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Dissertations / Theses on the topic 'Mesure de champs thermique'
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Claudet, Bernard. "Métrologie par interférométrie holographique de champs thermiques aux interfaces de matériaux soumis à un choc thermique." Perpignan, 1996. http://www.theses.fr/1996PERP0216.
Full textAbstract:
L'etude du comportement de materiaux de protection soumis a des flux thermiques intenses et brefs necessite la connaissance du champ de temperature au voisinage de la surface chauffee. Nous avons concu un nouvel interferometre holographique compact qui permet de suivre en temps reel l'evolution des phenomenes thermiques dans la couche d'air entourant les echantillons de tissu etudies. Nous avons developpe une methode de calcul numerique pour reconstruire le champ de temperature a partir des donnees interferometriques. L'utilisation d'un algorithme de fft permet une determination rapide de la distribution d'ordre d'interference sur l'interferogramme. La distribution d'indice de refraction est obtenue apres inversion d'une integrale d'abel dont le resultat depend fortement de la precision des mesures. Une methode de filtrage a donc ete mise au point pour supprimer les incertitudes dues notamment a la presence du speckle coherent sur les interferogrammes. Les resultats obtenus a partir du traitement de differents interferogrammes enregistres lors d'essais realises au four solaire du centre d'essais d'odeillo sont presentes
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Charbal, Ali. "Mesure de champs thermomécaniques pour l'étude de la fatigue par chocs thermiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN007/document.
Full textAbstract:
Lorsqu'une structure est soumise à un chargement thermique hétérogène, des dilatations empêchées génératrices de contraintes surviennent. Lorsque ces sollicitations sont répétées un grand nombre de fois, un endommagement puis une fissuration du matériau peuvent apparaître. On parle alors de fatigue thermique du matériau. Ce phénomène, jugé responsable de différents incidents rencontrés dans les zones de mélange entre fluides chaud et froid des centrales nucléaires a fait l'objet de nombreuses études lancées au sein de projets successifs pilotés par EDF. Ces études portaient sur la détermination des chargements thermo-hydrauliques dans les zones de mélange, le transfert de chaleur à la structure, la résolution du problème thermomécanique permettant de connaître les champs de contrainte et de déformation en tout point de la structure et enfin la résistance du matériau (un acier inoxydable austénitique AISI 304L)soumis à de telles sollicitations. Concernant ce dernier aspect, plusieurs types d'essais ont été réalisés : d'une part, des essais de fatigue uniaxiaux et isothermes pour construire une courbe de fatigue mécanique du matériau et, d'autre part, des essais sur plusieurs dispositifs expérimentaux de fatigue thermique développés au sein d'organismes de recherche (CEA, EDF, JRC, JAEA,…) pour s'approcher des conditions de service. L'interprétation de ces derniers essais passe par l'estimation des champs de température et de déplacement dans la structure à partir de quelques mesures ponctuelles de température par thermocouples. On constate alors que les premières fissures s'amorcent en fatigue thermique pour un nombre de cycles sensiblement inférieur à celui estimé à partir des courbes de fatigue mécanique du matériau et de l'amplitude maximale de déformation équivalente estimée dans les essais de fatigue thermique. L'objet de ce travail de thèse consiste donc à concevoir et à réaliser des chocs thermiques sur un matériau de structure couplés à des mesures synchrones et sans contact de champs de température et de déplacement au niveau de la surface endommagée. Les chocs thermiques seront réalisés à l'aide d'un laser de puissance dont la longueur d'onde sort du spectre utilisé par la caméra infrarouge qui mesure le champ de température de surface de telle manière que le dépôt d'énergie n'affecte pas les mesures de température. Plusieurs pistes sont envisagées selon que les champs sont mesurés uniquement avec la caméra infrarouge ou en utilisant deux caméras, l'une travaillant dans l'infrarouge et l'autre dans le visible. Dans les deux cas de figure, l'absorptivité et l'émissivité de la surface soumise au choc thermique doivent être optimisées pour permettre d'avoir à la fois un dépôt d'énergie homogène par laser et une mesure précise des champs thermomécaniques. Une difficulté qu'il conviendra de surmonter est d'obtenir un champ d'émissivité de surface représentant un compromis acceptable entre une émissivité forte et homogène dans l'infrarouge pour des mesures de température et une émissivité hétérogène (dans l'infrarouge ou le visible selon la caméra utilisée) pour créer un contraste de niveau de gris indispensable aux mesures de déplacement par corrélation d'images. Parallèlement aux essais,des simulations numériques thermomécaniques seront également réalisées pour compléter ces champs en volume et tester l'influence des conditions aux limites. L'objectif final de la thèse est d'obtenir pour la première fois une mesure fiable des quantités d'intérêt dans une zone d'amorçage en fatigue thermique et ainsi pouvoir quantifier convenablement un éventuel effet aggravant des sollicitations de fatigue thermiqueThermal fatigue occurs in nuclear power plant pipes. The temperature variations are due to the turbulent mixing of fluids that have different temperatures. Many experimental setups have been designed but the measured temperatures have only been punctual and out of the zone of interest (e.g., via thermocouples). The equivalent strain variation in the crack initiation region is calculated with numerical thermomechanical simulations. In many cases, the comparisons between numerical and experimental results have shown that the crack initiation predictions in thermal fatigue are non-conservative. A new testing setup is proposed where thermal shocks are applied with a pulsed laser beam while the thermal and kinematic fields on the specimen surface are measured with infrared (IR) and visible cameras, respectively. Experimental testings are performed and different measurement techniques for temperature and kinematic fields are used. IR camera and pyrometers allow to measure the temperature variations in the zone impacted by the laser beam. To estimate the absolute temperature, the surface emissivities at the respective wavelengths are determined by different methods. The absolute temperature field is then used to apply the actual thermal loading in a decoupled FE model after an identification process of the parameters of the laser beam. Once the thermal loading is generated based upon the experimental data, the stress and strain fields can be computed in the region of interest with an elastoplastic law.The experimental strain variations calculated from the DIC measurements are compared with the predictions obtained with the FE simulation
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Maynadier, Anne. "Couplages thermomécaniques dans les alliages à mémoire de forme : mesure de champs cinématique et thermique et modélisation multiéchelle." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01044998.
Full textAbstract:
L'utilisation croissante des Alliages à Mémoire de Forme (AMF) dans des structures de plus en plus complexes, notamment en vue d'applications médicales, rend nécessaire la compréhension des phénomènes régissant leur comportement et plus précisément la pseudo-élasticité. Le fort couplage thermomécanique, résultant de la transformation de phase martensitique, est un point clé de ce comportement. Les travaux de thèse présentés sont consacrés à l'étude et la modélisation de ce couplage. Tout d'abord, la transformation de phase martensitique provoque une déformation et une émission de chaleur couplées qui peuvent se localiser en bandes de transformation sous sollicitation uniaxiale. Une partie de cette thèse a été consacrée au développement de la Corrélation d'Images InfraRouge, qui permet à partir d'un unique film IR de mesurer conjointement, en une seule analyse, les champs cinématiques et thermiques discrétisés sur un même maillage éléments finis. Une application à l'analyse d'un essai de traction sur AMF de type NiTi a été réalisée. Le comportement pseudo-élastique a aussi été abordé d'un point de vue modélisation. Une large part de ce travail de thèse a donc été consacrée à l'élaboration d'un modèle multiéchelle et multiaxial, décrivant le comportement d'un VER à partir de la physique de la transformation martensitique à l'échelle de la maille cristalline. L'approche est inspirée de modèles multiéchelles développés pour la modélisation d'autres couplages multiphysiques et notamment magnéto-élastique. La troisième partie de cette thèse a été consacrée à l'élaboration d'un modèle de structure 1D sous traction uniaxiale. Dans un premier temps un modèle de thermique 1D ainsi qu'un modèle mécanique phénoménologique à seuils ont été développés. Les simulations rendent compte des phénomènes de transformation diffuse accompagnant l'élasticité puis de la transformation localisée. L'algorithme est notamment capable de gérer les deux sens de transformation. Ce modèle met en compétition les deux phénomènes transitoires de génération et évacuation de la chaleur par la transformation de phase et les échanges thermiques avec l'environnement. Ainsi, il est capable de reproduire la relation liant le nombre de bandes de transformation générées à la vitesse de sollicitation et aux conditions aux limites thermiques. Un travail été initié pour coupler ce modèle de structure et de gestion de la thermique au modèle monocristallin multiaxial. Sans encore reproduire la localisation de la transformation en bande, les simulations de traction montrent un hystérésis, issu des pertes thermiques dans l'air ambiant, bien que le modèle de comportement multiéchelle élémentaire soit écrit dans un cadre réversible, l'irréversibilité et la localisation étant avant tout des effets de transferts. Le couplage thermomécanique à la source des comportements si spécifiques des AMF que sont la super élasticité et la mémoire de forme ont donc été étudiés sous divers points de vue : expérimentalement, par l'établissement de modèles de comportement, par la simulation de structures 1D et des échanges thermiques mis en jeu. Les outils et modèles ont été appliqués à l'étude du Ni49,75at%Ti, support de ce travail, mais sont facilement adaptables à tout autre AMF. L'approche utilisée pour la modélisation multi-échelle peut être étendue à d'autres couplages, par exemple en cumulant les couplages thermo- et magnéto- mécaniques en vu de l'étude des Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques par exemple.
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Samaca, Martinez José Ricardo. "Analyse thermomécanique du comportement cyclique des élastomères par mesure de champs." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023976.
Full textAbstract:
De nombreux phénomènes à l'oeuvre dans le processus de déformation et d'endommagement des élastomères sont étudiés à partir de la réponse mécanique de ces matériaux. Cependant, la plupart de ces phénomènes dépendent de la température et ont des signatures calorimétriques qui pourraient permettre de mieux les comprendre. Dans le contexte industriel de la manufacture de pneumatiques, les élévations de température induites par le chargement peuvent fortement impacter les performances physiques des pneumatiques ainsi que la tenue en fatigue des constituants caoutchoutiques. L'objectif de cette thèse est donc de caractériser le comportement thermomécanique des élastomères chargés et non chargés sous divers types de chargement mécanique. Pour ce faire, des mesures de champs thermiques et cinématiques couplées ont été mises en oeuvre lors d'essais mécaniques à température ambiante. Dans un premier temps, des essais de traction uniaxiale sur éprouvettes indemnes ont permis de confirmer que l'hystérésis mécanique observée lors d'un cycle de traction sur un caoutchouc naturel non chargé est essentiellement due au phénomène de cristallisation et non à des phénomènes dissipatifs. Par ailleurs, la construction de bilans énergétiques sur un cycle mécanique a permis de distinguer la contribution des différents mécanismes dissipatifs (viscosité, effet Mullins) des couplages thermomécaniques (élasticité entropique, cristallisation). Dans un second temps, des essais de cisaillement pur ont été menés sur des éprouvettes préalablement entaillées. Les analyses thermomécaniques menées à l'échelle de la zone d'influence de la fissure ont montré que les phénomènes dissipatifs aux très grandes déformations ne s'expriment pas de la même manière qu'aux déformations plus faibles. En particulier, pour les mélanges considérés dans cette étude, les effets du couplage entropique et de la viscosité sont du même ordre à la décharge, si bien que le matériau n'absorbe pas de chaleur à la décharge. Ces résultats sont très prometteurs à la fois pour la compréhension des phénomènes physiques impliqués dans le processus de déformation et pour la modélisation du comportement thermomécanique des élastomères.
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Berté, Emmanuel. "Mesure de champs thermiques de surface par thermographie bichromatique en situation de frottement haute énergie." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECLI0033/document.
Full textAbstract:
Dans les contacts fortement dissipatifs, la dissipation d'énergie par frottement conduit à des sollicitations thermiques très sévères qui peuvent avoir des répercussions conséquentes sur les performances, la durabilité des organes de friction, l'environnement ou la santé humaine. La connaissance des champs thermiques des surfaces de frottement est un enjeu de premier ordre. Dans le cas de mesures sans contact du rayonnement calorifique, elle s'avère difficile du fait de l'émissivité inconnue de ces surfaces, qui varie spatialement et temporellement lors du frottement. Les travaux ont concerné le développement d'une mesure de champs thermiques par thermographie bichromatique dont l'intérêt est d'accéder simultanément à la température et à l'émissivité de surface. Les difficultés résident dans le recalage spatial et temporel de deux imageurs infrarouges, la calibration en flux des caméras et la variation spectrale de l'émissivité. La technique développée a été appliquée à la mesure in situ des champs de température et d'émissivité d'un disque de frein pendant le freinage, et exploitée pour l'analyse des localisations thermiques induites par le frottement et de leurs interactions avec le circuit tribologique, tirant parti de la connaissance de l'évolution spatiale et temporelle de l'émissivitéIn highly dissipative contacts, the energy dissipated by friction leads to severe thermal loads which could have bad consequences on performances, on friction parts durability, on the environment or on human health. Therefore, knowledge of sliding surfaces thermal fields is a first-rate issue. Due to the lack of knowledge about the emissivity of those surfaces, which change both spatially and temporally during friction, measuring thermal fields is difficult. The work done concerned the development of thermal fields measurement by bispectral thermography, which allows to get simultaneously surface emissivity and temperature. The difficulties reside in the spatial and temporal images registration of two infrared cameras, in the camera flows calibration and in the spectral emissivity variation. The technique developed was applied to the in situ fields measurement of temperature and emissivity of a brake disc during braking. It was then used for analysis of thermal locations induced by friction and their interactions with the tribological circus, leveraging the knowledge of the spatial and temporal evolution of the emissivity
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Bouirdene, Abdelaâziz. "Les fours thermiques micro-ondes." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT001H.
