Dissertations / Theses: 'Gaz – Effets des hautes températures'

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Nuzzo, Manon. "Influence de l'environnement gazeux sur les performances électrochimiques de cellules à oxyde solide (SOC) en mode Electrolyse à Haute Température (EHT)." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066141.

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Abstract:

L’Electrolyse de la vapeur d’eau à Haute Température (EHT) est un procédé prometteur pour la production d’hydrogène, vecteur énergétique d’avenir. La production massive d’hydrogène par EHT reste difficile compte tenu de la dégradation prématurée des performances de cellule à oxyde solide (SOC) liée aux conditions expérimentales sévères (température de fonctionnement (700-1000°C), atmosphère oxydante, densité de courant élevée). Dans ces conditions, la dégradation de SOC est due à la réactivité de ses constituants, l’évolution de la microstructure des couches et aux contraintes internes accentuées par les gradients de température et de composition gazeuse. Ce travail a été consacré à l’étude de l’influence de l’environnement gazeux sur les performances électrochimiques de SOC en mode EHT et au développement d’une méthode d’apport en gaz plus homogène afin d’uniformiser le fonctionnement de SOC et ainsi de diminuer les contraintes internes. Pour cela, des SOC commerciales à électrolyte support de type Ni/CGO – 3YSZ – LSM/YSZ ont été utilisée. Dans un premier temps, le comportement électrochimique des SOC avec un montage expérimental classique a été étudié in situ par chronopotentiométrie et par spectroscopie d’impédance en fonction des conditions expérimentales (rapport H2O/H2, taux de conversion, débit gazeux). Dans un second temps, des montages spécifiques ont été développés afin de faire varier l’homogénéité de l’apport de la phase gazeuse coté hydrogène. L’influence de la variation de la méthode d’apport en gaz sur le comportement électrochimique initial de la SOC puis sur sa tenue au vieillissement a été étudiée
High Temperature Steam Electrolysis (HTSE) is a promising technology for hydrogen production, leading candidate as future fuel. However, massive hydrogen production remains difficult considering the fast performance degradation of solid oxide electrolyser cells (SOEC) mainly due to extreme experimental conditions (high working temperature (700-1000°C), oxidising atmosphere, high current density). In these conditions, degradation is due to reactivity between SOEC components, evolution of their microstructure and internal stresses emphasized by temperature and gas composition gradients. This work is dedicated to the study of the influence of the gaseous environment on electrochemical performance on SOEC in HTSE mode and to the development of a homogeneous method for gas distribution over the SOEC surface to enable a more uniform cells operation and limit internal stresses. Commercial electrolyte supported cells are studied (Ni/CGO–3YSZ–LSM/YSZ). First to start with, the SOEC electrochemical behaviour is studied with a traditional experimental set-up. Electrochemical characterisations are carried out in situ through chronopotentiometry and impedance spectroscopy. Secondly, new specific experimental sets-up were developed in order to vary the homogeneity of the gas distribution over the hydrogen electrode. To finish with, the influence of the gas distribution method has been studied on the initial electrochemical behaviour and then on the SOEC durability

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Ledoux, Xavier. "Contribution à la mise au point de matériaux métalliques pour les unités de production d'hydrogène par vaporéformage du gaz naturel : 1/ Étude de l'oxydation de matériaux de structure à l'air entre 650 et 1050°C. 2/ Élaboration de revêtements et étude de leur résistance à l'oxydation." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0017/document.

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Abstract:

Le projet LokiR a pour objectif de développer de nouveaux réacteurs de vaporéformage pour optimiser la production de dihydrogène. Dans ce contexte, la protection des alliages métalliques qui composent le réacteur doit être améliorée. Au cours de cette thèse, le comportement de deux alliages chromino-formeurs (Haynes© 120 et 230) à haute température dans des conditions oxydantes a été étudié et des revêtements protecteurs capables d'améliorer leur résistance à l'oxydation ont été développés. L'étude dévoile que les alliages se protègent par la croissance d'une couche de chromine durant leur oxydation à l'air dans la gamme 650-1050°C. Ceci conduit à une cinétique d'oxydation de type parabolique dont les valeurs de constantes sont faibles pour ces types d'alliage. L'ordre de grandeur de l'espérance de vie des alliages à 1000°C a été estimé à environ 8 années sous air. La croissance de la chromine est contrôlée par la diffusion du défaut de type lacune d'oxygène aussi bien à haute qu'à faible pression d'oxygène. Les essais de chromisation indiquent que l'alliage Haynes© 120 se revête d'une phase [alpha]-(Cr, Fe, Ni) pouvant être enrichie en silicium. Cependant, le comportement de ces revêtements en oxydation, à 1050°C, est, dans l'ensemble, peu satisfaisant. L'aluminisation de l'alliage Haynes© 120 conduit à la formation d'un revêtement [bêta]-Al(Ni, Fe, Cr). L'oxydation de l'alliage ainsi revêtu conduit à la croissance initiale d'une alumine de transition puis à celle de l'alumine stable [alpha]-Al2O3. Ceci permet de diminuer la vitesse d'oxydation et d'améliorer la résistance aux chocs thermiques. L'alliage aluminisé maintien le caractère alumine-formeur au moins 10000 heures à 1000°C
The LokiR project aims to develop new steam reforming reactor to optimize the production of hydrogen. In this context, the protection of metallic alloys composing the reactor must be improved. In this thesis, the behavior of two chromia-forming alloys (Haynes© 120 and 230) was studied at high temperature under oxidizing conditions and protective coatings, able to improve their resistance against oxidation, have been developed. The study reveals that the alloys protect themselves by the growth of a chromia layer during their oxidation in air in the range 650-1050°C. This leads to a parabolic-like oxidation kinetics with low constant values for these types of alloys. The magnitude of the alloys life time at 1000°C was estimated at about 8 years in air. Chromia growth is controlled by the diffusion of the oxygen vacancy defect as well as high and low oxygen pressure. The tests indicate that the chromization of Haynes© 120 alloy leads an alpha-(Cr, Fe, Ni) phase that can be enriched with silicon. However, the behavior of these coatings oxidation at 1050°C, is, overall, unsatisfactory. The aluminization of the alloy Haynes © 120 leads to the formation of a beta-Al (Ni, Fe, Cr) coating. The oxidation study of the alloy thus coated leads to the initial growth of a transition alumina and, then, to the growth of the steady alpha-Al2O3. This last reduces the rate of oxidation and improves the thermal shock resistance. The aluminized alloy maintains the alumina-forming nature at least 10000 hours at 1000°C

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Plennevaux, Cécile. "Etude des risques de corrosion et de rupture différée des aciers en présence d'H2S dans les conditions d'exploration de pétrole et de gaz à haute pression et haute température." Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0101.

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Abstract:

L'exploitation des champs de pétrole et de gaz sous haute pression (HP) et haute température (HT) a augmenté ces dernières années, nécessitant de réévaluer les risques de corrosion dans ces milieux de plus en plus sévères. Afin de contribuer à une meilleure évaluation des risques de rupture différée des aciers en présence d'H2S (SSC, Sulfide Stress Cracking) dans ces conditions, trois axes de recherche ont été suivis. Nous avons d'abord identifié un besoin d'amélioration de prédiction des conditions corrosives sous haute pression et haute température, et en particulier pour le calcul du pH in situ. Un modèle a été développé ; il prend en compte le comportement non-idéal des phases en équilibre, et permet un calcul plus précis du pH et de la fugacité des gaz acides à haute pression et haute température. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'effet de la pression partielle de CO2 (PCO2) sur les réactions de surface et sur les risques de SSC. Cette étude, réalisée à l'aide de mesures électrochimiques en l’absence d’un film de sulfure de fer, a permis de montrer que la présence de CO2 augmente sensiblement les cinétiques des réactions cathodiques à la surface de l'acier ainsi que le chargement en hydrogène, en particulier lorsque la pression partielle en H2S (PH2S) est faible. Enfin, des essais SSC ont été mis en œuvre dans des conditions fixes de pH et de PH2S, en faisant varier PCO2 entre zéro et 100 bar. L'objectif était de vérifier que la présence de CO2 sous forte pression augmentait bien les risques de fissuration, comme prévu par les résultats des essais électrochimiques. Les difficultés liées à la mise en œuvre d'essais en autoclave sous pression n'ont pas permis d'apporter une conclusion définitive. Néanmoins, ces travaux montrent qu'il peut exister un risque de sous-estimation de la sévérité des milieux dans les pratiques conventionnelles, lorsque PCO2 est significativement plus élevée que PH2S. Dans ces conditions spécifiques, les résultats de ce travail peuvent servir à améliorer les critères de choix de matériaux pour les milieux HP/HT
The production of high pressure (HP) and high temperature (HT) wells has considerably increased in the last decade. It is therefore needed to reassess the risks of corrosion in always more severe environments. This work was three fold to better assess the risk of Sulfide Stress Cracking (SSC) in these environments. Firstly, there was a need to improve prediction methods for the evaluation of HP/HT environments severity, especially the in situ pH calculation. A model was which taking into account the non-ideal behaviour of gas and liquid phases in equilibrium. The determination of the in situ pH and the acid gas fugacity at high pressure and high temperature is more accurate. In a second part of the work, the impact of CO2 partial pressure (PCO2) on surface reactions and hence on the risk of SSC was examined. Electrochemical and hydrogen permeation measurements in the absence of an iron sulphide film showed that CO2 induces an increase of both cathodic reactions kinetics and hydrogen charging in the steel, especially at low H2S partial pressure (PH2S). In the last part of this work, SSC tests were performed at constant pH and constant PH2S, with various PCO2 from 0 to 100 bar. The objective was to experimentally confirm that increasing PCO2 increases the SSC risk, as inferred from the electrochemical study. Unfortunately, experimental artefacts linked with autoclave test conditions did not lead to clear conclusions on this point. However, this work shows that conventional tools might lead to underestimate SSC risks at high PCO2 and low PH2S. In these specific conditions, the new results presented in this report may contribute to improve materials selection criteria for high pressure and high temperature conditions

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Vounki, Brenda. "Adsorbants à base de phosphates pour l'abattement des métaux lourds en phase gazeuse." Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2023. http://www.theses.fr/2023EMAC0015.

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Abstract:

Les normes environnementales concernant les émissions de polluants dans l'air deviennent de plus en plus restrictives avec de nouveaux seuils d'émission à obligatoirement respecter. A cet effet, il est nécessaire de développer ou d'améliorer les techniques actuelles d'abattement des émissions de métaux lourds à haute température (> 240°C). Ce travail de thèse se place dans cette problématique et a pour objectif le développement d'adsorbant à base de phosphates de calcium aux propriétés contrôlées permettant l'élimination des métaux lourds en phase gazeuse à haute température. Si les procédés d'élimination de ces métaux lourds à basse température (< 240°C) existent, ceux à haute température (> 240°C) restent rares. Dans un premier temps, différentes synthèses de phosphates de calcium ont été réalisées afin d'identifier l'influence des conditions opératoires sur les propriétés physico-chimiques et thermiques du solide. Le rapport liquide/solide et la vitesse d'agitation se sont avérés comme les paramètres les plus influents sur les propriétés finales du produit obtenu. Une hydroxyapatite avec une surface spécifique comprise entre 90 et 100 m2 /g a été obtenue. Sur la base des résultats obtenus, l'hydroxyapatite retenue pour les essais d'adsorption du cadmium ou du plomb en lit fixe à l'échelle laboratoire a été celle présentant les meilleures caractéristiques en termes de stabilité thermique, physique et chimique. Néanmoins, ce manuscrit couvre en grande partie les travaux sur l'adsorption du cadmium. Une deuxième hydroxyapatite fournie par l'industriel (surface spécifique :119 m2 /g) a également été utilisée pour les essais d'adsorption. Les différents tests d'adsorption ont été réalisés en faisant varier des paramètres tels que le débit de gaz (1-3 L/h), la température (700-1000°C), le temps de contact, la concentration initiale du métal lourd et la hauteur du lit de poudre d'adsorbant (0,5-1,5 cm). Les résultats ont montré la capacité de ces adsorbants à capter les métaux lourds sous des contraintes thermiques (T > 700°C). Les données expérimentales d'adsorption du cadmium ont ensuite été modélisées à l'aide d'un modèle mathématique basé sur la cinétique des processus d'adsorption, et les phénomènes de transfert de matière. Il a permis de prédire la dynamique d'adsorption du cadmium par l'hydroxyapatite à travers les courbes de percée décrivant le profil de concentration du cadmium en fonction du temps. Ce travail a démontré que les hydroxyapatites synthétisées présentent des propriétés de surface, d'écoulement, thermiques et thermomécaniques intéressantes permettant d'envisager leur application à haute température à l'échelle industrielle dans une unité d'incinération des déchets
Environmental standards for emissions of pollutants into the air are becoming increasingly restrictive, with new emission thresholds that must complied with. It is therefore necessary to develop and/or improve current techniques to remove heavy metals. This thesis aims to develop a calcium phosphate sorbent with controlled properties to remove heavy metals from the gas phase at high temperature (> 240°C). Although the process from getting the removal of heavy metals at low temperature (< 240°C), the one for high temperature conditions are still scarce. Initially, various syntheses of calcium phosphates were carried out to identify the influence of operating conditions on the physico-chemical and thermal properties. The liquid/solid ratio and the stirring speed proved to be the most influential parameters to control the final properties of the product. A hydroxyapatite with a specific surface area of between 90 and 100 m2/g was obtained. Based on the results obtained, the hydroxyapatite chosen for the laboratory-scale fixed-bed cadmium or lead adsorption tests was the one with the best characteristics in terms of thermal, physical, and chemical stability. Nevertheless, this manuscript mostly covered the work on cadmium adsorption. A second hydroxyapatite was also used for the adsorption tests. The adsorption tests were carried out by varying parameters such as the gas flow rate (1-3 L/h), the temperature (700-1000 °C), the contact time, the initial concentration of the pollutant and the height of the adsorbent powder bed (0.5-1.5 cm). The results demonstrated the ability of these sorbents to capture heavy metals under thermal stress (T > 700°C). Experimental data on cadmium adsorption were modelled using a mathematical approach based on the kinetics of adsorption processes and mass transfer phenomena. The model was used to predict the dynamic of cadmium adsorption on hydroxyapatite using breakthrough curves describing the cadmium concentration profile as a function of time. This work has shown that the synthesised hydroxyapatites have interesting surface, flow, thermal and thermomechanical properties, showing their possible application at high temperatures at industrial scale in a waste incineration unit

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Dawi, Kamel. "Corrosion à haute température de fontes GS à matrice ferritique et austénitique sous atmosphères complexes." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1803.

