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Dissertations / Theses on the topic 'Modèles de matériaux'
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1
Teisseire, Jérémie. "Tack de matériaux modèles." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00175670.
Full textAbstract:
Nous étudions, dans une approche expérimentale et théorique, les mécanismes de séparation et de rupture lors de la traction d'un matériau confiné entre deux plaques parallèles (test de probe-tack). Cette étude est menée sur deux matériaux choisis pour leur comportement rhéologique de liquides viscoélastiques : une huile de silicones de grande masse, d'une part, et les mélanges d'une huile de silicones de faible masse avec des nanoparticules (à base de silice) en proportions variées, d'autre part. L'étude réalisée sur le premier matériau a permis de mettre en évidence qu'outre la digitation et la cavitation, mécanismes de rupture observés sur des liquides newtoniens, un mécanisme de fracture peut également apparaître, la fracture étant localisée à l'interface entre la plaque solide et le matériau viscoélastique. Un modèle théorique, faisant notamment intervenir la cinétique de cavitation, a été élaboré pour interpréter la succession de ces mécanismes et décrire les courbes de traction. Le bon accord entre les prédictions et les résultats expérimentaux valide l'importance du rôle de la cinétique et nous permet d'expliquer l'apparition de fractures malgré la croissance préalable de cavités.
Le second système étudié provient de la déformulation d'adhésifs industriels. Nous avons tout d'abord étudié l'influence de la proportion en particules sur la rhéologie des mélanges. Nous avons observé une évolution des paramètres rhéologiques, que nous avons comparée à l'évolution de l'adhésion des mélanges. Nous avons ainsi pu corréler la présence d'un second plateau de force, observé fréquemment pour de véritables adhésifs, au taux de particules dans le matériau. Enfin, cette étude nous a permis de proposer la voie de rupture optimale pour un matériau adhésif.
2
Danilov, Oleg. "Modèles de matériaux amortissant viscoélastiques." Le Mans, 1999. http://www.theses.fr/1999LEMA1022.
Full text
3
Léonforte, Fabien. "Vibrations et Micromécanique de Matériaux Amorphes Modèles." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00135515.
Full textAbstract:
Les solides amorphes présentent des propriétés mécaniques et vibrationelles particulières. Bien que ne possédant pas d'ordre à longue portée, ils exhibent une dureté plus élevée et un module de cisaillement plus faible que celui du cristal correspondant. De même, la réponse irréversible en cisaillement de ces matériaux se localise et met en évidence l'existence de bandes de cisaillement, contrairement à la réponse en terme de dislocations d'un cristal sous une telle déformation. D'autre part, la densité d'état des modes de vibrations, dans un matériau amorphe, fait apparaître un excès de modes dans la région du Térahertz par rapport à la prédiction continue de l'élasticité, nommé Pic Boson. Dans cette thèse, nous abordons ces différentes problématiques par l'utilisation des simulations de Dynamique Moléculaire sur des matériaux amorphes modèles. Nous montrons que les anomalies de densité d'états sont liées à l'existence d'un champ de réponse non-affine de nos matériaux à diverses sollicitations. Ce champ de déplacement exhibe des mouvements collectifs d'atomes, corrélés sur plusieurs distances interatomiques, longueur en-dessous de laquelle le désordre devient pertinent, et le spectre vibrationel du matériau ne peut être décrit par une théorie continue de l'élasticité. L'influence d'une telle longueur dans le régime de déformation plastique irréversible a alors été abordée par la mise en oeuvre d'un protocole athermique de déformation quasistatique. Celui-ci a montré que le régime d'écoulement plastique était spatialement hétérogène, avec deux types d'évènements plastiques: des réarrangements quadrupolaires localisés, ainsi que des bandes de cisaillements.
4
Hoang, Minh Tam. "Frottement saccadé dans les matériaux granulaire modèles." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00743550.
Full textAbstract:
Cette étude a pour objectifs la caractérisation expérimentale des frottements saccadés dans les matériaux granulaires modèles constitués des billes de verre monodisperses en compression triaxiale drainée et l'identification des paramètres de contrôle. Cinq paramètres macroscopiques caractérisent ces frottements saccadés : la chute de déviateur et la contraction volumique, l'intermittence de déformation axiale, le module d'Young et le coefficient de Poisson. Les frottements saccadés affectent simultanément le déviateur et la déformation volumique. Le comportement macroscopique est globalement contractant tandis que le matériau tend vers un état limite critique en grandes déformations, à la manière des sables lâches. Cependant il présente localement, dans les phases de blocage qui suivent immédiatement les ruptures temporaires, le comportement dilatant des sables denses, qui obéit à une relation contrainte-dilatance linéaire et unique. Les frottements saccadés disparaissent au-delà d'une vitesse critique d'écrasement axial, qui dépend de la contrainte de confinement et de la taille des grains. Le module d'Young dynamique par propagation d'ondes varie avec la contrainte de confinement selon une loi de puissance. Le module d'Young quasi-élastique au départ des phases de blocage est constant à l'intérieur du domaine élastique, de même que le coefficient de Poisson. Le suivi par granulométrie laser et par analyse d'images des matériaux après un ou plusieurs essais triaxiaux permet de suivre l'évolution de la taille moyenne et de la forme des grains. Tandis que les instabilités par saccade disparaissent suite à un certain nombre d'essais, on observe, simultanément à une légère diminution du volume moyen, l'apparition progressive de populations d'objets non sphériques par une fusion des grains analogue au frittage.
5
Jundt, Géraldine. "Modèles d'endommagement et de rupture des matériaux biologiques." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00544861.
Full textAbstract:
En biomécanique des chocs et en traumatologie virtuelle, l'étude des mécanismes lésionnels est essentielle pour évaluer les seuils de tolérance du corps humain. Dans ces domaines, la simulation numérique prend une place prépondérante grâce à des modèles éléments finis de plus en plus réalistes et précis. Cependant, leur mise en oeuvre est complexe : les modèles actuels ne permettent pas de décrire les propriétés d'endommagement et de rupture des matériaux biologiques et limitent donc leurs champs d'utilisation pour la description des mécanismes de blessures. De plus, leur biofidélité concerne essentiellement la description géométrique et structurelle des différents organes et tissus. L'objectif de ce travail porte donc sur l'amélioration de la description des mécanismes lésionnels des os et l'étude des possibilités de personnalisation des propriétés mécaniques pour rendre compte de la variabilité biologique. Après avoir étudié les spécificités du comportement mécanique de l'os et un ensemble de lois de comportement, nous avons choisi un modèle d'endommagement le plus approprié. Cette loi a été validée d'un point de vue thermodynamique. Puis elle a été adaptée à une formulation éléments finis, pour être implémentée dans une plate-forme numérique de calcul dynamique explicite. Pour son adaptation, nous avons fait des choix scientifiques mais aussi des choix de « circonstance » imposés par la formulation spécifique des calculs dynamiques explicites. Afin de rendre compte des différences interindividuelles, nous avons étudié l'influence de certains paramètres tels que la porosité, la minéralisation, l'âge ou le sexe, sur les propriétés mécaniques des os. Nous avons également réalisé des essais de flexion d'os longs. Ces essais ont une double finalité : étudier l'influence des paramètres biologiques et expérimentaux sur le comportement de fémurs et de tibias, et évaluer la loi de comportement par la simulation de ces essais. L'évaluation de la loi d'endommagement pour l'os a été effectuée à différentes échelles (simulations d'essais sur éprouvettes et des essais de flexion de fémurs). La loi donne des résultats tout à fait satisfaisants et propose un profil de rupture cohérent avec celui observé expérimentalement.
6
Brauer, Alexia de. "Simulation de modèles multi-matériaux sur maillage cartésien." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0152/document.
Full textAbstract:
On s’intéresse à la simulation d’écoulements compressibles multi-matériaux et, notamment, aux interactions fluide/structure dans les régimes transitoires et en dynamique rapide. Le but est de pouvoir décrire l’évolution de matériaux de lois de comportement très différentes à l’aide d’un modèle unique. Les milieux sont seulement différenciés par leurs équations d’état et sont séparés par une interface dite sharp. Les matériaux peuvent être des fluides ou des solides élastiques et sont soumis à de grandes déformations. Le modèle est écrit dans le formalisme eulérien. Le schéma numérique est résolu sur des grilles cartésiennes pour des simulations en trois dimensions.Une extension du modèle permet de décrire les déformations plastiques des solidesWe are interested in the simulation of compressible multimaterial flows and especially influid/structure interactions in transient states and fast dynamics. We aim to describe the evolution of materials of very different constitutive laws with an unified model. The materials are only differentiated by their own constitutive laws and are separated by a sharp interface. They can be as well fluids or elastic solids and under go large de formations. The model is written in the Eulerian framework. The numerical scheme is solved on Cartesian grids for simulations in three dimensions. An extension of the elastic model is added to describe the plastic deformations of solids
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Diaz, Diaz Alberto. "Délaminage des matériaux multicouches : phénomènes, modèles et critères." Marne-la-vallée, ENPC, 2001. http://www.theses.fr/2001ENPC0014.
Full textAbstract:
Ce mémoire a pour objet l'étude du délaminage, dans les matériaux multicouches. Des essais, des modèles, des logiciels et des critères sont proposés pour l'appréhension du délaminage, dans les multicouches. Les essais sur des multicouches en carbone--époxy mettent en évidence un phénomène de glissement plastique d'interface -avant l'amorçage du délaminage et une valeur critique de glissement semble gouverner le délaminage en mode iii. Un effet d'épaisseur sur l'initiation de ce mode d'endommagement est remarqué. Deux modèles simplifiés, dits multiparticulaires,sont alors proposés pour l'évaluation des efforts d'interface responsables du délaminage et du glissement d'interface. Ces modèles prennent en compte la présence d'éventuels champs anélastiques dans les couches et aux interfaces. On applique ensuite les équations des modèles à un problème de traction d'un multicouche rectangulaire quelconque avec, sur chacune des couches, des conditions de bord quelconques. La programmation de ces équations a donné lieu à deux logiciels de calcul d'effet de bord. Les calculs prouvent l'absence de singularités pour nos modèles. Deux types d'analyse sont ensuite proposés pour l'étude du délaminage. L'une élastique fragile et l'autre, plastique fragile. La première consiste à adopter des critères empiriques en contrainte maximal et l'application de ces critères donne des résultats de très bonne qualité pour les matériaux testés. De plus, les critères rendent compte de l'effet d'épaisseur. Une analyse des taux de restitution d'énergie, permet de valider énergétiquement les critères en contrainte maximal. Le deuxième type d'analyse, consiste à calculer le glissement d'interface et proposer des critères de délaminage, en glissement et ceux-ci donnent aussi des résultats très précis. La comparaison des énergies dissipées par le délaminage, calculées par les deux analyses rend les critères quasi équivalents.