Full textAbstract:
Les inconvenients de la decongelation et de la cuisson des aliments dans un four microonde resident dans l'inhomogeneite de la temperature qui conduit parfois a des resultats non satisfaisants. Notre etude, restreinte a la restauration domestique, porte sur la decongelation et la cuisson des produits alimentaires presentes dans des emballages. La reponse a ces problemes se trouve dans l'utilisation du conditionnement, comme un adaptateur entre l'enceinte du four (cavite) et les aliments. L'emballage doit jouer un double role. Premierement comme un second four inclus dans le four microonde, modifiant le comportement thermique de celui-ci, et deuxiemement comme une charge bien adaptee, vue par le magnetron. C'est sur ces point precis que porte la recherche et on notera que l'usage de la barquette metallique est un facteur essentiel du succes des solutions trouvees. Le deuxieme point essentiel de cet expose est de pouvoir utiliser les fours microondes a d'autres fins. C'est-a-dire, obtenir les resultats d'un four traditionnel (le gril), en gardant les avantages des microondes. La solution est d'utiliser un couvercle en ceramique dissipative qui transforme une partie de l'energie microonde en energie thermique (infrarouge), pour griller la surface superieure des aliments et homogeneiser la cuisson interne
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Maynadier, Anne. "Couplage thermomécanique dans les Alliages à Mémoire de Forme : mesure de champs cinématiques et thermiques et modélisation multiéchelle." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00798800.
Full textAbstract:
L'utilisation croissante des AMF pour des applications complexes, rend nécessaire la compréhension des phénomènes régissant leur comportement. Le fort couplage thermomécanique, résultant de la transformation de phase martensitique, en est un point clé. Les travaux de thèse présentés sont consacrés à l'étude expérimentale et la modélisation de ce couplage. Les mesures de champs (DIC,TIR) sont des outils privilégiés pour l'étude de comportements thermomécaniques hétérogènes. Une partie de cette thèse est consacrée au développement de la Corrélation d'Images InfraRouge, qui permet à partir d'un film IR de mesurer en une seule analyse, les champs cinématiques et thermiques discrétisés sur un même maillage éléments finis. Elle est appliquée à l'analyse d'un essai de traction sur AMF NiTi . Cet outil est pertinent pour étude de toutes sortes de phénomènes thermomécaniquement couplés. D'autre part, un modèle multiéchelle et multiaxial est construit qui décrit le comportement d'un VER à partir de la physique de la transformation martensitique à l'échelle de la maille cristalline. Il est fondé sur la comparaison des énergies libres de chaque constituant, sans s'attacher à une description topologique. A cet effet, une comparaison probabiliste est réalisée (distribution de Boltzmann) pour déterminer les variables internes : les fractions volumiques. Les interactions aux interfaces ne sont pas prises en compte. Ce modèle permet la simulation de toutes sortes de chargement thermo-mécaniques. Il restitue super-élasticité et dissymétrie en traction/compression. Un modèle 1D de traction uni- axiale est finalement présenté. D'abord un modèle de thermique ainsi qu'un modèle mécanique phénoménologique ont été développés. Les simulations rendent compte des phénomènes de transformation diffuse puis de localisation. Il met en compétition les deux phénomènes transitoires de génération et évacuation de la chaleur, il reproduit la relation liant le nombre de bandes de transformation à la vitesse de sollicitation et aux conditions aux limites thermiques. Un travail été initié pour coupler ce modèle de structure et de gestion de la thermique au modèle monocristallin multiaxial.
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Kledy, Michel. "Développement d'une méthode de mesure des champs de vitesse et de température liquide en écoulement diphasique bouillant en conditions réacteurs ou simulantes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI035.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse constitue une contribution à la caractérisation des écoulements diphasiques bouillants convectifs à haute pression rencontrés dans les réacteurs à eau sous pression (REP) ou dans des conditions simulantes.La première partie présente un modèle bi-dimensionnel permettant de décrire le développement d'un écoulement bouillant dans une conduite circulaire (régime à bulle). La modélisation proposée est basée sur les équations locales stationnaires du mélange homogène fermées à l'aide d'un modèle de relaxation thermodynamique. Une confrontation des résultats avec les données expérimentales issues de la banque de donnée DEBORA a ensuite montré que si le modèle était capable de rendre compte de manière satisfaisante des résultats expérimentaux, les mécanismes de transport radiaux de la turbulence ainsi que de la vapeur étaient encore mal modélisés.La seconde partie de l'étude traite du développement de la thermo-anémométrie dans l'installation expérimentale DEBORA, afin de mesurer de manière colocalisée les champs de vitesse et de température liquide ainsi que le taux de vide en écoulement diphasique bouillant. La procédure expérimentale repose sur l'utilisation de sondes anémométriques classiques (sonde à film DANTEC@ 70 µm de diamètre, sonde à fil 2.5µm de 2.5 de diamètre) fonctionnant successivement à différentes surchauffes et pilotées à l'aide d'un anémomètre à courant constant. Des mesures ont d'abord été réalisées en écoulement monophasique chauffé, puis une procédure de discrimination phasique a été développée et a permis de fournir des premières mesures en écoulement bouillant. Ces dernières ont alors été comparées aux résultats du modèleThis study is a contribution to the comprehension of high pressure boiling flows relative to PWR.The first part exposes a two-dimensional unsteady state model in order to predict the development of a boiling flow in a circular pipe. The local mixture balanced equations are used with a relaxation model to close the vapor production rate (local homogeneous relaxation model). The results obtained from the comparison with the data bank DEBORA reveal a good qualitative agreement. Nerveless, the model is currently unable to correctly describe radial transports of turbulence and vapor fraction from the heated wall to the center of the pipe.The second part deals with the use of hot wire anemometry in experimental loop DEBORA to provide radial distributions of mean liquid velocity, mean liquid temperature and void fraction in a boiling flow. Classical hot wire probes are used (DANTEC@ hot film and hot wire probes) and are driven at different overheats using a constant current anemometer. Some measurements are first performed in single phase heated flows. Then, a phase identification procedure is developed, and some boiling flow measurements are obtained and compared with the model
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Belrhiti, Younès. "Etude de matériaux réfractaires à comportement mécanique non linéaire par mesure de champs de déformations." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0128/document.
Full textAbstract:
Cette thèse avait pour objectif de mettre en place et d’appliquer les techniques de mesure de champs de déplacements et de déformations (corrélation d’images numériques CIN) pour caractériser le comportement mécanique non linéaire de matériaux réfractaires. L’étude a été réalisée sur différents types de matériaux présentant des degrés variables de flexibilité : un matériau modèle monophasé à base de titanate d’aluminium (TA VF) et des matériaux industriels multi-phasés à base de magnésie. La flexibilité dans le cas du TA VF est obtenue grâce à l’anisotropie de la dilatation thermique entre les trois axes cristallographiques, et dans le cas des matériaux industriels grâce à la différence de coefficients de dilatation entre les agrégats de spinelle et la matrice magnésienne. Ces matériaux industriels ayant une déformation à rupture plus faible, la technique de corrélation d’images a dû être optimisée en ajustant au mieux les conditions expérimentales.La CIN et la méthode de suivi de marqueurs ont permis de mettre en évidence le caractère dissymétrique du comportement mécanique en flexion du TA VF entre la zone de l’éprouvette sollicitée en traction et celle en compression et d’investiguer le déplacement relatif des rouleaux du dispositif de flexion. Cette dissymétrie de comportement engendre un déplacement progressif de la fibre neutre au fur et à mesure que la charge appliquée augmente. Cette technique a ensuite été étendue à d’autres essais tels que l’essai brésilien et le Wedge Splitting appliqués aux matériaux industriels magnésiens. La CIN a ainsi permis d’illustrer les mécanismes de rupture (initiation et propagation de fissures) et de mettre en évidence la présence de phénomènes de « crack branching » obtenus grâce au réseau initial de microfissures volontairement généré au sein du matériau par différentiel de dilatation entre phases dans le but d’améliorer sa résistance aux chocs thermiques. Enfin, à partir des champs de déplacements obtenus par corrélation d’images, la méthode de recalage par éléments finis a été développée et utilisée pour déterminer l’évolution des propriétés élastiques du matériau pendant l’essaiThe present thesis aimed to apply digital image correlation (DIC) used for kinematic fields’ measurements as a support for the experimental characterization of refractory materials with specific non-linear behaviour. Model and industrial materials with different degrees of flexibility were studied. The first type of materials was a single phase model flexible aluminium titanate material (AT VF) developed for academic purposes by improving the grain growth. Its non-linear mechanical behaviour was obtained thanks to the thermal expansion mismatch of its grains according to the different crystallographic axis. The second one is multi-phased magnesia based industrial materials, whose flexibility is less accentuated, and for which the non-linear mechanical behaviour is obtained thanks to the thermal expansion coefficients mismatch between spinel aggregates and magnesia matrix. In order to apply the optical methods on these materials which exhibit lower strain-to-rupture, it was necessary to optimize the accuracy of these techniques by improving experimental conditions.In the case of AT VF, DIC and mark tracking method have been applied on four-points bending test at room temperature to underline the material asymmetric mechanical behaviour which induces a significant shift of the neutral fibre and to evaluate the relative displacement of rolls. The application of DIC has been extended to other experimental testing method such as Brazilian and Wedge Splitting test using the multi-phased magnesia based materials. This highlighted fracture mechanisms (crack occurrence and propagation) and the presence of crack branching phenomenon promoted thanks to an initial micro-cracks network voluntary introduced by thermal expansion mismatch between the different phases so as to improve their thermal shock resistance. From displacement experimentally obtained by DIC, a finite element method updating (FEMU-U) has been developed to determine material properties
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Velazquez, Salazar Amanda. "Mesure de charge d'espace par la méthode (F)LIMM : vers une caractérisation sous contrainte électrique DC externe." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30051/document.
Full textAbstract:
Les diélectriques solides sont les éléments constitutifs de base des isolants utilisés dans les composants ou les systèmes du génie électrique et de l'électronique de puissance. Principalement à cause des tendances à la miniaturisation, ces isolants sont soumis à des contraintes sans cesse croissantes (électriques, mécaniques et thermiques) qui peuvent dégrader ou induire un vieillissement prématuré des diélectriques. Ceci peut conduire à la défaillance ou à un claquage de la structure, phénomènes qui l'on doit prendre en compte et étudier. De manière plus précise, la charge globale stockée à l'intérieur du matériau diélectrique, généralement dénommée charge d'espace, est directement liée à ces processus de dégradation. Ainsi, il devient alors nécessaire d'analyser le comportement de la charge d'espace lorsque le matériau est contraint dans des conditions proches d'un environnement réel d'utilisation. Parmi les techniques existantes, la (F)LIMM est une méthode thermique dédiée à l'analyse de la charge d'espace dans des fines couches diélectriques (avec une épaisseur comprise entre 5µm et 50µm), avec la possibilité de réaliser des cartographies en 3-D lorsque le faisceau laser est focalisé à la surface de l'échantillon étudié. Les premières caractérisations par cette technique étaient liées à la détermination de la distribution de la charge d'espace dans des films minces qui avaient été préalablement soumis à un champ électrique continu, puis analysés hors tension (volt-off). Cette procédure dite " off-line ", et mise en œuvre pendant la dépolarisation de l'échantillon, est restée longtemps la seule façon d'analyser la charge d'espace. De nouveaux développements sont devenus nécessaires plus récemment pour apporter des réponses au domaine industriel pour lequel une caractérisation du comportement dans des conditions d'utilisation réelles faisait défaut. Dans ce but, une version " sous tension " ou " on-line " du banc expérimental (F)LIMM conventionnel a été développée. Ainsi, la mesure du courant (F)LIMM se réalise maintenant de manière simultanée à l'application d'un champ électrique continu externe sur l'échantillon. Outre la mesure in-situ et l'analyse sous tension, ces nouveaux développements présentent un avantage supplémentaire consistant en la possibilité d'évaluer et de calibrer les profils de température. Dans ce travail, les modifications expérimentales réalisées sur le banc test de mesure sont tout d'abord détaillées et validées. Puis, la procédure de calibration du model thermique proposé est expliquée et testée. Ainsi, la simulation les courants (F)LIMM devient possible et l'on constate une bonne adéquation avec les courants expérimentaux enregistrés. Enfin, quelques applications à des films polymères minces en PEN et en PP sont décrites. Les résultats obtenus prouvent alors que ces évolutions expérimentales et théoriques sont efficaces pour l'étude du comportement de la charge d'espace " sous tension "Solid dielectrics are basic elements of most insulations used in devices or systems in electrical engineering or in power electronics. Mainly due to current trends in downsizing, these insulations being subjected to increasing stresses (electrical, mechanical or thermal) may degrade and age dielectrically. This may lead to failure and breakdown, which have to be addressed. More specifically, the global charge store inside the dielectric and generally called space charge is directly linked to these degradation processes. It is therefore necessary to analyze this space charge behavior when the material is at the same time stressed under conditions close to those of the real environment of use. Among many existing techniques, the (F)LIMM is a thermal wave method dedicated to the space charge analysis of thin dielectric films (with a thickness from 5µm to 50µm), with a possibility of 3-D cartographies when the beam is focused onto the sample under study. Its first characterizations were related to the determination of the space charge distribution in thin films that were first submitted to an external DC field and next analyzed in a volt-off way (no voltage applied). This off-line procedure remained the only way of space charge investigations for quite a while. New developments became necessary in order to provide answers to the industry for which a characterization close to the actual conditions of use was lacking. For this purpose, an on-line version of the conventional (F)LIMM set-up was developed. It allows a measurement of the (F)LIMM current when simultaneously a DC bias field is applied to the sample. This development presents, apart from allowing an in-situ and on-line analysis, another important advantage, namely the possibility for assessing or calibrating the temperature profile. In this work, the experimental modifications made to the measuring test rig are first detailed and validated. Then, the calibration procedure of the thermal model developed is explained and tested. As a consequence, the possibility of simulating the (F)LIMM currents is possible and shows a very good agreement with the experimental registered ones. Finally, some applications to PEN and PP polymer thin films are described and results got prove the efficiency of these new developments for space charge on-line investigation
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Bodelot, Laurence. "Étude couplée des champs cinématiques et thermiques à l'échelle de la microstructure des matériaux métalliques." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347987.