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Abstract:

Le mémoire présenté s’articule autour de sept chapitres. Les premier et deuxième chapitres, qui constituent la synthèse bibliographique, présentent d’abord quelques généralités sur les fontes et leur procédé d’élaboration, ainsi que sur l’action et la ségrégation des principaux éléments d’alliage (chapitre I) ; le deuxième chapitre présente des généralités sur l’oxydation des métaux à haute température, l’oxydation du fer, des alliages Fe-Si, et des fontes ; puis plus spécifiquement sur la corrosion haute température dans les milieux soufrés et du l’effet de la vapeur d’eau. Ce chapitre se termine par des éléments bibliographiques. Le chapitre suivant (chapitre III) est consacré à la description expérimentale des essais et des techniques de caractérisation, ainsi qu’à un bref descriptif de l’outil de calcul thermochimique ThermoCalc. Dans le quatrième chapitre, une étude microstructurale des fontes étudiées est présentée. Elle est basée sur des observations microstructurales et des analyses élémentaires effectuées après différentes attaques chimiques, complétées par des calculs thermodynamiques. Dans les cinquième et sixième chapitres sont présentés les résultats expérimentaux et les discussions concernant respectivement les essais de corrosion sur les fontes SiMo et les essais sur la fonte Ni-Resist. La dernière partie de ce manuscrit constitue une synthèse globale de ce travail sous forme de conclusion générale et de perspectives.

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Noudeviwa, Albert M. D. "Etude et optimisation de dispositifs à base de matériaux faibles gap pour applications hautes fréquences et ultra faible consommation." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10132/document.

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Abstract:

L’avènement des technologies itinérantes s’est accompagné de l’accroissement des besoins en autonomie des appareils électroniques mobiles. De plus la forte densité d’intégration des dispositifs conduit aux limites de dissipation thermique des systèmes de refroidissement classiques. Ainsi dans cette thèse le régime de fonctionnement bas Vds a été investigué dans les HEMTs à base de matériaux faibles gaps afin de réduire les puissances consommées. Cette étude est réalisée à 300K et 77K. Concernant les HEMTs à base d’antimoine des performances records ont été publiées à 300K (fT = 144GHz à 100mV pour Lg=120nm). En termes de performances en bruit à la fois pour les HEMTs industriels étudiés et les HEMTs à base d’antimoine à 30GHz et Vds=100mV un NFmin autour de 1.6dB et un Gass de l’ordre de 6dB sont atteints pour des puissances dissipées inférieures à 10mW/mm. Enfin des dimensionnements d’amplificateurs faibles bruit ont été réalisé afin d’évaluer la potentielle réalisation d’une électronique basse consommation à température ambiante et cryogénique. Ces dimensionnements ont permis d’obtenir à 100mV de tension drain un NF autour de 1,7dB pour un gain associé avoisinant 6dB avec une puissance dissipée inférieure à 6mW/mm à température ambiante et à basse température (77K) la valeur de NF est autour de 0,6dB pour un gain associé supérieur à 7dB
Advent of itinerant technologies was done with the autonomy needs increase in the mobile electronics devices. In addition the high devices integration density leads to the thermal dissipation limits of the classic cooling systems. Thus in this thesis the low Vds operation mode is investigated in narrow band gap materials based HEMTs in order to reduce the power consumption. This study is done at room temperature (300K) and at cryogenic temperature (77K). Concerning antimonide based HEMTs, record performances was published at 300K (fT = 144GHz à 100mV for Lg=120nm). In terms of noise performances both of industrial studied HEMTs and antimonide based HEMTs present at 30GHz and Vds=100mV NFmin value around 1.6dB and Gass around 6dB for power dissipation lower than 10mW/mm. Finally low noise amplifier (LNA) design is done in order to evaluate the potential use of those devices in low power consumption electronics at room and cryogenic temperature. Those designs allowed to obtain at Vds=100mV NF value around 1.7dB and Gass around 6dB with power dissipation lower than 6mW/mm at room temperature and at cryogenic temperature NF value around 0,6dB for Gass value higher than 7dB

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Peyrovi, Parnian. "Improved resistance to deactivation of coupled NH3-SCR/ DPF catalyst for diesel exhaust emissions control." Thesis, Lille, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R041.

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Abstract:

Les moteurs Diesels connaissent un intérêt récent tout particulier car ils rejettent moins de CO2 que les moteurs essences à puissance égale, du fait qu’ils travaillent en mélange pauvre (en excès d’oxygène). Récemment, des catalyseurs de réduction catalytique sélective (SCR) déposés sur des filtres à particules diesel (FAP) ont été développés pour les applications automobiles en raison de leur capacité à réduire simultanément les émissions de NOx et de particules. Une telle mise en œuvre nécessite une résistance thermique améliorée du catalyseur SCR du fait des exothermes liés à la régénération périodique du FAP. Le but de ce travail est de proposer un catalyseur pour la réduction des NOx par NH3 actif après vieillissement à haute température. La première partie de ce manuscrit détaille les modifications du catalyseur CeV0.95W0.05O4 en ajoutant des éléments de terres rares (Pr3+, Gd3+, Tb3+, Er3+). Le catalyseur le plus prometteur obtenu par la substitution partielle du cérium par des terres rares était finalement le catalyseur Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4. Une substitution partielle du cérium par de l’erbium permet d’obtenir un gain d’activité après vieillissement à 600 et 850°C attribué à la capacité de l'erbium à favoriser la stabilité thermique des catalyseurs contenant du vanadium. Ce comportement pourrait également être corrélé aux caractéristiques de la liaison Er3+_O_V5+ et à leur capacité à modifier les caractéristiques de la liaison V_O et les propriétés acide/base de surface. Le catalyseur Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4, la formulation optimisée, permet d’obtenir une conversion de NOx supérieure à 80% entre 250 et 400°C en condition Fast-SCR après un vieillissement à 850°C
Diesel engines have been extensively implemented because they emit lesser CO2 than gasoline engine of equivalent power, since they work in lean condition, i.e. in excess of oxygen. Recently, Selective Catalytic Reduction (SCR) catalysts coated on Diesel Particulate Filters (DPF) have been introduced for automotive applications due to capability of reducing NOx and PM simultaneously. However, such implementation requires improved thermal resistance of the SCR catalyst due to the exotherms related to the periodic regeneration of DPF. The point of this manuscript is to propose a catalyst active in NOx reduction by NH3 after aging at high temperature. The first part of this manuscript details the modifications of CeV0.95W0.05O4 catalyst by adding of rare earths elements (Pr3+, Gd3+, Tb3+, and Er3+). The most promising catalyst obtained by the partial substitution of cerium by rare earths was finally Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4 catalyst. A partial substitution of the cerium by the erbium allows obtaining an increase of the activity after an aging at 600°C and 850°C attributed to the ability of erbium to promote thermal stability of the vanadium-containing catalysts. This behaviour might be also correlated with the characteristics of Er3+_O_V5+ bond and to their ability to alter the characteristics of the V_O bond and the acid/base surface properties. Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4 catalyst, an optimized formulation, is able to get a NOx conversion superior to 80% between 250 and 400°C in Fast-SCR condition after an aging at 850°C

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Plennevaux, Cécile. "Etude des risques de corrosion et de rupture différée des aciers en présence d'H2S dans les conditions d'exploration de pétrole et de gaz à haute pression et haute température." Thesis, Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0101.

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Abstract:

L'exploitation des champs de pétrole et de gaz sous haute pression (HP) et haute température (HT) a augmenté ces dernières années, nécessitant de réévaluer les risques de corrosion dans ces milieux de plus en plus sévères. Afin de contribuer à une meilleure évaluation des risques de rupture différée des aciers en présence d'H2S (SSC, Sulfide Stress Cracking) dans ces conditions, trois axes de recherche ont été suivis. Nous avons d'abord identifié un besoin d'amélioration de prédiction des conditions corrosives sous haute pression et haute température, et en particulier pour le calcul du pH in situ. Un modèle a été développé ; il prend en compte le comportement non-idéal des phases en équilibre, et permet un calcul plus précis du pH et de la fugacité des gaz acides à haute pression et haute température. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'effet de la pression partielle de CO2 (PCO2) sur les réactions de surface et sur les risques de SSC. Cette étude, réalisée à l'aide de mesures électrochimiques en l’absence d’un film de sulfure de fer, a permis de montrer que la présence de CO2 augmente sensiblement les cinétiques des réactions cathodiques à la surface de l'acier ainsi que le chargement en hydrogène, en particulier lorsque la pression partielle en H2S (PH2S) est faible. Enfin, des essais SSC ont été mis en œuvre dans des conditions fixes de pH et de PH2S, en faisant varier PCO2 entre zéro et 100 bar. L'objectif était de vérifier que la présence de CO2 sous forte pression augmentait bien les risques de fissuration, comme prévu par les résultats des essais électrochimiques. Les difficultés liées à la mise en œuvre d'essais en autoclave sous pression n'ont pas permis d'apporter une conclusion définitive. Néanmoins, ces travaux montrent qu'il peut exister un risque de sous-estimation de la sévérité des milieux dans les pratiques conventionnelles, lorsque PCO2 est significativement plus élevée que PH2S. Dans ces conditions spécifiques, les résultats de ce travail peuvent servir à améliorer les critères de choix de matériaux pour les milieux HP/HT
The production of high pressure (HP) and high temperature (HT) wells has considerably increased in the last decade. It is therefore needed to reassess the risks of corrosion in always more severe environments. This work was three fold to better assess the risk of Sulfide Stress Cracking (SSC) in these environments. Firstly, there was a need to improve prediction methods for the evaluation of HP/HT environments severity, especially the in situ pH calculation. A model was which taking into account the non-ideal behaviour of gas and liquid phases in equilibrium. The determination of the in situ pH and the acid gas fugacity at high pressure and high temperature is more accurate. In a second part of the work, the impact of CO2 partial pressure (PCO2) on surface reactions and hence on the risk of SSC was examined. Electrochemical and hydrogen permeation measurements in the absence of an iron sulphide film showed that CO2 induces an increase of both cathodic reactions kinetics and hydrogen charging in the steel, especially at low H2S partial pressure (PH2S). In the last part of this work, SSC tests were performed at constant pH and constant PH2S, with various PCO2 from 0 to 100 bar. The objective was to experimentally confirm that increasing PCO2 increases the SSC risk, as inferred from the electrochemical study. Unfortunately, experimental artefacts linked with autoclave test conditions did not lead to clear conclusions on this point. However, this work shows that conventional tools might lead to underestimate SSC risks at high PCO2 and low PH2S. In these specific conditions, the new results presented in this report may contribute to improve materials selection criteria for high pressure and high temperature conditions

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Xiong, Bao Kou. "Quantification des gaz générés lors du fonctionnement d'une batterie Li-ion : effet des conditions opératoires et rôle de l'électrolyte." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4003/document.

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Abstract:

Le fonctionnement des batteries lithium-ion, qu’il soit normal ou dans des conditions abusives, est accompagné d’une génération de gaz en particulier lors des premiers cycles. Celle-ci est intrinsèque au dispositif et est soumise à de nombreux paramètres tels que les matériaux d’électrodes utilisés, l’électrolyte ou encore les conditions opératoires. Cette génération de gaz est délétère : elle conduit à l’augmentation de la pression interne des batteries et pose donc des problèmes de sécurité. Cette étude vise à quantifier les volumes de gaz générés et à comprendre les mécanismes liés à la surpression dans les batteries. A cet effet, le format de batterie « pouch cell » a été adopté tout au long de ce travail de thèse. L’électrolyte choisi est le mélange EC:PC:3DMC + 1 mol.L-1 LiPF6. La première partie de ce travail est dédiée à la mise au point d’un protocole expérimental basé sur (i) l’analyse des matériaux d’électrodes (NMC, LFP, Gr, et LTO), (ii) la solubilité de gaz (O2, H2) comparées à (CO2, CH4) par PVT, et (iii) la quantification des volumes de gaz générés durant le cyclage en pouch cell, corrélée aux performances électrochimiques. Une analyse préalable en demi-piles et en dispositifs complets Gr//NMC et LTO//LFP a également été réalisée afin d’anticiper les performances attendues en pouch cells. Une analyse critique des données (de la littérature et de nos mesures) a permis de définir une procédure optimisée pour obtenir des résultats reproductibles et comparables lors des mesures de volume en pouch cells. La seconde partie de cette thèse consiste en la quantification du volume de gaz produit au cours du cyclage des pouch cells Gr//NMC, Gr//LFP, LTO//LFP et LTO//NMC. Ainsi, les tensions de fin de charge, l’effet du sel et de la température ont été discutés pour dégager les paramètres déterminants dans la génération de gaz en particulier lors de la formation de la SEI. Enfin, une analyse de la composition du gaz récupéré a été effectué par GC-MS et FTIR. A partir de résultats obtenus, des mécanismes ont été proposés et discutés
The functioning of lithium-ion batteries, may it be under normal use or under abusive conditions, is accompanied by gas generation, especially during the first cycles. This extent of gas generation is dependent on the choice of electrode materials, the electrolyte, and the operating conditions. This gas generation is detrimental: the build-up of pressure leads to the over-pressure in the battery, raising serious concerns. This study is aimed at understanding the fundamental mechanisms governing these reactions. To do so, the « pouch cell » configuration was adopted throughout this thesis. The electrolyte we worked on is the mixture EC:PC:3DMC + 1 mol.L-1 LiPF6. The first chapter of this work is dedicated to development of an experimental protocol based on (i) the analysis of the electrodes materials (NMC, LFP, Gr and LTO), (ii) the gas solubilities (O2, H2) compared to (CO2, CH4) by PVT method, and (iii) the quantification of the volume of generated gases during the cycling of pouch cells which was correlated to the electrochemical performances. A preliminary analysis of half-cells and full cells Gr//NMC and LTO//LFP were also conducted to foresee the performances of the pouch cells. A critical analysis of data taken from the literature and from our own experiments enabled the optimization of a proper procedure to get reproducible and comparable results. The second part of this thesis consists in the quantification of the volume of gases generated during the cycling of Gr//NMC, Gr//LFP, LTO//LFP and LTO//NMC pouch cells. In that respect, the voltages of the end of charge and the effect of salt and of temperature were discussed to figure out the essential parameters in the gas generation and in particular during the formation of SEI. Lastly, a compositional analysis of gases was performed using GC-MS and FTIR. Based on those results, a mechanism is proposed and discussed herein

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Kunc, Jan. "Gaz électronique bidimensionnel de haute mobilité dans des puits quantiques de CdTe : études en champ magnétique intense." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00586639.

