériau.La distribution complexe des éléments chimiques et des phases dans l’épaisseur de la gaine a été déterminée. Les changements de phase dans le ballon fortement oxydé, menant à une microstructure globalement fragile, ont été explicités. Une loi de seuil à rupture, en zone d’hydruration secondaire, a été identifiée à l’aide des mesures d’épaisseurs de phases et du profil de teneur en hydrogèneDuring hypothetical Loss-Of-Coolant-Accident (LOCA) scenarios, zirconium alloy fuel cladding tubes are subjected to severe thermo- mechanical loading conditions in highly oxidising chemical environments. Pressure and temperature evolution together with cooling water can lead to ballooning and burst followed by steam oxidation and hydrogen uptake at high temperature, and then axial loading during the final reflooding stage.This study focuses on the identification of mechanisms and key parameters which drive cladding fracture during the reflooding stage under axial tensile load.Laboratory-scale semi-integral tests simulating LOCA transients on Zircaloy−4 test rods have been realised. A fracture/no-fracture threshold of oxidation duration at high temperature has been determined. Two fracture locations have been identified: i) the burst zone with maximal oxidation and no hydrogen uptake, and ii) the “secondary hydriding” zone below the burst zone, with substantial hydrogen absorption and lower oxidation levels. Moreover, a scenario of fracture as a function of the reflooding chronology has been identified. Nevertheless, the macroscopic treatment of these tests has not permitted to discriminate these two fracture locations because fracture independently occurs in and out of the burst zone, whatever the applied transient and the balloon and burst morphologies.From systematic microstructural and fractographic characterisation of test specimens, a local approach aiming at identifying a fracture threshold as a function of the microstructural state of the material has been applied. The complex distribution of chemical elements and phases across the cladding thickness has been determined. Phase transformations in the highly-oxidised balloon, leading to a globally brittle microstructure have been explicated. In the secondary hydriding zone, a fracture threshold criterion has been identified by means of layer thickness measurements and hydrogen uptake profile
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DUBIEZ-LE, GOFF Sophie. "Comportement et endommagement d'un superalliage élaboré par compression isostatique à chaud." Ecole nationale supérieure des mines de Paris, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1352.
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Pelisson, Bernard. "Vieillissement du polyamide-11 en présence d'huiles brutes et en température." Rouen, 1986. http://www.theses.fr/1986ROUES021.
Abstract:
Etat des connaissances sur le polyamide-11 et les RILSAN commerciaux; vieillissement modélisé du RILSAN; vieillissement accéléré du RILSAN; analyse de gaines internes vieillies sur site d'exploitation
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Col, Audrey. "Étude de l'oxydation catastrophique de l'acier 304L : mécanismes et effet d'une prédéformation." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI072/document.
Abstract:
Pour assurer une bonne résistance à l’oxydation à haute température, les couches d’oxydes thermiques formée sur les aciers inoxydables, doivent rester fines, riches en chrome et adhérentes à leur substrat métallique. Lorsque les aciers inoxydables sont soumis à des conditions sévères de températures ou d’atmosphères, l’oxydation catastrophique entraîne la croissance rapide de nodules d’oxydes de fer non protecteurs au détriment de la couche d’oxyde riche en Cr. Cette étude s’est intéressée aux différents mécanismes mis en jeu dans la perte du caractère protecteur des couches d’oxydes, dans le développement des nodules d’oxydes de fer, ainsi que dans la formation de zones d’oxydation interne. L’étude de la morphologie et de la composition des oxydes formés à l’aide de cartographie spectrale Raman ainsi que de cartographies MET et EBSD ont permis de proposer un mécanisme de formation de la zone d’oxydation interne, qui repose en partie sur l’évolution de la composition d’une couche d’oxyde « bordure » qui se forme le long des joints de grains du métal sous-jacent lors de l’oxydation. Cette étude a également démontré qu’une prédéformation avant oxydation améliore la durabilité des aciers en favorisant la formation d’une couche protectrice dès les premiers instants de l’oxydation. Lorsqu’elle survient, l’oxydation catastrophique reste localisée alors que sans prédéformation un régime protecteur n’est jamais atteint à 850 °C pour l’acier austénitique 304LTo provide good resistance to oxidation at high temperature, the oxide layers formed on stainless steels must stay thin, rich in chromium and adhere to their metallic substrate. When the stainless steels operate at atmospheres or temperatures that are too severe, breakaway oxidation triggers the quick growth of Fe-rich oxide nodules, which are non-protective, instead of the Cr-rich layer. This study focuses on the different mechanisms that lead to the loss of the protective characteristic of the oxide layer, to the growth of the iron oxides, and in the formation of internal oxidation zones. The study of the morphology and composition of the oxides formed, along with Raman spectroscopy and TEM and EBSD mappings, allowed to propose a mechanism for the formation of the internal oxidation zone. This mechanism relies in part on the formation of a "boundary" oxide layer, that forms along the grain boundaries of the underlying metal during oxidation. This study also showed that a deformation prior to oxidation improves the durability of the steels by encouraging the formation of a protective layer during the first stages of the oxidation. When it starts, breakaway oxidation stays localized while with no deformation, a protective regime is never reached at 850 °C for austenitic stainless steel 304L
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Lemarchand, Gwénael. "Caractérisation mécanique et simulation numérique d' une anode tournante de rayons X." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1176.
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Hamadouche, Ines. "Mécanismes d'endommagement d'un composite à matrice céramique revêtu d'une barrière environnementale sous sollicitations multiphysiques." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPAST020.