8
Corneille, Sylvie. "Homogénéisation périodique de matériaux microfissures." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20104.
Full textAbstract:
On cherche a déterminer la loi de comportement de matériaux constitues d'une matrice élastique périodiquement amoindrie par des microfissures. On adopte pour modéliser le contact et le frottement au niveau des fissures les conditions de signorini et la loi de coulomb. La propagation des fissures n'est pas prise en considération. Dans le cadre de l'homogénéisation périodique, une brevet étude thermodynamique permet de voir que la loi homogénéisé est de type standard et dépend d'une infinité de variables internes qui sont les sauts de déplacement tangentiel sur les fissures. On a réalise un logiciel éléments finis adapte a la résolution du problème en deux dimensions. On montre en particulier comment ont été couplées une méthode de résolution des équations de contact et frottement et une méthode de multiplicateurs de Lagrange pour prendre en compte des conditions de périodicité sur la cellule de base. La comparaison de nos résultats avec ceux de différentes méthodes utilisant des solutions en milieu infini ou des approximations polynomiales montre en particulier que le schéma différentiel et la méthode autocoherente n'améliorent pas forcement les résultats par rapport aux méthodes qui négligent les interactions entre fissures telles que la méthode des faibles concentrations. L'influence du frottement est importante sur le comportement local (en particulier, le frottement peut bloquer le glissement) mais ne semble pas se retrouver pour des chargements usuels lorsqu'on passe a la moyenne et est donc négligeable sur le comportement global
9
Tosi-Pellenq, Nathalie. "Etude des phases adsorbées dans des matériaux microporeux modèles." Aix-Marseille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX11052.
Full textAbstract:
Nous avons etudie les mecanismes de physisorption a 77 k de molecule possedant (n#2, co) ou non (ar, kr, ch#4) des moments multipolaires permanents dans des adsorbants microporeux modeles (zeolithes bien cristallisees) par des techniques de volumetrie et microcalorimetrie isotherme d'adsorption, de diffraction de neutrons et de simulation numerique. Ceci, dans le but de bien comprendre le phenomene d'adsorption pour caracteriser des adsorbants d'interet technologique. Dans la premiere partie de ce travail, nous avons etudie l'effet du blocage partiel de la microporosite de la zeolithe silicalite-1 sur les changements d'etats de l'azote et de l'argon adsorbes a 77 k. Le blocage de la microporosite a ete realise par preadsorption de divers taux de n-nonane, n-hexane ou-butane a temperature ambiante. Cette etude montre que la presence des n-alcanes affecte les changements d'etats de la phase adsorbee a 77 k. Nous avons precise la nature d'une de transitions de phase (transition de l'azote) qui est due a la reorientation des molecules adsorbees. Nous avons aussi montre que le reseau cristallin de la zeolithe se relaxe sous l'effet de l'adsorption du n-nonane et du n-hexane et enfin que le n-butane est deplace par les molecules d'azote adsorbees a 77 k. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons etudie l'influence de la nature du cation de compensation (h#+, na#+ k#+) presents dans les micropores de zeolithes zsm-5 (homologues structuraux de la silicalite-1) de rapport si/al=30 constant, sur les mecanismes d'adsorption des gaz adsorbables cites plus haut. Pour ces zeolithes, seule la transition de phase du krypton n'est pas diffuse a 77 k. Le traitement des donnees microcalorimetriques nous a notamment permis de montrer que le proton a un caractere ionique faible contrairement aux autres cations de compensation. Nous proposons un mecanisme d'adsorption pour les molecules d'azote et de monoxyde de carbone. Enfin, dans la derniere partie de cette etude, nous avons caracterise des materiaux a micropores unidimensionnels: alpo#4-5 et na-zsm-12. Dans le premier cas, nous avons observe un changement d'etat de la phase adsorbee du methane: nous avons determine la configuration des molecules de methane dans la phase la plus dense et montre que les molecules sont regulierement ordonnees et peu mobiles (phase solide cristalline). Nous avons montre que le vieillissement de l'adsorbant entraine une capacite d'adsorption reduite mais que le changement d'etat du methane ne disparait pas. Dans le cas du second adsorbant, nous avons determine sa capacite d'adsorption et montre qu'elle est en bon accord avec celle deduite du calcul des sites d'adsorption potentiels. Nous proposons aussi un mecanisme d'adsorption pour les molecules d'azote et de monoxyde de carbone
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Clauzon, Philippe. "Modèles de comportement électromagnétique de matériaux inhomogènes et composites." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1998. http://www.theses.fr/1998ECDL0055.
Full textAbstract:
L'utilisation de materiaux inhomogenes et composites est de plus en plus courante dans les applications du secteur du genie electrique. La modelisation de ce type de materiaux a commence au siecle dernier. De nombreux modeles analytiques existent mais ils sont trop souvent limites tant au niveau des phenomenes pris en compte que des structures geometriques pouvant etre modelisees. L'emploi de modeles bases sur des methodes de resolutions numeriques est plus recente. Ces methodes viennent en partie corriger les defauts des modeles analytiques. Afin de calculer les proprietes effectives de materiaux composites dielectriques et magnetiques, deux methodes numeriques, la methode des elements finis et la methode des equations integrales de frontiere sont utilisees. Les formes geometriques des materiaux etudies sont 2d puis 3d. Les materiaux modelises sont toujours constitues de deux composants : la matrice et les inclusions. Ces dernieres sont sans puis avec pertes pour les materiaux dielectriques. Elles ont une permeabilite constante puis une permeabilite represente par une courbe b(h) dans le cas des materiaux composites magnetiques. L'ensemble des grandeurs effectives obtenus, la permittivite scalaire ou complexe, la permeabilite, sont representees en fonction de deux parametres, la fraction volumique et la permittivite des inclusions dans le premier cas et la fraction volumique et la frequence dans le second cas. Des methodes d'interpolations sont presentees dans le but d'incorporer ces resultats dans des logiciels de calculs numeriques de champs. Enfin des comparaisons simulations/mesures en 2d sont proposees afin de valider une partie des modeles proposes.
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Yemmas, Rachida. "Simulations numériques des matériaux granulaires." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20197.
Full textAbstract:
Ce travail est une contribution a l'etude et au perfectionnement des algorithmes de lmgc, logiciel de mecanique gerant le contact, dans sa version destinee a l'etude des materiaux granulaires, visant a une meilleure appreciation de la qualite des resultats fournis. Ce travail contient aussi des resultats de simulation numeriques de quelques phenomenes se produisant dans les materiaux granulaires. Le premier chapitre est consacre a une etude bibliographique. Dans le deuxieme chapitre on expose le probleme dynamique d'une collection de disques rigides en presence de contact et de frottement, ainsi que la methode de resolution numerique. Les lois de contact adoptees sont les conditions unilaterales de signorini, les lois de choc a coefficient de restitution, et la loi de frottement de coulomb. Au troisieme chapitre, on s'est interesse au comportement statistique d'une colonne de billes au-dessus d'un plan horizontal vibrant verticalement, pour differentes valeurs de l'amplitude, de la frequence, et du coefficient de restitution. Enfin dans le dernier chapitre un essai de compression biaxiale d'un materiau de schneebeli est simule numeriquement. On etudie le comportement global du materiau de schneebeli est simule numeriquement. On etudie le comportement global du materiau en relation avec les lois de contact intergranulaires. Des comparaisons avec d'autres programmes de calcul ou avec des experiences ont ete effectuees
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Bourguignon, Elsa. "Dessalement de matériaux poreux modèles par la méthode des compresses." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00494321.
Full textAbstract:
Les compresses, pâtes humides appliquées sur un matériau poreux pour éliminer les sels, sont utilisées pour conserver le patrimoine architectural. Les mécanismes de transport de l'eau et des ions lors du dessalement ont été étudiés pour améliorer son efficacité. La cristallisation de chlorure de sodium dans des échantillons poreux modèles (frittés de billes de verre) a été entreprise pour maîtriser le processus de salage artificiel. Des compresses de kaolin, cellulose, granulat et eau ont été caractérisées pour étudier la relation entre formulation et propriétés. Des expériences de dessalement ont finalement été menées. L'imagerie par résonance magnétique nucléaire a permis d'obtenir la distribution spatiale de l'eau dans les différents éléments de manière non destructive. L'efficacité du dessalement est liée au comportement au séchage des systèmes qui dépend en partie de la microstructure du matériau. Le séchage du matériau avant la compresse semble conduire à la meilleure efficacité.
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Bourguignon, Elsa Sophie Odile. "Dessalement de matériaux poreux modèles par la méthode des compresses." Paris Est, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/49/43/21/PDF/EBourguignon_PhD_2009.pdf.
Full textAbstract:
En français : Les compresses, pâtes humides appliquées sur un matériau poreux pour éliminer les sels, sont utilisées pour conserver le patrimoine architectural. Les mécanismes de transport de l'eau et des ions lors du dessalement ont été étudiés pour améliorer son efficacité. La cristallisation de chlorure de sodium dans des échantillons poreux modèles (frittés de billes de verre) a été entreprise pour maîtriser le processus de salage artificiel. Des compresses de kaolin, cellulose, granulat et eau ont été caractérisées pour étudier la relation entre formulation et propriétés. Des expériences de dessalement ont finalement été menées. L'imagerie par résonance magnétique nucléaire a permis d'obtenir la distribution spatiale de l'eau dans les différents éléments de manière non destructive. L'efficacité du dessalement est liée au comportement au séchage des systèmes qui dépend en partie de la microstructure du matériau. Le séchage du matériau avant la compresse semble conduire à la meilleure efficacitéEn anglais : Poultices, wet adhesive pastes applied to porous materials to draw out salts, are used in the in situ conservation of built heritage. This study aims to better understand the mechanisms of water and ion transport during desalination to improve its efficiency. Sodium chloride crystallization in laboratory-made model porous samples (sintered glass beads) was carried out to master the artificial salting process. Poultices made of kaolin, cellulose, aggregates, and water were characterized to investigate the relationship between their formulation and their properties. Finally, desalination experiments were conducted. Nuclear magnetic resonance imaging was used throughout the studies to obtain the spatial distribution of water in the different elements non-destructively. Desalination efficiency is related to the system drying behavior which, in turn, depends partly on the material microstructure. Drying of the material before the poultice seems to lead to greater desalination efficiency
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Bénazet, Stéphane. "Apport de la modélisation moléculaire aux matériaux energétiques." Aix-Marseille 2, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX22009.