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Abstract:

Une étude expérimentale de gaz d'électrons bidimensionnel confinés dans des puits quantiques de CdTe et de CdMnTe est présentée. L'analyse de données est soutenue par des calculs numériques de la structure de bande des états confinés, utilisant l'approximation de densité locale et de fonction enveloppe. Un calcul de type k.p a été utilisé pour justifier l'approximation parabolique appliquée pour les bandes valence. Les échantillons ont été caractérisés par spectroscopie Raman et par spectroscopie d'absorption de la résonance cyclotron infrarouge. Le magnéto-transport à bas champ est dominé par la contribution semi-classique de Drude et révèle trois contributions plus faibles, qui sont la localisation faible, l'interaction électron-électron et les oscillations Shubnikov-De Haas. La contribution des interactions électron-électron est expliquée dans un modèle semi-classique à trajectoire circulaire. La forme des niveaux de Landau, leurs élargissement, les temps de vie transport et quantique de la diffusion et le mécanisme (long-portée) de la diffusion dominant ont été déterminés. Le magnéto-transport sous champs magnétiques intenses révèle la présence d'états Hall quantique fractionnaires dans les niveaux de Landau N=0 et N=1. Nous avons montré, que les états 5/3 et 4/3 étaient complètement polarisés en spin, en accord avec l'approche des fermions composites pour l'effet Hall quantique fractionnaire. La forme de la photoluminescence à champ magnétique nul et son évolution avec la température sont décrites par un modèle analytique simple. La dépendance en champ magnétique et en température de la photoluminescence indique que le gap de spin est amplifié dans les niveaux de landau entièrement occupés. Ces effets multi-corps de l'amplification du gap du spin ont été décrits avec succès par un modèle numérique simple. L'intensité de la photoluminescence a mise en évidence l'importance des processus non-radiatifs pendant la recombinaison, la dégénérescence des niveaux de Landau, leur taux d'occupation, les règles de sélection et l'influence de l'écrantage. Le mécanisme de la relaxation parallèle de spin d'électron et de trou a été identifié et attribué au mécanisme Bir-Aharonov-Pikus, assistée par les phonons acoustiques. Les spectres de photoluminescence d'excitation reflètent la densité des états caractéristique des systèmes bidimensionnels. Les résonances excitoniques, qui sont observées aux bords des sous-bandes électriques inoccupées, illustrent l'importance de l'écrantage et des champs électriques intrinsèques dans les puits asymétriquement dopés.

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Troncy, Romain. "Synthesis and high-temperature behavior of self-restoring coatings." Thesis, La Rochelle, 2021. http://www.theses.fr/2021LAROS034.

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Abstract:

La sélection des matériaux utilisés dans les parties chaudes des moteurs aéronautiques ou dans les centrales de production d’énergie est devenue un enjeu crucial au vu des impératifs écologiques et économiques. L’un des composants critiques de ces systèmes sont les aubes de turbine dont la tenue mécanique est assurée par la nature des substrats employés (aciers et superalliages à base nickel). Cependant, leur tenue environnementale nécessite l’application de revêtements protecteurs source d’Al capables de former de barrières d’oxyde (Al2O3) imperméables à l’attaque externe par oxydation et corrosion aux hautes températures. L’épuisement de l’Al pour former l’oxyde et par interdiffusion avec le substrat conduit inexorablement à la perte de protection. Ainsi, des structures spécifiques de revêtement telles les barrières de diffusion peuvent alors être mises en place pour augmenter la durée des vies des aubes au détriment de leurs propriétés mécaniques et de coûts élevés de fabrication et environnementaux. Durant cette étude, des nouvelles voies originales de synthèse des revêtements de diffusion d’aluminium « autorégénérants » ont été étudiées. Ces revêtements disposent d’une structure composite, avec une matrice de phases intermétallique (NixAly) renforcée par des microréservoirs constitués d’un cœur (NixAly) et d'une paroi en Al2O3 à travers laquelle l’Al du cœur peut ravitailler la matrice et maintenir une concentration globale en Al suffisamment élevée dans la matrice capable de former la couche externe protectrice d’Al2O3.Nos études démontrent que les réactions aluminothermiques entre du NiO et l’Al permettent de former un tel revêtement autorégénerant avec une barrière de diffusion à l’interface substrat/revêtement lorsque le Ni est initialement pré-oxydé à 1100°C pendant 2h. Néanmoins, aucun compromis n’a été trouvé pour former des revêtements sans NiO résiduel qui pourrait compromettre l’adhérence du revêtement au substrat. En revanche, une voie électrochimique permet d’incorporer de microparticules d’Al3Ni2 dans des électrodépots de Ni. A la suite d’un traitement d’aluminisation par barbotine, les microparticules préoxydées s’incorporent de manière homogène dans un revêtement de β-NiAl. Après traitement d’oxydation isotherme à 1000°C durant 48h, ce revêtement par voie électrodéposition + aluminisation présente une teneur en aluminium supérieure à 40 at%, ce qui est supérieur à un revêtement de diffusion absent de microréservoirs démontrant ainsi le caractère autorégénerant des nouveaux revêtements
The selection of materials used in the hot parts of aeronautical turbines or in power plants has become a crucial issue in view of ecological and economic imperative. Turbine blades are amongst the most critical components. Their mechanical resistance is ensured by the substrate itself (steels and Ni alloys and superalloys). However, their low environmental resistance requires the application of protective coatings delivering Al to form oxide barriers blocking the external oxidative and corrosive attack. Upon exposure at high temperatures, Al depletes from the coating by oxidation to grow the oxide scale and by interdiffusion with the substrate’s elements resulting in the loss of protection. Some specific coating structures like the diffusion barriers have been investigated in the past but the overall mechanical properties are lowered and the fabrication and environmental costs are high. Therefore, a pioneering and original investigation has been conducted to synthesize “self-regenerating” aluminum diffusion coatings. These coatings are characterized by a composite structure whereby the matrix made of NixAly intermetallic phases is strengthened with microreservoirs made of NixAly core and an Al2O3 shell through which Al diffuses out to maintain the adequate Al concentration in the matrix, hence to stabilize the external protective Al2O3 scale.Our studies demonstrate that the aluminothermic reactions between NiO and Al lead to the formation of such a self-regenerating coating with an interdiffusion barrier at the coating/substrate interface whenever Ni is preoxidized at 1100°C for 2h beforehand. However, all the coatings sintered through this method possess residual NiO, which may compromise their adherence to the substrate. In contrast, the use of electrochemical methods allows to incorporate Al3Ni2 microparticles in the NI electrodeposits. With a subsequent slurry aluminizing treatment, the preoxidized particles incorporate homogeneously in a β-NiAl coating matrix. After exposure at 1100°C for 48h in air, the Al content in the self-regenerating coatings is greater than 40 at% as opposed to the micro-reservoirs-free aluminide coating allowing to demonstrate the self-regenerating property of these new coatings

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Terki, Rachida. "Simulation du comportement des barrières thermiques déposées par projection thermique." Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2015.

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Abstract:

Le concept de barrière thermique (BT) est un objectif majeur dans le développement des parties chaudes des turbines à gaz. A l'heure actuelle, les systèmes les plus performants sont constitués de revêtements de zircone partiellement stabilisée à l'yttrine. Cependant l'altération des propriétés thermomécaniques du revêtement en service, incite à l'exploration de nouvelles pistes susceptibles de fournir une alternative à la zircone yttriée. C'est pourquoi, dans le cadre de cette thèse, nous avons envisagé d'étudier une série de matériaux céramiques, considérés comme candidats pour cette application. L'objectif principal est alors de proposer de nouveaux matériaux pour les revêtements (BT) de qualité globale égale ou supérieure à celle obtenue jusqu'à maintenant. L'outil utilisé est la simulation numérique qui permet d'observer, aussi finement que possible, le comportement de la matière à l'échelle désirée. Pour notre étude, nous avons choisi comme matériaux, la zircone pure et son homologue l'hafnie, le silicate de zirconium ainsi que les composés de structures pérovskite et pyrochlore. L'approche ab-initio utilisée est la méthode des ondes planes linéairement augmentée à tout électron (FP-LAPW). Globalement, celle-ci a mis en évidence l'influence du mécanisme de liaison sur les propriétés mécaniques des différents matériaux. Pour traiter les effets vibrationnelles, nous avons opter pour le modèle quasi-harmonique de Debye. Cette nouvelle approche a permis de suivre l'évolution des différentes propriétés physico-chimiques en fonction de la température. Nos travaux indiquent principalement que le pyrohafnate est le meilleur candidat pour les barrières thermiques
For the application as a thermal barrier coating (TBC), the partially stabilized zirconia approaches some limits of performance which hardly can be overcome in the near future. Considerable effort is being invested, therefore, in identifying new materials with better performance than the current industry standard. Intuitive arguments based on crystallography and simulation may lead most rapidly to the development of new TBC materials. In this work, we have studied the physical properties of some ceramics that can be used in TBC system, such as : perovskite and pyrochlore compounds, zirconia and hafnia as well as zircon. The full-potential linearized augmented plane wave (FPLAPW) method is used to investigated the structural and electronic properties, giving more insight on the mechanical behaviour of these materials. The quasi-harmonic Debye model is applied to determine the thermal properties such as temperature dependence of bulk modulus, thermal expansion coefficient, specific heats at constant volume and pressure. Our results show mainly that lanthanum pyrohafnate is the best candidate for application as TBC

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Panicaud, Benoît. "Contraintes "de croissance" et cinétiques d'oxydation dans des couches d'oxydes thermiques de fer et de nickel : étude in-situ par diffraction des rayons X et modélisation." La Rochelle, 2004. http://www.theses.fr/2004LAROS121.

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Abstract:

La formation d'une couche d'oxyde thermique sur un métal entraîne l'apparition d'une déformation spécifique liée à la croissance de l'oxyde. Nous considérons que cette déformation est proportionnelle à l'épaisseur de la couche d'oxyde. Nous avons analysé les contraintes de " croissance " associées, dans les oxydes se développant sur des substrats de nickel, de fer et enfin de fer phosphaté. L'oxydation des deux premiers métaux est parabolique. En revanche, l'oxydation du fer phosphaté montre plusieurs caractéristiques. Des analyses menées par Diffraction des Rayons X (évolution des pourcentages de phases) ont montré que le film de phosphate se comportait comme une barrière de diffusion. La mesure des contraintes dans les oxydes a été réalisée in-situ par thermodiffraction avec l'apport du Rayonnement Synchrotron. Enfin, la modélisation de l'évolution des contraintes dans les systèmes oxydes thermiques sur métal nous a permis de reproduire qualitativement les résultats expérimentaux
A metal oxidation leads to a specific strain link to the oxide growth. This growth strain is supposed to be proportional to the oxide layer thickness. We study the " growth " stresses in some metals : nickel, untreated iron and phosphated iron. The first two materials oxidation is parabolic. On the other hand, the phosphated iron oxidation shows several features : phases inversion in the oxide layer, kinetic transition. Complementary analyses led by X – Rays Diffraction showed that the layer of phosphate seemed to play the role of a diffusion barrier. The stability of the phosphate layer during the oxidation and the oxide layers morphology confirmed that the kinetic accident has a mechanical origin. The measure of the stresses in the oxides has been achieved by XRD, with Synchrotron Radiation. In the first time, the stresses modelling in thermal oxides on metals allowed us to reproduce experimental results. Finally, we develop an identification method of the system parameters

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Le, Guern François. "Ecoulements réactifs à hautes températures, mesures et modélisations." Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077222.

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Abstract:

Mise au point et réalisation d'une méthode de prélèvement des gaz volcaniques qui permet de reconstituer la composition élémentaire d'une source gazeuse à haute température. Cette résolution est basée sur la minimisation de l'enthalpie globale du système par calcul sur une banque de données. Cette méthode a été testée sur plusieurs volcans : Mt St Helens, l'Etna, le mont Usu. La modélisation de l'évolution physico-chimique des gaz volcaniques lors de leur refroidissement permet de relier la composition des gaz magmatiques à la genèse des aérosols atmosphériques, à la formation des incrustations fumerolliennes ou à la genèse de certains gîtes métallifères

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Desserrey, Franck. "Comportement mécano-chimique du nickel vis à vis de l'oxygène à haute température : aspects expérimentaux et prévisionnels." Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOS057.

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Talby, Riad. "Mesure des fluctuations de température avec des thermocouples fins, par référence à un fil "froid"." Aix-Marseille 2, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX22011.