Full textAbstract:
Les matériaux métalliques polycristallins sont des agrégats de grains plus ou moins favorablement orientés, par rapport à l'axe de sollicitation, pour le glissement plastique. Lors d'une sollicitation mécanique, cette diversité d'orientations cristallines conduit à une hétérogénéité de la déformation à l'échelle de la microstructure : des déformations plastiques locales peuvent apparaître dans certains grains alors que l'échantillon est macroscopiquement sous chargement élastique. Par ailleurs, cette plasticité locale s'accompagne de l'émergence de marques de glissement en surface du matériau et elle induit une dissipation d'énergie liée aux irréversibilités mécaniques. La description fidèle de ces phénomènes mécaniques et énergétiques, à l'échelle d'apparition de la plasticité et de l'endommagement, ouvre alors la perspective d'identifier des modèles mécaniquement admissibles et énergétiquement fondés.L'objectif de ces travaux est donc de développer les moyens expérimentaux nécessaires à la réalisation de telles analyses mécaniques et énergétiques à l'échelle microstructurale. Pour accéder simultanément aux informations cinématiques et thermiques à l'échelle la plus fine possible actuellement, celle des grains d'un polycristal, des mesures de champs de température par thermographie infrarouge et de champs de déformation par corrélation d'images numériques sont donc mises en œuvre au sein d'un dispositif original de couplage des deux techniques. Ce dispositif permet alors une étude simultanée des champs de température et de déformation d'un acier inoxydable austénitique 316L sous sollicitations uniaxiales monotones et cycliques.
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Larass, Nikos. "Caractérisation expérimentale des champs thermiques et dynamiques de la combustion dans une chaudière domestique modèle." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES004.
Full textAbstract:
Le but de cette étude expérimentale est la caractérisation détaillée de la combustion dans une chaudière modèle fonctionnant au gaz naturel. La température a été déterminée par thermocouples à fil fin, compensés numériquement pour les pertes par rayonnement et l'inertie du fil fin. Les thermocouples ont été protégés contre l'écoulement réactif à l'aide d'un revêtement d'oxydes inertes. Les mesures de vitesse ont été réalisées par la technique de vélocimétrie par images de particules. La précision de cette technique a été améliorée grâce a un post-traitement tenant compte des zones sans particules présentes dans un écoulement laminaire. Les champs thermiques et dynamiques obtenus ont permis de caractériser et de comparer différentes structures de flammes. Plusieurs flammes ont été étudiées : des flammes bidimensionnelles de type Bunsen partiellement et totalement prémélangées ainsi qu'une flamme en V. L'influence de la composition du prémélange et des conditions thermiques et dynamiques initiales a été mise en évidence. De plus, une analyse des fluctuations présentes dans l'écoulement a été réalisée. Enfin, l'effet de thermophorèse a été estimé pour différentes conditions et son influence sur les mesures de vitesse a été quantifiée.
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Ye, Jing. "Utilisation de mesures de champs thermique et cinématique pour la reconstruction de sources de chaleur thermomécaniques par inversion de l’équation d’advection-diffusion 1D." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0027/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire aborde la question de la production d’observables intrinsèques au comportement thermomécanique des matériaux pour mieux en formuler les lois d’états. Ces observables sont les sources de chaleur thermomécaniques, activées par sollicitation mécanique. Ces sources peuvent être reconstruites dans l’espace et le temps par inversion de mesures de champs de température obtenus par thermographie IR. Nous présentons essentiellement deux méthodes développées lors de ce travail de thèse qui reposent sur des approches spectrales réduites (dont la décomposition sur Modes de Branche) et des inversions séquentielles (méthode de Beck) ou itératives (Gradient Conjugué). Concernant cette dernière, nous proposons d’y adjoindre une régularisation efficace en s’inspirant de techniques de filtrage par TSVD. S’agissant de matériaux sujets aux instabilités plastiques (PolyEthylène Haute Densité) pour lesquels les vitesses locales peuvent être non négligeables, l’inversion des mesures en température nécessite que l’on considère un opérateur d’advection-diffusion, qui impose alors l’apport d’une connaissance supplémentaire : le champ de vitesses locales. Celui-ci est mesuré par corrélation d’images 3D et nous détaillons le travail expérimental mené ainsi que les résultats obtenus sur des essais de traction pilotés par vidéo-extensométrie. Nous montrons que pour des essais quasi-statiques à vitesses relativement élevées, les effets d’advection sont généralement négligeables. Nous montrons également en quoi la richesse des informations thermomécaniques (Sources) et cinématiques (Taux de déformation, vitesses) permet de mieux comprendre la dynamique de l’instabilité plastique. Enfin nous critiquons les résultats obtenus sur la reconstruction de source par confrontation des deux algorithmes développés et par une analyse physique des phénomènes observésThis work concerns the way intrinsic observables can be produced, which are related to the thermomechanical behavior of materials and necessary for better formulation of state laws. These observables are Thermomechanical Heat Sources (THS) which are activated through mechanical excitation. These sources can be reconstructed both in space and time by the inversion of measured temperature fields obtained through IR thermography. We develop two main methods in this work which rely on spectral reduced approaches (one of them being the decomposition on Branch Modes) and both on a sequential inversion (Beck’s method) and an iterative one (Conjugated Gradient). Regarding the latter, we suggest to combine the standard approach with an efficient regularization method which comes from the filtering techniques based on TSVD. As we are concerned with materials which can be subjected to plastic instabilities (High Density PolyEthylene) for which local velocities of matter displacement can be non negligible, the inversion of the measurements must be performed with the advection-diffusion operator of heat transfer. It is then necessary to obtained additional knowledge: the velocity field. This one is measured by 3D Digital Image Correlation and we detail the experimental work we have carried out, which are based on tensile tests monitored with video-extensometry. We show that for quasi-static tests at relatively high strain rates, the advective effects are generally negligible. We also show the richness of the information brought by this dual thermomechanical (heat sources) and kinematical (strain-rates, velocities) information. It allows for a better understanding of the plastic instability (necking) dynamics. Lastly, we criticize the obtained results on THS reconstruction by the confrontation between the two algorithms and by a physical analysis of the observed phenomena
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Daviot, Ronan. "Etude des champs de flux thermique sur les composants faisant face au plasma dans un tokamak à partir de mesures de température par thermographie infrarouge." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00534809.
Full textAbstract:
La connaissance des champs de flux thermique sur les composants d'un tokamak estun élément important de la conception de ce type de machines. L'objectif de cette thèse est dedévelopper et mettre en œuvre une méthode de calcul de ces flux à partir des mesures detempérature par thermographie infrarouge. Ce travail repose sur trois objectifs qui concernentles tokamaks actuels et futurs (ITER) : mesurer un champ de température d'une paroiréfléchissante par pyrométrie photothermique (pré-étude), caractériser les propriétésthermiques des dépôts sur les surfaces des composants et développer un calcultridimensionnel et non-linéaire du flux.Une comparaison de différentes techniques de pyrométries monochromatique,bichromatique et photothermique est effectuée sur une expérience de laboratoire de mesure detempérature. Une sensibilité importante de la technique de pyrométrie photothermique auxgradients de température sur la zone observée a été mise en évidence.Les dépôts en surface des composants exposés au plasma, sans inertie thermique, sontmodélisés par des champs de résistance thermique équivalente transverse. Ce champ derésistance est déterminé, en tout point de mesure, par confrontation du champ de températurede paroi issu de la thermographie avec le résultat d'une simulation par un modèlemonodimensionnel linéaire du composant. Une information sur la répartition spatiale du dépôtà la surface d'un composant est alors obtenue.Un calcul tridimensionnel et non-linéaire du champ de flux pariétal sur un composantest développé, par une méthode d'éléments finis, à partir de maillages de composants issus deCAO. La sensibilité du flux calculé à la précision des mesures de températures est discutée.Cette méthode est appliquée à des campagnes de mesures de températurebidimensionnelles par thermographie infrarouge sur des composants du tokamak JET. Leschamps de flux sur les tuiles du divertor, la protection supérieure et les protections poloïdalesinternes et externes sont déterminés et étudiés dans les deux directions, poloïdale ettoroïdale, du tokamak. La symétrie toroïdale du flux, d'une tuile à l'autre, est établie.L'influence de la résolution spatiale des mesures sur les flux calculés est discutée, à partir decomparaisons de résultats obtenus à partir de deux systèmes de thermographie de résolutionsdifférentes.
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Martinni, Ramos de Oliveira Henrique. "Etude des couplages thermomécaniques dans des fils super-élastiques nanostructurés nickel-titane." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI069/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est une étude expérimentale du comportement thermo-mécanique superélastique d'un fil nanocristallin Ti-50.9Ni at.% Ni en alliage à mémoire de forme (SMA) (diamètre 0.5 mm), après subir un cold work (CW). Les AMF sont capables d'induire des changements de température importants lorsqu'ils sont chargés mécaniquement. Ce phénomène est dû à un important couplage thermomécanique présent dans cette transformation de phase solide entre les phases Austénite (A) et Martensite (M).La chaleur latente par unité de masse (ΔH) tout au long de la transformation de phase est l'énergie responsable de cette variation de température. La détermination de ΔH est généralement effectuée par calorimétrie à balayage différentiel (DSC). Cependant, pour les SMA nanocristallins, les résultats DSC obtenus ne sont pas concluants sur la détermination de cette propriété.Dans ce travail, une méthode utilisant la corrélation d'image numérique (DIC) et les mesures de champ thermique (TFM) a été utilisée pour analyser les couplages thermomécaniques lors d'une transformation de phase induite par contrainte. Des champs cinématiques et thermiques ont été acquis lors d'essais de traction superélastiques réalisés sur des fils CW NiTi soumis à différentes températures de traitements thermiques (TTT) allant de 523 à 598 K pendant 30 min. Un tel traitement thermique à basse température favorise une boucle totalement superélastique sans plateau de contrainte et sans déformation de type Lüders. En supposant un modèle thermique uniforme, les sources de chaleur impliquées lors du chargement cyclique ont été estimées. Cette puissance thermique par unité de masse a été comparée à la puissance mécanique et intégrée au fil du temps pour obtenir l'équilibre énergétique. De plus, grâce à une analyse thermodynamique basée sur l'énergie libre de Gibbs, les valeurs de ΔH, ainsi que la fraction de martensite, ont été estimées au cours des transformations de phase A-M directe et inverse M-A. L'analyse des résultats a conduit aux conclusions suivantes: (1) Les puissances et énergies thermiques et mécaniques présentaient une dépendance significative vis-à-vis du TTT. (2) Malgré l'effet important des valeurs du TTT sur les réponses mécaniques et thermiques, les ΔH obtenues étaient très proches pour tous les TTT et dans la même gamme de valeurs fondée dans la littérature pour un alliage Ti-50.9Ni at.% Ni entièrement recuit testé par technique DSC. (3) Pour une deformation donnée, la fraction de martensite augmente avec l'augmentation de TTT. (4) Pour une contrainte imposée de 4,5%, la fraction de martensite augmente de 30% à 40% en augmentant le TTT de 523K à 598KThis PhD thesis is an experimental study of the thermomechanical superelastic behaviour of a Ti-50.9Ni at.% Ni Shape Memory Alloy (SMA) nanocrystalline thin wire (diameter 0.5 mm), in a Cold Worked (CW) state. SMAs are capable of inducing important temperature change when they are mechanically loaded. This phenomenon is due to an important thermomechanical coupling present in this solid phase transformation between Austenite (A) and Martensite (M) phases. The latent heat per unit of mass (∆H) throughout the phase transformation is the energy responsible of this temperature variation. The determination of ∆H is generally performed by differential scanning calorimetry (DSC). However, for nanocrystalline SMAs, the obtained DSC results are non conclusive on the determination of this property.In this work, a method using digital image correlation (DIC) and thermal field measurements (TFM) was used to analyse the thermomechanical couplings during a stress induced phase transformation (SIPT). Kinematics and thermal full fields were acquired during superelastic tensile tests performed on the CW NiTi wire submitted to different heat treatments temperatures (HTT) ranging from 523 to 598 K during 30 min. Such a heat treatment at low temperature promoted a fully superelastic loop without stress plateau and no Lüders-like deformation. Assuming a uniform thermal model, the heat sources involved during the cyclic loading were estimated. This thermal power per unit of mass was compared to the mechanical one and integrated over the time to get energy balance. Further, through a thermodynamic analysis based on the Gibbs free energy, the values of ∆H, as well as the martensite fraction, were estimated during the forward A-M and reverse M-A phase transformations. The analysis of the results led to the following conclusions: (1) Thermal and mechanical powers and energies presented a significant dependence on the HTT. (2) Despite the strong effect of the values of the HTT on mechanical and thermal responses, the obtained ∆H were very close for all HTT and in the same range of values founded in the literature for a fully annealed Ti-50.9Ni at.% Ni alloy tested via DSC technique. (3) For a given strain, martensite fraction increases with increasing HTT. (4) For an imposed strain of 4.5%, the martensite fraction increases from 30% to 40% when increasing HTT from 523K to 598K
