Academic literature on the topic 'Noyau ductile'

The Ottawa River Gneiss Complex (ORGC) in the western Grenville Province of Ontario and Quebec is interpreted as the exhumed mid-crustal core of a large metamorphic core complex. This paper concerns the post-peak evolution of the Muskoka domain, the highest structural level in the southern ORGC that is largely composed of amphibolite-facies straight gneiss derived from retrogressed granulite-facies precursors. It is argued that retrogression and high strain occurred during orogenic collapse and that the Muskoka domain acted as the ductile detachment zone between two stronger crustal units, the underlying granulite-facies core known as the Algonquin domain and the overlying lower grade cover comprising the Composite Arc Belt. Formation of the metamorphic core complex followed Ottawan crustal thickening, peak metamorphism and possible channel flow, and took place in a regime of crustal thinning and gravitational collapse in which the cool brittle–ductile upper crust underwent megaboudinage and the underlying hot ductile mid crust flowed into the intervening megaboudin neck regions. Post-peak crustal thinning in the Muskoka domain began under suprasolidus conditions, was facilitated by widespread retrogression, and was heterogeneous, perhaps attaining ~90% locally. It was associated with a range of ductile, high-temperature extensional structures including multi-order boudinage and associated extensional bending folds, and a regional system of extension-dominated transtensional cross-folds. These ductile structures were followed by brittle–ductile fault propagation folding at higher crustal level after the gneiss complex was substantially exhumed and cooled. Collectively the data record ~60 m.y. of post-peak extension on the margin of an exceptionally large metamorphic core complex in which the ductile detachment zone has a true thickness of ~7 km. The large scale of the core complex is consistent with the deep level of erosion, and the long duration of extensional collapse is compatible with double thickness crust at the metamorphic peak, the presence of abundant leucosome in the mid crust and widespread fluid-fluxed retrogression, collectively pointing to the important role of core complexes in crustal cooling after the peak of the Grenvillian Orogeny.RÉSUMÉLe complexe gneissique de la rivière des Outaouais (ORGC) dans la portion ouest de la Province de Grenville au Québec et en Ontario est interprété comme le cœur d’un grand complexe métamorphique à coeur de noyau. Le présent article porte sur l’évolution post-pic du domaine de Muskoka, soit le niveau structural le plus élevé de l’ORGC composé en grande partie d’orthogneiss au faciès amphibolite dérivés de précurseurs au faciès granulite. Nous soutenons que la rétromorphose et les grandes déformations se sont produites durant l’effondrement orogénique et que le domaine de Muskoka en a été une zone de détachement ductile entre deux unités crustales plus résistantes, le cœur au faciès granulite sous-jacent étant le domaine Algonquin, et la chapeau sus-jacent à plus faible grade de métamorphisme comprenant le Ceinture d’Arc Composite. La formation du complexe métamorphique à coeur de noyau est survenue après l’épaississement crustale ottavien, le pic métamorphique et le possible flux en chenal, et s’est produit en régime d’amincissement crustal et d’effondrement gravitationnel au cours duquel la croûte supérieure refroidie a subit un mégaboudinage et où la croûte moyenne chaude et ductile sous-jacente a flué dans les régions entre les mégaboudins. L’amincissement crustale post-pic dans le domaine de Muskoka, qui a débuté en conditions suprasolidus, a été facilité par une rétromorphose généralisée, hétérogène, atteignant à peu près 90 % par endroits. Celle-ci a été associée avec une gamme de structures d’extension ductiles de haute température, incluant du boudinage de plusieurs ordres de grandeur et de plis de flexure d’extension, ainsi qu’un système régional de plis croisés d’origine transtensionnelle. À ces structures ductiles a succédé une phase de plissement de propagation de failles cassantes à ductiles à un plus haut niveau crustal, après que le complexe gneissique ait été exhumé et se soit refroidi. Prises ensemble, les données indiquent une extension post-pic sur la marge d’un complexe métamorphique à coeur de noyau exceptionnellement grand aux environs de 60 m.y. et dans laquelle la zone de détachement montre une épaisseur véritable d’environ 7 km. La grandeur de l’échelle du complexe métamorphique à coeur de noyau concorde avec le fort niveau d’érosion, et la grande durée de l’effondrement d’extension est compatible avec une croûte de double épaisseur au pic de métamorphisme, la présence de leucosomes abondants dans la croûte moyenne et d’une rétromorphose à flux fluidique généralisée, l’ensemble indiquant l’importance du rôle des complexes métamorphiques à coeur de noyau dans le refroidissement de la croûte après le pic de l’orogenèse grenvillienne.