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Abstract:

Etude systematique de la reponse de thermocouples fins. Les experiences sont realisees dans un jet turbulent d'air fortement chauffe par une flamme. Comparaison des densites spectrales ainsi que des densites de probabilite. On met en oeuvre une nouvelle methode de determination de la constante de temps. Etude des problemes de compensation de l'inertie thermique

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Carlier, Thibault. "Couches minces vitreuses autocicatrisantes pour applications hautes températures." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10072/document.

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Abstract:

Les matériaux vitreux en couches minces sont des candidats prometteurs comme revêtements de protection pour des applications à haute température. Toutefois, en raison de sollicitations thermiques et/ou mécaniques dans les conditions d’utilisation, ces matériaux peuvent se fissurer. Des études antérieures ont montré que des verres auto-cicatrisants sous forme massive peuvent être élaborés par incorporation de particules actives. Celles-ci, lors de l’endommagement du matériau, s’oxydent à haute température pour former des oxydes fluides qui s’écoulent dans la fissure et forment un "nouveau" verre par réaction avec la matrice environnante. En nous appuyant sur ces résultats, nos travaux ont eu pour objectif de transposer ce concept vers des matériaux vitreux déposés en couches minces, et ainsi d’envisager des applications en tant que revêtement. Nous avons montré la faisabilité de mise en forme de ces revêtements innovants, par alternance de couches vitreuses et d’agent cicatrisant, aux moyens de l’ablation par laser pulsé et de l’évaporation par bombardement électronique. Une première étude a consisté en l’optimisation des paramètres de dépôt et leur influence sur l’homogénéité, l’épaisseur et la composition des films minces. L’efficacité du procédé d’auto-cicatrisation de ces matériaux a été mise en évidence in situ à 700°C par Microscopie Électronique à Balayage Environnementale à Haute Température (MEBE-HT).La tenue de ces revêtements lors de cycles thermiques ainsi que les modifications structurales engendrées par la cristallisation du verre sous forme de couche mince ont également été étudiées
Glassy thin films are promising candidates as protective coating for high temperature applications. However, due to thermal and/or mechanical stresses under operating conditions, these materials may crack. Previous studies have shown that self-healing glasses in bulk form can be prepared by incorporating active particles. These latter, when damages occur in the material, oxidize at high temperature to form oxides that flow into the crack and form a “new” glass by reaction with surrounding matrix.Based on these results, our work aimed at transposing this concept to glass materials deposited as thin layers, and so to envisage coating applications. We have shown the feasibility of forming these innovative coatings composed of alternating vitreous and healing agent layers. They have been prepared by Pulsed Laser Deposition (PLD) and Electron Beam-Physical Vapor Deposition (EB-PVD). A first part of our work was devoted to the optimization of the deposition parameters and their influence on homogeneity, thickness and composition of thin films. The efficiency of the self-healing process of these composite materials was demonstrated in situ at 700°C by High Temperature Environmental Scanning Electronic Microscopy (HT-ESEM). Finally, we studied the behavior of these coatings when they were submitted to thermal cycles as well as the structural changes generated by their crystallization

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Royer, Laurent. "Élaboration et caractérisation d’alliages base chrome pour applications à très haute température." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10016/document.

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Abstract:

Dans l’industrie permettant l’obtention des laines d’isolation, les superalliages base cobalt ou base nickel sont largement employés. En fonctionnement ils sont soumis à de nombreuses contraintes à haute température (HT) résultant du contact avec les silicates fondus ainsi qu’à la proximité de bruleurs. Aux environs de 1200°C, les propriétés de ces alliages s’effondrent. Afin d’augmenter les températures de fonctionnement, il est nécessaire de changer le matériau de base de l’alliage. Dans ce cadre, choisir le chrome est pertinent en raison des bonnes propriétés que son oxyde Cr2O3 confère aux alliages à HT. Cet élément doit toutefois être allié afin de limiter sa fragilité à basse T et sa ductilité à HT. Dans ce travail, le comportement en oxydation de Cr à 1300°C a été étudié. Trois familles d’alliages ont été caractérisées. Au regard des essais d’oxydation, une seule famille a le potentiel nécessaire pour l’application visée. Sa caractérisation puis son optimisation ainsi que l’étude des phénomènes rencontrés à HT (oxydation, corrosion, vieillissement,…) ont été entrepris
In the glass making industry, for glass wool insulation production, cobalt or nickel based alloys are used. They operate at high temperature (HT) under specific conditions resulting from glass melts contact and burner proximity. When the T exceeds 1200°C, the properties of these alloys are lost. Increasing T can only be obtained by changing the alloys’ based material. In this frame, choosing chromium alloys is relevant because of the properties its oxide Cr2O3 confers. However, due to its high brittleness at low T and its ductility at HT, Cr has to be alloyed with other elements. In this work, the oxidation behavior of Cr at 1300°C was studied. Then 3 different systems were characterized. Towards the oxidation behavior only one is compatible with a HT environment. Its characterization then its optimization as well as the study of the phenomena met at HT (oxidation, corrosion, ageing, …) were then begun

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Willaime, François. "Dynamique de la transition α/β et de la diffusion dans le zirconium : modelisation par un potentiel de liaisons fortes." Paris 11, 1991. http://www.theses.fr/1991PA112185.

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Abstract:

Nous avons ajuste un modele d'interaction, issu de l'approximation des liaisons fortes au second moment, dont la particularite est d'etre non additif, sur l'energie de cohesion, le volume atomique et les constantes elastiques du zirconium hexagonal compact. Nous montrons ensuite qu'un certain nombre de proprietes de ce potentiel se comparent favorablement a celles du zirconium, a la fois dans la phase basse temperature hexagonale compacte (ou phase ) et dans la phase haute temperature cubique centree (ou phase ). C'est le cas des courbes de dispersion de phonons. Nous avons reproduit par des simulations de dynamique moleculaire (dm) sur ce potentiel la transformation de phase / dans les deux sens. Celle-ci se produit bien selon le mecanisme predit par burgers. Nous trouvons une entropie vibrationnelle de transformation de 0. 13 k#b. Nous avons pu preciser par la dm les caracteristiques de la migration lacunaire dans la phase. Il n'y a aucune evidence d'abaissement dynamique de la barriere de migration: les valeurs statique et dynamique de l'energie de migration sont tres voisines et sont par ailleurs particulierement faibles (environ 0. 3 ev). Le coefficient d'autodiffusion pour le mecanisme lacunaire rend compte d'une diffusion anormalement rapide proche de l'experience dans -zr

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Millet, Patrice. "Supraconducteurs à haute température critique (Familles 1 2 3 et 2 2 1 2) : influence de la substitution de terres rares : synthèses, structures (R.X), microstructures (M.E.) et propriétés physiques." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30012.

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Abstract:

Ce travail est focalise sur les oxydes supraconducteurs a haute temperature critique. La premiere partie est relative a la synthese d'une phase cocktail (ln)ba#2cu#3o#6#+#x ou (ln) represente un melange equimolaire de cinq elements de terres rares. Des monocristaux ont ete obtenus. Il est montre a l'aide de differentes techniques qu'une bonne distribution statistique des terres rares est realisee indiquant que le melange se comporte comme une pseudo terre rare. L'etude de l'evolution de la temperature critique en fonction du rayon ionique de la terre rare montre que celle-ci peut etre modulee en choisissant un cocktail approprie et qu'il est possible d'obtenir des phases supraconductrices, au-dessus de la temperature de l'azote liquide, contenant des taux eleves de lanthane. La seconde partie est consacree a la substitution d'elements de terres rares au calcium dans la phase bi#2sr#2cacu#2o#8#+#x. Il est montre que le lanthane se substitue preferentiellement dans le site du strontium alors que l'erbium et l'ytterbium occupent le site du calcium. L'etude de la variation de t#c en fonction du taux de substitution y, dans le systeme bi#2sr#2ca#1##yybycu#2o#8#+#x#+#y#/#2, montre que lorsque y est superieur a 0,5 les phases sont semiconductrices. L'utilisation de l'oxyde d'etain (sno) en tant qu'agent de cristallisation a permis d'obtenir des monocristaux de stchiometrie controlee. Les determinations structurales de deux des phases du systeme (ca, yb) montrent les modifications suivantes: decroissance de la longueur d'onde de la modulation, reorientation des paires electroniques non liees des atomes de bismuth, insertion d'atomes d'oxygene supplementaires entre les couches d'atomes de bismuth

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Plain, Jérôme. "Effets de la microstructure sur l'ancrage des vortex dans le composite texturé YBa2Cu3O7-x." Poitiers, 2001. http://www.theses.fr/2001POIT2305.

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Abstract:

L'influence de la microstructure sur l'ancrage des vortex a été étudiée dans le composite texturé YBCO. La MET a été utilisée pour caractériser les changements microstructuraux après différents traitements. Différentes contributions à la densité de courant critique ont été mises en évidence. Ainsi, les dislocations ont été associées à la contribution d'ancrage faible lorsque le champ magnétique leur est appliqué perpendiculairement. De même, les inclusions de Y2BaCuO5, les parois de mâcle et les défauts cascade créés par irradiation aux neutrons rapides contribuent à l'ancrage fort. Finalement, l'influence sur la microstructure de l'ajout d'inclusions Ag2O ou de Y2BaCuO5 dans la matrice a été étudiée qui permettent une augmentation de la densité de défauts étendus. Ces deux types de matériaux nous ont permis de quantifier l'effet de la fissuration sur la densité de courant critique et de valider le modèle de séparation des contributions des défauts au courant critique
The effects of microstructure on vortex pinning have been studied in the melt textured YBCO composite. TEM has been used in order to characterize the microstructural changes after postprocessing treatments. The different contributions to the critical current density have been separated and associated to a particular type of defect. In-plane dislocations have been found to contribute to weak pinning when the magnetic field is applied parallel to the c-axis. Y2BaCuO5 precipitates, twin boundaries and neutron irradiation induced defect cascades were found to contribute to strong pinning. Finally, the effects of adding Y2BaCuO5 and Ag2O inclusions on the microstructure features and critical current have been studied. In these two cases, an augmentation of the density of extended defects in the YBCO matrix was observed. These two types of materials allowed to quantify the effect of microcracks on the critical currents and to confirm the relevance of the model based on the partition of defect contributions

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Cabouro, Gwenaël. "Compréhension du rôle de la microstructure d’un composé intermétallique sur les propriétés de résistance en corrosion : application au système Mo/Si." Dijon, 2007. http://www.theses.fr/2007DIJOS081.

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Abstract:

Le Disiliciure de molybdène, MoSi2, est un matériau prometteur pour des applications à haute température. A «basse température» (entre 400 et 600°C), l’oxydation de ce composé entraîne sa désintégration en poudre (phénomène de peste). De récents travaux ont montré que l’utilisation de MoSi2 dense et nano-organisé permettrait de ralentir ce phénomène de «peste». Le défi de produire de tels matériaux peut être relevé par l’utilisation de techniques de frittage «flash» à partir de mélange (Mo+2Si) mécaniquement activé (MASPS). Cette étude a permis d’approfondir la compréhension des mécanismes réactionnels du composé MoSi2 induit par frittage «flash» réactif activé mécaniquement. Le(s) rôle(s) et les conditions optimales des paramètres pertinents à chaque étape du procédé pour élaborer un composé MoSi2 dense, ayant une microstructure nano-organisée, une composition chimique ont été déterminés. La prise en compte des résultats obtenus au cours de ces études a permis, à la fois, une meilleure maîtrise de ce procédé innovant de frittage, mais surtout une large amélioration des propriétés intrinsèques de ce matériau. Ce travail a, en effet, révélé que les couches d’oxyde formées sur les matériaux denses et nano-organisés présentent des bonnes propriétés de protection. Les résultats les plus intéressants sont obtenus entre 400 et 600°C. En effet, dans cette gamme de température, le phénomène de peste est fortement réduit, les échantillons conservant leur intégrité même après 2 années d’oxydation. Cette étude a mis en évidence la nécessité de combiner simultanément une haute densité et une microstructure nano-organisée pour obtenir un matériau présentant des propriétés à la fois de résistance à l’oxydation à haute température, mais également des propriétés mécaniques largement améliorées.

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Courtial, Yannick. "Etude du comportement mécanique à haute température de cermets WC-Co : Effets de la microstructure." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0071.

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Abstract:

La caractérisation des propriétés mécaniques de cermets WC-(17,5-25 %)Co à haute température (600-1000°C) et, en particulier, de leur résistance à la propagation des fissures ne peut se faire en utilisant les lois de comportement des matériaux fragiles (domaine élastique) et à partir du seul critère de rupture brutale KIC. En effet, le comportement de ces matériaux est, à ce niveau de température, de type élastoplastique. Nous avons donc fait appel à la notion de COURBE R ; courbe de résistance à la propagation de fissure ; accédant ainsi aux valeurs de début de croissance stable (initiation) de fissure ; de- propagation et à la différenciation des phénomènes élastiques et plastiques. La comparaison des différentes méthodes (RICE, GARWOOD et SAKAI) qui permettent d'obtenir les courbes R, nous a !conduit aux conclusions suivantes : - la méthode de RICE est la mieux adaptée au cas des cermets wc-co - JIo-RICE, correspond au début de croissance stable de fissure - Définition d'un critère Jio-RICE comme critère de rupture brutale à haute température. Parallèlement, nous avons développé un appareil de DOUBLE TORSION et nous avons appliqué cette mesure au cas de cermets. L'observation d'une croissance lente de défaut sous-critique a été possible à 600°C. Toutes ces mesures ayant pour objectif d'observer l'influence de la MICROSTRUCTURE et de la TENEUR EN COBALT sur les propriétés mécaniques à haute température de cermets développés par la Société CERAMETAL (LUX. )
Characterization of mechanical properties of WC-(17,5-25 %) Co cemented carbide at high temperatures (600-1000°C) and particularly of their resistance to crack propagation cannot be done by using the laws of behaviour of fragile materials (elastic range) and on the basis of the only criterion of KIc overload breakage. At this level of temperature, the behaviour of these materials is indeed of elastoplastic type. We have therefore used the notion of R CURVE : curve of resistance to crack propagation. We have thus access to the values of stable growth start of crack, of propagation and to the differentiation of elastic and plastic phenomena. Comparison of the different methods (RICE,GARWOOD and SAKAI) which allow to obtain R curves led us to the following conclusions: the RICE method is the most suitable for WC-Co cermets; KIc RICE corresponds to the start of stable growth of cracks;definition of a criterion as a criterion of overload breakage at hight temperature. We have developed at the same time a DOUBLE TORSION device and have applied this measure to the case of cermets. It has been possible to observe a slow growth of under-critical defects at 600°C. The objective of all these measurements is to observe the influence of MICROSTRUCTURE and COBALT CONTENT on the high temperature mechanical properties of cermets developed by the CERAMETAL (Lux) company

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Moussa, Marwen. "Compréhension des mécanismes de l'inactivation cellulaire par les hautes pressions hydrostatiques et les basses températures." Dijon, 2009. http://www.theses.fr/2009DIJOS004.