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Rotaru, Aurelian. "Etude théorique et expérimentale de l'effet de la pression et de la taille sur des composés bistables : comportement thermique et étude de la relaxation." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2009. http://www.theses.fr/2009VERS0004.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail est l’étude de l’effet de la pression et de la taille sur les propriétés hystérétiques des composés à transition de spin (CTS). Notre travail contient quatre parties. La première partie concerne le développement du modèle « couplage atome-phonon », afin de pouvoir décrire les différents processus qui ont lieu au sein des solides à transition de spin tel que : l’effet LIESST, l’Hystérésis Thermique Induite par la Lumière (LITH), le processus de relaxation, l’effet de la pression et l’effet de taille. La deuxième partie a été dédiée à l’étude de l’effet d’une pression externe sur les propriétés hystérétiques des CTS. En utilisant la méthode du diagramme FORC nous avons étudié l’effet de la pression sur les paramètres physiques caractéristiques aux CTS. Cette étude a été complétée soigneusement par l’étude de l’effet de la pression sur les interactions entre domaines, par l’étude des cycles mineurs obtenus entre deux températures fixes, à différentes pressions. Toujours dans cette section, nous avons élucidé la nature de la phase cristallographique induite par la pression dans le composé [Fe(PM-BiA)2(NCS)2]. La troisième partie est consacrée à l’étude de l’effet des contre-anions dans les composés 1D [Fe(NH2trz)3]Anion•nH2O, où une méthode d’évaluation de la pression interne induite par les anions de différentes tailles insérés entre les chaînes de molécules, a été proposée. Enfin, dans la quatrième partie nous avons étudié l’effet de taille dans les systèmes de nanoparticules du CTS [Fe(NH2-trz)3](Br)2. 3H2O. 0. 03(surfactant) (NH2-trz =4-amino-1,2,4-triazole Surfactant = Lauropal). A ce sujet nous proposons une nouvelle technique qui permet de trouver la dépendance de la largeur du cycle d’hystérésis en fonction de la taille du système, en partant d’une distribution de taille quelconqueThe main aim of this work is the study of the pressure and the size effect on the hysteretic properties of the spin transition compounds (CTS). Our work was split in four main directions. The first part relates to the development of the “atom-phonon coupling” model, in order to be able to describe the various processes which take place within the spin transition solids, such as: the LIESST effect, the Light Induced Thermal Hysteresis (LITH), the relaxation process, pressure and size effect. The second part was dedicated to the study of the effect of an external pressure on the hysteretic properties of the CTS. By using the FORC diagram method we studied the effect of an applied pressure on the characteristic physical parameters of the CTS. This study was carefully completed by the study of the pressure effect on the inter-domains interactions, by the study of the minor cycles obtained between two fixed temperatures, at different pressures. Always in this section, we elucidated the nature of the pressure-induced crystallographic phase of the [Fe(PM-BiA)2(NCS)2] spin crossover compound. The third part is devoted to the study of the effect of the counter-anions in the [Fe(NH2trz)3]Anion•nH2O 1D spin crossover compound, where a method to evaluate the internal pressure induced by the anions of different sizes has been proposed. Finally, in the fourth part, we studied the size effect on the nanoparticle systems of [Fe(NH2-trz)3](Br)2. 3H2O. 0. 03(surfactant) (NH2-trz =4-amino-1,2,4-triazole Surfactant = Lauropal) spin crossover compound. Here we propose a novel method which makes it possible to find the dependence of the hysteresis loop width upon the size of the system
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Wang, Yanjun. "Fatigue Thermique à grand nombre de cycles d’un acier inoxydable austénitique : apport des mesures de champs pour l’identification du chargement et le suivi in-situ de l’endommagement." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLN037/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse vise à étudier l'emdommagement induit par la fatigue thermique d'un acier inoxydable austénitique AISI 316L(N), qui est un matériau candidat pour construire les structures internes des réacteurs nucléaires à neutrons rapides refroidis au sodium (RNR-Na). Des réseaux de fissures, aussi appelés "faeïençage thermique", ont été observés en surface des certains composants. L'origine de ce type d'endommagement provient de sollicitations themiques hétérogènes et répétées des parois des composants dans une zone où se mélange du sodium chaud et froid.L'étude de la fatigue thermique à grand nombre de cycles pose des difficultés expérimentales, notamment le maintien tout au long des cycles d'un chargement thermique d'amplitude constante ou encore, la mesure continue de ce chargement thermique et de ses effets en termes de déformation mécanique et d'endommagement dans la zone la plus fortement sollicitée. Une campagne d'essais est réalisée avec un dispositif expérimental original, la machine FLASH. Une procédure spéciale de corrélation multivue hybride qui combine une caméra infrarouge et deux caméras visibles est développée pour réaliser des mesures de champs thermomécaniques et aussi assurer le suivi in-situ de l'endommagement causé par les chocs thermiques produits par un laser de puissance.Les mesures expérimentales sont comparées avec des résultats de simulation thermomécanique. Le bon accord entre ces deux approches permet d'estimer la variation de déformation mécanique équivalente dans la zone la plus forte sollicitée. Une courbe de fatigue reliant le chargement équivalent au nombre de cycles à l'amorçage d'une fissure de 200um est alors construite à partir des résultats d'essais. La comparaison sur cette courbe entre les résultats de fatigue thermique FLASH et des essais de fatigue isothermes uniaxiaux standardisés est jugée satisfaisante (légèrement conservative). De plus, les analyses expérimentles des réseaux de fissures fournissent des informations utiles pour comprendre le mécanisme de multi-fissuration. Les paramètres morphologiques des fissures sont comparés avec les prédictions d'un modèle probabilisteThis PhD work is devoted to the study of thermal fatigue damage of AISI 316L(N) austenitic stainless steel, a candidate material to make the primary cooling system of Sodium-cooled Fast Reators (SFRs). Initiation and propagation of crack networks can be induced by locally constrained thermal expansions or contractions of the component surface subjected to repeated thermal shocks of turbulent coolants.A campaign of high cycle thermal fatigue tests on AISI 316L(N) austenitic stainless steel has been carried out with the FLASH facility. Full field measurements have been performed to capture thermomechanical fields of monitored surfaces in thermal fatigue tests. An original procedure based on hybrid multiview correlation (HMC) uses images acquired by two visible light cameras and one infrared camera. With such a system, Lagrangian temperature fields can be measured and experimental strain or displacement fields can be used to calibrate Finite Element analyses to reproduce the thermomechanical cyclic response of the material in the region of interest. One additional benefit of the spatiotemporal synchronization of the HMC system is that the entire fatigued region has been monitored in-situ during the whole test, without interruptions, which enables crack initiation and propagation to be tracked thanks to the different modalities of the three cameras
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Boulzazen, Habib. "Contribution au développement d'un moyen d'essais CEM utilisant une Chambre Réverbérante à Brassage de Modes. Conception et Intégration d'une Enceinte Thermo-régulée pour Essais Multiphysiques." Phd thesis, Université de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00632372.
Full textAbstract:
Dans cette thèse nous proposons l'analyse par l'expérimentation de l'effet de la charge sur les propriétés statistiques du champ électromagnétique mesuré dans le volume utile de la chambre réverbérante à brassage de modes (CRBM) ; mais aussi, le développement d'une nouvelle application de la CRBM permettant de réaliser des tests d'immunité rayonnée en conjuguant le stress thermique à l'agression électromagnétique. Dans un premier temps, nous nous intéressons à l'évaluation des principaux paramètres de calibrage dans le cas d'une chambre vide ou en présence d'un ou de plusieurs objets dissipatifs. Une attention particulière a été réservée au nombre de positions d'antenne choisi pour le relevé des mesures. En effet, les normes en vigueur traitant des mesures en chambre réverbérante apportent très peu d'explications quant au nombre de positions d'antenne requis, et un minimum d'informations sur l'influence de la charge sur le comportement électromagnétique de la chambre. Les lois de distribution des mesures de champ et de puissance, relevées au sein du volume de travail, sont évaluées à l'aide de tests statistiques d'ajustement (goodness-of-fit tests). Nous mettons en évidence de manière expérimentale la dégradation de l'indépendance des échantillons relevés sur un tour de brasseur après introduction d'objets dissipatifs faisant paraitre un meilleur ajustement des distributions statistiques aux lois de distributions idéales. Cette confusion est la source d'interprétations erronées quant à l'amélioration des propriétés statistiques du champ en CRBM en dessous de sa fréquence minimale d'utilisation. Nous apportons également un éclaircissement sur le nombre minimal de positions d'antenne à respecter pour les mesures en CRBM. Dans un second temps, nous mettons en œuvre un protocole expérimental permettant une meilleure compréhension de la variation de la charge en fonction des paramètres physiques ou position spatiale des objets introduits dans la CRBM. Cette investigation apporte des réponses sur la façon dont un équipement sous test charge la chambre, et met en évidence la relation entre la charge et la section efficace d'absorption de l'objet au lieu de son volume. Les études scientifiques récentes, préconisant de ne pas dépasser le ratio de 8% du volume total de la chambre pour l'équipement sous test, s'avèrent incomplètes. En effet, le paramètre du volume uniquement est insuffisant pour déterminer la quantité de charge. Dans un troisième temps, nous présentons une application des mesures en CRBM dans un contexte CEM (compatibilité électromagnétique) et mesures multiphysiques. Le développement d'un banc de test intégrable à la CRBM sans modifier notablement les propriétés statistiques du champ électromagnétique généré, en se basant en partie sur les résultats issus de cette thèse, permet notamment d'adapter celle-ci aux essais multiphysiques répondant aux exigences de qualification d'équipements mécatroniques intégrés dans les véhicules. Nous montrons les résultats de mesures d'immunité rayonnée d'un équipement automobile soumis au stress thermique et l'investigation de l'influence de la température sur l'immunité rayonnée de cet équipement.
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Chang, Xuyang. "Mesure et modélisation multiéchelle du comportement thermomécanique des alliages à mémoire de forme sous sollicitation mécanique multiaxiale." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASN009.
Full textAbstract:
Depuis leur découverte, les alliages à mémoire de forme (AMF) one connu un développement croissant de leur applications industrielles (e.g implants médicaux, aérospatial) en relation avec leur propriétés mécaniques remarquables(effet mémoire et pseudo-élasticité). La transformation martensitique est au coeur de ces propriétés, ce type de transformation couplés (les alliages à mémoire de forme magnétiques font figure d'exception puisque pour ces alliages, le chargement magnétique est une troisième source de transformation ; ils ne seront pas traités dans ce mémoire). Un des obstacles majeurs à une utilisation beaucoup plus générale de ces matériaux est un manque de modèle de comportement robuste. Il s'agit en effect de restituer un comportement non-linéaire généralement dissipative dans un cadre thermomécanique multiaxial. Les approaches multi-échelles, utilisant un jeu de variables internes et de potentiels écrits à une échelle appropriée, peuvent permettre de relever ce défi, avec bien entendu une mise en place d'outil de localisation et d'homogénisation appropriés. Le modèle développé pendant ce travail de thèse, par une approche stochastique du calcul des fractions de variantes du milieu (l'approche peut s'appliquer à n'importe quel AMF), permet une généralisation du modèle multi-échelle réversible développé dans la thèse de Anne Maynadier (2012) dans un cadre irréversible. Une campagne d'essais expérimentaux a été réalisé en parallèle avec du development du modèle, permettant d'en identifier les paramètres intrinsèques et de le valider via un certain nombre de simulations numériques. Le matériaux retenu est un NiTi équiatomique traité pour être pseudo-élastique. Dans ce cadre , un banc d'éssai in-situ et une procédure d'identification totalement novatrice ont été développés : le bands d'éssai permet de combiner simultanément les mesures du champ cinématique par corrélation d'images numériques (CIN) et de champ de phase par diffraction des rayons X(DRX). Le tout au cours d'un essai de traction uniaxial, puis lors d'essais multiaxiaux proportionnels et non-proportionnels. Le champ cinématique permet d'avoir une description continue du phénomène de localisation en bandes de transformation; la mise en place d'une procédure de décomposition en modes propres spatio-angulaires (POD) a permis une identification robuste des champs de phases cohérente avec le champ cinématique, et mettent en évidence des phénomènes robuste d'interface et de sélection de variantes jusqu'icic jamais reportés dans le literature. Cette comparison multi-champs permet d'avoir une meilleure compréhension du phénomène de localisation en bandes et suggère une piste potentielle de développement d'un modèle de structure pertinentSince their discovery, shape memory alloys (SMA) have experienced an increasing development of their industrial application (e.g medical implants, aerospace) in relation to their remarkable mechanical properties (memory effect and pseudo-elasticity). The martensitic transformation is at the heart of these properties, this type of transformation being able to be induced by a thermal loading, mechanical loading, pr a coupled thermomechanical loading (magnetic shape memory alloys are exceptions since for these alloys the magnetic loading is a third source of transformation: they will not be treated in this work). One of the major obstacles to a much more general use of these materials is a lack of robust constitutive model. Indeed, the behavior that is expected is a non-linear and generally dissipative behavior in a thermomechanical multiaxial framework. Multiscale approaches, using a set o f internal variables and potentials written at an appropriate scale can meet this challenge, with of course, the implementation of appropriate localisation and homogenization procedures. The model developed in this thesis, with a stochastic approach for the computation of the variants volume fractions (this approach can be applied to any SMA), allows a generalization of the reversible multi-scale model developed in the PhD of Anne Maynadier (2012) to an irreversible framework. An experimental test campaign was carried out in parallel with the development of the model, making it possible to identify ins intrinsic parameters and to validate it via a large number of numerical simulations. The material retained is a pseudo-elastic equiatomic NiTi. In this context, an in-situ test bench and a completely innovative identification procedure have been developed. the test bench makes it possible to combine the kinematic field measurements by digital images correlation (DIC) and phase field measurement by X-ray diffraction (XRD) simultaneously, during a uniaxial tensile test first, then during proportional and non proportional multiaxial loading tests. The kinematic field allows a continuous description of the localization phenomenon in transformation bands to be obtained; the implementation of a spatial-angular proper order decomposition (POD) method allows a robust identification of the coherent phase field with the kinematic field, and highlights interfaces and variant selection phenomena until now never reported in the literature. This multi-field comparison provides a better understanding of the band localisation phenomenon and suggest a potential track for developing a relevant structure model
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Koubaa, Taoufik. "Métrologie thermique en vue de la régulation d'un four de tirage de monocristaux d'AsGa." Grenoble 1, 1986. http://www.theses.fr/1986GRE10135.
Full textAbstract:
Mise au point et automatisation d'un four czochralski pour la croissance de monocristaux gaas. La regulation du diametre des cristaux et l'amelioration de leur qualite ne peuvent etre atteintes qu'en maitrisant la distribution de temperature dans le four, car elle conditionne la forme de l'interface de solidification. Mise au point de deux instrumentations de mesure de temperature. La premiere permet de faire une cartographie des temperatures dans le bain fondu. La deuxieme permet de determiner la temperature sous le creuset, indispensable pour la regulation de la machine de tirage. Description de quelques experiences
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Baczkowski, Lény. "Modélisation et caractérisation thermique de transistors de puissance hyperfréquence GaN et conséquences sur la fiabilité de modules radars d’émission/réception en bande X." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10135/document.