The Thor-Odin dome is a basement-cored tectonothermal culmination in southern British Columbia containing high-grade metamorphic rocks that were polydeformed in the Late Cretaceous to Eocene. The rocks south of the Thor-Odin dome that extend ca. 20 km to the Pinnacles culmination and Whatshan batholith comprise a heterogeneous tract of polydeformed medium- to high-grade metamorphic rocks and host the South Fosthall pluton near the base of the structural section. They lie in the footwall of the Columbia River fault (CRF) zone, a moderately east-dipping, ductile-brittle, normal fault that was active after ca. 55 Ma and reactivated periodically up to 30 Ma. This tract of rocks has been interpreted as a mid-crustal zone that was exhumed and cooled during Eocene extension or, alternatively, a mid-crustal channel that was bounded at the top by the CRF and was active during the Late Cretaceous to Eocene. However, the timing of metamorphism, deformation, anatexis in basement rocks, and intrusion of leucogranite plutons reveals that there are four tectonothermal domains within the tract that each experienced metamorphism, deformation and cooling at different times. These rocks record Cretaceous metamorphism and cooling in the upper structural levels and three stages of progressive metamorphism and penetrative deformation that migrated into deeper crustal levels in the Paleocene and Eocene producing a complex structural section that was exhumed in part due to motion on the Columbia River fault zone, and in part due to NE-directed transport over a basement ramp.RÉSUMÉLe dôme de Thor-Odin correspond à une culmination tectonothermique d’un noyau de socle dans le sud de la Colombie-Britannique renfermant des roches métamorphiques de haute intensité polydéformées entre le Crétacé supérieur et l’Éocène. Les roches au sud du dôme de Thor-Odin qui s’étendent sur environ 20 km jusqu’à la culmination des Pinnacles et du batholite de Whatshan sont constituées d’une bande hétérogène de roches polydéformées à faciès métamorphique d’intensité moyenne à élevée qui constitue l’encaissant du pluton de South Fosthall près de la base de la colonne structurale. Elles se trouvent dans l'éponte inférieure de la zone de faille de la rivière Columbia (CRF), une faille normale à pendage modéré vers l’est, ductile-fragile, qui a été active après 55 Ma environ et a été réactivée périodiquement jusqu'à 30 Ma. Cette bande de roches a été interprétée comme une zone de mi-croûte qui a été exhumée et a refroidi durant l’extension éocène ou alors comme un canal mi-crustal qui a été limité au sommet par la CRF, et qui a été actif de la fin du Crétacé jusqu’à l’Éocène. Toutefois, la chronologie du métamorphisme, de la déformation, de l’anatexie dans les roches du socle, et de l'intrusion de plutons de leucogranite, montre qu'il existe quatre domaines tectonothermiques pour chaque bande qui ont subit du métamorphisme, de la déformation et du refroidissement à différents moments. Ces roches exhibent un métamorphisme et un refroidissement crétacé dans les niveaux structuraux supérieurs et trois stades de métamorphisme progressif et de déformation pénétrative qui ont migré dans les niveaux crustaux profonds au Paléocène et à l’Eocène constituant ainsi une colonne structurale complexe qui a été exhumée en partie en raison du mouvement de la zone de faille de Columbia River, et en partie en raison du transport vers le N.-E. sur une rampe de socle.