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Abstract:

Ce travail est axé sur la compréhension des effets des hautes pressions hydrostatiques (HPH) et du froid sur différents modèles cellulaires : bactéries, levures, cellules leucémiques, sphéroplastes, liposomes. Une première partie a consisté à mettre en évidence les dommages cellulaires occasionnés par le froid jusqu’à -20 °C en milieu liquide vs milieu congelé lors de traitements avec de longs temps de maintien jusqu’à 71 jours. L’influence des HPH (jusqu’à 600 MPa) à température ambiante est ensuite étudiée en fonction de l’état d’hydratation cellulaire. Le rôle crucial de l’eau a notamment été souligné puisque les cellules faiblement hydratées peuvent acquérir une baro-résistance totale même dans le cas des traitements hyperbares drastiques. L’étude s’est ensuite focalisée sur l’influence des traitements combinant hautes pressions et basses températures. Une interaction synergique entre les HPH et le froid vis-à-vis de l’inactivation cellulaire est observée pour les niveaux de pression inférieurs à 300 MPa (pour un niveau d’hydratation physiologique : aw=0,992). L’amplitude de cette synergie augmente avec le niveau d’hydratation cellulaire. Un effet d’antagonisme du froid apparait pour les niveaux de pressions supérieurs à 300 MPa, permettant de préserver les cellules contre l’action de la pression observée à 25 °C. L’amplitude de cet antagonisme augmente lorsque le niveau d’hydratation cellulaire diminue. Les effets des différents traitements à l’échelle subcellulaire sont étudiés en considérant plusieurs aspects liés à la physiologie, l’ultrastructure, la morphologie, la structure et l’intégrité membranaires de la cellule. Ces effets sont reliés à la compression volumétrique cellulaire, phénomène plus global décrivant l’action de la pression sur le système cellulaire
The aim of this work was to understand the effects of high hydrostatic pressure (HHP) and low temperature on different cell models: bacteria, yeast, leukemia cells, spheroplasts, lipid vesicles. The viability of cells subjected to cold stress was first assessed, through long-term supercooling experiments (up to 71 days), versus freeze-thawing stress. Results showed that cells could be inactivated by the only action of sub-zero temperature, that is, without any water crystallization. The effects of HHP at room temperature were then studied as a function of cell hydration. We highlighted the crucial role of water in determining cellular damage under pressure. The combined effects of HHP and low temperature on cells were studied. Results showed a synergistic interaction between cold and HHP in their effects on microbial inactivation at pressures in the range of 100 to 300 MPa with an aw of 0. 992. However, at pressures greater than 300 MPa, this trend was reversed, and cold counteracted the inactivation effect of pressure. When the amount of water in the cell suspension was increased, the synergistic effect was enhanced. Conversely, when the aw was decreased by the addition of solute to the cell suspension, the baroprotective effect of subzero temperature increased sharply. These results support the argument that water compression is involved in the mechanisms of HHP inactivation of cells. From a thermodynamic point of view, the mechanical energy transferred to the cell during the pressure treatment can be characterized by the change in volume of the system, which depends on the water quantity in the cytoplasm. The consequences of cell volume compression at the cellular level were characterized through the assessment of metabolic activity, the study of cell membrane structure and integrity and the visualization of cell shape and ultrastructure

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Variot, Bruno. "Modélisation des transferts de chaleur par rayonnement dans les systèmes gaz-solide à haute température." Perpignan, 1993. http://www.theses.fr/1993PERP0165.

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Abstract:

Le but de ce travail est d'etudier l'influence du rayonnement sur les transferts de chaleur dans les systemes gaz-solide. La diffusion anisotrope du rayonnement, caracteristique des milieux particulaires, est prise en compte. Les particules ont un diametre grand devant la longueur d'onde du rayonnement. Apres une synthese bibliographique sur les milieux diffusants, on detaille dans le second chapitre la resolution de l'equation de transfert radiatif en geometrie monodimensionnelle. La methode utilisee est celle des ordonnees discretes, des validations sont effectuees sur des cas d'ecole. Les aspects concernant l'indicatrice de diffusion (optique geometrique) sont developpes. Le probleme des transferts couples par conduction, convection, et rayonnement dans un lit fixe, traverse par un gaz, et chauffe par rayonnement sur une face, est resolu dans le troisieme chapitre. Pour garder un caractere general, le probleme est formule de facon adimensionnelle et utilise les nombres de planck n. (conduction-rayonnement) et de boltzmann bo (convection-rayonnement). Globalement, n influe sur les gradients de temperature des zones proches de la source et bo sur le niveau de temperature des zones lointaines. L'etude du regime transitoire met en evidence des phenomenes dynamiques (en particulier inversion des temperatures entre solide et gaz). Le quatrieme chapitre est consacre a la modelisation des transferts couples dans des systemes a haute temperature: lits fixes multicouches, echange lit fluidise - paroi, ecoulements plasma charges en particule. La modelisation est basee sur l'hypothese non grise (modele a bandes). Des comparaisons entre solutions completes, solutions simplifiees et resultats experimentaux sont presentees

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Thiévin, Jonathan. "Spectroscopie d'émission et d'absorption infrarouge en écoulements de gaz raréfiés : application aux gaz à très haute température et aux complexes moléculaires à très basse température." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S056.

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Abstract:

Une source de forte enthalpie a été développée pour élever la température d’un gaz jusqu’à 2000 K et générer des écoulements hypersoniques. Ce dispositif a été couplé à un interféromètre par transformée de Fourier à haute résolution pour l’étude de l’émission infrarouge de gaz à très haute température. Un protocole expérimental a été mis au point pour l’extraction des sections efficaces d’absorption raie par raie des spectres du méthane et de l’acétylène. Ces données sont nécessaires pour la modélisation des enveloppes circumstellaires des naines brunes et des étoiles riches en carbone. Un système à réflexions multiples a été mis au point pour sonder les couches de choc hypersoniques par spectroscopie par absorption infrarouge. En parallèle, a été réalisée l’étude spectroscopique des complexes de van der Waals Arn (CO2)m formés à très basse température dans une détente supersonique
A high enthalpy source has been developped to heat gases up to 2000 K and to produce hypersonic flows. This prototype has been coupled to a high resolution Fourier transform interferometer for the investigation of the infrared emission of very hot gases. An experimental procedure has been developped to extract the line-by-line absorption cross sections of methane and acetylene. These data are needed to model the circumstellar envelop of brown dwarves and carbon rich stars. A multipass optical system has been designed to probe hypersonic shock layers by absorption spectroscopy. In parallel, the spectroscopy of Arn (CO2)m van der Waals complexes formed in a supersonic expansion at very low temperature was investigated

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Tissandier, Laurent. "Étude expérimentale des interactions gaz-liquide dans les systèmes silicatés : implications sur la formation des objets primitifs du système solaire." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL015N.

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Abstract:

Des interactions entre le gaz et les premiers solides du système solaire ont pu intervenir au cours d'épisodes de haute température. Le principal objectif de cette thèse a donc été la mise au point d'un nouveau protocole expérimental, le nébulotron, permettant de simuler les conditions de cette nébuleuse, et d'associer les processus de volatilisation et de condensation dans des conditions de pression et de températures contrôlées. Cette approche expérimentale a principalement pennis de tester les effets chinriques, nrinéralogiques et isotopiques que pouvait avoir une incorporation massive de silicium dans des échantillons partiellement fondus. Dans ce protocole expérimental, l'établissement des pressions partielles se fait à travers la volatilisation, à -2000ʿC, d'un mélange équimolaire de graphite et de silice amorphe donnant SiO et CO gazeux. Leur condensation directe sur des solides donne des dépôts de SiO et Si02 amorphes. Ensuite, différents mélanges synthétiques silicatés ont été utilisés comme substrats de condensation. Au-dessus du liquidus de ces mélanges, le premier effet de cette incorporation était la modification de la composition chinrique de la phase liquide et ce, selon une loi de diffusion classique depuis le bord vers le centre des charges. Pour des expériences effectuées dans le domaine subliquidus, cette incorporation induit le développement d'une zonation nrinéralogique concentrique avec apparition, vers la périphérie des charges, de nouvelles phases stables dans des liquides à plus fortes activités de silice. Appliquées au système solaire, ces expériences permettent de rendre compte de certaines des caractéristiques texturales des chondres de type I. Elles pourraient également expliquer le passage des chondres de type PO vers les POP et les PP par un simple allongement des temps d'exposition de leurs précurseurs à de fortes PSiO. Cette captation se traduit également par une modification des compositions isotopiques de l'oxygène des échantillons.

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Mignon, Philippe. "Étude théorique du couplage convection turbulente-rayonnement dans un écoulement de gaz dans un canal : thermodégradation de la paroi." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0228.

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Abstract:

Un modèle de turbulence à quatre équations supplémentaires est d'abord élaboré afin de calculer de manière couplée les champs moyens de vitesse et de température avec des propriétés thermophysiques variables. Le recours à des fonctions d'amortissement permet de calculer les diverses grandeurs moyennes jusqu'à la paroi. Le modèle est validé sur quelques expériences. Les termes sources radiatifs sont introduits dans les équations de transport des grandeurs thermiques moyennes en supposant que les propriétés radiatives des gaz sont fonction de la température moyenne et en développant en série à l'ordre deux la fonction de Planck autour de la température locale moyenne. Un modèle statistique à bandes étroites sert pour calculer le rayonnement. La fermeture des différentes équations prend en compte les échelles liées au rayonnement. Le coefficient d'échange conductif est notablement augmenté par le rayonnement si le flux radiatif à la paroi est du même ordre ou plus grand que le flux conductif pariétal. Le rayonnement détruit les fluctuations de température; dans certains cas étudiés, la dissipation radiative des fluctuations de température peut être dix fois plus grande que celle d'origine conductive. La thermodégradation d'un matériau composite sous l'effet d'un flux intense de chaleur est étudiée comme application pratique. On propose un modèle de thermodégradation avec une prise en compte simplifiée mais réaliste des phénomènes réactifs. La conduction instationnaire est traitée sur un système à frontières mobiles avec maillage dépendant du temps. Le modèle est partiellement validé sur une expérience de précision limitée.

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Valentin, Olivier. "Modélisation thermo-chimio-mécanique des conducteurs mixtes : application à la production de H2/CO." Thesis, Orléans, 2010. http://www.theses.fr/2010ORLE2069.

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Abstract:

La semi-perméation à haute température dans les matériaux conducteurs mixtes introduit des sollicitations chimiques. Ces matériaux sont donc sujets à des déformations d’origine thermique et d’origine chimique qui entraînent des contraintes thermo-chimio-mécaniques dont il convient de tenir compte pour anticiper leur tenue mécanique en service. Ce travail de modélisation en science pour l’ingénieur, intrinsèquement multiphysique, a pour but d’ouvrir la voie au calcul de structures de dimensions industrielles en adoptant une modélisation fonction des paramètres directement mesurables. Il s’articule principalement autour du développement d’un modèle macroscopique de déformation chimique. La modélisation proposée tient compte du transport de l’oxygène en transitoire. Les cinétiques d’échanges de matière à la surface du matériau avec leur conséquence en termes de chocs chimio-mécaniques sont évaluées. Pour simuler le comportement de structures complexes en trois dimensions, en régimes stationnaire et transitoire, les modèles ont été implémentés dans le code de calcul par éléments finis Abaqus. L’application porte sur un réacteur catalytique membranaire pour l’oxydation partielle du méthane en gaz de synthèse. L’histoire des sollicitations thermiques, chimiques et mécaniques rencontrée au cours du cycle de fonctionnement de la structure est prise en compte. La modélisation permet d’évaluer l’impact des conditions opératoires sur la tenue mécanique de la structure
Technologies using high temperature oxygen transport through mixed conductor materials undergo thermal andchemical expansions. The industrial structures suffer from thermo-chemo-mechanical stresses which may be modeled to predict their mechanical reliability. This work is a step toward the development of design tools for mechanics of structure made of mixed conductor. The goal is to deal with measurable parameters such as temperature and oxygen partial pressure. The first aim is to provide a realistic macroscopic modelling of chemical expansion. The second one is to model the coupling between mechanics, oxygen transport and heat transfer. The oxygen bulk diffusion is described following the Wagner theory. The kinetics of surface exchange and their consequences in terms of chemo-mechanical shocks have been explored. In order to conduct computation of complex structures in three dimensions with steady and transient state, the models have been implemented in finite element analysis software (Abaqus). Comparison with analytical results is also reported. Finally, a semi-industrial catalytic membrane reactor for partial oxidation of methane to syngas is computed. The modelling helps to analysed the impact of operating conditions on the mechanical reliability of the whole structure

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Touratier, Fabienne. "Etude des mécanismes de déformation et d'endommagement du superalliage à base de nickel MC2 en fluage aux très hautes températures." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/8371/1/touratier_partie_1_sur_2.pdf.