Full textAbstract:
Ce document traite de la modélisation et de la caractérisation thermique de transistors de puissance GH25 pour des applications Radar en bande X. Les performances et la fiabilité sont liées à l’auto-échauffement dans les composants. Une estimation précise de la température en conditions réelles d’utilisation est nécessaire. Pour ces raisons, nous avons développé un modèle thermique utilisant un outil paramétrable pour extraire la température maximale du transistor. Les résultats de simulation ont été comparés à des mesures de température en périphérie du point chaud. Ces mesures ont été réalisées par thermographie IR, thermoréflectance et spectrométrie Raman pour valider la précision des modèles thermiques en mode de fonctionnement DC, pulsé et pour la première fois CW. Une nouvelle formule basée sur le comportement thermique réel du transistor a été définie dans le but d’améliorer les calculs du taux de défaillance des systèmes Radar en utilisant la méthode FIDESThis document deals with the thermal modeling, the thermal characterization and the reliability of the GH25 power transistors for X band applications. The performances and the reliability are linked to the self-heating inside the component. An accurate temperature assessment in real operating conditions is therefore required. For these reasons, a dedicated in-house thermal model has been developed using a parameterized tool to extract the maximum temperature of the transistor. The simulation results have been compared with the temperature measurements in the vicinity of the hotspot. These measurements have been performed using IR thermography, thermoreflectance and Raman spectroscopy to validate the thermal models accuracy in DC, pulsed and for the first time, in CW operating conditions. A new formula based on the real thermal behavior of the transistor has been defined to improve the reliability rate calculation in Radar mode using the FIDES methodology
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Borel, Stéphanie. "Étude du comportement de la neige déposée sur une chaussée : caractérisation de l'interface neige/chaussée." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10029.
Full textAbstract:
L'évolution de la neige déposée sur une chaussée est conditionnée par les échanges neige/atmosphère et par les échanges neige/chaussée. Ces derniers dépendent de la nature des contacts entre ces deux matériaux. La structure des contacts est liée à la qualité de la neige et a l'état de surface de la chaussée. Les différentes configurations neige/chaussée ont été documentées grâce à deux campagnes hivernales de mesures sur un site expérimental dédie à cette étude. On s'intéresse à caractériser à l'échelle de la microstructure l'interface neige/chaussée pour différentes configurations à partir d'échantillons correspondant à un dépôt naturel de neige sur une chaussée non circulée et non traitée. Une méthode de prélèvement d'échantillon neige/chaussée a été mise au point. La structure 2D de l'interface est appréhendée grâce à une nouvelle méthode permettant l'observation d'un plan de coupe vertical. À partir des images produites, des calculs de conduction thermique en régime permanent fournissent un champ de température, représentatif de la structure neige/chaussée, qui permet de déterminer les propriétés thermiques de l'interface pour différentes configurations. Une paramétrisation de la conductivité thermique de l'interface est proposée. Elle sera introduite dans le modèle Gelcro, qui simule l'évolution de la neige sur une chaussée. Comme dans toute analyse bidimensionnelle d'un milieu, se pose le problème de la conservation des propriétés liées a la connectivité lors du passage 2D/3D. Une comparaison 2D/3D est présentée. L'image 3D a été obtenue par tomographie X. L'influence de la chaussée sur le développement d'une frange capillaire a la base de la couche de neige a été abordée. L'eau liquide modifie fortement les échanges thermiques. Le protocole expérimental est inspiré de travaux antérieurs sur l'ascension capillaire de l'eau dans la neige sans prise en compte de la nature du substrat ; l'intercomparaison des résultats met en évidence l'influence de la chaussée.
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Lagarde, Quentin. "Caractérisation des perturbations d'usinage vers une optimisation du procédé et la mise en oeuvre d'une surveillance de l'usure d'outil dans le cas du TA6V." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0003.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent un contexte d'amélioration de la productivité des pièces en TA6V. La maîtrise de l'usinage de cet alliage constitue un enjeu majeur pour les sous-traitants comme l'entreprise SOFOP qui doivent suivre les montées en cadence des principaux programmes aéronautiques. La première partie, basée sur un état de l'art académique, s'attache à identifier différents critères d'usinabilité du matériau au travers de plusieurs échelles. Dans un second temps, la démarche du Couple Outil-Matière (COM) est mise en œuvre sur deux outils utilisés par l'industriel afin de déterminer un espace de fonctionnement des conditions opératoires garantissant une amélioration de la productivité. La confrontation entre les résultats de la campagne expérimentale du COM et de l'application en contexte industriel a permis de souligner le fort impact de la stratégie d'usinage sur la durée de vie de l'outil de coupe. L'influence sur les mécanismes d'usure de la vitesse de coupe, souvent utilisée comme paramètre d'ajustement de la durée de vie en production, ainsi que de l'engagement radial de l'outil inhérent au parcours a été investiguée au travers d'un dispositif expérimental spécialement équipé d'une caméra thermique. Les liens entre les champs de températures et l'usure de l'outil de coupe ont ensuite été établis par des analyses MEB et EDX. L'étude phénoménologique ne permettant pas de pondérer l'impact des parcours d'usinage sur la durée de vie de l'outil de coupe, une approche statistique a alors été adoptée. Basée sur la récolte de la puissance de coupe en usinage, les corrélations établies entre les caractéristiques des signaux et la durée de vie de l'outil ont abouti à la proposition d'une modélisation expérimentale, fiabilisée vers de deux applications industrielles : une méthode de prédiction en amont de la production et une approche de surveillance de l'étatd'usure de l'outil en usinageThe work presented in this thesis aims at improving productivity when manufacturing TA6V parts. Knowledge and control of the milling process for this titanium alloy are a key challenge particularly for medium size companies like SOFOP who try to answer the increasing aeronautical parts market demand. The first section is focused on machinability criteria which are discussed through several scales. Then, following the couple tool-material method, working zones of two tools are determined in order to achieve productivity improvements. This results, obtained through laboratory tests have been faced with their industrial application and showed the strong links between milling paths and tool life. Influence of cutting speed and radial engagement has been investigated with a specifically developed experimental bench, equipped with a thermal camera. Indeed, the rst parameter is often considered as an adjustment variable for tool life during the validation phase and the other one is deeply linked with tool path. Temperature fields and tool wear have been correlated thanks to SEM and EDX images. Given the fact that the phenomenological study is not able to weight the impact of the tool path on tool life, a statistical approach hase been adopted. Based on cutting power signal collection, correlations have been established between signal features and tool life and led to the proposal of a verified experimental model allowing to consider two industrial applications : a tool life prediction method during the industrialization phase and an online tool life monitoring approach
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Honorat, Vincent. "Analyse thermomécanique par mesure de champs des élastomères." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20197.
Full text
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Pottier, Thomas. "Identification paramétrique par recalage de modèles d'éléments finis couplée à des mesures de champs cinématiques et thermiques." Chambéry, 2010. http://www.theses.fr/2010CHAMS033.
Full textAbstract:
Les paramètres matériaux de loi de comportement s'identifient habituellement à partir d'éprouvettes standardisées présentant des champs de déformations homogènes. L'essor actuel des méthodes inverses incite à l'utilisation d'essais plus hétérogènes. L'objectif de cette thèse est de développer une procédure d identification inverse en utilisant une méthode de recalage de modèles éléments finis basée sur des expériences à hétérogénéités croissantes des champs de déformation. À cette fin, des essais plans avec différentes géométries d'éprouvettes, en titane commercialement pur, ont été effectués et un essai original hors plan fortement hétérogène a été mis au point. Dans ce dernier cas, un essai unique réalisé à l'aide d'une machine de traction uniaxiale permet d'obtenir des sollicitations d'expansion. Mais aussi de traction et de cisaillement selon deux directions orthogonales. Des mesures de champs cinématiques planes et non planes (stéréo corrélation d images) sont utilisées afin d'évaluer les déforma fions jusqu'à striction. A partir de ces mesures en grandes déformations, on propose de mener une comparaison entre les informations issues l'expérience et un modèle dupliquent les conditions expérimentales (conditions aux limites issues de la corrélation d'images). Cette comparaison conduit, via un processus d'optimisation, à l'actualisation itérative du jeu de paramètres de la loi de comportement utilisée dans le modèle éléments finis. Le nombre de paramètres matériaux ainsi identifiés varie selon le modèle de comportement: élastique anisotrope puis élasto-plastique anisotrope. Différentes validations ont mis en évidence l'intérêt de considérer des champs de déformations fortement hétérogènes. Dans ce cadre, des prédictions numériques d'opérations d'emboutissage, réalisées à l'aide des différents jeux de paramètres identifies sont comparées à l'expérience. On montre que la prise en compte d'un modèle élastique anisotrope plutôt qu'isotrope fournit un état de contrainte plus réaliste en début de plasticité, améliorant considérablement l'identification du modèle plastique. Enfin, une approche couplée entre mesures de champs cinématiques et thermiques (thermographie infrarouge) a été développée. Les paramètres d'un modèle mécanique sont identifiés puis utilisés pour l'évaluation d'un modèle thermique calculant les sources de chaleur. Par cette méthode, plusieurs modèles d'évolution de la fraction d'énergie dissipée sous forme de chaleur ont été identifiés (coefficient de Taylor et Quinney)Material constitutive parameters are usuaily identified from standard tests exhibiting homogeneous strain states. However, recent improvements in inverse identification methods call upon the use of heterogeneous tests. The purpose of the present work is to develop an inverse identification procedu based on the Finite Element Updating method. Kinematic and thermal full-fields measurements are thus captured from increasingly heterogeneous tes and provide the input data of the identification process. Miscellaneous planar tests with commercially pure titanium have been led and a new non plana experimental test has been designed and set up. This latter allows the identification of tensile, shear and expansion behaviours from a single test led on basic tensile device. Digital image Correlation along with Stereo image Correlation is used for measurement purpose. Comparisons are made between measured data and data retrieved from a numerical model of the experiment. An optimization algorithm is used to update the constitutive parameters of the finite element model. The number of identified parameters varies with the involved constitutive model: orthotropic elasticity, then anisotropic plasticity. Several validations protocols have highlight the advantages of using heterogeneous rather than homogeneous tests. Moreover it has been shown that the choice of the elastic model (isotopic or orthotropic) has a major influence on the plastic identification. Finally, a mixed kinematic and thermal approach has been developed. Mechanical constitutive parameters are identified and used to assess the body heat sources of the sample. Four evolutionary models of the inelastic heat fraction have been identified by this mean
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Rojo, Amandine. "Etude de la structuration et du comportement de matériaux à base de gypse sous condition incendie." Phd thesis, INSA de Rennes, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00880650.
Full textAbstract:
Les travaux s'inscrivent dans le cadre de la protection contre la propagation d'incendie. On distingue les protections actives,regroupant l'ensemble des actions allant de la détection d'un incendie à l'intervention des secours, des protections passivesparties intégrantes de la structure des bâtiments. Ces protections peuvent être appliquées directement sur les structures à protéger par projection, ou venir les recouvrir au moyen de panneaux plus ou moins épais assemblés. L'assemblage de panneaux permet également de former des conduits de ventilation ou de désenfumage. Les travaux entrepris portent sur la caractérisation du comportement de matériaux minéraux dédiés à la construction sous chargement thermique sévère. Le cas de liants hydratés homogènes fortement perméables est particulièrement étudié et les matériaux à base de sulfate de calcium en est l'illustration. En effet, la faible conductivité thermique et la capacité de chaleur latente du plâtre représentent des critères importantspour limiter dans le temps les transferts thermiques. Cependant, son utilisation est limitée par ses faibles propriétésmécaniques. Afin d'identifier et de comprendre les différents mécanismes entrant en jeu lors d'une élévation de température de type incendie, une caractérisation multi-échelle a été développée sur des matériaux à base de gypse. Les travaux sont réalisés avec un plâtre pris fabriqué à partir d'un hémihydrate β naturel gâché à l'eau. A la micro-échelle, la composition du produit de base et ses propriétés thermiques ont été étudiées. Une attention particulière a été portée à lidentification des cinétiques de changements de phases. A la méso-échelle, une caractérisation mécanique et structurale est réalisée à température ambiante. Des essais thermogravimétriques sont également développés : (i) sur des échantillons cylindriques en condition isotherme, ce qui permet d'y associer une analyse dilatométrique et une caractérisation après refroidissement des résistances mécaniques et de la porosité ; (ii) sur des échantillons sphériques, à rampe de chauffe imposée, pour étudier les cinétiques de transferts pour une chauffe isotrope. Le rôle de la micro-échelle est mis en avant pour chaque configuration.A la macro-échelle, nous travaillons avec des panneaux plans dont une des faces est sollicitée thermiquement par élévationde température normalisée : ISO 834. La configuration d'étudeest horizontale. Une caractérisation du comportementthermique, hydrique, chimique, structurale et mécanique est alors mise en oeuvre. L'analyse du comportement espacetempspermet de distinguer l'influence de la température dansl'avancement de la déshydratation mais également le rôle desvitesses de chauffe et de la micro-échelle. Ces travaux se terminent par la caractérisation multi-échelle de mélanges plâtre-fumée de silice. Ces formulations permettent notamment d'améliorer la tenue du matériau à haute température et ainsi de prolonger la durée de protection
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Sahnoune, Hamid. "Mesure de la conductivite thermique d'une zeolithe supportee." Paris, ENSAM, 1988. http://www.theses.fr/1988ENAM0011.
Full text
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Sahnoune, Hamid. "Mesure de la conductivité thermique d'une zéolithe supportée." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376183877.
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Diarra, Alimata. "Mesures de propriétés thermiques des métaux par procédé électromagnétique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI019/document.