Abstract:
Cette étude s'inscrit dans le développement de la prochaine génération de moteurs d'avion. Les composites à matrice céramique (CMC) en SiC/SiC sont aujourd'hui des matériaux prometteurs pour être introduits dans les zones chaudes des turboréacteurs. Néanmoins, l'environnement extrême du moteur implique de protéger le CMC par un revêtement jouant le rôle de barrière environnementale (EBC) contre les espèces oxydantes. Dans ce contexte, cette étude a consisté à caractériser, modéliser et comprendre les mécanismes d'endommagement du système CMC/EBC sous des sollicitations multiphysiques couplées thermique/mécanique et thermique/oxydation représentatives de l'environnement du moteur. Pour répondre à cette problématique, plusieurs configurations d'essais à haute température (>1200°C) sous gradients thermiques (chauffage laser) couplés à un chargement mécanique (flexion 4 points) ou un environnement oxydant (vapeur d'eau) ont été mises en place. L'analyse de l'instrumentation utilisée (détection de l'endommagement par émission acoustique, mesure de champs thermiques et cinématiques) complétée par des analyses post-mortem au MEB et des simulations éléments finis ont permis d'étudier l'impact des chargements et des états de contraintes sur la fissuration du revêtement. Le couplage entre la fissuration du revêtement et l'oxydation du système a également été investiguéThis study is part of the development of the next generation of aircraft engines. Ceramic matrix composites (CMC) made from SiC/SiC are today promising materials for use in aircraft engines hot areas. However, the engine extreme environment requires the CMC to be protected by an environmental barrier coating (EBC) against oxidizing species. In this context, this study consisted in characterizing, modeling and understanding the damage mechanisms of the CMC/EBC system under coupled multiphysical loadings (thermal/mechanical and thermal/oxidation) representative of engine conditions. To address this issue, several test configurations were set up at high temperature (>1200°C) under thermal gradients (laser heating) coupled with mechanical loading (4-point bend test) or an oxidizing environment (steam). Thanks to the instrumentation used (damage detection by acoustic emission, measurement of thermal and kinematic fields), post-mortem SEM analysis and finite element simulations, the impact of loading and stress conditions on the coating cracking were studied. The coupling between coating cracking and system oxidation was also investigated
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Alexandre, Franck. "Aspects probabilistes et microstructuraux de l'amorçage des fissures de fatigue dans l'alliage Inco 718." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00161472.
Abstract:
Ces dernières années les développements des traitements thermomécaniques ont conduit à l'utilisation de l'alliage 718 à l'état DA (Direct Aged). Cette optimisation de l'alliage conduit de façon générale à une augmentation de la durée de vie en fatigue mais aussi de sa dispersion. L'objectif de cette étude est d'une part la compréhension des mécanismes d'amorçage en fatigue et d'autre part la modélisation de la durée de vie et de sa dispersion. Dans un premier temps une étude expérimentale des sites d'amorçage de fissures de fatigue a permis d'identifier les particules comme principale source d'amorçage pour l'alliage à grains fins. Des essais de traction interrompus ont par ailleurs montré que leur fissuration se produit lors du premier quart de cycle en fatigue. Des essais de comportement en fatigue ont ensuite été réalisés pour différentes tailles de grain. Enfin, des mesures directes de propagation de petites fissures en fatigue oligocyclique amorcées sur des micro-défauts d'électroérosion ont été réalisées à l'aide d'un microscope à grande distance focale. Cette technique a permis d'observer l'interaction de microfissures. Un modèle de durée de vie en fatigue est proposé. Il est basé sur la compétition entre trois mécanismes d'amorçage: l'amorçage sur particules surfaciques, internes et en stade I. L'amorçage sur particules est considéré instantané au passage d'une contrainte seuil. Le nombre de cycles à l'amorçage en stade I est déterminé à l'aide du modèle de Tanaka et Mura. Le modèle de propagation utilisé est celui de Tomkins, identifié à partir des mesures expérimentales de propagation de petites fissures. Le modèle proposé comporte trois niveaux: déterministe, probabiliste et probabiliste avec prise en compte des phénomènes de coalescence de petites fissures.
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Baril, Catherine. "Filtration réactive à haute température." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2002. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1146.
Abstract:
Ce projet de maîtrise visait à filtrer des particules à haute température et à dégrader des oxydes d'azote dans une seule unité. Les particules et les oxydes d'azote sont deux des six polluants principaux selon l' Environmental Protection Agency des États-Unis et ils sont tous les deux régis par des réglementations environnementales dans plusieurs pays. La projection de particules par plasma d'air, les procédés d'incinération, de gazéification et de combustion produisent ces deux types de polluants. Il devient alors avantageux des points de vue économique, technique et économie d'espace d'éliminer ces deux substances dans une même opération. Suite à une revue de la littérature, un filtre rigide en céramique a été sélectionné pour effectuer la filtration à haute température. La méthode de réduction catalytique sélective a été choisie pour la dégradation des NOx. L'agent réducteur utilisé a été le propane et la zéolite ZSM-5 activée par du cuivre a été adoptée comme catalyseur."--Résumé abrégé par UMI
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Pagnoni, Filippo. "Design and Experimental Analysis of a Loop Heat Pipe for Thermal Control of Aircraft Engine Equipment." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2019. http://www.theses.fr/2019ESMA0004.
Abstract:
Ces travaux de thèse sont focalisés sur le développement d’une boucle diphasique LHP pour le contrôle thermique de composants intégrés dans les moteurs aéronautiques. L’étude concerne les compartiments situés à l’intérieur de la nacelle, en lien avec les challenges thermiques des moteurs de future génération. Tout d’abord, une étude de faisabilité a été menée, basée sur une évaluation de l’environnement thermique, une analyse des contraintes d’intégration et une première identification d’un couple fluide de travail-matériau de construction. En ce qui concerne ce dernier aspect, l’eau et le DowthermTM J ont été identifiés comme les meilleurs candidats pour leur utilisation avec les alliages souhaités pour cet environnement. D’un côté, le point triple élevé de l’eau a obligé la vérification de la tenue mécanique du milieu capillaire mouillé à des cycles de gel/dégel. Le milieu poreux fritté en titane a montré une excellente résistance mécanique et il est resté parfaitement intact après plus de 1500 cycles. D’un autre côté, vu le manque d’informations concernant la compatibilité du DowthermTM J avec les matériaux sélectionnés, des tests de compatibilité ont été effectués avec trois thermosiphons en parallèle, et ont montré un taux de génération de gaz non condensables déjà à faible température. Pour cette raison, la compatibilité entre le DowthermTM J et les matériaux a été jugé non satisfaisante et le fluide a été rejeté. L’étape suivante a été la conception d’un prototype de boucle LHP. Des outils numériques robustes ont été développés pour la validation finale : un modèle 0D pour la boucle entière ainsi qu’un modèle couplé 1D - 2D du condenseur. Le prototype de LHP a été construit et testé sous différentes conditions opératoires. Une quantité de gaz non condensable a été observée initialement, due à la passivation des surfaces intérieures à la boucle. Néanmoins, les résultats expérimentaux ont montré que la boucle répond aux cahiers de charge