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Abstract:

Le MC2 est un superalliage base nickel monocristallin constitué d'une matrice austénitique gamma renforcée par des précipités intermétalliques ordonnés gamma'. Cet alliage est couramment utilisé pour des applications à très haute température telles que les aubes de turbines. Son comportement aux très hautes températures est ici étudié en abordant deux aspects. Une modification du comportement en fluage anisotherme à 1150°C, où apparaissent une augmentation de la vitesse de fluage et une diminution de la durée de vie, ainsi qu'une direction de coalescence orientée des radeaux à 45° de la contrainte appliquée. Des essais de fluage isothermes et anisothermes à 1150°C, 1100°C et 950°C ont été réalisés et comparés à des simulations par éléments finis. Les microstructures obtenues ont été observées en microscopie électronique en balayage et à transmission. Nous proposons des mécanismes qui s'appuient sur la dissolution des radeaux, la montée des dislocations et des échanges de lacunes.

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Blanco, Éric. "Température et émissivité des matériaux sous choc : étude expérimentale par pyrométrie optique à travers un matériau fenêtre." Paris 10, 1997. http://www.theses.fr/1997PA100203.

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Abstract:

La température est un paramètre important pour l'établissement des équations d'état des matériaux soumis à des sollicitations dynamiques. En effet, pour la résolution des équations hydrodynamiques régissant le comportement de la matière sous choc (dans lesquels ce paramètre n'intervient pas explicitement), il est nécessaire d'utiliser une équation d'état complète reliant les paramètres thermodynamiques : pression, volume spécifique, énergie interne spécifique et température. Dans le but de mesurer la température au cours de la détente isentropique du matériau étudié, un matériau fenêtre en fluorure de lithium lui est accolé. Des échantillons de nature différente (bismuth, cuivre et étain) ont été étudiés dans un domaine de pression s'échelonnant de 10 GPa à 100 GPa. Nous avons conçu et réalisé un pyromètre multispectral compris entre 0. 4 µm et 3. 5 µm. L'étendue spectrale de ce pyromètre permet de découpler la température et le facteur d'émission du matériau étudié. La température vraie du matériau choqué est déterminée à partir de la mesure à courte longueur d'onde (domaine visible). L'évolution de l'émissivité dynamique avec la longueur d'onde est définie dans le domaine infrarouge et permet de connaître les changements d'état subis par le matériau sous choc. Les résultats expérimentaux ont permis de mettre en évidence : - une augmentation de la température et de l'émissivité en fonction de la pression de choc, - un changement d'état solide-liquide du bismuth pour une pression de choc de 32 GPa
The temperature is an important parameter to determine the equation of state of shock loaded materials. Indeed, to solve the hydrodynamics equations system (where this parameter does not appear explicitly), it is necessary ti use a complete equation of state connecting thermodynamics parameters : pressure, density, specific internal energy and temperature. In order to determine temperature along the isentropic release of studied material, a window material in lithium fluoride is used. Three different samples (bismuth, copper and tin) have been studied in a shock pressure range between 10 GPa and 100 GPa. We have designed and built a multispectral pyrometer having 8 measurement channels and operating in in a specral range between 0. 4 µm and 3. 5 µm. The pyrometer spectral range allows to uncouple the usually associated problems of studied material temperature and emissivity. The short wavelength measurement (visible range) allows to determine the true temperature of shocked material. Dynamic emissivity variation versus the wavelength is obtained in the infrared range and allows us to know the state changes undergo by the shocked material. The experimental results have allowed us to point out : - a temperature and emissivity increasing versus the shock pressure, - a state change (solid-liquid) for bismuth at shock pressure of 32 GPa

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Iosif, Vadim. "Conception et mise au point des bobines inorganiques pour des actionneurs électriques capables de travailler aux températures extrêmes." Thesis, Artois, 2016. http://www.theses.fr/2016ARTO0205/document.

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Abstract:

Le point faible des machines électriques est le Système d’isolation Electrique (SIE) de leurs bobinages. Les meilleures solutions actuelles sont basées sur des polymères, elles assurent des durées de vie supérieures à 20000h lorsque la température au point le plus chaud du bobinage ne dépasse pas 240°C. Par conséquent, la nature organique du SIE des machines électriques constitue un verrou technologique pour accéder aux températures plus élevées très demandées dans l’aéronautique, pour fabriquer les générateurs électriques plus puissants proches réacteurs des avions par exemple. Les travaux de recherche présentés ont pour but d'étudier le possibilité de construire les bobinages des machines électriques hautes température (HT°) avec des isolants inorganiques qui permettent de travailler durablement à 500°C. Les conséquences du saut technologique important vers les températures élevé sont analysées en détail notamment sur les aspects magnétiques provoqués par la présence d'une barrière de diffusion en Nickel ajoutée au fil de cuivre pour éviter son oxydation aux températures élevées. La première partie de la thèse est consacrée à la mise au point d'un système d'isolation électrique totalement inorganique qui permet de lever le verrou technologique lié à la présence de polymères dans les SIE classiques. La seconde partie est consacrée à l'étude des distributions de la tension entre les spires du bobinage HT° lors que la machine est alimentée par un convertisseur électronique moderne de l'aéronautique qui impose des fronts de tension très raides
The weak point of electrical machines is the Electrical Insulation System (EIS) of their windings. The best current solutions are based on polymers, they provide lifetimes over 20000h when the temperature at the hottest point of the windings does not exceed 240° C. Consequently, the organic nature of the electric machines EIS represents a technological lock for operating at higher temperatures that have many applications in aeronautics, for designing larger electric generators located near the propulsion turbines of airplanes for instance. The main goal of the research works presented consist in studying the possibility of building the windings of high-temperature electrical machines (HT°) with inorganic EIS which make it possible to work durably at 500°C. The consequences of this technological leap towards high temperatures are analyzed in detail. A large part is devoted to magnetic aspects caused by the presence of a diffusion barrier made of nickel added to the copper wire to avoid oxidation at high temperatures.The first part of the thesis is devoted to the development of a fully inorganic electrical isolation system, which allows to overcome the technological lock due to the presence of polymers in conventional solutions. The second part is devoted to the study of the voltage distribution between the turns of the HT° coil when the machine is powered by a modern electronic converter od aeronautics that imposes very steep voltage fronts

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Aléon-Toppani, Alice. "Condensation expérimentale de gaz silicatés : application à la formation des premiers minéraux du système solaire et des poussières interstellaires." Paris, Muséum national d'histoire naturelle, 2004. http://www.theses.fr/2004MNHN0014.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, un nouvel appareillage a été développé afin de réaliser des expériences de condensation (10-3 bar, 25ʿC-1300ʿC) de gaz silicatés. Cette étude montre que la condensation hors-équilibre à 25ʿC d'un gaz silicaté (Ca, Al, Mg, Si) en présence de vapeur d'eau et de CO2 mène à la formation de carbonates amorphes au sein d'une matrice silicatée amorphe de même composition chimique que le gaz. Nous proposons que ce type de condensation puisse avoir lieu dans certains environnements stellaires, tels que les nébuleuses planétaires. D'autre part, cette étude montre que la condensation haute-température (T<1300ʿC) d'un gaz silicaté permet la formation directe de cristaux. La condensation résulte en un appauvrissement du gaz en éléments réfractaires à haute température. Ces résultats suggèrent que des grains cristallins peuvent être formés par condensation à haute-température dans les environnements circumstellaires
During this Ph-D, a new apparatus was developed to perform condensation experiments of silicate gases (10-3 bar, 25ʿC-1300ʿC). This study has shown that non-equilibrium condensation of silicate gases (Ca, Al, Mg, Si) at 25ʿC in presence of gaseous water and CO2 yields formation of hydrated amorphous carbonates within an amorphous silicate matrix with a composition similar to that of the gas. We propose that this type of condensation could occur in favourable environments, such as planetary nebulae. Furthermore, this study shows that high-temperature condensation (T<1300ʿC) of silicate gas yields direct formation of crystals. The condensation results in a depletion of the gas in refractory elements at high temperature. These results suggest thus that crystalline grains can be formed by high-temperature condensation in circumstellar environments

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Baylet, Alexandre. "Oxydation du méthane à basse et haute température, application de procédés plasma et/ou catalyse." Poitiers, 2008. http://theses.univ-poitiers.fr/26682/2008-Baylet-Alexandre-These.pdf.

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Abstract:

Les travaux de recherche de cette thèse concernent les problèmes liés à l’oxydation du CH4, gaz à effet de serre notoire provenant dans le cas présent du transport routier, et plus précisément l’élimination du CH4 issu des gaz d’échappement des moteurs de type Diesel. L’oxydation totale du CH4 a été étudiée : - A basse température par procédé Plasma/Catalyse : de tous les systèmes testés, la combinaison d’un système plasma froid de type DBD coaxial associé à un catalyseur Pd/Al2O3 en position POSTplasma permet l’oxydation de 30 % du CH4 avec une énergie déposée de 225 J. L-1 (Q=600 mL. Min-1, N2/O2/CO2/H2O/0,5%CH4, T=250 °C, H=150 mm) tout en minimisant la production de O3 et en ne générant pas de NOx. Cependant, les puissances consommées (> kW) sont trop importantes pour une éventuelle application sur véhicules. - A basse température sur catalyseurs Pd/Al2O3 (température de light-off) : L’étape de ré-oxydation de Pd° est plus rapide sur des petites particules mais l’activation du CH4 y est plus difficile en raison d’une stabilisation plus importante des petites particules de PdO par le support. Une série de pulses réducteurs (CH4 ou C3H6) en conditions isothermes permet d’activer le catalyseur et d’atteindre un maximum de conversion. - A haute température sur catalyseurs Pd/(oxyde modifié) (pics haute température) : la synthèse d’une alumine dopée (La, Sr, Ba, Mn) avec une surface spécifique de l’ordre de 50 m2. G-1 permet d’atteindre des taux de conversion de 90 % du CH4 à 700 °C tout en maintenant une excellente stabilité thermique. Un mécanisme redox de type Mars et van-Krevelen, avec transfert de l’oxygène du support vers les particules de palladium est proposé pour expliquer les différences en termes d’activité catalytique et de stabilité thermique en comparaison au catalyseur de référence Pd/Al2O3
This research work deals with CH4 oxidation coming from road transport, CH4 being a well-known greenhouse gas, with CH4 removal from exhaust gas of Diesel engine. Total CH4 oxidation has been studied : - At low temperature by Plasma/Catalysis process : from all the systems tested, the combination of a coaxial DBD non-thermal plasma combined with Pd/Al2O3 catalyst in POST-plasma position allows to convert 30 % of CH4 with an energy of 225 J. L-1 (Q=600 mL. Min-1, N2/O2/CO2/H2O/0. 5%CH4, T=250 °C, H=150 mm) while minimising O3 production and avoiding NOx production. However, the power consumed (> kW) is too significant for prospective vehicle applications. - At low temperature on Pd/Al2O3 catalysts (light-off temperature) : the re-oxidation step of Pd° is faster on small particles but CH4 activation is more difficult due to stabilization of small PdO particles by the support. A series of reductant pulses (CH4 or C3H6) in isothermal conditions allows to activate the catalyst and to reach a maximum of conversion. - At high temperature on Pd/(modified oxide) catalysts (peak at high temperature) : (La, Sr, Ba, Mn) doped alumina preparation with a specific surface area of 50 m2. G-1 allows to reach 90 % of CH4 conversion at 700 °C and to maintain an excellent thermal stability. A Mars and van-Krevelen mechanism, with oxygen transfer from support to palladium particles is proposed in order to explain catalytic activity and thermal stability differences in comparison to the Pd/Al2O3 reference catalyst

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Thébaud, Louis. "Etude des relations entre microstructure et propriétés mécaniques du nouveau superalliage base nickel AD730™." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0033/document.

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Abstract:

Compte tenu de l’évolution des températures d’entrée de turbines, le principal enjeu pour les métallurgistes est d’élaborer des alliages capables de présenter d’excellentes propriétés mécaniques à des températures de plus en plus élevées. Dans ce contexte, connaitre les relations entre les différents paramètres microstructuraux et les propriétés mécaniques à haute température (700°C et plus) est capital.La durabilité en fluage et en fatigue-temps de maintien ainsi que les processus d’endommagement de l’alliage AD730™, un nouveau superalliage pour disques de turbines, ont été analysés. Plusieurs paramètres ont été étudiés, qu’ils soient microstructuraux (joints de grains, taille de grains, taille et distribution des précités γ′), ou expérimentaux (température, environnement, contrainte appliquée, temps de maintien). L’utilisation de monograins de composition chimique identique à l’alliage de l’étude a permis de mettre en évidence le fait qu’une microstructure monogranulaire ne présente pas nécessairement de meilleures propriétés en fluage qu’une microstructure polycristalline. Ceci est attribué au rôle durcissant des joints de grains. Il a de plus été montré qu’à 700°C, la taille et la distribution des précipités γ′ est le paramètre microstructural pilotant les propriétés viscoplastiques à l’ordre 1.En fatigue avec temps de maintien, un comportement original a été observé pour les longs temps de maintien en fonction de la contrainte appliquée. Ce phénomène est attribué à un effet « type Bauschinger » apparaissant lors des phases de décharges
In view of the turbine entry temperature evolution, the main challenge for metallurgists is to elaborate new alloys able to withstand higher temperatures while keeping great mechanical properties. Therefore, knowing the relationships between microstructural parameters and mechanical properties at high temperatures (700°C and more) is mandatory.The creep and dwell-fatigue durability as well as the damage mechanisms of AD730™, a new nickel base superalloy developed for turbine disks, have been analyzed. Several microstructural parameters were studied (grain boundaries, grain size, size and distribution of γ′ precipitates) as well as experimental parameters (temperature, environment, applied stress or dwell period). By using single crystalline specimens having the same chemical composition of the studied alloy, it has been shown unambiguously that single crystalline microstructures do not necessarily present better creep properties compared to polycristalline ones. This result is supposed to be caused by a grain boundary strengthening mechanism. Moreover, in creep at 700°C, it has been shown that the main viscoplasticity controlling parameters are the size and distribution of γ′ precipitates.An unexpected dwell-fatigue behavior has been observed for long hold times and in a specific applied stress window. This phenomena is attributed to a “Bauschinger type” effect, occurring during unloading phases

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Artizzu, Paola. "Combustion catalytique du méthane à haute température : application dans les turbines à gaz." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10261.