Full textAbstract:
L’industrie de métallurgie est demandeuse de propriétés thermophysiques essentielles pour la modélisation et l’optimisation des procédés d’élaborations.Les propriétés thermophysiques des métaux et des alliages métalliques à l’état liquide sont mal connues. Ces propriétés dépendent de la température et sont difficiles à mesurer surtout à haute température. A l’état liquide, le métal est réactif et facilement polluable. Dans les années 1980, Egry a développé un lévitateur électromagnétique TEMPUS pour mesurer en apesanteur sans contact matériel les propriétés thermophysiques des métaux et alliages en fusion. Dans l’espace, les effets du brassage électromagnétique et de la déformation des échantillons fondus sont beaucoup plus faibles que sur terre.L’emploi de cet outil spatial est coûteux. C’est pour, à terme, diminuer les coûts tout en maintenant voire améliorant la qualité des mesures, que nous avons souhaité remplacer la microgravité par un champ magnétique continu.Les travaux réalisés dans cette thèse consistent à mesurer les propriétés thermiques des métaux par procédé électromagnétique en utilisant une méthode de calorimétrie modulée.Elle comporte deux parties.-Une partie numérique dans laquelle nous avons simulé d’une part le lévitateur spatial TEMPUS et d’autre part le lévitateur terrestre AEXAM.La simulation du lévitateur spatial TEMPUS a pour but de déterminer l’effet de la superposition de courants inducteurs de fréquences différentes (courants de chauffage et de centrage) sur les comportements hydrodynamique et thermique de la goutte. Les résultats des calculs nous ont montré que le courant de centrage est susceptible d’agir sur les mesures.La simulation du lévitateur terrestre AEXAM consiste à déterminer la fréquence d’oscillation verticale de la goutte, la puissance Joule dissipée dans celle-ci, les champs de vitesse et de température. La goutte prend la forme d’une poire et elle oscille à une fréquence de 7 Hz. La puissance Joule dissipée dans la charge est maximale vers le bas de la charge dans les premiers millimètres à mi-hauteur entre l’équateur et le pôle. Elle diminue en pénétrant dans la charge et est nul sur l’axe de symétrie. La convection dans la goutte crée un brassage électromagnétique et homogénéise le champ de température.-Une partie expérimentale dans laquelle le lévitateur AEXAM a été placé dans un champ magnétique continu horizontal pour amortir l’oscillation verticale et le brassage électro-magnétique de la goutte mentionnée dans les calculs. Ceci nous a permis la mise en œuvre d’un protocole de mesure original sur un métal liquide. Ce protocole est un programme de traitement des donnés basé sur le comportement du champ de température lorsque les sources thermiques internes à l’échantillon sont instationnaires. Dans ce programme, nous avons utilisé une fonction d’identification qui permet d’obtenir un modèle mathématique à partir de mesures. Pour obtenir un modèle mathématique consistant, il est important d'exciter le système avec toutes les fréquences de sa plage de fonctionnement. C’est ce que nous faisons quand nous appliquons un bruit blanc sur la consigne d’entrée du générateur. Nous avons précédemment validé le protocole sur du solide en remontant aux valeurs de la capacité calorifique et de la conductivité thermique.Pour optimiser les pertes de masse, les instabilités sur les mesures du courant inducteur et la bonne reproductivité des mesures sur une goutte, nous avons choisi une masse initiale de 3,5 g pour faire les mesures avec modulation du courant inducteur dans un champ magnétique continu de 1 Tesla. Nous avons obtenu les valeurs de la capacité calorifique et de la conductivité thermique de la goutte. Celles-ci sont voisines des valeurs données par la littérature. Ce qui nous a permis de valider en partie le protocole de traitement des mesures.Dans le futur, ce protocole peut être appliqué sur des alliages métalliquesThe metal industry is requesting essential thermophysical properties for modeling and optimizing elaboration processes.Thermophysical properties of metals and metal alloys in liquid state are well known. These properties depend on the temperature and are difficult to measure especially at high temperature. In the liquid state, the metal is reactive and easily contaminated .In the 1980s, Egry developed an electromagnetic levitator TEMPUS developed an electromagnetic levitator TEMPUS to measure thermophysical properties of molten metals and alloys using a contactless technique under microgravity conditions. In space, the effects of electromagnetic stirring and deformation in molten samples are much lower than on Earth.The use of this space tool is expensive. In order to reduce the cost while maintaining or even improving the quality of measurements, we wanted to replace microgravity by a continuous magnetic field.The work in this thesis includes measuring the thermal properties of metals by electromagnetic method using a modulated calorimetry technique.The work has been divided in two parts:-The first consisted in the numerical simulation of space levitator TEMPUS and a terrestrial levitator AEXAM.The numerical simulation of space levitator TEMPUS aims to determine the effect of the superposition currents of different induction frequencies (heating currents and centering) on the hydrodynamic and thermal behavior of the drop. Calculation results showed that in some cases the centering current is likely to act on the measures and therefore it should be taking into account.The numerical simulation of terrestrial levitator AEXAM was destined to determine the vertical oscillation frequency of the drop, the power dissipated, the velocity fields developed inside and temperature. The drop takes the form of a pear and oscillates at a frequency of 7 Hz. The Joule power dissipated in the load is maximum on the lower part of the drop and decreases towards the interior of the drop vanishing at the center. Convection in the drop creates an electromagnetic stirring and homogenizing the temperature field.-The second part present the experiments performed using the levitator AEXAM placed in a horizontal continuous magnetic field for dampening the vertical oscillation and the turbulence produced by the effect of the electromagnetic stirring as it was mentioned in the calculations.This allowed us the implementation of a new protocol for measuring thermal properties in liquid metals.The protocol is a post processing program based on the temperature field variation resulting from unsteady joule power dissipation in the charge. An implemented identification function provides a mathematical model based on performed measurements. The use of a wide range of system frequencies was required to obtain a robust mathematical model. This was achieved by using pseudo-white noise perturbation at the generator inlet. The program has been validated successfully on solid matter by reverse determination of thermal conductivity and heat capacity.The preliminary studies under continuous magnetic field without modulation have mounted for a maximum initial weight of 3.5, we have less mass loss and improved measurement stability of the inductor current, as well as the reproductivity of the measurements.The protocol was validated successfully on the liquid charge using modulated perturbation under a continuous magnetic field of 1 Tesla. The obtained values of the heat capacity and thermal conductivity were comparable to the values given by the literature which partially validates the protocol.As a perspective, this protocol can be applied to a wide range of metal alloys
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Harzallah, Mahmoud. "Caractérisation in-situ et modélisation des mécanismes et couplages thermomécaniques en usinage : application à l’alliage de titane Ti-6Al-4V." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0002/document.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans une stratégie d'investigation expérimentale et numérique des mécanismes d'enlèvement de la matière lors de l'usinage de l'alliage de titane Ti-6Al-4V. Il aborde un problème complexe, fortement couplé, faisant intervenir la thermique et la mécanique aux petites échelles (micrométrique). Le manque de moyens de mesure dédié à ces échelles de temps et de l'espace (phénomènes rapides et très locaux) ne permet pas, à ce jour, d'appréhender précisément les phénomènes thermomécaniques mis en jeu pendant la formation de copeau. De ce fait, un dispositif spécifique, appelé VISIR, répondant à cette problématique a été mis en place. La partie expérimentale s'est donc orientée vers une compréhension plus fine des mécanismes d'enlèvement de la matière. Elle a notamment permis de mettre en évidence l'évolution de grandeurs mécaniques et thermiques durant la formation des festons mais surtout le couplage entre la température et la vitesse de déformation. Basée sur les constatations expérimentales, une étude du comportement thermomécanique de cet alliage a été mis en place. Des essais en cisaillement dynamique à travers des éprouvettes chapeau ont permis d'identifier par méthode inverse une nouvelle loi de comportement couplée en température et en vitesse de déformation. De plus, une étude de l'endommagement s'est appuyée sur l'identification et l'évaluation de huit critères communément utilisés dans le domaine de mise en forme a permis de proposer une nouvelle loi, inspirée du critère de Tresca, couplée au comportement. L'intégralité de ces formulations couplée à un modèle de frottement Stick-Slip ont enfin été implémentés dans un modèle EF 3D. La confrontation expérimentale/numérique en termes de grandeurs mécaniques et thermiques a révélé la robustesse et l'aspect prédictif du modèle EF développé. Enfin, les résultats de cette étude ont permis de développer une discussion détaillée sur les mécanismes d'enlèvement de la matière et plus particulièrement les complexes trajet des fissurationsThis work develops an experimental and numerical strategy in order to investigate material removal of titanium alloy Ti-6Al-4V during machining process. It therefore intends to tackle a complex and strongly coupled problem, involving thermal and mechanical aspects at small scales (micrometric). The lack of measuring means dedicated to such scales in terms of time and space (rapid and strongly local phenomena) does not allow yet to precisely apprehend the thermomechanical phenomena involved during the chip formation. As a result, a specific device, called VISIR, that addresses this issue has been set-up. The experimental aspect of this work has therefore been oriented towards a more precise understanding of the material removal mechanisms. It allowed to observe the evolution of mechanical and thermal quantities during the chip formation and more precisely the strong coupling between the temperature and the strain rate. Based on these experimental insights, the thermomechanical behavior of this alloy has been studied through dynamic shear tests using hat-shaped specimens. It allowed to identify through inverse method a new constitutive equation coupled in temperature and strain rate. In addition, a study on damage is conducted. It is based on the identification and the evaluation of eight criteria commonly used in the material forming process. This leads to proposing a new damage equation, inspired from the Tresca criterion and coupled to material plastic behavior. All of these formulations along with a Stick-Slip friction model have finally been implemented in a 3D FE orthogonal cutting model. Experimental/numerical comparison in terms of mechanical and thermal quantities revealed the robustness and predictive aspect of the developed FE model. Finally, the results of this study allowed to develop a detailed discussion on the material removal mechanisms and more particularly the complexe cracks paths
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Gilblas, Rémi. "Mesure de champs de températures vraies par thermoréflectométrie proche infrarouge." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00797425.
Full textAbstract:
La mesure de champs de température sans contact est un paramètre clé pour l'optimisation et le contrôle des procédés. Les systèmes actuels présentent des limitations, particulièrement sur des surfaces hétérogènes et/ou dans des conditions dynamiques pouvant entraîner une altération de la surface. Ces restrictions sont causées par la méconnaissance de l'émissivité de la surface qui est une fonction complexe de nombreuses grandeurs physiques (température, longueur d'onde, rugosité, direction de détection). La thèse présentée propose le développement complet d'une nouvelle méthode de mesure de champs de température vraie, dénommée THERMOREFLECTOMETRIE, applicable sur tout type de matériaux opaques, dans la gamme [300-1000]°C. Elle permet la mesure en ligne de l'émissivité par le couplage d'une étape classique de THERMOGRAPHIE avec une étape de REFLECTOMETRIE laser. La démarche adoptée consiste premièrement en l'analyse critique de la méthode et de ses facteurs d'influence, ainsi que du dimensionnement optimal des éléments par des études en simulations. Ensuite un prototype opérationnel est mis en oeuvre et ses défauts sont caractérisés, du point de vue d'un système de type CAMERA, et les corrections nécessaires sont mises en place. Enfin, les performances expérimentales sont évaluées sur des scènes thermiques complexes et hétérogènes qui mettent en évidence la bonne précision du prototype pour tous les échantillons testés.
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Agbossou, Kodjo. "Mesure vectorielle des champs electromagnétiques dans les applicateurs microondes industriels." Nancy 1, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1992_0039_AGBOSSOU.pdf.
Full textAbstract:
L'auteur décrit un capteur non-interférant permettant de mesurer les composantes du vecteur champ électrique et leurs phases dans une enceinte (ou applicateur) alimentée par un générateur microonde industriel. Le capteur est constitué d'un phototransistor recevant, via une fibre optique, un faisceau lumineux module en amplitude à 25 Hz. Les performances du capteur sont évaluées dans un guide d'onde en le déplaçant d'abord solidairement d'une charge adaptée, puis devant un court-circuit mobile.
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Falgayrettes, Pascal. "Elaboration d'une méthode de mesure de champs de concentrations instantanés." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22044.
Full textAbstract:
Les methodes de mesure de champs de concentration actuellement disponibles sont limitees. Aussi leur emploi est insatisfaisant, voire impossible, dans des domaines particuliers comme la mesure de taux de pollution ou l'etude d'accidents graves dans le domaine nucleaire. Pour repondre a ce besoin, ce travail presente une nouvelle methode de mesure de cette grandeur physique. La methode utilise un couplage entre un radar optique (lidar) et la fluorescence induite par laser (lif). Un tel procede offre l'avantage de permettre de choisir le compose dont la concentration est recherchee et par ailleurs de permettre des mesures sur site ou en laboratoire. Ce travail presente un moyen original (traitement optique) qui permet de lever l'impossibilite pour un lidar classique: d'obtenir une bonne resolution spatiale de mesure. Ainsi, nous avons montre qu'il etait possible d'obtenir une resolution millimetrique sur un metre d'analyse. De realiser une mesure instantanee sur l'ensemble des points de la profondeur d'analyse. Le traitement optique utilise est d'ailleur applicable a l'etude de n'importe quel phenomene optique rapide. Enfin, cette methode laisse presager de la possibilite de mesurer les diametres d'aerosols lors de mesures en milieu diphasique
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Helali, Hamdi. "Mesure de la diffusivité thermique aux très hautes températures." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0015.
Full textAbstract:
Dans ce travail sont présentées : une nouvelle identification de la diffusivité thermique pour la méthode flash, en utilisant simultanément les variations températures des deux faces de 1'échantillon, et une méthode de détermination de la diffusivité thermique, en régime périodique, adaptée aux très hautes températures. La première méthode consiste à utiliser le rapport des températures prélevées sur les deux faces parallèles d'un échantillon cylindrique. L'utilisation du rapport des températures permet d'éliminer l'influence du coefficient d'échanges sur La surface latérale de l'échantillon et l'influence de la distribution radiale radiale de 1'énergie de 1'excitation. L'étude de l'identifiabilité de la diffusivité thermique a été menée en analysant les sensibilités du rapport paramètres dont il dépend. La deuxième méthode de mesure de la diffusivité thermique, est une méthode périodique. L'information utilisée et le déphasage entre les températures prélevées sur les deux faces parallèles d•un échantillon cylindrique soumis à une excitation périodique. La source d'excitation est un laser de puissance. Dans un premier temps 1 'étude d1identifiabilité de la diffusivité a réalisée pour un matériau homogène et isotrope, en comparant les sensibilités du déphasage. Aux différents paramètres dont il dépend. Pour étendre cette méthode à 1'identification de la diffusivité axiale d'un matériau anisotrope, l'écart entre le déphasage calculé pour un matériaux isotrope et celui calculé pour un matériau anisotrope a été étudié. Cela a permis de conclure à la possibilité de l' identification de la diffusivité axiale d'un matériau anisotropeTwo methods of measurement of the thermal diffusivity are presented in this work. The first one is based on the flash method and it used the ratio of the temperatures of the front and the rear face of the sample. This method permit the measurement of the axial diffusivity of anisotropie materials. The second method presented is a periodic method it uses the phase difference between the temperature variation of the front and the rear face of the sample. As the first one this method permit the measurementr of the axial diffusivity of anisotropie materials. A measurements had been done on graphite samples and we reached 3000°C
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Nguyen, Tuong lam. "Endommagement localisé dans les roches tendres. Expérimentation par mesure de champs." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00576834.