Full text
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Troadec, Hervé. "Texture locale et plasticité des matériaux granulaires." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20119.
Full text
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Liu, Jun. "Sur de nouveaux verres conducteurs ioniques de l'argent : matériaux, modèles, applications." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00620693.
Full textAbstract:
Etude des systèmes AgI-Ag2S-As2S3, Ag2S-AgPO3 et TlnY-AgPO3 (Y = I, S). Les propriétés thermiques, chimiques, électriques sont étudiées. Les corrélations entre ces propriétés et la structure déterminée par spectroscopie infrarouge ont été établies. Les potentialités d'applications de ces nouveaux électrolytes ont été étudiés.
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Cao, Lingling. "Analyse mathématique de modèles de structures électroniques de matériaux avec défauts." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1028.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l’analyse mathématique de modèles de structures électroniques de matériaux présentant des défauts, elle contient trois sujets différents. Dans le chapitre 2, nous étudions l’état fondamental d’un défaut étendu dans une mer de Fermi. Dans le chapitre 3, nous nous intéressons à la description mathématique de la jonction de deux matériaux quasi unidimensionnels. Dans le chapitre 4, nous construisons un cadre mathématique pour la dynamique d’un réseau cristallin de taille infinie, dans l’approximation de Born-Oppenheimer, dans laquelle l’électron est couplé à la dynamique nucléaireThis thesis focuses on the mathematical analysis of electronic structure models for materials with defects.It contains three different topics. In Chapter 2 we study the ground state of an extended defect in a Fermisea. In Chapter 3 we are interested in the mathematical description of the junction of two perfect quasi onedimensional materials. In Chapter 4 we construct a mathematical framework for a lattice dynamics underthe Born-Oppenheimer approximation, where electrons are coupled with the nuclear dynamics
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Joliff, Yoann. "Etude expérimentale et numérique des propriétés d'élasticité de matériaux modèles hétérogènes." Limoges, 2006. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/2a4370fc-c301-4729-ac60-860e0d601595/blobholder:0/2006LIMO4072.pdf.
Full textAbstract:
Le comportement thermomécanique des matériaux réfractaires dépend fortement des valeurs de leur module d’Young. Cependant leur microstructure, toujours complexe, rend difficile la compréhension de l’influence de la température sur le module d’élasticité. Ce travail s'intéresse aux propriétés d’élasticité, en fonction de la température, de matériaux réfractaires réels, par l'étude de matériaux modèles biphasés (matrice de verre et inclusions d’alumine). Le différentiel de dilatation thermique non nul présent dans ces matériaux génère des décohésions aux interfaces matrice/inclusions. L’absence de modèle analytique capable de prédire la valeur du module d'Young apparent de ces matériaux, nous a conduits à utiliser une approche numérique basée sur la méthode des éléments finis. Des modèles numériques mono et multi-inclusionnaire(s) soumis à des sollicitations thermiques ont été étudiés. La variation de température (ascendante et/ou descendante) induit un endommagement à l’interface matrice/inclusion. Le module d’Young de ces échantillons est alors estimé en simulant un essai de compression et/ou de traction. En parallèle, des valeurs expérimentales du même paramètre sont obtenues par une technique ultrasonore permettant de suivre in situ l’évolution du module d’Young en fonction de la température. La confrontation des résultats numériques et expérimentaux pour des échantillons de mêmes teneurs en inclusions est généralement très satisfaisante et valide ainsi la démarche adoptéeThe thermomechanical behavior of refractory materials strongly depends on the values of their Young's modulus. However their microstructure, always complex, makes difficult the comprehension of the temperature influence on their elastic moduli. This work is devoted to the study of the temperature dependance of the elastic properties of real refractory materials, by means of the study of bi-phased model materials (glass matrix and alumina inclusions). The thermal mismatch in the thermal expansion coefficients of the material components induces debondings at the matrix/inclusions interfaces. The lack of analytical model able to predict the apparent Young's modulus value of such materials, led us to implement a numerical approach using the finite element method. Numerical models containing one or many inclusion(s) are subjected to thermal loadings which damage the matrix/inclusion(s) interface because of the temperature variation imposed (increase and/or decrease). Then, the Young's modulus of these materials is estimated by simulating a compression and/or tension test. Moreover, experimental values of the same parameter are obtained by an ultrasonic technique making it possible to follow in situ the evolution of the Young's modulus according to the temperature. The comparison of the numerical and experimental results for samples exhibiting the same inclusions contents is generally very satisfactory and thus valids the approach developed in the present work
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Tessier-Doyen, Nicolas. "Etude expérimentale et numérique du comportement thermomécanique de matériaux réfractaires modèles." Limoges, 2003. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/6053bd07-6cc3-4e47-b2cd-93801a27e7b2/blobholder:0/2003LIMO0030.pdf.
Full text
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Trinh, Duy Khanh. "Méthodes d'homogénéisation d'ordre supérieur pour les matériaux architecturés." Paris, ENMP, 2011. https://pastel.hal.science/pastel-00677046.
Full textAbstract:
L'homogénéisation classique par un milieu de Cauchy a rencontré de nombreux succès dans l'étude des matériaux hétérogènes. Elle connaît toutefois des limites lorsque le chargement macroscopique appliqué varie sur des longueurs qui sont de l'ordre de la taille des hétérogénéités en présence. C'est notamment le cas en présence de forts gradients de sollicitation, par exemple lors de la flexion de matériau sandwich. L'objectif de l'homogénéisation par des milieux continus généralisés est de remédier à ces limitations et d'étendre la validité de l'approche continue au--delà de l'hypothèse stricte de séparation des échelles. Il y a eu beaucoup d'avancements pendant les 10 dernières années dans le même domaine de recherche. Les contributions développent essentiellement la modélisation multi-échelle des matériaux par le modèle du milieu de Cosserat (ou milieu micropolaire), du milieu du second-gradient, du milieu à couples de contraintes et récemment du milieu micromorphe. La modélisation multi-échelle est réalisée par plusieurs méthodes: soit avec la technique numérique de moyenne sur un VER, soit avec des méthodes de développements asymptotiques, soit par des méthodes plus empiriques. Ma contribution suit la technique d'utilisation des moyennes des champs locaux, avec l'intention de chercher une méthode pas trop lourde mais systématique pour modéliser les matériaux composites par un milieu continu généralisé. La motivation de cette méthode est sa bonne applicabilité à toute micro-structure, et aussi d'être applicable relativement simplement au comportement non--linéaire (comportement élasto-plastique)Standard homogenization with Cauchy medium has got many successes in heterogeneous material study. However, it is limited when the characterised length of applied macroscopic loadings is at the same order of material's heterogeneities; in particular in case of grand gradient solicitation, for instance in sandwich bending case. The homogenization with generalized continua is then necessary to overcome these limits and extend the validation of homogenization approach out of strict scale separation condition. There are recently much progression in this domain; the contributions have developed mainly material multi-scale modelling by Cosserat (or micropolar) medium, by second gradient medium, by couple-stress medium and recently by micromorphic continuum. There is many methods for multi-scale modelling an heterogeneous material : computational average on RVE; asymptotic developement method or empirical methods. My contribution follows the local fields average technique, with the purpose of looking for a new method which is not so complicated but systematically enough for modelling composite material by generalized continuum media. Motivation of this method is its good applicability to any micro--structure, and also relatively simple to apply non-linear behavior (elasto-plastic behavior)
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Gaétane, Ceglia. "Elaboration et caractérisation de matériaux polymères poreux modèles à base d'émulsions contrôlées." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731266.
Full textAbstract:
Des mousses de polymères modèles sont élaborées à partir d'émulsions afin d'en étudier les propriétés. De telles mousses sont intéressantes dans des applications variées d'amortisseurs (sécurité passive), de filtres ou d'isolation. Les objectifs de cette étude sont de comprendre l'origine des propriétés mécaniques des mousses et d'identifier les paramètres structuraux les plus pertinents. Pour cela, la première étape consiste en la fabrication de mousses de morphologies contrôlées à partir d'émulsions monodisperses très concentrées. Par polymérisation de la phase continue des émulsions, des mousses solides modèles à taille de cellules contrôlées et de porosité ouverte sont obtenues. Ensuite la structure de ces matériaux poreux est analysée et comparée à celle des émulsions initiales. Enfin, ces mousses sont caractérisées mécaniquement en compression. Nous présentons les résultats obtenus en variant de manière contrôlée la taille des pores et leur fraction volumique et les confrontons aux modèles existants.
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Fournier, Nancy. "Modèles d'angiogénèse dans des matériaux biologiques, études in vitro et in vivo." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq25405.pdf.
Full text
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Babout, Laurent. "Etude par tomographie X et modélisation de l'endommagement de matériaux métalliques modèles." Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0074/these.pdf.
Full textAbstract:
La tomographie X permet de caractériser en volume et de manière non destructive l'endommagement des matériaux. A ce titre, elle a récemment ouvert de nouvelles perceptives par rapport aux techniques classiques utilisées jusqu'alors pour caractériser cet endommagement. Notre objectif a donc été de mettre en évidence grâce à cette technique les effets des propriétés élastoplastiques de la matrice et de la fraction volumique d'inclusions sur les premiers stades de l'endommagement lors d'essais de traction monotone sur des matériaux métalliques hétérogènes. Notre choix s'est porté sur des composites modèles : particules céramiques sphériques (ZrO2/SiO2) de taille peu dispersée et réparties de manière homogène, avec différentes fractions volumiques (4% et 20%), dans différentes matrices métalliques (aluminium pur commercial et alliage d'aluminium 2124). L'analyse quantitative fine des observations expérimentales a été mise à profit notamment pour identifier, à partir d'une approche théorique fondée sur le calcul de différents champs locaux présents dans les inclusions ou aux interfaces, les critères d'amorçage susceptibles de gouverner la rupture ou la décohésionX ray tomography is a non destructive technique which permits to characterise materials damage in three dimensions. Rightly, this technique opens new scientific views in relation to classical means used until now to study damage events. The aim of this work was to highlight thanks to this new technique the effect of matrix elastoplastic properties and reinforcement volume fraction on damage initiation during monotonic tensile tests in heterogeneous metal materials. Our choice was concerned with model composites : ceramic spherical particles with low scattered size homogeneously dispersed with different volume fraction (4% and 20%) in different metal matrixes (commercially pure aluminium and 2124 aluminium alloy). Meticulous quantitative analyses of experimental observations have been provided, in particular to identify, with a theoretical approach based on different local field calculations (stress, strain or energy) inside particles or at particle/matrix interface, initiation criteria which are able to govern particle cracking or debonding
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Aymard-Vinet, Corinne. "Modèles tridimensionnels d'endommagement de matériaux composites à matrice céramique en dynamique rapide." Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10561.