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Abstract:

L'objectif de ce travail etait de synthetiser des catalyseurs actifs pour la reaction de combustion du methane, qui se realise dans le dernier etage de travail des turbines a gaz ou la temperature atteint des valeurs comprises entre 1200c et 1400c. En plus d'une activite intrinseque en oxydation, ces catalyseurs doivent conserver leur activite meme apres un traitement a haute temperature. Ces catalyseurs sont constitues par une matrice hexaaluminate de baryum (baal#1#2o#1#9), oxyde mixte thermostable, dans laquelle un ou plusieurs ions aluminium sont substitues par des ions actifs (ions des metaux nobles et ions des metaux de transition). La composition des catalyseurs sera bam#xal#1#2#-#xo#1#9 avec m egal a mn, cu, pd, ir et rh et x compris entre 0,5 et 4. Dans le cas de l'incorporation des metaux nobles, des problemes ont ete rencontres avec le palladium et l'iridium: a cause de la faible stabilite thermique des oxydes correspondants, ces metaux n'ont pu etre introduits dans la structure hexaaluminate. Par contre, un faible pourcentage du rhodium a pu etre incorpore dans la maille hexaaluminate, et le reste se trouvant occlus dans l'aluminate de baryum, phase intermediaire dans la formation de l'hexaaluminate de baryum. En revanche, l'incorporation des ions des metaux de transition donne des resultats plus encourageants. L'introduction d'un ion manganese et d'un ion cuivre dans la maille hexaaluminate conduit a des catalyseurs dont les activites a l'etat frais et a l'etat vieilli sont comparables. La substitution de plusieurs ions aluminium par le cuivre n'est pas possible, sans doute a cause des differences de charges entre les ions al#3#+ substitues et les ions cu#2#+ substituants. L'introduction progressive de plusieurs ions manganese dans la maille hexaaluminate (bamn#xal#1#2#-#xo#1#9, x compris entre 0,97 et 4) permet l'obtention de catalyseurs plus performants pour la reaction de combustion du methane et stables dans les conditions de travail des turbines a gaz. Le solide bamn#2#,#7al#1#1o#1#9 est le catalyseur le plus actif dans la reaction d'oxydation et son application dans les turbines a gaz serait envisageable

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Peraldi, Raphaëlle. "Relations entre cinétiques de croissance des couches d'oxyde et leurs microstructures lors de l'oxydation à haute température du nickel de haute pureté." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2000. http://oatao.univ-toulouse.fr/7247/1/peraldi1.pdf.

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Abstract:

La caractérisation systématique des cinétiques de croissance et des microstructures des couches dans le cas de l'oxydation du nickel, est faite, dans un large domaine de température (450-1200 °C) et pour des épaisseurs moyennes de couches comprises entre 0.5 et 70 μm. La préparation de surface du nickel polycristallin de haute pureté (polissage mécanique et recuit réducteur) permet d’obtenir une très bonne reproductibilité. Les cinétiques d'oxydation sont purement paraboliques aux températures supérieures à 1000 °C, et parabolique puis cubique à 800 et 700 °C quand l'épaisseur de la couche d'oxyde augmente. Trois morphologies de surface sont détaillées : les grains facettés, les cellules et les plaquettes ; et trois microstructures internes sont distinguées : simplex compacte, simplex poreuse et duplex. L'effet de l'orientation du substrat sur les microstructures des couches est important. L'effet d'une modification de la préparation de surface sur les microstructures et cinétiques de croissance des couches d'oxyde est étudié. Des oxydations multi-températures permettent de montrer qu'à 1100 °C, la croissance est purement cationique, alors qu'à 700 °C, la croissance de l'oxyde se fait conjointement aux interfaces interne et externe de la couche. Les modèles cinétiques d'oxydation à haute température ne prenant pas en compte la croissance de la couche interne de la microstructure duplex et l'effet de l'orientation du substrat sur les couches d'oxyde sont insuffisants. Dans le modèle de croissance des couches d'oxyde proposé, l'effet de la diffusion aux joints de grains, et en surface, même pour les plus hautes températures, est discuté. En outre, le transport gazeux de l'oxygène à travers partie ou totalité de la couche, les réactions aux interfaces, et donc, les quantités de lacunes injectées et annihilées doivent être prises en compte pour expliquer la formation de la couche interne de la microstructure duplex.

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Pierrot, André. "Contribution a l'étude des transferts de chaleur à haute température dans les milieux alvéolaires." Perpignan, 1987. http://www.theses.fr/1987PERP0032.

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Abstract:

Modelisation du chauffage de gaz a haute temperature utilisant une structure alveolaire parcourue par le gaz et soumise au rayonnement. Experimentation dans le foyer d'un concentrateur solaire a axe vertical de 6 kw, avec des stuctures alveolaires a geometrie carree. Resultats confirmant l'interet du procede : rendement excellent, possibilites d'amelioration des performances du systeme par un choix adapte de la structure

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Tantot, Olivier. "Caractérisation hyperfréquence de matériaux diélectriques aux hautes températures par la méthode du guide rayonnant terminé par un iris épais." Limoges, 1994. http://www.theses.fr/1994LIMO0017.

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Abstract:

La methode du guide circulaire ouvert, termine par un iris circulaire epais, permet la caracterisation microonde non destructive de materiaux dielectriques ou magnetiques, homogenes et isotropes, a faces planes paralleles de faible dimension. On etablit, par developpement modal des champs electromagnetiques dans la structure et par transformation de hankel dans les milieux dielectriques, les amplitudes complexes de chaque mode. Ceci permet le calcul du coefficient de reflexion des modes d'excitation te#1#1 et te#0#1 en fonction des permittivites complexes des materiaux. L'etude d'une cavite cylindrique aux parois de conductivite finie, ouverte par des iris epais, permet de caracteriser des materiaux dielectriques aux dimensions plus reduites. Des guides en materiau composite, des iris et une cavite en graphite ont ete realises pour la mesure en temperature. Ces dispositifs ont ete valides par la bonne correspondance des permittivites obtenues avec celles determinees pour les guides et la cavite metalliques a temperature ambiante. Enfin, des permittivites complexes de materiaux elabores a la societe europeenne de propulsion a bordeaux, sont presentees pour des temperatures de l'ordre de 1500c avec un four a image d'arc a une frequence de 10 ghz

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Chateau, Emmanuel. "Comportement et endommagement en fluage à haute température du superalliage forgé à base de nickel Udimet 720." Paris, ENMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0912.

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Abstract:

L'étude presentee ici vise a caracteriser le comportement en fluage d'un superalliage forge pour disques de turbomachines, l'udimet 720, a une temperature de 850\c. Une approche originale, mettant en uvre des eprouvettes a sections utiles multiples, a permis de caracteriser le comportement mecanique de l'alliage en fluage, mais egalement de proceder a une etude systematique des mecanismes d'endommagement intervenant a haute temperature. La contribution des effets d'environnement au comportement macroscopique de l'alliage a ete mise en evidence par le biais d'essais de fluage realises sous vide secondaire, ou sur des micro-eprouvettes a section utile reduite. Les mecanismes d'endommagement intervenant en fluage ont ete identifies sur la base d'observations metallographiques d'eprouvettes rompues en fluage ou partiellement endommagees. Trois mecanismes ont pu etre identifies : un mecanisme d'oxydation superficielle de l'alliage, un mecanisme d'oxydation preferentielle des joints de grains de l'alliage, fortement couple avec le chargement mecanique, et un mecanisme de coalescence des precipites de la phase durcissante renforcant uniformement la matrice de l'alliage. La demarche adoptee nous a permis de determiner, pour chacun de ces mecanismes, une cinetique d'evolution et de quantifier les couplages existant entre les evolutions microstructurales de l'alliage et le chargement mecanique. A partir des lois d'evolution de l'endommagement induit par chacun de ces mecanismes, on propose une modelisation phenomenologique du comportement et de l'endommagement de l'udimet 720 sollicite en fluage. Le modele permet de decrire le comportement macroscopique en fluage, jusqu'a rupture, d'une eprouvette de geometrie simple. La modelisation proposee permet de degager des regles pour le dimensionnement de pieces, et de mettre en evidence les parametres microstructuraux pouvant etre optimises pour ameliorer la resistance en fluage des superalliages a base de nickel.

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Rousseau, Benoit. "Origines des propriétés thermoradiatives d'oxydes noirs : optimisation d'un émetteur infrarouge." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2079.

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Abstract:

La famille des métaux noirs de structure type K2NiF4 suscitent l'intérêt de la communauté scientifique mondiale depuis une quinzaine d'années par ses propriétés électroniques remarquables : supraconductivité à HTc pour les cuprates, colossale magnéto résistance pour les manganites, ordre de charge pour les nickelates. Un dénominateur commun à cette classe de matériaux est leur couleur noire qui, dans le domaine des propriétés thermoradiatives, peut être synonyme d'une émissivité spectrale élevée. La caractérisation et la compréhension de cette propriété à de plus hautes températures demeurent paradoxalement mal connues. Nous mesurons la dépendance en température (300 à 1300 K) de la conductivité optique d'un monocristal de nickelate de praséodyme dopé, Pr2NiO4+?. L’exploitation des simulations des spectres par le modèle de fonction diélectrique de Drude à double amortissement plus oscillateurs permet de jauger l'influence du couplage électron-phonon sur les absorptions optiques. Les données issues de mesures macroscopiques thermodynamiques et de la littérature confortent cette interprétation. La densité polaronique est suffisante pour garantir à ce matériau une émissivité spectrale intrinsèque élevée sur un domaine spectral allant de l’infrarouge au visible et sur un large domaine de température (300 1300 K), et ce pour de faibles épaisseurs (de l'ordre du micron). Cette propriété optique originale est généralisable aux autres membres de cette famille à des degrés divers. Nous l'appliquons directement pour optimiser les performances radiatives d'un émetteur infrarouge en céramique d'aluminosilicates fonctionnant à une température de 1000 K. Le dépôt de film de Pr2NiO4+? sur des substrats constitués de cette céramique par la combinaison du procédé Pyrosol? et d'une technique de recuit flash, occulte complètement la fenêtre de semi-transparence du carreau brut : le comportement radiatif du dépôt tend vers celui de l'émetteur idéal, le corps noir. Ce résultat spectaculaire, est non seulement lié au couplage électron-phonon mais à la morphologie rugueuse du dépôt. La couche est constituée d'un assemblage de sphères de 20 à 30 de diamètres propices à l'augmentation du chemin optique et donc au renforcement de l'absorption. L'émetteur ainsi optimisé rayonne en parfaite adéquation dans les domaines d'absorption des composés organiques traités thermiquement par infrarouge dans le domaine industriel : peintures, matières plastiques, produits agroalimentaires. Cette adéquation optimale est gage d'une utilisation plus rationnelle de l'énergie.

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Mnif, Hassène. "Contribution à la modélisation des transistors bipolaires à hétérojonction Si/SiGe en température." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12786.

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Abstract:

La prise en compte de l'effet de la température et en particulier de l'auto-échauffement est un aspect fondamental pour rendre compte de manière précise des caractéristiques électriques des transistors bipolaires à hétérojonction Si/SiGe. L'utilisation de ces composants dans des applications micro-ondes susceptibles d'être exposées à diffférentes températures et fonctionnant pour des fortes densités de courant accentuent énormément ces effets. Par conséquent, une modélisation préscise de ces phénomènes est indispensable. Un modèle dynamique décrivant l'auto-échauffement, caractérisé par une élevation de la température de jonction, a été développé. Une équivalence électrique de ce modèle analytique a été réalisée afin qu'il soit compatible avec des modèles électriques de type SPICE. Un banc de test spécifique pour évaluer le nouveau modèle et extraire ses paramètres a été mis en oeuvre. Dans une deuxième partie, la dépendance en température des différents paramètres qui peuvent intervenir dans un modèle électrique compact et en particulier dans le modèle HICUM a été étudiée
The consideration of the temperature and in particular of he self-heating effect in Si/SiGe heterojunction bipolar transistors is a fundamental aspect to predict in a precise way these electric characteristics. The use of these components in microwaves applications exposes to various tempertaures and strong densities of current, accentuates enormously these effects. Consequently, a precie modelling of these phenomena is necessary. A dynamic model describing the self-heatinng, characterized by a rise in the junction temperature, is developed. An electric equivalence close to the analytical model, compatible with SPICE electric models type, is established. A specific test bench is used in order to evaluate the new model and to extracts its parameters. In a second part, the temperature dependence of the various compact model parameters is studied, in particular in the HICUM model

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Koschel, Diana. "Thermodynamique des systèmes composés de gaz acides, d'eau et de sels sous hautes pressions et aux températures moyennement élevées." Clermont-Ferrand 2, 2006. http://www.theses.fr/2006CLF21653.

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Abstract:

L'objectif principal de ce travail de thèse est l'acquisition et l'interprétation de nouvelles données thermodynamiques concernant les gaz acides (CO2 et H2S) et nécessaires à la modélisation de procédés de séquestration en aquifère salins. A cette fin, nous avons développé une technique de calorimétrie à écoulement qui permet d'accéder simultanément aux données enthalpiques et aux solubilités du CO2 et du H2S dans des solutions salines. Au cours de ce travail une nouvelle unité de mélange a été developpée et utilisée avec succès dans des conditions extrêmes : jusqu'à 393 K, avec des solutions salines fortement concentrées (solutions de NaCl et de CaCl2 de forces ioniqies jusqu'à 5 m) et des pressions de H2S jusqu'à 30 MPa. Le but était d'étudier l'influence de la pression, de la température, de la nature et de la concentration du sel sur la solubilité et les effets enthalpiques. La comparaison avec les données de la littérature combinée avec une analyse d'erreur d' "apriori" suggère que l'erreur sur l'enthalpie soit d'environs 4-5% et typiquement de 6-7% sur la détermination de la solubilité

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Rabat, Hervé. "Utilisation du spectre UV du radical OH dans la métrologie des hautes températures des gaz chauds et des plasmas." Orléans, 2004. http://www.theses.fr/2004ORLE2050.