thermique, même en présence de ces gaz,étant capable de fonctionner sous hautes températures et haute pression. La génération de gaz s’est arrêtée après un certain nombre d’heures cumulées de fonctionnement ; pourtant, les inspections internes à l’évaporateur après les tests ont montrés une dégradation significative de l’état de surface, due aux réactions chimiques entre le fluide de travail et les matériaux de la boucle. Les résultats de ces travaux de thèse constituent une étape fondamentale vers le développement d’une boucle LHP pour le contrôle thermique de composants intégrés dans la nacelle. Des informations essentielles à la conception des prototypes de future génération sont fournies, vers la validation et la certification des LHP pour leur utilisation dans cet environnementIn this work, the development of a Loop Heat Pipe (LHP) for aircraft nacelle thermal management is presented. The study is focused on engine compartments and integrated equipment applications, according to the upcoming thermal management challenges in the next generation of engines. First, a feasibility study was performed, analyzing the thermal environment, the integration constraints and the identification of suitable working fluid construction material pairs. As for the latter aspect, water and DowthermTM J were identified as most suitable candidates with the lightweight aeronautical alloys considered for this environment. On one hand, the high triple point of water obliged to verify the wick mechanical resistance to repeated freezing cycles when soaked into pure water. On the other hand, compatibility tests were performed between DowthermTM J and the selected alloys, due to the lack of related data. In the former, the sintered titanium wick provided an excellent stiffness and it remained perfectly intact after more than 1500 cycles. In the latter, the thermal tests performed on parallel thermosyphon shave clearly shown the generation of non-condensable gases (NCG) inside all the samples starting from low operating temperatures. As a result, the compatibility of DowthermTM J was considered not fully satisfactory and this fluid was discarded. The next step concerned the design of the titanium/water LHP prototype. Robust numerical tools were developed for the final design validation: a simplified 0D nodal model for the entire device and a coupled 1D and 2D condenser model representation. The LHP prototype was manufactured and tested in different operating conditions. A significant amount of NCG was initially generated inside the device, due top assivation of the internal surfaces. Nonetheless, the experimental results demonstrated the LHP capability to satisfy the thermal requirements, even in presence of NCG, with standing high operating temperatures and pressures. Although the gas generation rate became negligible after several hours of tests, internal inspections performed at the end of the test revealed a deep alteration of the internal surface state, due to the chemical reactions with the working fluid. The results of this work represent an important milestone for the development of a LHP for aircraft nacelle applications. Essential information for the design of future generations of prototypes are provided, toward the validation and certification of LHP for nacelle thermal management
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Fiquet, Guillaume. "Propriétés thermodynamiques de minéraux du manteau supérieur. Calorimétrie à Haute Température et Spectroscopie Raman à Haute Pression et Haute Température." Phd thesis, Université Rennes 1, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00626851.
Abstract:
La modélisation de la nature (minéralogie, composition) et de la dynamique du manteau terrestre nécessite la connaissance des propriétés de ses minéraux constitutifs à haute pression (HP, 1-135 GPa) et haute température (HT, 1000-3000K). En particulier, les grandeurs thermodynamiques (enthalpies de formation, entropies, volume, ... ) contrôlent la stabilité des minéraux dans l'espace pression-température. Dans une première approche dite "macroscopique", les capacités calorifiques de la forstérite et de ses analogues, du pyrope et du spinelle sont mesurées par calorimétrie à HT. Les données de dilatation thermique et de compressibilité sont tirées de mesures de volume à HP et HT. On dispose alors d'un ensemble de données qui permet de mettre en évidence, pour la plupart de ces minéraux, un comportement anharmonique à HT. Dans une seconde approche "microscopique", les propriétés thermodynamiques d'un minéral sont calculées par modélisation vibrationnelle à partir de ses spectres infrarouge et Raman. Une méthode originale de mesure de l'anharmonicité est développée, fondée sur l'enregistrement des spectres vibrationnels à HP et HT. On montre alors pourquoi et comment les valeurs des capacités calorifiques s'écartent à HT de la limite prédite par une théorie harmonique. Cette méthode "microscopique" originale, qui ne nécessite que quelques milligrammes de matière, est ainsi développée et testée sur des matériaux pour lesquels elle peut être confrontée aux données "macroscopiques" (e.g. calorimétrie). Elle pourra dans l'avenir être appliquée aux phases de très haute pression du manteau terrestre, dont la métastabilité et les faibles quantités synthétisées empêchent la caractérisation par les méthodes classiques "macroscopiques".
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Cozonac, Dorin. "Conception d'une machine asynchrone haute température." Thesis, Artois, 2015. http://www.theses.fr/2015ARTO0209/document.
Abstract:
Les bobinages des machines électriques tournantes actuelles sont, pour la plupart, isolés avec des matériaux issus de la chimie organique. La limite en température des bobinages actuels se situe au-dessous de 240°C. L’augmentation significative de la température de fonctionnement d’une machine permettrait d’envisager, indirectement, une augmentation de la densité de courant dans les conducteurs actifs. Dans ces conditions, ces nouvelles machines peuvent présenter une puissance, tant massique que volumétrique, supérieures à celles exploitées actuellement. De plus, les matériaux magnétiques permettent vraisemblablement de fonctionner jusqu’à 800°C. La limite technologique actuelle pour les machines est clairement l’isolant des conducteurs électriques. Ce sujet de thèse propose de définir une approche théorique couplée à des validations expérimentales pour définir les matériaux les mieux adaptés aux machines hautes températures en termes de mise en œuvre et de performances électriques. La conception, repensée autour du bobinage, sera concrétisée par le calcul d’une machine asynchrone à haute température (400°C au cœur du bobinage). Le bobinage devra être placé au cœur de la démarche de conception des machines en adaptant les formes et les propriétés des circuits magnétiques aux caractéristiques des nouvelles bobinesThe windings that are currently used in electrical machines are mostly insulated based on organic insulation. The temperature limit of these windings is up to 240°C. Increasing the working temperature of electrical motors means, indirectly the increasing of current density on the main conductors. Therefore these new motors may provide a higher mass and volume power as classical machines. Furthermore, the magnetic materials can work up to 800 °C. Indeed, in reality technical limit today is the wire insulation. The objective of thesis is to define a theoretical approach combined with experimental validations for identify the appropriate electrical materials used on high-temperature electrical machines. Design is fixed around the winding, that will implemented by calculating a high-temperature asynchronous machine (400°C of windings). The windings are placed as the base of machine design and will determine the geometrical shape and properties of magnetic core
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Riva, Raphaël. "Solution d'interconnexions pour la haute température." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0064/document.