Full textAbstract:
L'objet de cette recherche est la modelisation de l'endommagement des materiaux composites a matrice ceramique, soumis a des sollicitations dynamiques. Apres une analyse phenomenologique du comportement a l'impact de ces materiaux, plus particulierement d'une ceramique renforcee par des fibres courtes et d'un stratifie a matrice vitroceramique, des outils mathematiques capables de decrire le comportement non-lineaire de ces materiaux ont ete mis en place dans le code explicite lagrangien dyna3d. La recherche s'est articulee autour de trois points. ? Un modele d'endommagement micromecanique, prenant en compte l'anisotropie induite par le chargement et le caractere unilateral des ceramiques a ete construit pour reproduire le comportement des materiaux fragiles. Cet endommagement est evolutif et tridimensionnel. ? Un algorithme de contact-impact, permettant en particulier de modeliser le delaminage pour un composite stratifie, a ete introduit dans le code dyna3d. Il s'appuie sur la resolution d'un probleme non-lineaire de riemann a l'interface interlaminaire. ? Pour completer la modelisation d'un stratifie a matrice vitroceramique, un modele d'endommagement intralaminaire a ete developpe en considerant l'evolution de la multifissuration de la matrice et la rupture statistique des fibres au sein des plis unidirectionnels.
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Ceglia, Gaétane. "Élaboration et caractérisation de matériaux polymères poreux modèles à base d’émulsions contrôlées." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14462/document.
Full textAbstract:
Des mousses de polymères modèles sont élaborées à partir d’émulsions afin d’en étudier les propriétés. De telles mousses sont intéressantes dans des applications variées d’amortisseurs (sécurité passive), de filtres ou d’isolation. Les objectifs de cette étude sont de comprendre l’origine des propriétés mécaniques des mousses et d’identifier les paramètres structuraux les plus pertinents. Pour cela, la première étape consiste en la fabrication de mousses de morphologies contrôlées à partir d’émulsions monodisperses très concentrées. Par polymérisation de la phase continue des émulsions, des mousses solides modèles à taille de cellules contrôlées et de porosité ouverte sont obtenues. Ensuite la structure de ces matériaux poreux est analysée et comparée à celle des émulsions initiales. Enfin, ces mousses sont caractérisées mécaniquement en compression. Nous présentons les résultats obtenus en variant de manière contrôlée la taille des pores et leur fraction volumique et les confrontons aux modèles existantsPolymer foams are cellular materials commonly used for safety applications in many industrial sectors (aeronautic, passive safety, gears…). To even improve their performances, the link between their structural parameters (cell sizes, density...) and their mechanical behaviour should be better understood and modelled. A way of producing such foams is to polymerize the continuous phase of highly concentrated emulsions. The advantage of such an emulsion-based strategy is that it becomes possible to take advantage of the good control over emulsion parameters (drop size, dispersed phase volume fraction, continuous phase composition) to elaborate model foams with cells and pores having narrow size distributions. The production of model foams makes it possible to determine independently the influence of each parameter on the compression modulus and to compare the results with existing models
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Muthali, Ajmalghan. "Calculs de structures électroniques et modèles thermodynamiques pour les matériaux d'intérêt énergétique." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0353.
Full textAbstract:
Le réacteur international thermonucléaire experimental ITER est en cours de construction à Cadarache dans le but de démontrer la faisabilité de la fusion nucléaire contrôlée sur Terre pour la production d’énergie propre et durable. Le tungstène (W) qui est le matériau choisi pour le revêtement des parois d’ITER recevra au cours de son fonctionnement d’importants flux de particules comprenant les isotopes de l’hydrogène (IH). Plusieurs questions fondamentales liées au fonctionnement d'ITER restent en suspens, notamment des questions relatives à l'interaction entre IH et PFM. Celles-ci conduiront à endommager la surface de l’enceinte, posant des risques de sécurité et pouvant conduire à l’arrêt du réacteur. L'objectif de cette thèse est donc de répondre au moins en partie à ce questionnement au moyen de calculs de structure électronique dans la théorie de la densité fonctionnelle (DFT). Le manuscrit comprend six chapitres mais peut être divisé en trois parties principales. Dans la première, les géométries d’adsorption de plus basse énergie sont déterminées par DFT pour les surfaces W(110) et W(100) et pour des taux de couverture compris entre la surface nue et la saturation. Enfin, la troisième partie traite de la diffusion de l’hydrogène dans la sous-surface du tungstène et du mécanisme de recombinaison de l’hydrogène sur les surfaces W(110) et W(100). Ces deux mécanismes ont été déterminés en fonction du taux de couverture de la surface dont l’impact sur les profils énergétiques s’est révélé crucialITER - International Thermonuclear Experimental Reactor - is built in Cadarache, is designed to demonstrate the feasibility of controlled nuclear fusion on earth for the production of clean and sustainable energy. Tungsten (W), the chosen plasma facing-material (PFM) for divertor will be irradiated by a high flux of particles including hydrogen isotopes (HIs) during its operation. Several fundamental issues related to the operation of ITER remain open, including questions concerning the interaction HI and PFM which damages the surface of the vessel, increases the risk of hazard and prevents fusion from occurring. This is the aim of this Ph.D. thesis by means of electronic structure calculations within the density functional theory (DFT). While the manuscript consists of six chapters, it can be grouped into three main parts. In the first one, we investigate hydrogen coverage on the tungsten W(110) and W(100) surfaces via periodic DFT, providing the most stable configurations that hydrogen forms on the surface, step-wise, from the bare surface up to saturation. Since DFT data are only valid at a temperature of 0K, we followed in the second part a statistical approach to make the surface coverage temperature and pressure dependent. In the last part of this document, we focus on the mechanism of hydrogen diffusion in the sub-surface and on the recombination of molecular hydrogen on top of both surfaces. In particular, we explore the surface-coverage dependency of these mechanisms and how it affects their energetics and related kinetics
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Preechawuttipong, Itthichai. "Modélisation du comportement mécanique de matériaux granulaires cohésifs." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20033.
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Faraoun, Houda Imane. "Modélisation des propriétés thermomécaniques des matériaux abradables." Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2008.
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Les joints abradables sont conçus pour le contrôle des fuites de gaz entre parties statiques et tournantes dans les turbines et les compresseurs. La bonne abradabilité implique une certaine absence de rigidité, et une dureté suffisante pour résister à l'érosion, l'oxydation, la corrosion, le choc thermique et la combustion spontanée. Les abradables consistent en un mélange de différents éléments structuraux : matrice métallique, une phase de lubrifiant solide et un taux contrôlé de porosité. Le développement de la composition et de la structure des abradables a toujours été principalement empirique alors que les études théoriques se résument en peu de modèles schématiques établis sur des observations expérimentales. Dans cette thèse, nous initions un modèle qui servira à l'amélioration des structures des abradables. C'est une partie d'une plus large activité de recherche dans le cadre d'un projet européen visant à développer des abradables avec une durée de vie améliorée par le contrôle de la microstructure et son impact sur le comportement mécanique. La première activité était d'acquérir une compréhension supplémentaire de la relation entre l'abradabilité et la structure par le biais de description théorique améliorée. Une procédure d'analyse d'image est développée pour quantifier les paramètres géométriques des éléments structuraux. Elle est ensuite utilisée pour estimer quantitativement les propriétés thermomécanique de quelques revêtements de référence par la méthode des éléments finis. Une approche pour la prédiction des propriétés pour des revêtements avant leur réalisation est proposée et les outils de simulation nécessaires pour son application sont développésAbradable seals are made for gas flux control in turbines and compressors. Good abradability implies reasonably low rigidity and sufficient hardness to resist to erosion, corrosion, oxidation, thermal choc and spontaneous combustion. Abradable materials consistent of a mixture of several structural elements: metallic matrix, solid lubricant phase and controlled amount of porosity. The development of composition and structure of abradables was until now mostly empirical using wear-maps, when theoretical studies resume to few schematic models established on experimental observations. In this thesis, we initiate a model that serves to structure improvement of abradables. It's a part of larger research activity within a European project aiming at developing enhanced abradables coatings by controlling the microstructure and its impact on mechanical properties. The first activity was to acquire more understanding on the relation between abradability and structure using morphological description of coatings. An image analysis approach was developed to quantify the geometrical parameters of structural elements. It is then used to get quantitative thermomechanical properties of some reference coatings by means of finite element analysis. A procedure for properties prediction for coatings before their spraying is proposed and the simulation tools necessary to its application created
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Samson, Éric. "Modélisation numérique du transport ionique dans les matériaux cimentaires non saturés." Doctoral thesis, Université Laval, 2005. http://hdl.handle.net/20.500.11794/18188.
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Chabot, Armelle. "Analyse des efforts à l'interface entre les couches des matériaux composites à l'aide de modèles multiparticulaires de matériaux multicouches (M4)." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00197853.
Full textAbstract:
La thèse a pour but de concevoir un outil simple d'utilisation, pour l'ingénieur, capable d'analyser les champs de contraintes tridimensionnels responsables de délaminage au bord ou de fissuration transverse dans les matériaux multicouches. Dans la première partie du mémoire, nous construisons des modélisations multiparticulaires (M4) à partir de champs de contraintes tridimensionnels approchés écrits sous forme de polynômes de Legendre en z par couche. Les coefficients de ces polynômes sont des champs en (x,y) reliés aux efforts généralisés. Nous utilisons la formulation d'Hellinger-Reissner pour en déduire les déplacements et les déformations généralisées associées. Par stationnarité de la fonctionnelle, nous donnons les équations d'équilibre, les conditions aux limites et le comportement écrit en souplesse. La richesse plus ou moins grande des champs de contraintes approchés ainsi construit mène à 7n, 5n, 3n et (2n+1) (n: nombre de couches) équations d'équilibre dans le plan. Dans la seconde partie de la thèse, nous testons quatre modèles sur le problème de la traction simple pour des stratifiés non troués d'empilement quelconque et troués d'empilement (0°, 90°)s. Nous posons analytiquement les systèmes d'équations qui par combinaison se condensent en un système d'équations différentielles de degré 2 en y et dont la résolution se fait par le logiciel de calcul formel MATHEMATICA. Sur le cas du stratifié (0°, 90°)s non troué, nous montrons que l'énergie due aux efforts manquants dans les modèles réduits ne disparaît pas complètement mais est transférée sur celles des efforts restants. Dans le cas du modèle multiparticulaire M4_(2n+1)M (M: pour membrane) le plus simple, pour assurer l'équilibre global de la plaque, nous proposons un concept, généralisable, d'effort linéique de type Dirac dont l'intensité est relié au maximum des cisaillements au bord. Nous pensons que l'intensité du Dirac peut servir de base à un critère sur le délaminage.
