Dissertations / Theses: 'Propriétés mécaniques et optiques'

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Vallayer, Julien. "Corrélations entre les propriétés optiques, diélectriques et mécaniques de l'alumine." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://www.theses.fr/1999ECDL0041.

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Abstract:

De nombreuses études réalisées sur les céramiques montrent l'importance de prendre en compte plusieurs domaines de la physique afin de dégager le comportement général de ces matériaux isolants, En particulier, il est intéressant d'étudier et de corréler les propriétés mécaniques et électriques des céramiques afin de comprendre certaines transitions brutales (problèmes d'usure sévère et d'usure douce au cours d'essais de frottement ou phénomènes associés au claquage diélectrique) Nous avons donc choisi de suivre les comportements optiques, diélectriques et mécaniques de monocristaux d'alumine a (le saphir) après différents traitements thermiques. Tout d'abord, des essais de cathodoluminescence ont mis en évidence l'effet du recuit sur la concentration en défauts, principalement les lacunes d'oxygène. Ensuite, l'analyse par SEMM complétée par la mesure des charges d'influence a permis de préciser le rôle important joué par ces défauts sur le piégeage de charges électriques dans le saphir. Ces mesures ont également montré l'évolution de l'état de piégeage en fonction de la température d'échantillon (entre -150 °C et +200 °C). En fait, la technique de caractérisation diélectrique développée au laboratoire IFoS permet de suivre le piégeage et l'étalement de charges injectées dans un matériau diélectrique. Enfin, des essais de frottement réalisés à faible pression de contact (environ 0,25 MPa) ont confirmé l'importance de prendre en compte la présence de charges électriques piégées dans un système tribologique. Ces charges apparaissent par triboélectrification des antagonistes au cours du frottement et suivant le nombre de sites de piégeage présents dans les échantillons, une quantité de charges plus ou moins importante est crées dans les pièces en mouvement. Ainsi, avec nos conditions d'essais, les phénomènes de piégeage-dépiégeage lors du frottement expliquent la variation du coefficient de frottement en fonction de la quantité de défauts dans les échantillons. A la suite de ces essais réalisés pour différents recuits sous air, nous avons cherché à modifier non pas la quantité de défauts mais leur état électronique. Pour cela nous avons utilisé un rayonnement ultraviolet de faible énergie (moins de 5 eV). Le comportement optique des échantillons irradiés indique que les lacunes d'oxygène chargées sont "vidées" de leurs électrons et un échange de charges apparaît avec les lacunes d'aluminium. Ce réarrangement électronique entraîne l'augmentation de la capacité du matériau à piéger des charges et confirme l'importance des lacunes d'oxygène pour déterminer l'état de piégeage du saphir. Enfin, la quantité de charges piégées lors de la triboélectrification étant plus important, l'énergie dissipée dans le système tribologique est plus élevée après l'irradiation et le coefficient de frottement augmente. Ce travail a donc permis de montrer l'importance des défauts (concentration et état électronique) sur les différents comportements du saphir.

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Chligui, Miriam. "Etude des propriétés optiques et mécaniques des verres binaires silicatés d'alcalins lourds." Phd thesis, Université d'Orléans, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00590446.

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Abstract:

L'étude présentée ici est consacrée à une approche expérimentale dans les verres silicatés d'alcalins lourds : (SiO2)1-x(Rb2O)x et (SiO2)1-x(Cs2O)x. La polymérisation du réseau est dépendante de la composition du verre, la concentration en cation modificateur ainsi que sa nature vont donc être des facteurs importants influençant la topologie du réseau silicaté. Afin de mieux comprendre les propriétés de ces verres, il est indispensable d'en connaître la structure. Dans ce travail nous nous sommes particulièrement intéressés à l'ordre à moyenne distance qui contrôle les propriétés mécaniques, et à l'ordre à courte distance déterminant pour les propriétés optiques. La spécificité de ce travail réside dans la volonté comprendre le rôle des cations lourds sur la structure et les propriétés du réseau silicaté, dans les binaires alcalins, à l'échelle macroscopique à l'aide de diffusion Brillouin et à l'échelle microscopique en utilisant les spectroscopies Raman et Infrarouge.