Abstract:
Le silicium a atteint sa limite d’utilisation dans de nombreux domaines tels que l’aéronautique. Un verrou concerne la conception de composants de puissance pouvant fonctionner en haute température et/ou en haute tension. Le recours à des matériaux à large bande interdite tels que le carbure de Silicium (SiC) apporte en partie une solution pour répondre à ces besoins. Le packaging doit être adapté à ces nouveaux types de composants et nouveaux environnements de fonctionnement. Or, il s’avère que l’intégration planaire (2D), composé de fils de câblage et de report de composants par brasure, ne peut plus répondre à ces attentes. Cette thèse a pour objectif de développer un module de puissance tridimensionnel pour la haute température de type bras d’onduleur destiné à l’aéronautique. Une nouvelle structure 3D originale constituée de deux puces en carbure de silicium, d’attaches par frittage d’argent et d’une encapsulation par du parylène HT a été mise au point. Ses différents éléments constitutifs, les raisons de leur choix, ainsi que la réalisation pratique de la structure sont présentés dans ce manuscrit. Nous nous intéressons ensuite à un mode de défaillance particulier aux attaches d’argent fritté : La migration d’argent. Une étude expérimentale permet de définir les conditions de déclenchement de cette défaillance. Elle est prolongée et analysée par des simulations numériquesSilicon has reached its usage limit in many areas such as aeronautics. One of the challenges is the design of power components operable in high temperature and/or high voltage. The use of wide bandgap materials such as silicon carbide (SiC) provides in part a solution to meet these requirements. The packaging must be adapted to these new types of components and new operating environnement. However, it appears that the planar integration (2D), consisting of wire-bonding and soldered components-attach, can not meet these expectations. This thesis aims to develop a three dimensional power module for the high temperature aeronautics applications. A new original 3D structure made of two silicon carbide dies, silver-sintered die-attaches and an encapsulation by parylene HT has been developed. Its various constituting elements, the reason for their choice, and the pratical realization of the structure are presented in this manuscript. Then, we focus on a failure mode specific to silver-sintered attaches : The silver migration. An experimental study allows to define the triggering conditions of this failure. It is extended and analyzed by numerical simulations
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Roske, Laurent. "Packaging de composants grand gap haute température et haute tension." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30049/document.
Abstract:
En électronique de puissance, un des principaux axes de recherche, concerne la montée en température. L'encapsulation et la passivation du module de puissance constituent, sous cette contrainte, des verrous technologiques. En effet, les matériaux polymères habituellement utilisés ne peuvent plus satisfaire des exigences en température fixée dans notre étude à 350°C sans pertes importantes de leurs propriétés diélectriques. L'isolation gazeuse a été alors envisagée et quelques résultats encourageants ont été dégagés. Le seuil d'apparition des décharges dans des gaz est étudié en vue de leur utilisation dans des modules de puissance à haute température. Deux gaz ont été sélectionnés pour leurs propriétés diélectriques et leurs GWP faibles : l'octafluoropropane (C3F8) et l'octafluorocyclobutane (c-C4F8), l'azote (N2) faisant référence pour comparaison. Au préalable, une étude sur les céramiques les plus utilisées à haute température est réalisée. Cette étude montre un changement du mécanisme de conduction de l'alumine et de l'AlN passant d'un régime capacitif à un régime résistif et modifiant au passage les propriétés de surface en facilitant l'écoulement des charges dans le volume du matériau tandis que le Si3N4 conserve un comportement capacitif et les charges en surface même à haute température. L'échauffement local des gaz met en évidence une diminution du seuil d'apparition des décharges avec la température et ce quel que soit le gaz étudié. La modification de la distance inter-électrodes permet de diminuer la variation du seuil d'apparition avec la température pour de faibles distances. Des expériences complémentaires ont été menées afin de comparer ces résultats à ceux obtenus lors d'un chauffage global. L'utilisation de gaz dans des packaging de puissance s'avère donc prometteuse mais demande une meilleure compréhension et maîtrise des mécanismes en jeuIn power electronics, one of the main research topics concerns high temperature operation of the components. Under such a constraint, the encapsulation and the passivation of the semiconductors devices in power module appear as physical and technological bottleneck. As a matter of fact, usual polymeric materials are unable to endure the temperature requirements set out in our study (350 °C) without significant loss of their dielectric properties. Therefore, gas insulation is considered and encouraging results have been obtained. The Discharges Inception Voltage is studied for different gases that could be used in high temperature power modules. Thanks to their dielectric properties and their low GWP, two gases have been selected: octafluoropropane (C3F8) and octafluorocyclobutane (c-C4F8), nitrogen (N2) being used as reference in this study. In a first step, the high temperature behaviors of the most widely used substrate materials (ceramics) are studied. A change of the conduction mechanism from a pure capacitive behavior (at low temperature) to a pure resistive one (at high temperature) is observed for both alumina and AlN samples. On the contrary, Si3N4 remains capacitive whatever the temperature. Such a behavior has an impact on the charges located at the surface. They disappear quickly for the two formers while they slowly decrease for the later. The field reinforcement associated to their existence and its impact on the DIV will not be the same. Whatever the gas under study, a local heating leads to a decrease in the DIV with temperature. A decrease of the distance between the two electrodes, leads to a decrease of the DIV changes vs Temperature. These results are compared to the measurements performed when the samples were uniformly heated. The use of gas in power packaging seems to be promising but it still needs a better understanding of the mechanisms involved
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Armanni, Thibaut. "Étude de nouveaux alliages de titane pour applications aéronautiques hautes températures." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0342.