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Abstract:

La bibliographie présente l’étude du radical OH dans les flammes, puis une méthode de simulation de son spectre UV. La partie expérimentale concerne les études thermiques d’une flamme oxy-acétylénique et d’un panache de plasma d’argon par des méthodes spectroscopiques et interférométriques. Outre la validation de la simulation, elles montrent que la densité de OH tend avec la hauteur dans la flamme vers une répartition radiale gaussienne. Parallèlement, nous montrons que la température rotationnelle de OH reste, pour ces mêmes hauteurs, constante sur le diamètre de la flamme. La dernière partie présente l’étude de la perturbation thermique produite par un arc électrique sur son gaz environnant et montre qu’elle s’étend sur une région supérieure à celle de l’arc, et la mesure d’un coefficient de convection pour un barreau placé perpendiculairement dans une flamme qui est supérieure à la valeur calculée avec les relations semi-empiriques.

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Daniel, Isabelle. "Aluminosilicates à haute pression et haute température : amorphes, verres, liquides et cristaux : étude par spectroscopie Raman." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10279.

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Abstract:

L'étude des propriétés des minéraux du manteau terrestre in situ nécessite de reproduire expérimentalement des conditions de pression allant de 3 à 130 GPa ainsi que des températures comprises entre 1000 et 4000 K environ. Nous avons développé des dispositifs expérimentaux permettant d'étudier le comportement de quelques phases aluminosilicatées par spectroscopie Raman à haute pression et/ou haute température. L'étude de la cristallisation de l'anorthite in situ à haute tempàrature a révélé l'existence d'un nouveau polymorphe métastable qui cristallise à partir du liquide CaAl2Si2O8 à 1545 K ou bien à partir de la phase pseudo-hexagonale à 1050 k. Il fond à 1700 ± 10 K. A haute pression, l'anorthite présente une transition polymorphique de premier ordre, réversible, à 10 GPa. A 16 GPa, elle perd son caractère cristallin et devient amorphe. La pression d'amorphisation dépend étroitement du degré d'hydrostaticité des conditions expérimentales. Quand les conditions deviennent moins hydrostatiques, la pression d'amorphisation chute de 16 GPa à 10 GPa. Par ailleurs, nous avons étudié le comportement des verres de composition CaAl2Si2O8, NaAlSi3O8 et CaAl2O4 en fonction de la température jusqu'a 2000 K. L'extraction du spectre Raman de premier ordre corrigé de toute dépendance en température et en fréquence permet d'identifier les changements de configurations microscopiques qui se produisent à la transition vitreuse. Afin de déterminer leur nature, nous avons comparé les changements qui se produisent dans les liquides à haute température avec ceux de haute pression. Dans le cadre de CaAl2O4, la coordinence de Al et O augmentent au delà de Tg, les nouvelles figures spectrales sont liées à une augmentation de la coordinence de O

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Capron, Mickaël. "Synthèse et caractérisation d'aluminates et d'aluminosilicates de la température ambiante jusqu'au liquide à hautes températures." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2064.

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Abstract:

L'étude des systèmes SrO Al2O3 et SrO Al2O3 SiO2 a été réalisée à température ambiante ainsi que dans le liquide à haute température. Ce travail s'est articulé autour des différents points que sont le comportement à la cristallisation, la structure, ou encore la dynamique des systèmes. Pour cela nous avons utilisé différentes techniques telles que les analyses thermiques (ATG, AED), la RMN de 29Si et 27Al, la diffraction des rayons X au laboratoire ainsi que sur la ligne de lumière H10 du LURE et l'EXAFS au seuil K du strontium. Nous avons ainsi précisé les conditions de formation et les domaines respectifs de stabilité des composés SrAl4O7 et Sr4Al14O25 aux comportements très voisins. Dans le système ternaire, nous avons résolu la structure d'un nouveau composé Sr3Al10SiO20 grâce à la complémentarité de la diffraction des rayons X et de la RMN. Les différentes techniques hautes températures développées au laboratoire nous ont permis de caractériser les environnements locaux de l'aluminium et du strontium dans nos échantillons à l'état liquide. Dans le système binaire SrO Al2O3, nous obtenons par RMN une variation du nombre de coordination de l'aluminium de 4,0 à 4,7 entre les compositions Sr4Al2O7 et Al2O3. Ce résultat est en accord avec la variation des distances inter atomiques Al O obtenue par diffusion des rayons X et qui augmente avec le taux d'alumine. Par EXAFS nous observons une variation similaire pour les distances Sr-O ce qui nous laisse penser que le nombre de coordination du strontium augmente également. La RMN de 27Al à haute température nous permet, en admettant des hypothèses simples (CQ? dynamique égal au CQ dans le verre, relaxation quadripolaire par simple rotation des molécules) de mesurer la viscosité des liquides riches en aluminium à des températures inaccessibles par les techniques classiques.

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Ferlat, Guillaume. "Contributions expérimentale et numérique à l'étude de l'ordre local de liquides à haute température et sous haute pression." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10248.

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Abstract:

L'ordre à courte distance autour d'une espèce donnée dans différents systèmes liquides est obtenu par combinaison de la spectroscopie d'absorption de rayons X (EXAFS) et de calculs de dynamique moléculaire (MD), de type classique ou ab-initio. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés à des électrolytes aqueux (KBr, RbBr, CsBr), faiblement concentrés, en conditions dites supercritiques. Les changements de la structure d'hydratation ainsi que le degré d'appariement des ions ont été caractérisés. Dans une seconde partie, nous avons étudié la structure et les propriétés électroniques d'alliages liquides In1-xSex (20 < x < 50 %) avec une attention particulière sur le liquide InSe. Nous nous sommes intéressés à deux types de transitions semiconducteur-métal, obtenues respectivement par variation du paramètre concentration et par application de conditions extrêmes de température et pression.

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Dejaeghere, Laurent. "Méthode de mesure par pyrométrie multispectrale et développement d'un dispositif à hautes températures." Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS406/document.

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Abstract:

La simulation numérique du soudage peut être améliorée par une meilleure connaissance des propriétés thermophysiques des métaux à l’état liquide. Un approfondissement de cette connaissance requiert un dispositif capable de conditionner ces métaux à de très hautes températures en vue de les caractériser. Après un état de l’art sur les techniques de caractérisation adaptées à ces échelles de températures (chapitre 1), ce manuscrit détaille les travaux, principalement expérimentaux, dédiés aux développements d’un dispositif capable d’élever des métaux jusqu’à 2 500 °C (chapitres 3 et 4) et d’un pyromètre à cinq longueurs d’onde pour mesurer cette température (chapitres 2, 4 et 5). Le dispositif chauffe par induction une tour en graphite, le creuset étant placé en son centre, et a été dimensionné via une simulation magnéto-thermique 2D axisymétrique à l’aide du logiciel Comsol Multiphysics®. Parallèlement, le pyromètre a été développé dans le but de mesurer simultanément la température et l’émissivité. En l’absence de corps noir à hautes températures, plusieurs expériences ont été menées pour étalonner ce dernier ; elles ont été basées sur la mesure de la température de fusion/solidification de corps purs. En fonction de leur tenue et pour couvrir la plus large gamme de température possible, les métaux choisis sont le fer, le chrome, ou encore le niobium. Les expériences ont montré l’efficacité du pyromètre et la capacité maximale du dispositif hautes températures lors de la fusion du niobium à environ 2 500 °C. Enfin, le pyromètre a été utilisé lors d’une opération de soudage à l’arc, au cours de laquelle la température a été estimée sur une gamme de 1 000°C – 2 500°C
Welding simulation can be improved by a better knowledge of molten metals thermophysical properties. This improvement requires characterization using a very high temperature apparatus. After portraying a state of the art on characterization technics adapted to this temperature range (chapter 1), this manuscript details works, principally experimental, dedicated to the developments of a device able to heat metals up to 2 500 °C (chapters 3 and 4) and of a five wavelengths pyrometer in order to measure this temperature (chapters 2, 4 and 5). The device heats by induction a graphite tower, the crucible being placed at its center, and has been dimensioned by a magneto-thermal 2D axisymmetric simulation using the Comsol Multiphysics® software. In parallel, the pyrometer has been developed in order to measure both temperature and emissivity. In the absence of a high temperature blackbody, several experiments were carried out for the calibration of it; they were based on the use of the luminance of pure metals at their melting point. In order to cover the largest temperature range possible, chosen metals were iron, chromium, and even niobium. These experiments showed the efficiency of the pyrometer and the maximal ability of the high temperature device during the niobium melting around 2 500 °C. Finally, the pyrometer has been used on an arc welding process, in which temperature has been evaluated over a 1 000 °C – 2 500 °C temperature range

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Gobert, Yannick. "Étude des propriétés physiques et des performances potentielles à hautes températures ds transistors à effet de champ (TEC) à grille submicronique." Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10163.

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Abstract:

L'objectif essentiel du travail effectué consistait en une étude comparative des évolutions en température des propriétés, des caractéristiques et des performances des TEC en régime petit signal. En effet, une forte dégradation de leurs caractéristiques était à craindre lors d'un échauffement du composant. L'approche a surtout été expérimentale bien qu'une étude théorique a été effectuée. L'approche expérimentale a résidé dans l'extension méthodologique de mesure au domaine des températures élevées et à la conception de composantes typiques. Il apparaît que certaines caractéristiques physiques et électriques ainsi que certaines performances présentaient des dégradations importantes à hautes températures qui pouvaient avoir des conséquences significatives lors de l'utilisation du composant. Toutefois, dans l'ensemble, l'ampleur des effets n'était pas véritablement plus importante pour les TEGFET que pour les MESFET. L'approche théorique a permis de mieux comprendre les mécanismes physiques mis en jeu et d'apprécier leurs conséquences sur les évolutions des caractéristiques et performances des TEC. Elle nous a donné l'occasion de mieux appréhender la physique des matériaux III-V ce qui permit de mieux concevoir la perspective de l'utilisation à hautes températures de certaines structures

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Paquet, Jeanne. "Development of a new design method for the cross-section capacity of steel open sections at high temperatures." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69308.

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Abstract:

À hautes températures, les propriétés de l’acier sont affectées et sa résistance est donc moindre que sa résistance à température ambiante. Des méthodes de calculs différentes doivent donc être utilisées pour prédire la résistance dans la situation exceptionnelle d’incendie. Les normes actuelles proposent des méthodes simplifiées pour prédire la résistance de l’acier à haute température. Toutefois, ces méthodes sont inspirées des méthodes de dimensionnement à froid et ne sont donc généralement pas adéquates pour prédire de façon précise la résistance des éléments en situations d’incendie. Ce mémoire présente les recherches effectuées pour la proposition d’une nouvelle méthode de calcul pour les sections d’acier ouvertes soumises à de hautes températures en utilisant l’Overall Interaction Concept (O.I.C). Cette méthode est basée sur l’interaction entre la résistance et la stabilité et permet de considérer les imperfections géométriques et matérielles. Entre autres choses, l’avantage de cette nouvelle méthode est qu’elle permet d’obtenir des résultats précis et de conserver une continuité entre les prédictions. Un modèle numérique a été utilisé pour prédire la résistance de l’acier à hautes températures. Ce modèle a été validé en comparant les résultats avec des résultats expérimentaux. À la suite de la validation, le modèle a été utilisé pour conduire des simulations dans lesquelles plusieurs géométries, températures, limites élastiques et cas de chargement ont été considérés. Les résultats ont ensuite été utilisés pour proposer de nouvelles équations dans le format O.I.C. La performance de la nouvelle proposition a été évaluée et comparée avec la performance de normes existantes. Cette évaluation a permis de conclure que la proposition donne des résultats beaucoup plus précis. Finalement, l’évolution du comportement de l’acier entre la température ambiante et les hautes températures a brièvement été analysé. Puisque ce point est abordé de façon sommaire, il ouvre la porte vers de futures études sur le sujet.
At high temperatures, steel suffers from great lossesin strength and stiffness. Different design methods must therefore be considered to predict the resistance of steel in the exceptional situation of fire. Current standards propose simplified methods to predict the resistance of steel at high temperatures. However, these methods are inspired by steel design equations used at room temperature and are therefore generally not suitable to predict accurately the resistance of steel elements in fire situation. This thesis presents research investigations pursued to propose a new design method for open steel cross-sections subjected to high temperatures by means of the Overall InteractionConcept (O.I.C.). This calculation method is based on the interaction between resistance and stability and allows to consider geometrical and material imperfections. The advantage of this new calculation method is that it allows to obtain precise results and to keep continuity between predictions contrarily to standards that use the cross-section classification. A numerical model, initially developed for open steel cross-sections at ambient temperature,was improved to predict the resistance of steel at high temperatures. It was then verified against experimental test results to ensure its accuracy. After validation, the numerical model was used to conduct simulations using different geometries, temperatures, yield limits andload cases. Results were then used to formulate new design proposals for cross-sections at high temperatures in the O.I.C. format. The performance of the new proposal was then evaluated et compared with the performance of existing standards. This evaluation allowed to conclude that the proposition is much more accurate than existing standards. Finally, the evolution of the behaviour of steel between cold and high temperature was briefly analysed. As this point was only briefly discussed, it opens the door for future studies on the subject.

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Dissertations / Theses on the topic 'Gaz – Effets des hautes températures'

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