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Michel, Sébastien. "Vers une détermination optique directe des coefficients opto-mécaniques et thermo-optiques des couches minces optiques." Phd thesis, Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00330005.

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Abstract:

Le comportement d'un empilement multicouche interférentiel soumis à une sollicitation extérieure, de type thermique ou mécanique, est devenu un point critique, au regard des exigences de stabilité de plus en plus sévères exprimées aujourd'hui sur les performances des empilements. Afin de prédire de manière rigoureuse et précise l'évolution de ces performances optiques sous sollicitation, quelle que soit la formule de l'empilement, il est nécessaire de connaître les variations de l'indice de réfraction n et de l'épaisseur e de chaque couche, de chaque matériau, de l'empilement. Cela implique la connaissance des paramètres permettant de décrire ces variations, à savoir le coefficient d'expansion thermique a, le coefficient de Poisson n, le coefficient de dépendance de l'indice de réfraction avec la température b, et enfin les coefficients élasto-optiques p11 et p12. Cependant, si l'effet global d'une sollicitation est mesurable sur un empilement complet, ces coefficients sont quasi inconnus au niveau d'une couche mince individuelle tant le même effet devient faible sur une couche de quelques centaines de nanomètres d'épaisseur. Pour mesurer ces paramètres à ce niveau élémentaire, nous présentons une méthode optique basée sur l'utilisation d'un interféromètre de Fabry-Perot comportant une couche du matériau à caractériser, soumis à un échelon de température. L'étude se scinde selon deux axes. Le premier, purement optique, s'intéresse particulièrement au principe de la mesure et à la stabilité de la méthode face aux erreurs et aux bruits de mesures. Le second, purement mécanique, montre comment s'affranchir des inévitables déformations mécaniques des lames de l'interféromètre soumis à la sollicitation thermique, ce qui est indispensable pour parvenir à la mesure des coefficients recherchés. La réunion de ces deux axes a permis de finaliser la méthode de mesure et de concevoir puis réaliser un banc expérimental ayant une résolution en longueur d'onde inférieure au picomètre, dédié à l'extraction de ces paramètres avec la précision requise. Nous en présentons les premiers résultats expérimentaux dédiés à montrer la faisabilité de la mesure.

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Dieudonné, Xavier. "Etude d'empilements multicouches colloidaux préparés par voie sol-gel : propriétés optiques et mécaniques." Thesis, Tours, 2011. http://www.theses.fr/2011TOUR4022/document.

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Abstract:

Les procédés de dépôt de couches minces optiques par voie physique ou par voie sol-gel présentent par nature des limitations pour la réalisation de revêtements épais (>1 µm) et ont alors recours à des empilements multicouches pour la préparation de miroirs diélectriques ou de polariseurs. C'est pour ces raisons qu'il est intéressant d'étudier les conditions permettant d'augmenter l'épaisseur critique des films sol-gel notamment. Après avoir étudié la capacité d'empilements des couches colloïdales, trois principaux paramètres ont été identifiés permettant d'augmenter l'épaisseur critique d'empilements monomatériaux et multimatériaux. Ces paramètres sont : l'épaisseur déposée,les interactions chimiques entre les particules et le temps de séchage du film. Ils influencent la microstructure des empilements et par conséquent les propriétés optiques et mécaniques. En contrôlant tous ces paramètres, nous avons montré qu'il est possible de préparer des empilements colloïdaux de fortes épaisseurs ouvrent la voie à la préparation sol-gel de miroirs de hautes performances et/ou de polariseurs. En outre, un développement spécifique de méthodes de caractérisations optiques et mécaniques a été nécessaire pour l'étude de ces films sol-gel, à la fois minces et fragiles
Main optical deposition processes, physical vapor deposition or sol-gel, exhibit difficulties of achieving thick coatings (>1 µm) and to build multilayer stacks (dielectric mirrors, polarizers). For these reasons, we have studied the conditions to enable a significative increase of deposited sol-gel films thickness. Three main parameters have been evidenced enabling the control of the stacking ability : single layer deposited thickness, chemical interactions beetween nanoparticles and coating drying time. We have shown that these parameters depend on the sol composition and on deposition conditions (process) and that the microstructure of single material stacking is influenced. Optical and mechanical properties of sol-gel films have been studied and optimized regarding these different material and process parameters. For this reason, optical and mechanical characterization techniques have been specifically developed and can now be used for fragile and thin film characterization. In controlling all these parameters, it is now possible to prepare multilayer colloidal stack with high thicknesses enabling the fabrication of high-performance mirrors and polarizers