Abstract:
L'amélioration de la tenue en température des alliages de titane représente un défi de taille pour l'industrie aéronautique. En effet, dépasser la limite actuelle de 550°C dans les turbomoteurs requiert de trouver le meilleur compromis entre une bonne tenue à l'oxydation et de bonnes propriétés mécaniques en température. Les alliages dits quasi-alpha, constitués majoritairement de phase hexagonale compacte, sont ceux qui offrent les meilleures performances. Ils sont malheureusement sensibles à la fatigue/fluage à froid dit effet Dwell. Dans ce contexte, l'objectif de notre travail est double. D'une part, il s'agit de contribuer à la conception de nouveaux alliages quasi-alpha par apprentissage automatique grâce à une campagne extensive de caractérisation des propriétés mécaniques, à l'ambiante et à chaud. D'autre part, il s'agit de mieux comprendre l'impact de la composition chimique, notamment la teneur en silicium, sur la microstructure et le comportement mécanique. Pour cela, notre démarche a reposé sur la caractérisation de la microstructure de plusieurs alliages sélectionnés judicieusement, en croisant différentes techniques de microscopie. Nous avons ainsi examiné l'influence d'une variation de la teneur en silicium à différentes échelles, en combinant la microscopie électronique à balayage (MEB) et la microscopie électronique en transmission (MET). Nous avons mis en évidence la précipitation de siliciures au-delà d'une certaine teneur en Si, et entrepris de les caractériser de manière approfondie. En particulier, nous avons démontré les limitations d'une analyse en deux dimensions, et nous avons utilisé une technique alternative, combinant le découpage par faisceau d'ions (FIB) et l'observation par MEB pour reconstruire la microstructure en trois dimensions. Cette approche nous a permis d'observer en détail les formes, les tailles et les répartitions spatiales des siliciures. Enfin, nous avons mené des essais de traction à différentes vitesses de déformation ainsi que des essais de fluage dans diverses conditions, pour mieux comprendre le rôle bénéfique du silicium sur le comportement à froid et à chaud des alliages quasi-alphaImproving the high-temperature resistance of titanium alloys is a major challenge for the aerospace industry. Exceeding the current limit of 550°C in aircraft engines requires finding the best compromise between good oxidation resistance and good mechanical properties. Near-alpha alloys consisting mainly of a compact hexagonal phase are the best candidates. Unfortunately, they are sensitive to cold creep-fatigue, known as the dwell effect. In this context, our work aims to achieve two main objectives. Firstly, to contribute to the design of new near-alpha alloys based on machine learning, supported by extensive mechanical testing, at both ambient and high temperatures. Secondly, to gain a better understanding of the effect of chemical composition, particularly silicon content, on the microstructure and mechanical behaviour. Our approach was based on multi-scale microstructure study of selected alloys using a combination of different microscopy techniques. We examined the influence of a variation in silicon content using a combination of scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). We showed that silicide precipitation occurs above a certain silicon content. We demonstrated the limitations of two-dimensional analysis, and used an alternative technique combining ion beam cutting (FIB) with SEM observation to reconstruct the 3D microstructure. This approach enabled us to analyze and quantify the shapes, sizes and spatial distributions of the silicides. Finally, we carried out tensile tests at different strain rates as well as creep tests under various conditions to better understand how silicon addition improves the behaviour of near-alpha alloys
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Weck, Gunnar. "Etude des propriétés de l'oxygène sous haute pression et haute température." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066251.
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Very-Alvergnas, Florian. "Capteur acoustique sérigraphié pour application haute température." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS151/document.
Abstract:
L'objectif des travaux présentés dans cette thèse est de développer des méthodes d'élaboration et de caractérisation de matériaux piézoélectriques en vue de leur intégration dans des capteurs acoustiques pour des applications en milieu hostile. Les aspects mesures en hautes températures et sous irradiation étant d'un grand intérêt pour nos partenaires du CEA.Dans ce contexte, l'étude et la réalisation de capteurs acoustiques fonctionnant à haute température offre une grande diversité d'applications possibles. Ce travail inclut la recherche de matériaux piézoélectriques adéquats, leurs technologies de mise en œuvre ainsi que le mode de couplage du transducteur sur une paroi métallique ou céramique. En plus des techniques traditionnelles de brasure, une autre voie de technologie est envisagée à travers l'utilisation de la sérigraphie. Des bancs de test spécifiques ont été développés dans le but de déterminer les caractéristiques intrinsèques des matériaux, et les performances obtenues après leur intégration comme éléments sensibles d'un système de mesure. La sérigraphie comme méthode transfert de matière offre des avantages indéniables en termes de facilité d'utilisation, de rapidité de prototypage et de reproductibilité. De l'encre piézoélectrique a été élaborer à partir de poudre de piézoélectrique, de verre de frittage et de véhicule organique ESL400. Cette encre a été déposée par sérigraphie. L'empilement technologique réalisé est composé de deux électrodes d'Argent-Palladium et de plusieurs couches d'encre piézoélectrique. Dans un premier temps, un dépôt d'empilement de Plomb Zirconate Titanate (PZT) entre deux électrodes d'argent palladium sur substrat alumine a permis de réaliser une grande quantité de tests sur les différentes potentialités d'optimisations. Les couches ont été caractérisées de manière systématique en mesurant le coefficient piézoélectrique d33, la permittivité relative et les pertes diélectriques par mesure direct. Le facteur de couplage kt et la constante de fréquence ont été déterminé par ajustement de la courbe d'impédance à partir de modèles. Ces modèles ont été développés afin de remonter de manière indirecte à différents paramètres complétant les mesures directes. Les couches épaisses de PZT ont présenté des potentialités d'utilisation jusqu'à 200°C.Enfin, des poudres de matériaux piézoélectriques de base bismuth ont été synthétisées et incorporées à des encres pour des dépôts par sérigraphie. Le titanate de bismuth (BIT) non dopé ou dopé niobium n'a pas permis de mettre en évidence un important caractère piézoélectrique macroscopique à cause des difficulté de polarisation. D'un autre côté, le sodium bismuth titanate (NBT) présente une grande potentialité dans le cadre de future étude. En effet sous forme de couche épaisse il présente un d33 de 9pC.N-1 et une courbe d'impédance qui ne révèle pas de réelle évolution même à des températures de l'ordre de 350°CThe goal of the work presented in this thesis is to develop methods of preparation and characterization of piezoelectric materials for inclusion in acoustic sensors for applications in hostile environments. Measurements aspects in high temperatures and under radiation are of great interest to our partners of the CEA.In this context, the study and the realization of acoustic sensors operating at high temperature provide a wide range of possible application. This work includes research of optimal piezoelectric material, their technologies of implementation as well as the pairing mode of the transducer on a metallic or ceramic wall. In addition to the traditional techniques of solder, another technological way is envisaged through the use of screen printing. Specific test devices have been developed in order to determine the intrinsic characteristics to the materials, and the performances after their integration as sensitive elements of a measurement system. This screen printing as method of material transfer offers undeniable advantages in terms of use, a rapid prototyping and good reproducibility. Piezoelectric ink was developed from piezoelectric powder, glass sintering and organic vehicle ESL400. This ink has been made by screen printing. The realized technology stack consists of two electrodes of silver-Palladium and multilayered piezoelectric ink. As a first step, a deposit of stacking of Lead Zirconate Titanate (PZT) between two electrodes of silver palladium on alumina substrate allowed a lot of tests on the various optimizations potentialities. Layers have been characterized in a systematic way by measuring piezoelectric coefficient d33, relative permittivity and dielectric loss as a direct measurement. The coupling factor kt and frequency constant was determined by fit of the impedance curve from models. These models have been developed to indirectly determine different parameters from the direct measurement. Thick layers of PZT showed potential to be used up to 200 ° C.Finally, piezoelectric materials based on bismuth powders have been synthesized and incorporated in inks for screen printing deposits. Bismuth Titanate (BIT) niobium doped or undoped did not highlight significant macroscopic piezoelectric character because of the polarization difficulties. On the other hand, Sodium Bismuth Titanate (NBT) presents a great potential for future study. In fact in the form of thick layer it presents d33 of 9pC.N-1 and an impedance curve that does not reveal evolution even at temperatures in the range of 350 ° C
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Bouhanek, Karima. "Oxydation à haute température de superalliages monocristallins." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT016G.