Full textAbstract:
Le travail de recherche que nous présentons dans cette thèse concerne, tout d'abord, une étude expérimentale sur le processus de fissuration sous compression uniaxiale d'échantillons de roche ayant des entailles rectilignes inclinées. Ensuite, nous présentons une étude de l'évolution de la localisation des déformations vers la rupture dans des échantillons ayant une géométrie particulière à encoches arrondies ; cette géométrie (inspirée par les travaux de Meuwissen et al. (1998) sur les métaux) favorise la localisation de la déformation de cisaillement en compression uniaxiale avant l'apparition de fissures. Notre étude expérimentale a été réalisée sur deux matériaux différents: une roche naturelle d'origine volcanique (le Tuf de Naples) et une " roche " artificielle (le CPIR09). Nous utilisons dans cette thèse une combinaison de trois techniques de mesure de champs : (i) la corrélation d'images numériques (Digital Image Correlation, DIC) pour les mesures des champs cinématiques à la surface d'échantillons; (ii) l'enregistrement d'Emissions Acoustiques (EA) et la localisation des sources des EA, qui permettent de suivre l'endommagement dans un échantillon au cours du chargement; (iii) la tomographie à Rayons-X, avant et après chaque essai, afin de caractériser les défauts et les discontinuités préexistants dans le volume des éprouvettes et de mieux comprendre la fissuration dans le volume.
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Corre, Thomas. "Rupture dynamique de membranes élastomères : étude expérimentale par mesure de champs." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0043/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse à la propagation dynamique de fissure dans les membranes élastomères du point de vue expérimental. Elle a pour but d’identifier les paramètres qui gouvernent la cinématique de ces fissures se propageant à grande vitesse, afin d’en prédire la trajectoire. Fondé sur l’utilisation conjointe d’une caméra à haute résolution et d’une caméra rapide, le dispositif expérimental permet de mesurer des champs à partir de la corrélation d’images au cours de la propagation de la fissure. Mis en pratique sur un polyuréthane, ce dispositif permet de retrouver la configuration de référence de l’éprouvette pendant la propagation de fissure, préalable indispensable à l’étude mécanique du problème. En plus des champs cinématiques, la densité d’énergie élastique et les contraintes sont évaluées grâce à une loi de comportement hypérélastique Les résultats de ces essais constituent une large base de données sur la rupture dynamique de membranes élastomères. La méthode permet de réaliser une analyse cinématique et énergétique de la propagation stationnaire et instationnaire, toujours dans la configuration de référence. La propagation supersonique est observée pour les hauts niveaux de déformation de la membrane. Enfin,ces observations permettent une discussion sur l’utilisation de l’approche énergétique de la rupture dynamique et de la pertinence des mesures de champs actuelles pour caractériser ce type de propagation de fissureThis PhD thesis tackles the issue of dynamic fracture of elastomer membranes from an experimental point of view. It aims at providing some insight to predict the trajectories of high speed cracks under large strain. An experimental procedure involving high resolution and high speed cameras is developed in order to perform full-field measurements based on digital image correlation during crack propagation. Tested with a highly stretchable elastomer (polyurethane), this set-up permits to retrieve the material configurations of the sample all along crack growth, which is a crucial step toward a complete mechanical analysis of the problem. In addition to the kinematic fields,both strain energy density and stress fields are estimated thanks to a hyperelastic model, which is issued from mechanical characterisation of the material. Results of these experiments provide a comprehensive database on dynamic fracture of membranes. The method is designed to perform kinematic and energetic analyses of both steady and unsteady crack propagation in the reference configuration. Supersonic crack growth is observed for large prescribed deformation of the membranes. Finally, these observations lead to a discussion on the energetic approach in dynamic crack growth and the current applicability of full-field measurements to characterise dynamic crack growth in elastomers
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Nguyen, Tuong Lam. "Endommagement localisé dans les roches tendres. Expérimentation par mesure de champs." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENI013/document.
Full textAbstract:
Le travail de recherche que nous présentons dans cette thèse concerne, tout d'abord, une étude expérimentale sur le processus de fissuration sous compression uniaxiale d'échantillons de roche ayant des entailles rectilignes inclinées. Ensuite, nous présentons une étude de l'évolution de la localisation des déformations vers la rupture dans des échantillons ayant une géométrie particulière à encoches arrondies ; cette géométrie (inspirée par les travaux de Meuwissen et al. (1998) sur les métaux) favorise la localisation de la déformation de cisaillement en compression uniaxiale avant l'apparition de fissures. Notre étude expérimentale a été réalisée sur deux matériaux différents: une roche naturelle d'origine volcanique (le Tuf de Naples) et une « roche » artificielle (le CPIR09). Nous utilisons dans cette thèse une combinaison de trois techniques de mesure de champs : (i) la corrélation d'images numériques (Digital Image Correlation, DIC) pour les mesures des champs cinématiques à la surface d'échantillons; (ii) l'enregistrement d'Emissions Acoustiques (EA) et la localisation des sources des EA, qui permettent de suivre l'endommagement dans un échantillon au cours du chargement; (iii) la tomographie à Rayons-X, avant et après chaque essai, afin de caractériser les défauts et les discontinuités préexistants dans le volume des éprouvettes et de mieux comprendre la fissuration dans le volumeThe research presented in this thesis concerns, firstly, an experimental study on the process of fracture in uniaxial compression of rock samples containing narrow, rectilinear notches inclined with respect to the axis of loading. Secondly, we study the evolution of shear strain localisation towards fracturing and failure in specimens of the same materials with a particular geometry, involving two rounded notches. This geometry, inspired by the work of Meuwissen et al. (1998) for tension tests on metals,promotes the localisation of shear strain in simple compression before fracture. Two different materials were studied: a natural rock of volcanic origin (Neapolitan Tuff) and an artificial “rock” (CPIR09).In the studies presented, three full-field measurement techniques have been employed in combination: (i) the Digital Image Correlation (DIC), for measurement of kinematic fields at a sample's surface; (ii)acoustic Emission measurements (AE) and AE source location, to follow the evolution of damage insamples during loading; (iii) X-ray tomography (pre-and post-mortem studies), to characterise preexisting defects and discontinuities in the specimens and to better understand the fracturing in 3D
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Gostan, Thierry. "Diversification des champs d'application de la mesure de diffusion par RMN." Montpellier 1, 2004. http://www.theses.fr/2004MON13521.
Full textAbstract:
La mesure de diffusion par RMN et les expériences de type DOSY sont de puissants outils analytiques qui ont été longtemps sous exploités par les scientifiques. Les spectromètres RMN modernes permettent de réaliser de telles expériences dans des conditions optimales. Toutefois un traitement mathématique complexe des données recueillies est indispensables pour l'obtention de résultats pertinents et précis. Cette difficulté est aujourd'hui surmontée par le traitement des données RMN parfaitement maîtrisé. La transformée inverse de Laplace est réalisée grâce à un algorithme de typa MaxEnt. Nous présentons ici l'expérience DOSY / RMN appliquée à l'analyse de mélanges complexes et à la détection de traces dans divers domaines industriels et différents secteurs d'activité. Au travers de ces quelques exemples d'intérêt industriel, nous indiquons les possibilités d'extensions du champ d'application de l'expérience DOSY / RMN
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Picard, Dominique. "Mesure rapide de champs proches par la méthode de diffusion modulée." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112220.
Full textAbstract:
Les techniques de champs proches sont maintenant d'un usage courant pour le test de grandes antennes destinées aux télécommunications et au radar. Leur inconvénient majeur réside dans la durée des mesures qui peut atteindre couramment plusieurs heures, voire plusieurs jours. La thèse porte sur la conception et la mise en œuvre de réseaux de sondes modulées évitant le déplacement mécanique de la sonde de mesure dont la lenteur est responsable des durées indiquées. Dans des configurations typiques le gain sur la durée peut varier d'un facteur 20 à1 000. L'utilisation de ces réseaux pose cependant des difficultés spécifiques. Les principales causes d'erreurs résultent du couplage et de la disparité entre les différentes sondes d'un même réseau ainsi que des interactions réseau/antenne testée. Ces différentes causes d'erreurs s'ajoutant à celles plus classiques liées à la chaine de réception. L'influence de ces erreurs a été analysée par voie numérique et expérimentale, tant au niveau du champ proche qu'à celui du champ lointain. Un montage expérimental à 6 GHz a été réalisé et testé en chambre anéchoide avec des antennes étalon de type cornet ou réflecteur. Des cadences de mesure de l'ordre de 2000 points par seconde permettent des relevés de champs proches en moins d'une minute. Une étude prospective est plus particulièrement orientée vers l'optimisation du compromis rapidité/précision dans le cas des antennes de télécommunications spatiales de la prochaine décade. Néanmoins d'autres applications plus immédiates relevant du test rapide d'antennes sont également envisagées.
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Kammerer, Jean-Baptiste. "Capteurs intégrés pour la mesure à haute résolution de champs magnétiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. http://www.theses.fr/2004STR13064.
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Les technologies intégrées permettent de réaliser de véritables systèmes de mesure magnétique sur puce. Directement intégrables à l'aide de n'importe quel procédé de fabrication standard, les capteurs à effet Hall sont particulièrement attrayants pour la conception de magnétomètres performants à coût réduit. La première partie de cette thèse porte donc sur l'amélioration des performances de ce type de capteurs à l'aide de circuits électroniques. Nous démontrons qu'à l'aide d'un circuit spécifique associé à un capteur à effet Hall de géométrie particulière, il est possible d'atteindre n'importe quelle sensibilité absolue. Nous proposons également une nouvelle méthode pour s'affranchir totalement de l'effet de piezo-résistance à l'origine d'une sensibilité parasite. Les capteurs à effet Hall proposés sont particulièrement adaptés aux technologies basse tension ainsi qu'aux systèmes de mesure soumis à des vibrations. Grâce au développement des nanotechnologies, les composants à base de matériaux ferromagnétiques en couches minces et plus particulièrement les jonctions magnétiques à effet tunnel devraient bientôt faire partie des composants standards de l'industrie microélectronique. Nous avons donc étudié les potentialités de ce nouveau composant et, dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons une nouvelle technique de mesure basée sur la technique du fluxgate étendue à deux dimensions et appliquée à la jonction magnétique à effet tunnel. Le magnétomètre développé permet de mesurer simultanément et de façon très localisée deux composantes d'un champ magnétique avec une très grande sensibilité. Tous les systèmes réalisés tendent à tirer le meilleur parti d'un élément sensible à l'aide de circuits électroniques spécifiquesIntegrated technologies allow to develop magnetic measurement systems on chip. Since they can be integrated using any standard manufacturing process, Hall effect sensors are particularly attractive for low cost magnetometers design. Thus, the first part of this thesis is focused on the improvement of this type of sensors using electronic circuits. We demonstrate that the association of a specific circuit and a Hall effect sensor of a particular shape allows to reach any absolute sensitivity. We also propose a new method for canceling the piezo-resistance effect which is responsible for a parasitic cross-sensitivity. The developed Hall effect sensors are particularly useful for low voltage technologies and for measurement systems subjected to vibrations. Thanks to the rise of nanotechnologies, thin film ferromagnetic based devices and more particularly magnetic tunnel junctions should be part of the standard components of microelectronics industry very soon. Thus, in the second part of this thesis, we studied the potentialities of this new device and we propose a new measurement technique based on the fluxgate principle generalized to two dimensions and applied to the magnetic tunnel junction. The realized magnetometer allows to measure simultaneously and in a very localized way, two components of a magnetic field with a very high sensitivity. All the realized systems tends to benefit from a sensitive element using specific electronic circuits
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Gilblas, Remi. "Mesure de champs de températures vraies par thermo-réflectométrie proche infrarouge." Thesis, Toulouse, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAT0012/document.
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La mesure de champs de température sans contact est un paramètre clé pour l'optimisation et le contrôle des procédés. Les systèmes actuels présentent des limitations, particulièrement sur des surfaces hétérogènes et/ou dans des conditions dynamiques pouvant entraîner une altération de la surface. Ces restrictions sont causées par la méconnaissance de l'émissivité de la surface qui est une fonction complexe de nombreuses grandeurs physiques (température, longueur d'onde, rugosité, direction de détection). La thèse présentée propose le développement complet d'une nouvelle méthode de mesure de champs de température vraie, dénommée THERMOREFLECTOMETRIE, applicable sur tout type de matériaux opaques, dans la gamme [300-1000]°C. Elle permet la mesure en ligne de l'émissivité par le couplage d'une étape classique de THERMOGRAPHIE avec une étape de REFLECTOMETRIE laser. La démarche adoptée consiste premièrement en l'analyse critique de la méthode et de ses facteurs d'influence, ainsi que du dimensionnement optimal des éléments par des études en simulations. Ensuite un prototype opérationnel est mis en oeuvre et ses défauts sont caractérisés, du point de vue d'un système de type CAMERA, et les corrections nécessaires sont mises en place. Enfin, les performances expérimentales sont évaluées sur des scènes thermiques complexes et hétérogènes qui mettent en évidence la bonne précision du prototype pour tous les échantillons testésTrue temperature field measurement is a key parameter for the optimization and the control of industrial processes. Current systems present limitations, especially on heterogeneous surfaces and/or in dynamical conditions involving the surface's variation. These restrictions are due to the ignorance of the surface's emissivity, which is a complex function of many physical quantities (temperature, wavelength, roughness, direction of detection). This thesis presents the complete development of a new method of true temperature field measurement, called Thermoreflectometry, applicable on any kind of opaque material, in the range [300-1000]°C. It allows the on-line measurement of emissivity by mixing a step of classical THERMOGRAPHY with a step of laser REFLECTOMETRY. The approach of this work is, first, the critical analysis of the method and its influence quantities, and then the optimal dimensionment of the components by simulation studies. Thirdly, a prototype is built and its defaults are characterized, following a CAMERA-based point of view, and the possible corrections are implemented. Finally, the experimental performances are estimated on some complex heterogeneous thermal scenes which emphasize the prototype's precision for all the tested samples
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Picard, Dominique. "Mesure rapide de champs proches par la méthode de diffusion modulée." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376087994.