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Guillemot, François. "Couches poreuses de silice structurées par des latex : structure, propriétés mécaniques et applications optiques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00543809.

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Abstract:

Les couches minces à bas indice de réfraction présentent un intérêt important pour ajuster les propriétés optiques de certains dispositifs, par exemple leur réflectivité. Les couches sol-gel mésoporeuses de silice préparées par auto-assemblage de tensioactif ont été l'objet de nombreuses études mais présentent un indice de réfraction très peu stable puisqu'elles peuvent être le lieu de condensation capillaire d'eau atmosphérique. Pour dépasser ce problème, nous avons préparé des couches sol-gel poreuses de silice, structurées par des latex synthétisés spécifiquement, avec des tailles de pores supérieures à 30 nm, pour lesquelles la condensation capillaire n'a pas lieu. Ces couches ne présentent pas de microporosité dans les murs de silice, ce qui permet d'ajuster indépendamment et précisément la taille des pores, leur fraction volumique ainsi que leur chimie de surface. L'accessibilité des pores en fonction de leur taille et de la fraction poreuse a été étudiée par ellipsométrie-porosimétrie et par annihilation de positons. Une transition de percolation entre une porosité ouverte et fermée a été observée lorsque l'on fait décroître la fraction poreuse. Les propriétés mécaniques des couches ont été étudiées par nanoindentation : nous avons montré que module d'Young et dureté suivent un modèle de surface solide minimale. Le caractère modèle des propriétés structurales et mécaniques des couches ainsi préparées nous permet d'envisager une optimisation des propriétés du matériau. Ces couches poreuses avec un indice de réfraction très stable et ajustable sur une large gamme (de 1,10 à 1,45) sont ainsi très prometteuses pour des applications optiques

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Tremblay, Grégoire. "Étude des propriétés optiques et mécaniques d'un miroir liquide de 3,7 m de diamètre." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape9/PQDD_0020/NQ47589.pdf.

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Tié, Bi Grah Robert. "Etudes expérimentales des couplages thermomécaniques par méthodes optiques et par thermographie infrarouge, applications aux polymères." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2282.

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Abstract:

L'etude des couplages thermomecaniques au cours de sollicitations mecaniques necessite la determination simultanee de la deformation, de la contrainte et de la temperature. Pour les materiaux comme les polymeres, il est fortement recommande d'utiliser des methodes sans contact telles que les methodes optiques. La methode de correlation numerique des champs de granularite en lumiere blanche et le suivi des marqueurs ont ete retenues pour la mesure des deformations. La premiere, pour une etude sur tout un champ et la seconde pour une etude locale et pour la determination des variations de volume. La mesure de la temperature est realisee grace a une camera infrarouge. Pour reduire le bruit sur le champ thermique, nous avons propose une methode de filtrage passe bas spatio-temporel. Le dispositif ainsi constitue a ete employe pour l'etude de quatre polymeres : le pmma, le pvdf, le ps choc et le pa11. Pour chacun de ces materiaux, le seuil de reversibilite du comportement est marque par l'inversion du sens de variation de la temperature de l'echantillon. Avant ce seuil, les polymeres sujets a d'importants mouvements macromoleculaires (pmma et pvdf) a temperature ambiante (21\c) ont des comportements thermomecaniques fortement non-lineaires. Pour les deux autres, l'absence de ces mouvements moleculaires justifie leurs comportements lineaires dans leurs domaines reversibles. Dans le domaine post ecoulement plastique, l'elevation de temperature est reliee aux cisaillements des cristallites des zones cristallines et a la microcavitation des zones amorphes. Ce dernier phenomene s'accompagne de dilatation volumique importante. Moyennant certaines hypotheses, des bilans energetiques globaux pour le ps choc et le pa11 et partiel pour le pmma et le pvdf ont ete realises.