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Logvinova, Kira. "Modèles mathématiques pour la diffusion en milieux poreux hétérogènes." Avignon, 2005. http://www.theses.fr/2005AVIG0501.
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Loiseau, Anthony. "Elaboration et caractérisation de nanocomposites modèles laponite/polyoxyde d'éthylène." Le Mans, 2006. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2006/2006LEMA1026.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour but d’élaborer et de caractériser des nanocomposites modèles à partir de polyoxyde d’éthylène (POE) et de particules d’argile de synthèse, la Laponite. L’élaboration fait intervenir un nouveau mode de préparation basé un concept de compatibilisation des particules en phase aqueuse ; préalablement au mélangeage en phase fondue. Des mesures de rhéologie, couplées à des expériences de diffraction des rayons X, ont démontré qu’il est possible d’obtenir une dispersion optimale des particules à l’état individuel, en compatibilisant les particules grâce à un greffage à saturation de polymère à leur surface. Des études de rhéologie ont mis en évidence les phénomènes pouvant intervenir dans l’origine de l’élasticité des nanocomposites. Suivant la masse molaire de la matrice polymère, le renforcement peut provenir soit d’un réseau tridimensionnel formé par les particules, soit d’une contribution de confinement des macromolécules à laquelle peut éventuellement s’ajouter un pontage interparticulaire. Les lois d’échelles reliant les modules élastiques et le seuil d’écoulement à la concentration en particules ont pu être établies. Des analyses thermiques ont mis en évidence le ralentissement de la cristallisation des chaînes de POE en en présence de Laponite. Les expériences de spectrométrie infrarouge et Raman ont souligné la présence d’une couche amorphe de polymère à la surface des particules expliquant le caractère non nucléant des particules et soulignant le rôle de l’interface matrice/particule sur le comportement thermique des nanocomposites à base de POEThis aim of this thesis is to elaborate and characterize model nanocomposites based on Polyethylene Oxide (PEO) and particles of Laponite, a synthetic clay. The elaboration brought in a new mode of preparation, based on a compatibilisation of the particles in aqueous phase, before melt mixing. Rheological studies as well as X-ray analyses have shown the efficiency of the compatibilisation concept. The best dispersion (up to individual particles) was obtained with a saturated coverage of end grafted polymer chains onto the surface of the Laponite particles. The origin of the melt elasticity has been attributed to various factors depending on the molecular weight of the matrix chains. For moderated molecular weights, the elastic character is ascribed to the formation of a network of dispersed particles, whereas contributions of chain confinement or chain bridging between particles are present with higher molecular weight matrices. Thermal analyses were performed in order to understand the effect of the Laponite particles on the crystallization of PEO chains. A non-nucleating behavior was concluded, and was proved by spectroscopic analyses (FTIR and Raman). Indeed, a layer of amorphous polymer was detected onto over the surface of the particles explaining the inhibition of the nucleating effect, often seen with nanoclays
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Inoubli, Rabi. "Synthèse, structure et propriétés viscoélastiques de polymères chargés modèles." Pau, 2005. http://www.theses.fr/2005PAUU3020.
Full textAbstract:
Les propriétés viscoélastiques de systèmes dispersés restent mal comprises, du fait d'une mauvaise compréhension de l'effet des interactions. Le but de l'étude est d'analyser les relations entre la structure et les propriétés de nanocomposites silice greffée/polyacrylate de butyle. Nous avons mis au point une nouvelle méthode de greffage par Polymérisation Radicalaire Contrôlée et "grafting from". Cela permet un contrôle de la masse molaire des chaînes greffées et de la densité de greffage. Nous pouvons ainsi réaliser l'étude d'un système modèle, en nous intéressant à l'influence des interactions stériques sur le comportement viscoélastique. Nous avons analysé les relations entre les interactions stériques, la fraction volumique de silice et l'organisation spatiale des charges par des mesures de diffusion de neutrons (DNPA). Ces expériences permettent de déterminer les caractéristiques microscopiques de la dispersion, elles montrent qu'il existe une transition entre les faibles fractions, où aucune corrélation entre particules n'est détectée et des fractions plus importantes (>4%) où un facteur de structure caractéristique est mesuré. Les études rhéologiques montrent que pour les faibles fractions, il existe deux relaxations: celle de la matrice et une secondaire dont nous avons déterminé l'origine. Lorsque la fraction volumique augmente, on observe le passage par un point de gel puis une transition liquide-solide pour une fraction volumique qui correspond à l'apparition du S(q) mesuré par DNPA. Au final, les particules se comportent comme des sphères dures, la transition liquide-solide est due à l'interpénétration des parties les plus extérieures des couches grefféesThe linear viscoelastic properties of dispersed systems such as filled polymers are still poorly understood, because of a lack of theoretical knowledge about the role of interactions between particles of the dispersed phase. The aim of this work is to investigate the structure/properties relationship of polybutylacrylate filled with grafted silica particles. The method used to synthesize the silica grafted particles (coupling between techniques of “grafting from” and “controlled radical polymerization”) allows to vary the length, density and molecular topology of the grafted polybutylacrylate layer. We are thus able to study model filled polymers, and more particularly the influence of steric interactions between particles on the linear viscoelastic behavior. We first investigated the link between steric interactions, volume fraction of silica, and the spatial organization of the particles in the matrix. SANS experiments clearly show a transition between low volume fractions, were no correlations between individual particles can be detected, and high volume fractions (4%), were a structure factor is measured, showing a spatial organization of the particles. We correlated these results to spectromechanic experiments on the same systems. We show a liquid-to-solid transition for volume fractions of the same order of magnitude as the one measured by SANS. This study on a model filled polymer shows that there are only steric interactions in this system. Particles have a hard sphère behavior and the liquide-solide transition is due to the interpenetrating of grafted polymer extern part
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Baril, Jérôme. "Modèles de représentation multi-résolution pour le rendu photo-réaliste de matériaux complexes." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00525125.
Full textAbstract:
L'émergence des périphériques de capture numériques ont permis le dé- veloppement de l'acquisition 3D pour numériser les propriétés d'un objet réel : sa forme et son apparence. Ce processus fournit une représentation dense et précise d'objets réels et permet de s'abstraire d'un processus de simulation physique coûteux pour modéliser un objet. Ainsi, les problématiques ont évolué et portent non plus uniquement sur la modélisation des caractéristiques d'un objet réel mais sur les traitements de données issues de l'acquisition pour intégrer une copie de la réalité dans un processus de synthèse d'images. Dans ces travaux de thèse, nous proposons de nouvelles représentations pour des fonctions d'apparence issues de l'acquisition dont le but est de dénir un ensemble de modèles multi-échelles, de faible complexité en taille, capable d'être visualisé en temps réel sur le matériel graphique actuel.
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Berrod, Quentin. "Relation structure - transport dans des membranes et matériaux modèles pour pile à combustible." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00981913.
Full textAbstract:
L'optimisation des performances d'une pile à combustible (PEMFC) requiert la compréhension microscopique des mécanismes de transport de l'eau et du proton confinés au sein de la membrane électrolyte polymère. La membrane est un matériau nanostructuré chargé, caractérisé par une dynamique de l'eau et du proton complexe et multi-échelle étroitement corrélée à la morphologie confinante. Nous nous sommes intéressés à la relation structure - transport dans i) L'Aquivion, un ionomère perfluorosulfonique récent présentant de bonnes performances en pile, ii) des systèmes " modèles " auto-assemblés de tensioactifs perfluorés formant des phases lamellaires et hexagonales et iii) une nouvelle membrane hybride préparée par dopage en tensioactif. La nano-structuration des différents systèmes a été étudiée par diffusion de rayonnement (X et neutrons), pour caractériser l'évolution de la structure (géométrie de la matrice hôte, taille de confinement) avec l'hydratation. Ensuite, nous avons sondé la dynamique de l'eau à l'échelle moléculaire (de la picoseconde à la nanoseconde) par diffusion quasi-élastique des neutrons (QENS) et à l'échelle micrométrique par RMN à gradients de champs pulsés. La comparaison membranes commerciales / systèmes modèles permet de discuter l'impact de la connectivité, du confinement et de la géométrie sur le transport ionique. Enfin, des membranes hybrides à fort potentiel ont été obtenues par dopage du Nafion et de l'Aquivion avec des tensioactifs. Ces nouveaux matériaux ouvrent une voie prometteuse pour la préparation de membranes polymères fortement anisotropes avec des chemins de conduction préférentiellement orientés.
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El, Maliki Anas. "Etude micromécanique des interfaces fibre de carbone/élastomère dans des matériaux composites modèles." Mulhouse, 1994. http://www.theses.fr/1994MULH0323.
Full textAbstract:
L'utilisation croissante de matériaux composites renforcés par des fibres de carbone et, principalement, ceux à base d'élastomères requiert la maîtrise des phénomènes interfaciaux entre la fibre et la matrice. Le but de cette étude est d'évaluer la capacité interfaciale de transfert de charge mécanique de la matrice à la fibre dans des composites modèles à monofilament au moyen du test de fragmentation. Des systèmes constitués de fibres de carbone de haute résistance et de matrices à caractère élastomère ont été étudiés. La plupart des résultats ont été analysés en accord avec un modèle récent reliant la résistance au cisaillement interfacial à l'énergie réversible d'adhésion W, montrant que les interactions physico-chimiques entre la fibre et la matrice déterminent, pour une large part, le comportement mécanique de l'interface. Cependant pour les systèmes fibre-matrice considérés, le résultat majeur est que les valeurs expérimentales DE s'écartent considérablement des prévisions théoriques. Les modèles micromécaniques retenus dans cette étude et concernant l'influence sur le processus de fragmentation soit d'un phénomène de friction apres décohésion interfaciale, soit de la contribution des énergies cohésives des matériaux en présence, n'ont pu expliquer que très partiellement les résultats obtenus. Lors du test de fragmentation, un effet viscoélastique dissipatif dépendant de la vitesse d'élongation et de la température, ne peut être totalement exclu, et montrerait si l'on se place dans l'analyse de de Gennes, que la vitesse du processus de rupture à l'interface fibre-matrice est élevée. Toutefois, l'hypothèse de la présence d'une interphase de type vitreux a toute température reste la plus prometteuse pour expliquer un tel comportement. Ces interphases, analysées également dans d'autres études, interviendraient alors sur le processus de fragmentation par le biais de leur module d'élasticite. L'ensemble des résultats obtenus a ainsi trouvé une explication logique. D'autre part, il est concevable que l'existence d'une telle couche interfaciale au voisinage des fibres puisse affecter les performances finales de tels matériaux
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Chabot, Armelle. "Analyse des efforts à l'interface entre les couches des matériaux composites à l'aide de modèles multi particulaires de matériaux multicouches (M4)." Marne-la-vallée, ENPC, 1997. http://www.theses.fr/1997ENPC9710.