Abstract:
Les proprietes mecaniques et la resistance a l'oxydation des superalliages monocristallins permettent leur emploi dans la fabrication des aubes de turbines a gaz. Le but de ce travail est de determiner l'influence de leur composition sur les cinetiques d'oxydation entre 900 et 1100c et sur la nature et la microstructure des oxydes et d'etudier la stabilite mecanique des couches d'oxyde formees a 1100c. Les superalliages etudies sont: cmsx2, cmsx4, cmsx6, srr99, mc2, mc2-sihf, am3, am3-sihf, am3-ta, am3-re et am3-pt. L'augmentation du rapport al/cr ou la diminution du rapport ti/ta, diminue la vitesse d'oxydation a 900c. L'addition de si, hf, re et pt ameliore la resistance a l'oxydation a 900 et 1000c mais seuls si et hf gardent le meme effet a 1100c. Les oxydes formes a 900c sont adherents et formes de quatre sous-couches 1- (ni,co)o + (ni,co)cr#2o#4, 2- nitio#3, 3- cr#2o#3 et 4- (al,cr,ti)(ta,ti)o#4. L'oxydation interne de l'aluminium et une zone appauvrie en ' ont ete mises en evidence. A 1100c, les oxydes sont formes de cinq sous-couches 1-(ni, co)o, 2- nitio#3, 3- (ni,co)cr#2o#4 + (ni,co)al#2o#4 4- (al,cr,ti)(ta,ti)o#4 et 5- al#2o#3. Ces oxydes s'ecaillent pendant le refroidissement a des temperatures comprises entre 750 et 300c. L'ecaillage ne depend pas de la vitesse de refroidissement. Lorsque l'ecaillage se produit a basse temperature les zones ecaillees ont une microstructure ou les empreintes des cristallites d'alumine ecaillee sont visibles et lorsque il se produit a plus haute temperature, les surfaces mises a nu pendant le refroidissement se reoxydent. Apres oxydation a 1100c, l'ecaillage est enregistre en continu pendant le refroidissement. Deux types d'ecaillage sont observes : 1- rapide et brutal et 2- lent et progressif. Les essais realises ont permis de determiner la variation de temperature, t, necessaire a l'initiation de l'ecaillage. Les resultats ont ete analyses avec le modele d'evans et lobb decrivant l'ecaillage en absence de deformation plastiques du substrat metallique. T depend de l'epaisseur de la couche d'oxydes et de l'energie de rupture interfaciale. Les elements d'addition si, hf, re et particulierement pt diminuent la valeur de t.
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Roblin-Semène, Laurence. "Composites "verre-supraconducteur à haute température critique"." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20099.
Abstract:
Ce travail concerne la preparation et la caracterisation de composites verre/supraconducteur elabores par la technique de pressage uniaxial a chaud. Les phases supraconductrices utilisees pour cette etude sont les oxydes de la famille bisrcacuo. Les verres choisis pour l'elaboration des composites sont: 1) le verre pbo-b#2o#3 dont la basse temperature de transition vitreuse et la grande stabilite thermique etaient des elements favorables a une bonne texturation des grains supraconducteurs, 2) les verres bisrcacuo purs (2212, 2223, 4334) dont la recristallisation partielle par recuit a posteriori devait assurer une meilleure connectivite entre grains, et enfin 3) des melanges bisrcacuo(v)+v#2o#5 ou pbo-b#2o#3 qui devaient permettre d'assurer un compromis entre texturation et connectivite. L'etude physique et structurale des composites obtenus a conduit aux resultats suivants: les composites les mieux textures sont ceux a base de verre pbo-b#2o#3, mais la presence de la phase vitreuse au niveau des joints de grains interdit toute connectivite electrique et ne permet pas l'observation de transition supraconductrice par mesure electrique. Les composites bisrcacuo (v)/bisrcacuo (s) sont les plus prometteurs, car ils permettent l'obtention de densites de courant critique non negligeables apres recuit. Des essais d'optimisation des conditions de recuit ont ete effectues en faisant varier differents parametres tels que la temperature du recuit, sa duree ou la vitesse de montee en temperature. Les resultats obtenus montrent que ces materiaux sont des candidats potentiels pour la realisation de limiteurs de courant
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GARREAU, ALEXANDRE. "Conception et élaboration d'absorbants radar haute température." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1997. http://www.theses.fr/1997STR13135.
Abstract:
On desire elaborer un materiau absorbant les ondes electromagnetiques dans la gamme de frequences 2-18ghz. Ce materiau doit etre mince, avoir une large bande de fonctionnement frequentiel et supporter des contraintes thermomecaniques jusqu'a une temperature de 500c. Le choix s'est porte sur un materiau de base minerale synthetise par la voie sol/gel, dans lequel on inclut des particules ferromagnetiques avec une fraction volumique de l'ordre de 50%. Les performances radioelectriques sont conditionnees par la permittivite electrique et la permeabilite magnetique. A l'aide des lois de melanges, on rend compte de l'evolution de et en fonction du taux de charge et des caracteristiques de chaque element constitutif du materiau composite. Le composite devant etre operationnel a haute temperature dans l'air, il doit resister a la corrosion seche. Differentes solutions ont ete examinees : assurer l'etancheite du materiau composite, enrober les particules ferromagnetiques afin de limiter leur oxydation ou utiliser des alliages ferromagnetiques resistant a l'oxydation. On etudie finalement le comportement mecanique en temperature du composite et du composite depose sur un substrat metallique.