The west-verging fold and thrust belt of the Central Labrador Trough originated as a part of the New Quebec Orogen from rift inversion as a result of oblique collision and dextral transpression between the Archean Superior craton and the Archean block of the Core Zone during the Trans-Hudson orogeny (1.82−1.77 Ga). The structures associated with dextral transpression are well established in the northern segment of the orogen but not in the central part. We present new field structural observations along the ca. 70 km long W−E Minowean-Romanet transect that include not only elements of thrust tectonics but also previously undocumented examples of strike-slip shear zones and late brittle, semi-brittle and ductile extensional structures which occurred both in the frontal and rear parts of the thrust wedge. The newly described low-angle mineral lineation, axes of cylindrical folds and dextral mylonitic shear zones in the footwall of the Romanet Fault are oriented subparallel to the orogen and reflect the early phase of oblique convergence. Mineral lineations and striations on planes of normal faults in the hanging wall of the Romanet Fault are oriented orthogonal to the orogen and correspond to a later phase of exhumation driven by the combined effects of erosion and underplating. To explain the increase in the degree of exhumation along the orogen in the study area from NW to SE, we propose a model of strain partitioning and differential exhumation that resulted from longitudinal variations of shortening and erosion under an oblique convergence setting.RÉSUMÉLa partie centrale de la ceinture de plissement et de chevauchement de la Fosse du Labrador de vergence vers l’ouest fait partie intégrante de l’Orogène du Nouveau-Québec, et résulte de la collision oblique avec transpression dextre entre le craton Supérieur archéen et le bloc archéen de la Zone noyau pendant l’Orogenèse trans-hudsonienne (1.82−1.77 Ga). Les structures associées à la transpression dextre sont bien établies dans la partie nord de l’orogène mais pas dans la partie centrale. Nous présentons de nouvelles observations structurales de terrain le long de la traverse ouest−est Minowean-Romanet d’environ 70 km de long, qui comprennent non seulement des évidences de tectonique de chevauchement, mais également des exemples encore non documentés de zones de cisaillement ductile et de structures d’extension fragiles, demi-fragiles et ductiles à la fois dans les parties frontales et arrière du prisme d’accrétion tectonique. La linéation minérale à faible plongement récemment décrite, les axes de plis cylindriques et les zones de cisaillement mylonitique dextre dans le compartiment inférieur de la faille de Romanet sont subparallèles à l’orogène et reflètent une phase précoce de la convergence oblique. La linéation et les stries minérales sur les plans des failles normales dans le compartiment supérieur de la faille de Romanet sont orientées orthogonalement à l’orogène et correspondent à la phase ultérieure d’exhumation induite par les effets combinés de l’érosion et de l’accrétion basale. Pour expliquer l’augmentation du degré d’exhumation le long de l’orogène du nord-ouest au sud-est dans la zone d’étude, nous proposons un modèle de partitionnement de la déformation et de l’exhumation différentielle résultant des variations longitudinales du raccourcissement et de l’érosion dans un contexte de convergence oblique.

Le dimensionnement et l'évaluation des gilets pare-balles nécessitent l'utilisation d'essais balistiques expérimentaux. Ces tests permettent de visualiser en situation réelle, les performances balistiques de la protection à savoir une éventuelle perforation et une déflexion de la face arrière pouvant entraîner des traumatismes lésionnels importants. Cette méthode expérimentale est souvent associée à des modèles éléments finis permettant l'étude de configurations nombreuses et complexes (types de matériaux, épaisseurs, types de munitions, etc.) et d'obtenir non seulement des structures optimisées mais également des informations complémentaires sur la réponse mécanique de la protection et des munitions à l'impact (déformations, états de contraintes, etc.).L'utilisation de simulations numériques nécessite une modélisation fidèle des mécanismes intervenant lors de l'impact tels que les modèles de comportement et de rupture des différents matériaux. Afin d'obtenir des modèles précis, il est important de mener des études de caractérisation prenant en compte l'histoire thermomécanique du matériau, pour des gammes de sollicitations rencontrées lors des essais balistiques (grandes déformations, vitesses de déformation élevées, température, etc.). De nombreuses études ont été menées sur les matériaux constituant les protections mais sont moins nombreuses sur les menaces et plus particulièrement sur les munitions à noyau ductile.Les travaux de thèse portent sur la caractérisation et la modélisation