Full textAbstract:
La thèse a pour but de concevoir un outil simple d'utilisation, pour l'ingénieur, capable d'analyser les champs de contraintes tridimensionnels responsables de délaminage au bord ou de fissuration transverse dans les matériaux multicouches. Dans la première partie du mémoire, nous construisons des modélisations multi particulaires (m4) à partir de champs de contraintes tridimensionnels approches écrits sous forme de polynômes de Legendre en z par couche. Les coefficients de ces polynômes sont des champs en (x, y) relies aux efforts généralises. Nous utilisons la formulation de Hellinger-Reissner pour en déduire les déplacements et les déformations généralisées associées. Par stationnarité de la fonctionnelle, nous donnons les équations d'équilibre, les conditions aux limites et le comportement écrit en souplesse. La richesse plus ou moins grande des champs de contraintes approches ainsi construit mène à 7n, 5n, 3n et (2n + 1) (n : nombre de couches) équations d'équilibre dans le plan. Dans la seconde partie de la thèse, nous testons quatre modèles sur le problème de la traction simple pour des stratifies non troues d'empilement quelconque et troues d'empilement (0\, 90\) s. Nous posons analytiquement les systèmes d'équations qui par combinaison se condensent en un système d'équations différentielles de degré 2 en y et dont la résolution se fait par le logiciel de calcul formel Mathématica. Sur le cas du stratifié (0\, 90\) s non troue, nous montrons que l'énergie due aux efforts manquants dans les modèles réduits ne disparaît pas complètement mais est transférée sur celles des efforts restants. Dans le cas du modèle multi particulaire m4-(2n + 1) m (m : pour membrane) le plus simple, pour assurer l'équilibre global de la plaque, nous proposons un concept, généralisable, d'effort linéique de type Dirac dont l'intensité est relie au maximum des cisaillements au bord. Nous pensons que l'intensité du Dirac peut servir de base à un critère sur le délaminageThe aim of the thesis is to design a tool for engineers simple to use which is able to analyze 3D stresses responsible for edge delamination or transverse crackings in multilayed materials. In the first part of the dissertation, we built Multiparticle Models (M4) from 3D approximate stresses written as Legendre's z polynomials layerwise. Polynomial coefficients are (x, y) fields which are connected to generalized stresses. We use Hellinger-Reissner's formulation to deduce displacements and associate generalized strains. Writing the formulation stationary, we give equilibrium equations, boundary conditions and constitutive laws. According to the different approximate stress fields, we have 7n, 5n, 3n and (2n+1) (n: layer number) plane equilibrium equations. In the second part of the thesis, we test four models concerning the problem of the boundary traction conditions on any angles laminates and (0°, 90°)s laminate with circular opening. We write analytically the systems of equations which condense on y second order of differential system of equations and whose resolution is performed by MATHEMATICA. On (0°, 90°)s laminate without hole, we show that miss stresses energy of reduced models do not disappear but is transferred on these still remaining stresses. On the simplest Multiparticle Model M4_(2n+1)M case, to ensure a global equilibrium of laminate, we propose a concept, which can be applied generally, of Dirac lineic stress whose intensity is connected with the maximum of edge shear stress. We think that it can be used as the essential information in order to define a criterion of delamination
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Thieulot-Laure, Emmanuelle. "Méthode probabiliste unifiée pour la prédiction du risque de rupture en fatigue." Cachan, Ecole normale supérieure, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01199575v1.
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Une des sources principales dʹaléa en fatigue est la présence de défauts dans le matériau. Pour établir les spécifications sur la propreté inclusionnaire d’un matériau, il faut pouvoir lier la probabilité de présence des défauts par taille et le risque de rupture par fatigue des composants. Les travaux de Kitagawa et Takahashi permettent de distinguer deux domaines en termes de dimensions de défauts vis à vis du risque de rupture par fatigue : celui des petits défauts, dans lequel la limite dʹendurance est indépendante de la dimension des défauts et celui des grands défauts où la dimension des défauts est généralement prise en compte dans le cadre de la MLER. Lorsque les distributions de défauts couvrent les deux domaines, il faut disposer dʹun modèle probabiliste continu en termes de dimensions de défauts. Pour cela nous avons développé un critère de fatigue « unifié » en termes de dimension de défauts. Il sʹagit dʹun critère de non‐propagation (les défauts sont supposés pré‐exister dans la structure) construit à partir dʹune énergie élastique de cisaillement critique en pointe de fissure. Cette énergie est calculée à lʹaide des champs asymptotiques de la MLER étendus à lʹordre supérieur (contrainte T), pour être applicable aux défauts de petites dimensions. Le critère est continu en termes de dimension de défaut et faiblement dépendant de leur taille lorsqu’elle diminue. Représenter le défaut par une fissure, classe le critère proposé dans la catégorie des critères à plan critique. Et, à travers la contrainte T, le critère est sensible au caractère multiaxial du chargement et répond comme le critère de Dang Van pour les très petits défauts. Le caractère probabiliste du risque de rupture par fatigue est alors introduit naturellement dans ce critère via les distributions de dimensions de défauts, en appliquant lʹhypothèse du maillon faible. Mais l’aléa lié à l’interaction entre les défauts et la microstructure intervient également. La dernière partie de notre étude s’est donc centrée sur l’analyse de la fluctuation des contraintes d’origine microstructurale et son influence sur la distribution des contraintes seuils de non‐propagation des défauts. Cette fluctuation induit une dispersion notable du seuil de non‐propagation pour des micro‐fissures dont la dimension est proche d’une dizaine de grains, puis lʹeffet disparaît progressivement avec lʹaugmentation de la dimension du défautOne of the main sources of randomness in fatigue is the presence of defects in the material. So as to establish specifications about the material cleanliness, i. E. The distribution of inclusion sizes, the relation between the defect size and the risk of failure should be established. The pioneering results of Kitagawa and Takahashi have established that two domains can be distinguished: when defects are small, the endurance limit does not vary with the defect size. Endurance models are therefore expressed within the framework of continuum mechanics. On the contrary, the size of large defects should be accounted for, which is usually done within the framwork of linear elastic fracture mechanics. When the distributions of defects are wide, an accurate prediction of the failure probability requires a unified fatigue criterion in terms of defects sizes. Therefore, a non‐propagation criterion was developed. It is based on a critical elastic distortional energy around the crack tip and includes higher order terms (Tstress) of LEFM asymptotic fields, so as to be applicable to smaller defects. This criterion responds like the Dang Van criterion for small defects and like a non‐propagation threshold stress intensity factor for large defects. The probably of failure is then determined using the weakest link theory from the statistic distribution of defects sizes. However, when defects are small, their non‐propagation threshold becomes sensitive to the local environment of the defect. Therefore, the last part of this thesis concerns the fluctuation of stresses within the microstructure and its effects on the non‐propagation threshold of defects. This “microstructural” fluctuation induces a dispersion of the non‐propagation threshold, when defects have a dimension below ten grains and then vanishes progressively with the inverse of the squareroot of the defect size, when this defect size increases
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Idrac, Jonathan. "Comportement électrochimique d'alliages modèles binaires aluminium-cuivre." Toulouse, INPT, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000191/.
Full textAbstract:
Cette thèse propose une étude du comportement électrochimique d'alliages modèles binaires aluminium-cuivre. Les alliages binaires aluminium-cuivre ont été synthétisés par pulvérisation cathodique. Ainsi, des alliages modèles dont la composition varie de 0,1 à 100 % at Cu ont été préparés en couches d'environ 450 nm d'épaisseur. Une bonne corrélation a été obtenue entre les différentes phases métalliques mises en évidence et le diagramme de phase à l'équilibre. L'évolution de la microstructure selon la composition chimique a alors révélé que la phase θ-Al2Cu (33 % at Cu) jouait un rôle majeur. De la même manière, l'étude du comportement électrochimique de ces alliages en milieu sulfate a été corrélé à l'évolution de la microstructure. Pour une composition proche de celle de la phase θ-Al2Cu, une transition est à nouveau observée en terme de comportement électrochimique. Le couplage galvanique entre des alliages modèles contenant les phases α-Al et θ-Al2Cu montre que la phase anodique α se passive alors que des piqûres sont observées sur la phase cathodique θ-Al2Cu. La seconde partie de la thèse concerne l'étude chimique et structurale des films anodiques développés sur ces alliages. A partir d'une teneur de 0,2 % at Cu de l'alliage, l'anodisation conduisait à un enrichissement en cuivre d'environ 2 nm d'épaisseur juste sous le film anodique. Pour des alliages suffisamment riches en cuivre, il est apparu que le cuivre présent dans l'alliage peut s'oxyder. En effet, à partir d'une teneur d'environ 2 % at Cu, les courbes d'anodisation ne sont plus linéaires et les analyses RBS révèlent une différence entre la teneur en cuivre de l'enrichissement calculée et mesurée. C'est donc à partir de cette composition que le cuivre de l'enrichissement commence à s'oxyder et des bulles d'oxygène sont alors observées conduisant à une structure défectueuse des films anodiques. Il existe alors une nette transition dans le comportement électrochimique de ces alliages anodisésThis work is devoted to a study of the electrochemical behaviour of binary aluminiumcopper model alloys. Binary aluminium-copper alloys were deposited using physical vapour deposition PVD. Like that, the model alloy layers containing 0. 1 to 100 at % Cu were prepared to a thickness about 450 nm. A good correlation has been established between the metallurgical phases into these alloys and the equilibrium phase diagram. The microstructure evolution with chemical composition has then revealed a strongly influence of the θ-Al2Cu phase (33 at % Cu). In the same way, the electrochemical behaviour of these alloys in a sulphate media was correlated to the evolution of their microstructure. For a composition close to that of θ-Al2Cu phase (33 at % Cu), a transition of the electrochemical behaviour was again observed. Galvanic coupling between model alloys containing both α-Al and θ-Al2Cu phases shows that the anodic α phase remained in the passive state whereas pits were observed on cathodic θ-Al2Cu phase. The second part of this work concerns the chemical and structural studies of the anodic films grown on these alloys. From 0. 2 at % Cu in alloy, anodizing led to a copper enrichment just beneath the film in a 2 nm thin thick layer. For a sufficient copper content in the alloy, oxidation of copper was observed. From 2 at % copper content, the voltage-time response during anodizing wasn't linear and the RBS analysis revealed a difference between the calculated and measured values of the enrichment copper content. Then, from this composition copper is oxidised and incorporated into the film and oxygen bubbles are formed leading to a defective structure of anodic films, which has a strong influence on the electrochemical behaviour of these anodized alloys.