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Márquez, Costa Juan Pablo. "Caractérisation et modélisation des interfaces dans les composites organiques stratifiés à haute température : Application à la tenue au feu des structures aéronautiques PhyFire LOT 2 - Développement de modèles de comportement du composite Caractérisation en température de la ténacité en mode II des interfaces des CMO en utilisant l’effet Joule Caractérisation du comportement visqueux des interfaces CMO et influence sur la propagation de délaminage Convention PhyFIRE 2 - LOT 2 : Développement d’un cadre de modélisation pour les matériaux composites Durabilité des matériaux composites en conditions extrêmes : vers la prédiction des propriétés de tenue au feu Durability of Composite Materials under Severe Temperature Conditions : Influence of Moisture Content and Prediction of Thermo- Mechanical Properties During a Fire Towards the Prediction of Sandwich Composites Durability in Severe Condition of Temperature : A New Numerical Model Describing the Influence of Material Water Content during a Fire Scenario." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2021. http://www.theses.fr/2021ESMA0004.
Abstract:
Dans le cadre de la tenue au feu des matériaux composites, il est nécessaire d’évaluer la dégradation de leurs propriétés thermiques et mécaniques due à des pertes de masse, de la fissuration matricielle et/ou des délaminages. Néanmoins, peu d’études dans la littérature sur la tenue en température des composites aéronautiques concernent le comportement mécanique et la rupture des interfaces avant toute dégradation thermique, sujet qui est l’objet principal de ce travail. Ainsi, l’objectif est de proposer un modèle de prévision de rupture concernant tant l’amorçage que la propagation du délaminage pour des chargements thermomécaniques. Ce travail a porté en grande partie sur la caractérisation des propriétés d’interfaces à l’aide d’une analyse d’essais de propagation de fissure en mode II pour des éprouvettes chauffées par effet Joule. Ces analyses numériques montrent que le comportement du pli n’explique pas la réponse macroscopique pseudo-ductile observée expérimentalement. Ainsi, une méthode de dialogue essai-calcul, comparant les champs cinématiques mesurés par corrélation d’images numériques et ceux simulés par éléments finis, souligne l’importance du comportement visqueux à l’échelle de l’interface.C’est par une approche similaire de type FEMU que les paramètres d’une loi de rupture de type cohésif ont été identifiés en température et en tenant compte des différentes sources d’incertitude. Ce travail met en évidence la similitude entre le cisaillement plan et hors plan, tant sur le comportement que sur la rupture. En parallèle, l’analyse d’essais de tenue en température par impact laser a permis d’établir un critère d’amorçage par une approche couplée en contrainte et en énergie. Une confrontation de ce critère aux paramètres de la loi de zone cohésive identifiés précédemment permet de discuter de l’échelle de modélisation de l’interfaceWithin the framework of the fire resistance of composite materials, it is necessary to assess the degradation of their thermal and mechanical properties due to mass losses, matrix cracking and/or delamination cracks. Nevertheless, few studies in the literature about the temperature resistance of aeronautical composites concern the mechanical behaviour and the rupture of interfaces before any thermal degradation,subject which is the main topic of this work. Thus, the objective is to propose a failure model concerning both the delamination crack initiation and growth under thermomechanical loads. Much of this work has focused on the characterisation of interface properties using an analysis of mode II crack propagation tests for Joule heated specimens. These numerical analyses show that the ply behaviour does not explain the macroscopic pseudo-ductile response observed experimentally. Thus, a test-calculation dialog method, comparing the kinematic fields measured by digital images correlation and those simulated by finite elements, underlines the importance of the viscous behaviour at the interface scale. By a similar FEMU approach the parameters of a cohesive-type fracture law have been identified in temperature and taking into account the different sources of uncertainty. This work highlights the similarity between plane and out-of-plane shearing, both on behaviour and on failure. In parallel, the analysis of temperature resistance tests by laser impact made it possible to establish a crack initiation criterion by a coupled stress and energy approach. A comparison of this criterion with the parameters of the cohesive zone law previously identified makes it possible to discuss about the modeling scale of the interface
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Champallier, Rémi. "Déformation expérimentale à Haute Température et Haute Pression de magmas partiellement cristallisés." Phd thesis, Université d'Orléans, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008988.
Abstract:
Le développement des Orientations Préférentielles de Forme (OPF) dans les roches magmatiques est souvent considéré comme résultant de la rotation des cristaux sous l'effet de contraintes anisotropes. Ce mécanisme a été étudié tant du point de vue théorique qu'expérimental. Cependant, les travaux expérimentaux sur le sujet, notamment ceux analogiques ont rarement considéré la cristallisation sous l'effet de contraintes différentielles.Les travaux entrepris à haute température - haute pression (HT-HP) se proposaient d'étudier ce phénomène ainsi que la rotation des cristaux. Une telle étude nécessite de disposer d'un appareil de déformation des magmas fonctionnant à HT-HP. Ce mémoire présente les tests de deux appareils développés dans cette optique ainsi que ceux réalisés en presse Paterson. Une large place est également consacrée aux artefacts expérimentaux rencontrés et aux moyens mis en œuvre pour les résoudre.
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Carrier, Hervé. "Contribution à l'étude thermodynamique de solutions d'électrolytes sous haute pression, haute température." Pau, 1996. http://www.theses.fr/1996PAUU3018.
Abstract:
L'objectif majeur de ce travail est de parvenir a etendre la caracterisation des solutions salines aqueuses a des temperatures et des pressions elevees relevant de celles des fluides hyperbares. Pour cela, nous avons combine deux modeles bases sur des considerations theoriques: les equations d'etat modifiees d'helgeson, kirkham et flowers et le modele d'interaction ionique de pitzer. Cette approche permet de predire remarquablement la solubilite des mineraux comme celle des gaz sur un large domaine de temperature, pression et composition. En premier lieu, nous presentons les resultats obtenus en matiere de prediction de solubilite de mineraux au travers du systeme na-k-ca-mg-ba-sr-cl-so#4-h#2o, etudie jusqu'a 623 k et 500 bar. Nous avons ensuite evalue la solubilite du dioxyde de carbone, du sulfure d'hydrogene et d'un hydrocarbure, le methane, dans des solutions salines pour des temperatures et des pressions pouvant atteindre respectivement 623 k et 1800 bar. Dans le cas du sulfure d'hydrogene de nouveaux parametres d'interaction du modele de pitzer sont proposes. Pour l'ensemble des solubilites predites, les valeurs calculees a partir de notre methode accusent des ecarts du meme ordre de grandeur que ceux obtenus en utilisant des modeles thermodynamiques specifiques. Enfin, pour pouvoir s'affranchir du manque de donnees experimentales dans le domaine hp/ht, deux procedures qui contribuent d'une part a reduire le nombre de mesures experimentales necessaires a la determination des parametres d'interaction de pitzer pour les hautes temperatures, et d'autre part a estimer l'influence de la pression sur ces derniers, ont ete developpees. La premiere est basee sur une extrapolation de donnees isopiestiques, la seconde permet d'introduire et d'utiliser la vitesse du son comme grandeur caracteristique de l'influence de la pression
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Bouhifd, Mohammed Ali. "Physique des minéraux et des magmas à haute pression et haute température." Paris 7, 1995. http://www.theses.fr/1995PA077167.