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Gras, Renaud. "Identification de champs de propriétés élastiques fondée sur la mesure de champs : application sur un composite tissé 3D." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845752.
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Depuis ces dernières décennies, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans l'aéronautique. Notamment, les composites tissés 3D présentent des caractéristiques matériau hors-plan intéressantes par rapport aux stratifiés. Cette technologie est développée pour les aubes FAN des moteurs d'avion. La difficulté réside dans l'identification et la validation du modèle orthotrope élastique macroscopique du pied d'aube. En effet, l'hypothèse de séparation des échelles pour l'obtention des paramètres matériau macroscopique par homogénéisation n'est pas clairement vérifiée au sein du pied d'aube comportant plusieurs zones matériau. Le composite tissé 3D formant le pied d'aube est un matériau multi-échelle complexe. Les travaux de thèse ont donc été menés afin de proposer une identification des paramètres du modèle basée sur la mesure de champs de déplacements par Corrélation d'Images Numériques (CIN) et sur la méthode d'identification de recalage de modèles éléments finis (FEMU). Cette identification a pris en compte l'influence du bruit du capteur CCD présent sur les images servant à la CIN sur l'identification des paramètres matériau. Du fait du grand nombre de paramètres matériau à identifier et des éventuels couplages entre ceux-ci, il apparaît que quelques uns ne peuvent pas être identifier à travers l'essai de traction étudié. Par conséquent, une régularisation de la FEMU a été proposée basée sur la connaissance a priori des valeurs nominales et de leur incertitude. Celle-ci consiste en une pondération intelligente vis-à-vis des données issues de l'essai afin de faire tendre les paramètres non identifiables vers leur valeur nominale. Finalement, la qualité de l'identification a été quantifiée grâce aux incertitudes sur les paramètres matériau identifiés et grâce aux cartes de résidus d'identification basées sur les images. Ces cartes traduisent la capacité du champ de déplacement calculé par le modèle éléments finis identifié à corriger l'image déformée pour la recaler sur l'image de référence, images sur lesquelles la mesure par CIN est effectuée. Ces cartes de résidus et les incertitudes obtenues permettent ainsi de valider le modèle éléments finis proposé et le cas échéant de mettre en lumière ses insuffisances. Remettre en cause les valeurs nominales ou la modélisation (par exemple le zonage matériau) pour aboutir à une description compatible avec l'expérience reste du ressort de l'ingénieur. Le travail présenté ici lui permet d'éclairer au mieux ses choix.
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Inard, Christian. "Contribution à l’étude du couplage thermique entre un émetteur de chaleur et un local." Lyon, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAL0042.
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Les travaux que nous présentons se structurent autour d'analyses expérimentales de panaches issus d'émetteurs de chauffage et du couplage thermique de ces derniers avec des locaux. La première partie est consacrée à une revue des modèles actuellement disponibles pour le traitement du couplage thermique entre un système de chauffage et une cellule d'habitation. Cette synthèse nous permet de constater le manque de données disponibles pour intégrer les corps de chauffe dans des modèles prédictifs. Le deuxième chapitre est réservé à la description du dispositif expérimental que nous avons développé au CETIAT de Villeurbanne. Après une analyse détaillée des principes métrologiques retenus, nous présentons les expérimentations réalisées pour divers types caractéristiques de radiateurs et les résultats que nous avons obtenus. Le troisième chapitre nous conduit à une analyse détaillée des panaches thermiques issus des corps de chauffe, et à une identification de leurs caractéristiques principales. Les résultats obtenus montrent une bonne cohérence par rapport à des études plus classiques menées sur des sources linéaires. Après la présentation du second dispositif expérimental que nous avons utilisé, le quatrième chapitre nous permet de mettre en évidence l'influence primordiale du refroidissement de la paroi arrière. La description détaillée des échanges thermiques entre l'émetteur et la cellule MINIBAT nous permet également de fournir des données indispensables à une modélisation cohérente des couplages existants entre un système de chauffage et une pièce d'habitation. Enfin, le dernier chapitre est consacré à une synthèse des résultats expérimentaux et aux perspectives offertes par les travaux réalisés.
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Hadisaroyo, Djatmiko Ichsani. "Mesure de diffusivité thermique de plaques minces, conductrices ou isolantes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL049N.
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Ce travail propose une méthode originale de mesure de la diffusivité thermique dans le sens longitudinal des matériaux conducteurs ou isolants de faible épaisseur (inferieure a 1 mm). L'équation de la chaleur est résolue en régime transitoire pour un flux thermique quelconque (en temps et en espace). Nous donnons la description mathématique exacte de la solution en trois dimensions, avec prise en compte des pertes thermiques, mais indépendamment du flux imposé, en utilisant la transformation de Laplace-Fourier. L'analyse theorique montre les limites de la zone utilisable pour déterminer la diffusivité. La méthode est particulièrement simple et se ramène a la mesure de la température en deux points de l'échantillon. Une extension de cette méthode est aussi étudiée pour laquelle la diffusivité est déterminée à partir de la température moyenne de deux surfaces. La validation expérimentale de cette méthode est faite pour différents matériaux métalliques ou isolants (PVC), plats ou en anneau. Dans le cas général, la mesure ponctuelle de température est faite a l'aide de thermocouples. Pour certaines applications (métaux amorphes d'épaisseur environ 20 m, matériaux isolants) la méthode basée sur la mesure de température moyenne a été utilisée. Cette mesure a été réalisée par camera infrarouge
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Yerro, Pascal. "Etude expérimentale des champs de température et de vitesse d'un bardage thermique." Antilles-Guyane, 1997. http://www.theses.fr/1997AGUY0022.
Full textAbstract:
La convection naturelle dans un bardage thermique aménage en façade ou en toiture est une alternative intéressante pour la protection solaire de l'habitat en climat tropical humide. Dans ce travail, le dispositif expérimental simulant le bardage thermique est à échelle réduite (dimensions inferieures au mètre). Il est constitué d'une lame d'air formée entre deux plaques verticales et parallèles dont l'une est chauffée à flux constant. Des mesures de température sont effectuées aux parois avec des thermocouples et dans la lame d'air par interférométrie holographique en temps réel (ihtr). Les vitesses d'écoulement sont mesurées par anémométrie laser a effet doppler (lda). L'échauffement des plaques est analysé en fonction du flux impose, de l'épaisseur de la lame d'air et de l'émissivité des plaques. L'étude des interferogrammes et des champs de vitesse met en évidence le caractère instable de l'écoulement à partir de la moitié de la hauteur du canal. Concernant l'une des configurations étudiées, nos résultats expérimentaux sont comparés à ceux de deux modelés numériques traitant les cas d'écoulements laminaires stables et bidimensionnels. Les champs de vitesse numériques et expérimentaux concordent bien dans la première moitié du canal lorsque le profil de vitesse de l'air a l'entrée du conduit est supposé uniforme. Les écarts entre les résultats expérimentaux et numériques s'accentuent avec l'altitude et résultent probablement de la tridimensionnalité et des instabilités de l'écoulement. Nos résultats expérimentaux permettent aussi une évaluation des flux convectifs à l'aide de trois méthodes différentes : 1) le bilan énergétique pariétal, 2) le gradient thermique a l'interface paroi-fluide, 3) le bilan de puissance dans un volume d'air adjacent à la plaque chauffée.
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Leclaire, Arthur. "Champs à phase aléatoire et champs gaussiens pour la mesure de netteté d’images et la synthèse rapide de textures." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015PA05S002/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, on étudie la structuration des phases de la transformée de Fourier d'images naturelles, ce qui, du point de vue applicatif, débouche sur plusieurs mesures de netteté ainsi que sur des algorithmes rapides pour la synthèse de texture par l'exemple. Le Chapitre 2 présente dans un cadre unifié plusieurs modèles de champs aléatoires, notamment les champs spot noise et champs gaussiens, en prêtant une attention particulière aux représentations fréquentielles de ces champs aléatoires. Le Chapitre 3 détaille l'utilisation des champs à phase aléatoire à la synthèse de textures peu structurées (microtextures). On montre qu'une microtexture peut être résumée en une image de petite taille s'intégrant à un algorithme de synthèse très rapide et flexible via le modèle spot noise. Aussi on propose un algorithme de désocclusion de zones texturales uniformes basé sur la simulation gaussienne conditionnelle. Le Chapitre 4 présente trois mesures de cohérence globale des phases de la transformée de Fourier. Après une étude théorique et pratique établissant leur lien avec la netteté d'image, on propose un algorithme de déflouage aveugle basé sur l'optimisation stochastique de ces indices. Enfin, dans le Chapitre 5, après une discussion sur l'analyse et la synthèse directe de l'information de phase, on propose deux modèles de textures à phases cohérentes qui permettent la synthèse de textures plus structurées tout en conservant quelques garanties mathématiques simplesThis thesis deals with the Fourier phase structure of natural images, and addresses no-reference sharpness assessment and fast texture synthesis by example. In Chapter 2, we present several models of random fields in a unified framework, like the spot noise model and the Gaussian model, with particular attention to the spectral representation of these random fields. In Chapter 3, random phase models are used to perform by-example synthesis of microtextures (textures with no salient features). We show that a microtexture can be summarized by a small image that can be used for fast and flexible synthesis based on the spot noise model. Besides, we address microtexture inpainting through the use of Gaussian conditional simulation. In Chapter 4, we present three measures of the global Fourier phase coherence. Their link with the image sharpness is established based on a theoretical and practical study. We then derive a stochastic optimization scheme for these indices, which leads to a blind deblurring algorithm. Finally, in Chapter 5, after discussing the possibility of direct phase analysis or synthesis, we propose two non random phase texture models which allow for synthesis of more structured textures and still have simple mathematical guarantees
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Nguyen, Anne-Marie. "Étude et réalisation d'un système micro-intégré de mesure des champs magnétiques." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112073.
Full textAbstract:
Ce travail de these concerne l'etude et la realisation de capteurs magnetoresistifs. L'objectif etant de fabriquer un systeme micro-integre qui permette l'acquisition de cartographies du champ magnetique tangentiel et local. La premiere partie de ce travail est consacree a l'elaboration des couches magnetoresistives en alliage de ni-fe et ni-fe-mo, par pulverisation cathodique rf sur un substrat sio#2/si, puis leur caracterisation magnetique et electrique. Les couches obtenues possedent des proprietes qui dependent fortement du substrat et des parametres de depot (puissance et epaisseur). Afin d'ameliorer la qualite des depots, pour notre application, nous avons fait varier leurs conditions de preparation. Pour cela, nous avons d'abord etudie l'influence des parametres de depot, puis nous avons effectue des recuits sous champ magnetique et enfin nous avons realise des depots en presence d'un champ magnetique. Ces derniers nous ont donne les meilleurs resultats. La seconde partie est relative a la fabrication des capteurs qui se compose des trois etapes classiques de la micro-electronique. Elle commence par la realisation des masques qui tout en tenant compte des contraintes technologiques, definissent la geometrie des capteurs. Ensuite, nous utilisons la lithographie optique et enfin la gravure ionique et chimique. Les echantillons ainsi realises ont des dimensions micrometriques et il est necessaire de passer par des etapes intermediaires avant de les tester (collage et cablage). Enfin, dans la troisieme partie nous etudions la magnetoresistance des differents capteurs. Ainsi, nous montrons l'influence des proprietes magnetiques sur la reponse du capteur et donc l'importance de la qualite de la couche. Le capteur se definit par un facteur de merite qui depend de la sensibilite (sa variation par rapport au champ magnetique applique) et de la gamme de fonctionnement. Nous pouvons choisir ce facteur de merite par le choix judicieux d'une forme et des dimensions du capteur. Le systeme final que nous avons realise se resume alors a la multiplication de cette structure dans une matrice carre de 3 par 3. L'originalite et la complexite de cet ensemble vient du fait que les capteurs ont ete astucieusement places pour nous donner une information vectorielle du champ
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Delacre, Elisabeth. "Caractérisation thermique de matériaux poreux humides par analyse inverse dans le domaine fréquentiel." Artois, 2000. http://www.theses.fr/2000ARTO0203.
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Cette thèse se situe dans le cadre de la caractérisation des milieux évolutifs. L'objectif est le suivi de l'évolution des paramètres thermophysiques au cours du temps. Au niveau expérimental, l'application des techniques nouvelles de mesures fluxmétriques permet de définir complètement et simplement l'état thermique dans le plan. Sur le plan théorique, le recours aux méthodes de la théorie du signal permet de développer des techniques d'identification dans le domaine fréquentiel. Deux configurations sont proposées. La première implique un double accès au système dans le cadre d'un schéma entrée/sortie. La méthode permet une caractérisation thermique complète du matériau par un essai, tout en minimisant la perturbation imposée au milieu. Les sollicitations sont des signaux binaires pseudo aléatoires, qui fournissent une faible énergie au système à caractériser. Cela conduit à limiter l'utilisation de la méthode à des matériaux stables ou lentement évolutifs. Pour aborder les milieux rapidement évolutifs, la caractérisation par impédance thermique est proposée. Elle permet d'identifier l'effusivité thermique. Deux méthodes de traitement des données sont comparées : une classique analyse de Fourier réalisée sur la base de calculs FFT et un traitement basé sur une modélisation paramétrique pour réduire la durée des expérimentations. Ainsi, une durée d'observation du système de l'ordre de 5 mn suffit à identifier l'impédance thermique. Les performances de cette approche permettent de caractériser un système en évolution. Elle constitue la base d'une nouvelle méthode de suivi de l'évolution de la teneur en eau locale d'un sol. Les méthodes sont validées sur un matériau inerte de référence. Une loi de corrélation est établie entre la teneur en eau d'un stable et ses caractéristiques thermiques. Elle est appliquée au suivi de l'évolution de la teneur en eau du milieu durant des processus de séchage.
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Amazouz, Mouloud. "Mesure de la diffusivité thermique de solides anisotropes application aux composites /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376023460.
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