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Galandon, Antoine. "Mise en œuvre et stabilité de matériaux bio-sourcés thermoplastiques expansés." Rouen, 2010. http://www.theses.fr/2010ROUES015.
Full textAbstract:
Il a été récemment montré qu'il était possible d'obtenir des films thermoplastiques biodégradables composés principalement de farine de blé. Dans ce travail nous nous intéressons aux possibilités de réaliser des matériaux expansés à partir d'une matière similaire. En adaptant les compositions d'un mélange de plastifiants, d'anti-agglomérants, d'expanseurs et de farine de blé (issue de sous-produits de la production de blé alimentaire), nous montrons qu'il est possible de mettre en œuvre des matériaux expansés biodégradables. À partir d'analyses réalisées sur des films extrudés non expansés, nous avons pu observer qu'une séparation de phase s'opère lors de la mise en œuvre de nos matériaux. Ces deux phases sont dépendantes du type et de la quantité de plastifiants. Nous avons un matériau présentant au moins une phase amorphe, une phase vitreuse et une phase cristalline. L'influence de la silice a été également étudiée par rapport aux propriétés mécaniques et aux dynamiques moléculaires du matériau. Les résultats montrent que les comportements observés sont comparables aux comportements des polymères synthétiques. L'ensemble de ces résultats nous a ensuite permis d'étudier l'expansion de ce matériau. Les paramètres d'extrusion, comme par exemple la température, ou la vitesse de vis sont étudiés. Nous avons pu montrer que le matériau montre une expansion qui passe par un maximum dont la valeur va dépendre des paramètres d'extrusion, du type d'extrudeuse, mais aussi de la composition du matériau et de sa structureIt has been recently shown it was possible to obtain biodegradable thermoplastics films based on wheat flour. In this work, we try to get expanded materials with similar matter. By adapting composition of a melt of plasticizers, anti-binding agent, expandable agent and wheat flour (by product of the food production), we show it is possible to bring onto play biodegradables expanded materials. From analysis realized on non expanded extrudates, we observed that a phase separation occurs when we prepare our materials. These phases are depending on the type and the quantity of plasticizers. We have a material showing at least one amorphous phase, one vitreous phase and a crystalline phase. The influence of silica has been also studied as a function of the mechanical properties and the molecular relaxation of the material. These results show the behaviour observed are comparable to that of the synthetic polymers. Then all these results have been used to study the expansion of this material. The extrusion parameters, like temperature, screw rotation speed have been studied. We have shown the material goes by a maximum of expansion which depends on the extrusion parameters, the extrusion machine, the composition of the melt and its structure
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Ahmiedi, El Hadj. "Etude de la propagation des fissures en milieu viscoélastique : applications aux enrobés bitumeux." Limoges, 1994. http://www.theses.fr/1994LIMO0035.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la fissuration des enrobes bitumineux utilises en construction routiere. Dans une premiere partie, nous rappelons les equations formulant la loi de comportement du materiau, dans le cadre de la viscoelasticite lineaire. Nous exposons les differentes techniques d'identification, ainsi que les procedures d'analyse des structures. En ce qui concerne ce dernier point, l'accent est mis sur deux approches: le principe de correspondance de schapery et la technique de la transformee de laplace. Le principe de correspondance est ensuite applique a la description du champ mecanique en milieu viscoelastique. On termine partie par l'etude de la vitesse de propagation en fatigue ; une loi de type paris, dont les parametres sont a identifier, est retenue. Dans seconde partie, sont presentees les differentes techniques experimentales ; cette revue generale nous a amene a mettre au point un nouvel essai, entierement concu et realise au laboratoire, adapte aux essais de fissuration des enrobes. Le dispositif experimental est decrit, ainsi que la modelisation numerique utilisee pour determiner les facteurs d'intensite de contraintes. Le couplage des mesures et de la modelisation conduit a deux procedures d'identification des parametres, en mode d'ouverture et en mode mixte. La derniere partie est consacree a la presentation des resultats concernant deux materiaux interessant notre partenaire industriel. Nous proposons une nouvelle formulation du facteur d'intensite de contraintes effectif en mode mixte, utilisant les parametres de fatigue determines en mode i, qui permet d'estimer la duree de vie d'une structure soumise au trafic et aux variations thermiques
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Mady, Franck. "Modélisation des phénomènes de transport et des effets de charge dans les matériaux isolants." Nantes, 2002. http://www.theses.fr/2002NANT2026.
Full textAbstract:
Les propriétés fondamentales des matériaux isolants ainsi que leurs performances technologiques sont fortement influencées par les charges électriques qu'ils ont accumulées en leur sein. Ces charges, qui apparaissent suite aux diverses contraintes subies par le solide engendrent en effet un champ électrique qui favorise le vieillissement et le claquage du matériau. L'éradication de ces effets préjudiciables passe par une bonne compréhension des mécanismes de charge. On propose ici une étude théorique du transport de porteurs de basse énergie (électrons ou trous) dans les isolants. Les interactions avec les phonons jouent dans ce domaine un rôle primordial, conduisant, selon l'intensité du couplage, à la création ou l'annihilation de phonons réels, ou encore à l'auto-localisation des porteurs. Ce travail permet de modéliser les deux expériences de base retenues pour l'étude des effets de charge : les méthodes de miroir électrostatique et de déclin de potentiel. S'agissant tout d'abord des expériences miroir, la simulation Monte-Carlo du bombardement d'une cible isolante avec un faisceau d'électrons de grande énergie conduit à un schéma réaliste pour la répartition des charges implantées. Elle permet ainsi d'avancer une méthode simple d'interprétation des données expérimentales. Une modélisation détaillée du transport des charges occupant le bas de la bande de conduction ou le haut de la bande de valence est ensuite présentée. Des processus de transport par bande et par sauts sont envisagés. Dans les deux cas, l'influence des défauts (pièges) est clairement précisée. Ce travail est mis à profit pour élaborer une description théorique des expériences de déclin de potentiel. Celle-ci permet de mettre en évidence l'influence des différents mécanismes de transport considérés sur les comportements expérimentaux observésThe fundamentals properties of insulating materials as well as their technological performances are strongly influenced by the electric charges they have stored. The charging-up of the insulator can be provoked by various stresses suffered by the sample. It is responsible for the appearance of an electric field which favours the aging and the breakdown of the material. The eradication of such undesirable effects requires a good understanding of the charging mechanisms
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Lahbabi, Salma. "Etude mathématique de modèles quantiques et classiques pour les matériaux aléatoires à l'échelle atomique." Phd thesis, Université de Cergy Pontoise, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00873213.
Full textAbstract:
Les contributions de cette thèse portent sur deux sujets. La première partie est dédiée à l'étude de modèles de champ moyen pour la structure électronique de matériaux avec des défauts. Dans le chapitre 2, nous introduisons et étudions le modèle de Hartree-Fock réduit (rHF) pour des cristaux désordonnés. Nous prouvons l'existence d'un état fondamental et établissons, pour les interactions de Yukawa (à courte portée), certaines propriétés de cet état. Dans le chapitre 3, nous considérons des matériaux avec des défauts étendus. Dans le cas des interactions de Yukawa, nous prouvons l'existence d'un état fondamental, solution de l'équation auto-cohérente. Nous étudions également le cas de cristaux avec une faible concentration de défauts aléatoires. Dans le chapitre 4, nous présentons des résultats de simulations numériques de systèmes aléatoires en dimension un. Dans la deuxième partie, nous étudions des modèles Monte-Carlo cinétique multi-échelles en temps. Nous prouvons, pour les trois modèles présentés au chapitre 6, que les variables lentes convergent, dans la limite de la grande séparation des échelles de temps, vers une dynamique effective. Nos résultats sont illustrés par des simulations numériques.
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Beaugnon, Eric. "Les champs magnétiques statiques dans la synthèse des matériaux : étude expérimentale de systèmes modèles." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0027.
Full textAbstract:
Cette these est consacree a l'etude de la synthese des materiaux sous champ magnetique intense. Nous montrons qu'un champ magnetique inhomogene permet de maintenir en impesanteur la plupart des materiaux, en particulier les substances faiblement diamagnetiques. Avec des forces tres inferieures a celle requise pour cette impesanteur, la force magnetique permet de controler la convection dans les liquides isolants ou conducteurs dont la susceptibilite depend de la temperature. Nous avons realise un dispositif d'elaboration de materiaux, a haute temperature, sous champ intense, associe a une balance magnetique qui permet de controler in situ l'evolution de leur susceptibilite magnetique et d'observer des transitions de phases. Nous decrivons deux nouveaux phenomenes experimentaux. Le champ magnetique permet d'obtenir une orientation cristallographique preferentielle a la solidification de composes a fusion congruente. Au cours de la solidification, les cristallites sont libres de s'orienter avec un axe de facile aimantation parallele a la direction du champ applique. L'effet nefaste d'une surfusion est mis en evidence. La force magnetique permet de separer en fonction de leur susceptibilite magnetique les phases apparaissant au cours de la solidification d'un alliage heterogene. Cet effet est demontre dans un systeme presentant un intervalle de solidification etendu et dans un eutectique
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Schaal, Emmanuel. "Comportement en corrosion de matériaux métalliques commerciaux et modèles dans des conditions types UVEOM." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0192/document.