numérique de l'impact de munitions à noyau en alliage de plomb et chemise en acier de diamètres 9 mm et 7,62 mm. Des essais balistiques sur un composite laminé unidirectionnel à fibres polyéthylène à haute masse moléculaire (UHMWPE) en Dyneema® HB26 ont été réalisés. L'objectif est de développer un outil numérique capable de reproduire les phénomènes se produisant lors de l'impact et plus particulièrement l'interaction entre la munition à cœur mou et le matériau composite par rapport aux armures métalliques classiques.La première étape de cette étude a été de réaliser la caractérisation mécanique du noyau en alliage de plomb et de la chemise en acier dans des régimes quasi-statiques et dynamiques. Pour cela, des essais mécaniques spécialement dédiés ont été développés. Une adaptation de barres d'Hopkinson (SHPB) a été réalisée pour caractériser l'alliage de plomb à des vitesses de déformation élevées. Des essais quasi-statiques originaux ont été mis en place pour étudier le comportement et la rupture d'échantillons directement extraits de la chemise. Les données expérimentales obtenues ont été utilisées pour identifier différents modèles de comportement et de rupture pour chaque matériau. Pour le cas de la chemise en acier, une méthode inverse couplée à un algorithme d'optimisation a été utilisée pour identifier les paramètres du modèle. Les modèles ont été validés par comparaison entre les essais expérimentaux et les simulations numériques, pour des configurations variées d'impact direct sur barres des ensembles noyau-chemise constituant la munition. Enfin, une campagne balistique a été réalisée pour l'impact de munitions de 9 mm et de 7,62 mm sur des cibles composites Dyneema® HB26. Les résultats obtenus ont été comparés à des simulations numériques réalisées sous Abaqus® Explicit. Une attention particulière a été portée à la description précise des mécanismes d'endommagement au sein de la balle à savoir : le champignonnage de la munition de 9 mm et la fragmentation de la munition de 7,62 mm. Ce phénomène de fragmentation a été décrit numériquement par l'utilisation d'une modélisation par éléments finis avec conversion en éléments SPH (Smooth Particle Hydrodynamics).Finalement, une étude paramétrique a révélé la sensibilité de la vitesse résiduelle, de la déformation de la munition, ainsi que de la déflexion de la face arrière de la cible vis-à-vis des paramètres du modèle matériau et du maillage
Design and evaluation of bulletproof vests require the use of experimental ballistic tests. These tests allow to visualize, in a real-life situation, ballistic performances of a body armor namely potential perforation of the protection and deflection of the rear face which could lead to trauma injuries. Experimental investigations are usually complemented by numerical simulation studies which allow the examination of numerous and complex configurations (material types, thicknesses, ordering, ammunition types, etc.) and offer a salient tool for optimization of protective structures. Furthermore, local information on the dynamic mechanical response of the protection and ammunition at impact can be analyzed. The use of numerical simulations requires a faithful modeling of failure mechanisms and constitutive laws of materials of interest. In order to get precise models, it is important to conduct characterization studies taking into account i/ the thermomechanical history induced by the manufacturing process of materials and ii/ the loading conditions encountered during ballistic tests (large deformations, high strain rates, high temperature). Many studies have been conducted on protective materials but fewer on the threats and more specifically on soft core ammunitions.The work focuses on the experimental characterization and numerical modeling of the impact of two full metal jacket ammunitions (9mm and 7.62mm) consisting of a soft lead core encased in an outer shell made of steel alloy. Ballistic tests on a laminated, unidirectional high molecular weight polyethylene (UHMWPE) composite made of Dyneema® HB26 were carried out. In the thesis work, original experimental tests have been developed as well as a numerical tool which can reproduce phenomena occurring during the impact.As a first step of this study, mechanical characterizations of the lead alloy core and steel jacket were conducted in quasi-static and dynamic regimes using mechanical tests developed in the thesis work. A split Hopkinson bar setup was adapted to characterize the lead alloy at high strain rates. Original quasi-static tests were set up to study the deformation and failure behavior of samples directly extracted from the jacket in its original shape, to account for the thermomechanical history of the materials composing the bullet.The obtained experimental data were used to identify different constitutive and failure models. In the case of the steel alloy jacket, an inverse method coupled to