Abstract:
Dans cette these nous nous sommes consacres a la mesure de proprietes physiques et chimiques de solides cristallins, de liquides et verres silicates: compressibilite, dilatation thermique, chaleur specifique et viscosite. A temperature ambiante, la plupart des mineraux de basse pression se transforment en des phases amorphes quand on les comprime a des pressions elevees. La fayalite et la forsterite s'amorphisent en effet, a des pressions de l'ordre de 350 et 700 kbar. L'etude en microscopie electronique des differentes etapes de l'amorphisation de ces deux poles purs, fournit une description detaillee des mecanismes d'amorphisation des olivines. Par ailleurs, cette etude permet d'etudier l'influence du rapport fe/(fe+mg) sur les pressions et les mecanismes d'amorphisation. L'etude de la dilatation thermique de la forsterite jusqu'a son point de fusion permet de s'affranchir des problemes resultant de l'extrapolation des coefficients de dilatation thermique. Un autre but de ces mesures a ete de determiner si le (t) de la forsterite augmente de maniere anormale au voisinage de la fusion, comme le font les enthalpies relatives de plusieurs mineraux. L'etude thermodynamique et rheologique des titanosilicates confirme le comportement particulier et complexe du titane dans les silicates. La theorie entropique des phenomenes de relaxation d'adam et gibbs 1965 fournit une explication tres simple de ces variations complexes, et permet de calculer les entropies de configuration de ces liquides. De la meme facon, les mesures de capacites calorifiques des alumino-silicates et borosilicates permet de preciser le role complexe du bore. Enfin nous avons pu calculer l'enthalpie de fusion d'un basalte, en combinant les mesures de capacites calorifiques des trois phases: cristalline, liquide et vitreuse, et de son enthalpie de vitrification
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Munholand, Luke. "Filtration à haute température avec des chandelles céramiques." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2001. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1170.
Abstract:
Laboratory and numerical analyses were performed at high temperature on the Pall Gas Solid Separation System Vitropore[superscript TM 1] candle filtration unit. The goal of this work was to determine if particle deposition patterns exist, to find optimum operating conditions, and to develop a validated numerical model. Fly ash from the Québec municipal incinerator was introduced into a high velocity air stream and fed at 900[degrees Celcius] to our industry standard one-meter long cluster of three ceramic candle filters. Optimum operating conditions for filter cake uniformity were determined using statistical methods. Of the conditions tested, low ash feed rate (0.83 g/s), low air flow rate (4.72×10[superscript -3] m[superscript 3]/s), and off axis filter position (PIN) gave the most uniform filter cakes. Numerical model results compared well with actual laboratory temperature, pressure and particle deposition data."--Résumé abrégé par UMI
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Ades, Claude. "Propriétés optiques des verres silicatés à haute température." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30164.
Abstract:
La connaissance des proprietes optiques des verres silicates a haute temperature est indispensable pour l'optimisation energetique des procedes d'elaboration du verre. Un montage experimental complexe a donc ete realise afin d'etablir les spectres d'absorption des verres colores a haute temperature. Il a permis d'en mesurer les variations en fonction de la temperature entre 800 et 1500 c, pour la plupart des verres colores courants. Une etude fondamentale des caracteristiques de ces spectres a temperature ambiante, a ete entreprise afin de mieux comprendre les mecanismes d'absoption de la lumiere dans les verres. L'ensemble des resultats obtenus a permis de modeliser les variations d'absorption avec la temperature et la composition suivant deux methodes: etablissement de relations analystiques entre l'absorption spectrale et la temperature et la composition; etablissement d'un modele de bandes spectrales, permettant de prendre en compte les variations de temperature et de composition. Enfin, trois applications industrielles de ces resultats sont presentees
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Viverge, Pierre-Jean. "Convertisseur de faible puissance pour environnement haute température." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0061.
Abstract:
Ce mémoire traite de la faisabilité d'un convertisseur AC/DC de faible puissance, dédié au fonctionnement sur l'intervalle de température compris entre 25°C et 185 C. Tous d'abord, nous présentons les généralités sur l'étude de l'électronique en haute température ainsi que les différents points permettant d' effectuer le choix d'un convertisseur, d'après un cahier des charges donné. Le fonctionnement du convertisseur choisi pour l'étude est ensuite analysé. Dans la seconde partie de l'étude, nous présentons l'évolution de différents paramètres de composants susceptibles d'être utilisés pour la réalisation du convertisseur. Toutes les grandes familles de composants sont envisagées. Le fonctionnement du convertisseur complet (utilisant une centaine de composants) est analysé à 185°C. Nous nous intéressons plus particulièrement au comportement de l'interrupteur bidirectionnel. En effet , c'est le seul sous-ensemble capable de conduire à un dysfonctionnement du convertisseur, si ses composants n'ont pas fait l'objet d'un choix particulier. Cette partie précise le fait que les interactions entre plusieurs composants, au comportement à priori satisfaisant en haute température, peuvent conduire à une dégradation du système complet. En dernier lieu , nous abordons l'analyse du vieillissement de composants ayant fonctionné, 400 heures à 185°C, au sein du convertisseur. Ensuite, nous présentons le fonctionnement du convertisseur complet, durant 400 heures à 185°C puis lOO heures à 200°CThis complete study covers the analysis from 20°C to l85°C of the realisation bases and behaviour of a low power AC/DC converter. After the choice of he power supply structure, we propose rules, remarks and cautions for such type of converter for low and high temperature electronic as well. The study shows the evolution of t he convert er components and elements versus temperature. The devices are tested alone and inside their environment. In particular, we analyse the bidirectional switch behaviour versus temperature because it can induce problems if we don't apply specific rules of choice about its components. We study the 185°C running of the complete converter (using hundred components ) and we show that it is possible to use a low power converter during 400 hours at l85°C then 100 hours at 200°C