Full textAbstract:
La corrosion des échangeurs de chaleur est un problème économique et technique majeur des Unités de Valorisation Energétique de Ordures Ménagères (UVEOM). Elle est causée par l’action combinée (i) des gaz de combustion contenant notamment HCl et SO2 et (ii) des cendres riches en chlorures et sulfates alcalins, et sels de métaux lourds. Les travaux présentés dans ce mémoire s’inscrivent dans le projet ANR SCAPAC (n°11-RMNP-0016) et portent sur l’influence des paramètres expérimentaux (température, teneur en chlorures dans les cendres, présence de gaz corrosifs et présence de chlorures de métaux lourds dans les cendres) sur la tenue à la corrosion de deux alliages utilisés en milieu UVEOM : l’acier 16Mo3 et l’alliage base nickel Inconel 625. Ces travaux ont permis de mettre en évidence que la présence de phases fondues, l’augmentation de la teneur en chlorures, la présence de 10% en masse de ZnCl2 dans les mélanges de cendres et la présence de gaz corrosifs (HCl, SO2) dans l’atmosphère sont trois facteurs qui ont induit une corrosion plus importante sur les matériaux, de manière plus prononcée sur l’alliage base fer. Une autre partie du travail s’est focalisée sur l’influence des éléments d’alliage Fe, Cr et Mo. Des alliages « modèles » dont les compositions oscillent autour de la composition de l’alliage Inconel 625 commercial ont été synthétisés par fusion haute fréquence et leur tenue à la corrosion a été évaluée sous air et sous atmosphère corrosive. La bonne optimisation de l’alliage commercial a ainsi été démontrée sous air. Sous atmosphère gaz corrosifs, une teneur en chrome supérieure à 22% massique s’est montrée indispensable à la bonne tenue de l’alliageCorrosion of heat exchangers is an economic and technical issue in Waste-to-energy plants. It is caused by the combined action of (i) flue gas containing HCl and SO2 and (ii) chlorides and alkali sulfates rich ash. This work is part of the ANR project SCAPAC (supported by the ANR-11-RMNP 0016) and focused on the influence of experimental parameters on the corrosion behavior of two commercial alloys used in Waste-to-Energy plants: the 16Mo3 steel and the nickel-based alloy Inconel 625. This study allowed to highlight that the presence of molten phase, the increase in the chloride content, the presence of 10% by weight of ZnCl2 in the ash mixtures and the presence of corrosive gases (HCl, SO2) in the atmosphere are three factors that have induced an higher corrosion of materials, more pronounced on the iron alloy base. Another part of the work has been focused on the influence of alloying elements Fe, Cr and Mo. Thus, model alloys with compositions oscillating around the composition of Inconel 625 commercial alloy were synthesized by high frequency induction and their corrosion resistance was evaluated in air and in corrosive atmosphere. Good optimization of the commercial alloy has been demonstrated in air. In corrosive atmosphere, a minimum chromium content was required to obtain a good corrosion resistance
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Qi, Bing. "Influence de l'endommagement sur les propriétés d'élasticité de matériaux modèles : approche numérique et expérimentale." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/a2376b23-0b15-49bd-af65-42a34ea63047/blobholder:0/2009LIMO4045.pdf.
Full textAbstract:
Le sujet de la thèse consiste à étudier l'endommagement de matériaux modèles hétérogènes. Dans la partie expérimentale, plusieurs nuances de matériaux modèles biphasés ont été élaborés. L'endommagement se présente au sein de ces matériaux dû au différentiel de dilatation thermique entre les phases. L'évolution du module d'Young de ces matériaux durant un cycle thermique E=f(T) a été mesurée par technique ultrasonore, qui témoignent également l'évolution d'endommagement au sein des matériaux. Dans la partie numérique, la simulation de l'évolution de l'endommagement a été effectuée à l'aide du code des éléments finis ABAQUS. Deux méthodes ont été utilisées et comparées pour modéliser la propagation et la fermeture des fissures. Des modèles numériques mono-inclusion et multi-inclusions avec des conditions aux limites spécifiques ont également été développés. Les résultats numériques ont fourni une corrélation assez satisfaisante vis à vis des résultats expérimentauxThe subject of the thesis is to study the damage of heterogeneous model materials. In the experimental part, different biphased model materials have been fabricated. Damage occurs in these materials due to differential thermal expansion between the phases. The evolution of Young's modulus of these materials during a thermal cycle E=f(T) has been measured by ultrasonic technique, which shows also the evolution of damage in materials. In the numerical part, the simulation of the damage evolution has been carried out using the finite element code ABAQUS. Two methods have been used and compared for modelling cracks opening and closure. Different numerical models including single- and multi-inclusions with specific boundary conditions have also been developed. The numerical results have provided a fairly good correlation towards the experimental results
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Al, Jarbouh Ali. "Applications de la dérivation fractionnaire à la modélisation du comportement des matériaux viscoélastiques." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO10098.
Full text
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Michrafy, Abderrahim. "Modélisation et calcul pour certains types de matériaux composites endommageables." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10616.
Full textAbstract:
L'analyse mathematique d'une equation differentielle multivoque associee permet de montrer comment le modele prend en compte le caractere irreversible du comportement. L'approximation du probleme aux limites correspondant conduit a une equation lineaire, resolue numeriquement dans le cadre de la methode de newton generalisee. L'algorithme utilise generalise la methode a rigidite tangente pour le probleme de heneky en plasticite classique
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Poizat, Christophe. "Modélisation numérique de matériaux et structures composites à fibres piézoélectriques." Troyes, 2000. http://www.theses.fr/2000TROY0004.
Full textAbstract:
Bien qu'elle reste aujourd'hui a l'echelle du laboratoire, la production de composites a fibres piezoelectriques de faible diametre ouvre de nouvelles perpectives dans le domaine des capteurs et actionneurs electro-mecaniques. L'utilisation d'outils d'aide a la conception doit permettre un developpement a faible cout du materiau en fonction de l'application visee. C'est dans ce cadre que s'inscrit cette etude. Son objectif est de modeliser le comportement de structures integrant des transducteurs en composites a fibres piezoelectriques. L'outil retenu est la methode des elements finis. Cette derniere permet, a l'echelle du materiau comme de la structure, de prendre en compte aussi bien les proprietes materielles que des distributions, des geometries ou des conditions aux limites mecaniques et electriques relativement complexes. On distingue deux etapes : une etape d'homogeneisation du materiau heterogene, et une deuxieme etape d'analyse macroscopique de la structure. La methode d'homogeneisation periodique proposee est basee sur la methode de la cellule elementaire. L'etude de cas academiques (composites 1-3 et 0-3 ideaux) souligne l'influence de parametres tels que la distribution des fibres. Cette methode est appliquee pour resoudre le probleme inverse sur des fibres piezoceramiques de diametre 30 microns. A terme, l'implementation d'une loi de comportement prenant en compte l'etape de polarisation permettra d'optimiser l'electrodage. A l'echelle macroscopique, deux applications sont presentees. La premiere concerne un capteur d'impact. La deuxieme, qui a necessite l'implementation d'une loi de comportement, est consacree a l'amortissement passif de structures par composites piezoelectriques shuntes par une resistance. Le domaine de validite de ce modele, base sur une analogie avec la viscoelasticite, est discute. Cet outil permet alors l'evaluation de l'amortissement de vibrations dans des structures complexes.
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Tchamba, Jean Claude. "Contribution à l'étude expérimentale du comportement des matériaux cimentaires au jeune âge : pression, rhéologie et perméabilité." Lorient, 2008. http://www.theses.fr/2008LORIS112.
Full textAbstract:
L’avènement des Bétons Autoplacants a apporté d’importantes évolutions dans le secteur du Bâtiment et des Travaux Publics, notamment l’apparition de coffrages complexes destinés à recevoir les volumes importants de béton. Cependant, les outils de caractérisations expérimentales encore empiriques n’ont pas connu le même essor et se cherchent encore. Le travail réalisé est une contribution expérimentale permettant de caractériser le comportement des matériaux à matrice cimentaire à l’état frais notamment les BAP. L’objectif est de suivre l’évolution des contraintes de structuration et des paramètres intrinsèques (particulièrement le seuil de cisaillement) de ces matériaux avant, pendant et après la mise en œuvre. Des expérimentations de pressions interstitielles couplées à de la rhéologie ont été effectuées sur des pâtes de ciment et des bétons à température constante (20°C). Les mélanges étudiés ont été fabriqués avec le même ciment. L’approche consiste entre autre à croiser les résultats obtenus à l’aide d’une colonne coffrante, d’un rhéomètre de laboratoire pour mieux cerner le comportement des matériaux testés. Une première campagne d’essais a permis de s’intéresser aux problèmes de reprises des contraintes de cisaillement aux parois à l’aide de trois dispositifs pour déterminer les contraintes de structuration. Un essai sur colonne permettant de mesurer la pression interstitielle et la pression verticale est réalisé. De plus, une étude portant sur les contraintes aux interfaces a été menée en s’appuyant sur l’évolution de la masse apparente d’une plaque immergée dans les matériaux étudiés. Enfin, des essais de mesure de retrait endogène ont été menés en parallèle avec les essais sur la colonne. Dans un second temps, un rhéomètre rotatif, à géométrie Vane couplé à des capteurs de pressions interstitielles a été développé pour décrire les caractéristiques rhéologiques de ces matériaux. Le but est de suivre l’évolution de l’aptitude à l’écoulement du matériau. Dans ce contexte, l’évaluation des paramètres intrinsèques selon le modèle de Bingham a été réalisée. Les résultats montrent l’influence des paramètres de la composition sur les propriétés rhéologiques. Enfin, du fait de notre interrogation sur l’évolution des propriétés de transfert lorsque le matériau frais est au repos, une campagne expérimentale visant à caractériser la perméabilité d’une pâte de ciment fraîche par le biais d’essai œdomètrique et de filtration est présentée. Nous mesurons ainsi précisément les tassements du matériau sous charge en conditions drainantes ainsi que l’évolution des perméabilités lors de la maturation d’une pâte de cimentThe advent of the Self Compacting Concretes brought important evolutions in the sectors of building behaviour of materials with cementing matrix in a fresh state in particular self compacting concrete. The objective is to follow the evolution of the constraints of structuring and the intrinsic parameters (particularly the threshold of shearing) of these materials, before, during and after the implementation. Experiments of pore water pressures coupled with rheology were carried out on pastes cement and concretes at constant temperature 20° C. The studied mixtures were manufactured with same cement. The approach among other things consists in crossing the results obtained using a casing column, of a rheometer of laboratory for better determining the behaviour of materials tested. A first trial run made it possible to be interested in the problems of recoveries of shear stresses the walls using three devices to determine the constraints of structuring. A test on the column making it possible to measure the pore water pressure and the vertical pressure is carried out. Moreover, one study relating to the constraints with the interfaces was undertaken while being based on the evolution of the apparent mass of a plate immersed in studied materials. Lastly, the dimensional checks of endogenous withdrawal were carried out in parallel with the tests on the column. In the second time, a rotary rheometer, with Vane geometry coupled to interstitial pressure pick-ups was developed to describe the rheological characteristics of these materials. The aim is to follow the evolution of the flow property of material. In this context, the evaluation of the intrinsic parameters according to the model of Bingham was carried out. The results show the influence of the parameters of the composition on the rheological properties. Lastly, because of our interrogation on the evolution of the properties of transfer when the fresh material is at rest, an experimental campaign aiming at characterizing the permeability of a cement paste fresh by device of test oedometric and filtration is presented. We thus precisely measure compressing of material under load in conditions draining as well as the evolution of the permeabilities during the maturation of a cement paste