numerical simulations and an optimization algorithm was used to identify material and damage model parameters. These models were validated based on comparisons between experimental and numerical simulations of the impact on bars of core-jacket assemblies. Finally, ballistic tests were carried out for the impact of 9 mm and 7.62 mm ammunitions on Dyneema® HB26 composite targets. The obtained results were compared to numerical simulations conducted using Abaqus® Explicit. A specific attention was paid on the accurate description of the mushrooming of the 9 mm bullet and the fragmentation of the 7.62 mm. This fragmentation phenomenon was numerically described through the use of a finite element to smooth particle hydrodynamics conversion. The work is complemented by a parametric study revealing the sensitivity of the residual velocity, the damage of the bullet, and the deflection of the target to material model parameters and mesh

La conception parasismique moderne est toujours en évolution afin de trouver des solutions pour améliorer la performance des structures, pendant des évènements tels que les séismes, tout en demeurant une option économique. Les diagonales ductiles confinées (DDC) sont devenus un choix intéressant comme système de résistance aux charges sismiques, en combinant la grande rigidité latérale des cadres à treillis concentriques avec une très bonne capacité de dissipation d’énergie. Toutefois, ce système est enclin à de grandes flèches latérales permanentes, causées par une faible rigidité suivant la plastification de la diagonale, ce qui pourrait probablement être résolu par l’utilisation d’un matériau possédant une bonne capacité d’écrouissage comme matériau pour le noyau ductile de la DDC. Dans cette étude, des éprouvettes machinées à partir de plaques d’acier inoxydable austénitique 304L et d’acier au carbone 350WT ont été testées sous des chargements de traction ainsi que des chargements cycliques à amplitude de déformation constante et à amplitude de déformation variable, dans le but de caractériser et de déterminer la faisabilité pour l’introduction de l’acier inoxydable 304L comme matériau de noyau ductile pour les DDC. Les résultats des essais de traction ont démontré que l’acier 304L présente un écrouissage et une ductilité plus importante que l’acier au carbone. De plus, une relation décrivant le comportement en contrainte-déformation vraie a été calée basée sur l’analyse d’image. Les résultats des essais cycliques à amplitude constante ont démontré que l’acier inoxydable 304L présente un plus grand durcissement cyclique que l’acier au carbone avec des contraintes maximales cycliques atteignant jusqu’à près de 3 fois la valeur de la limite élastique. En contrepartie, l’acier au carbone a démontré une meilleure durée de vie en fatigue oligocyclique que l’acier inoxydable. Les résultats des essais cycliques à amplitude variable ont, quant à eux, été utilisés pour caler un modèle d’écrouissage mixte représentant chacun des matériaux afin d’effectuer une simulation numérique d’un test de qualification pour DDC en utilisant le logiciel Abaqus.
Contemporary seismic design is constantly evolving in search of innovative and economic solutions to enhance the performance of structures during earthquakes. Buckling-restrained braces (BRBs) have evolved as an effective seismic load-resisting system, combining high lateral rigidity of concentrically braced frames with high energy dissipation capacity. However, BRBs are prone to large residual drifts, resulting from a low-post yield stiffness of the brace component. This could be resolved by using a material with a high strain hardening capacity, as the core plate material of the BRB or one of the core plates in a multi-plate configuration. This research aims at characterizing the austenetic stainless steel 304L in order to examine the feasibility of introducing this material as a core plate material oin BRBs. In this study, coupons machined from stainless steel 304L and carbon steel 350WT plates were tested under monotonic tensile loading and cyclic loading at both constant and variable cyclic strain. Results from the monotonic tensile tests showed that the 304L steel exhibits higher strain hardening and higher ductility character than the carbon steel. From these tests, a relation describing the true stress-strain behavior of the 304L steel was calibrated using image analysis techniques. Results from the constant amplitude cyclic tests showed that 304L stainless steel exhibits higher cyclic hardening with maximum cyclic stress values up to about three times that of the yield stress. On the other hand, the carbon steel showed higher low-cycle fatigue life. Results from the variable amplitude cyclic tests were used to calibrate the nonlinear kinematic-isotropic hardening model for both materials for use in a numerical simulation of the novel BRB in seismic vulnerability assessment studies.