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Bhran, Ahmed. "Etude de la fonctionnalisation de polyuréthannes : effet du spiropyranne sur leurs propriétés optiques et mécaniques." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL023N/document.

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Abstract:

De nos jours, des fibres et films photochromiques sont tournés vers le développement des matériaux intelligent qui sont appliqués pour évaluer, signaliser et réagir à un changement de couleur et de spectre d’absorbance. Dans ce travail, l’activité photochromique de six différents types commerciaux de polyuréthane contenant de petites quantités de spiropyrane [1-hexyle-3,3-diméthyle-6'-nitrospiro (indoline-2',2'-benzopyrane)] a été étudiée. Les effets d'épaisseur du film, du temps d'irradiation, et de la concentration en SP sur la réponse photochromique des films de PU/SP ont été étudiés et également leurs interactions. En outre, le comportement photochromique de ces films sous étirement et leurs cinétiques de décoloration ont été abordés. La cinétique et la caractérisation des systèmes photochromiques de spiropyrane incorporé dans le polyuréthane et irradié avec la lumière monochromatique ont été modélisées. Les modèles obtenus peuvent être correctement appliqués dans tous les cas (avec et sans irradiation, avec et sans étirement), en particulier pour tous les rapports massique de SP et pour toute l’épaisseur de film. Le comportement mécanique des polyuréthanes et sa relation avec leurs propriétés photochromiques ont été étudiés et modélisées. Ce modèle est capable de déterminer le taux d’étirement qui peut être traduit en compression locale à partir de quatre mesures photochromiques, et ceci ouvre la porte à des applications potentielles. Un intérêt particulier dans ce contexte, peut être porté aux textiles utilisés pour des applications biomédicales, y compris les bas de contention destinés à empêcher ou traiter la thrombose profonde des veines. Une autre application possible est le développement récent de l'habillement sportif pour améliorer la récupération après des efforts violents
Nowadays, photochromic fibers and films are turned towards the development of intelligent “smart” materials which are applied to evaluate, signalize and react to a change in color and absorbance spectra. In this work, the photochromic activity of six commercial grades of polyurethane that contains small quantities of spiropyran [1-hexyle-3,3-diméthyle-6'-nitrospiro (indoline-2',2'-benzopyran)] has been studied. The effects of film thickness, irradiation time, and SP concentration on the photochromic response of PU/SP films have been studied and also their couplings. Furthermore, the photochromic behaviors of these films under stretching and their decoloration kinetics have been investigated. The kinetics and characterization of the photochromic system of spiropyran incorporated into polyurethane and irradiated with monochromatic light was modeled. The obtained models can be correctly applied in all cases (with and without irradiation, with and without stretching), in particular for all SP mass ratios and for all film thickness. The mechanical behavior of polyurethanes and its relation with the photochromic properties is studied and modeled. This model has the capability to determine the stretching ratio which can be translate to the local compression by employing only four photochromic measurements and this open the way for a wide range of potential applications. Of particular interest in this context are the textiles used for biomedical applications, including graduated compression stockings for preventing or treating deep vein thrombosis. Another related application is the recent development of special sport clothing for improving recovery after strong efforts

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Martin, Clélia. "Films multicouches à base de nanocristaux de cellulose : relation entre structure et propriétés mécaniques et/ou optiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAS021/document.

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Abstract:

Les nanocristaux de cellulose (NCC) sont des nanoparticules biosourcées en forme de bâtonnets produites par l’hydrolyse à l’acide sulfurique de fibres de cellulose. Les nombreux avantages des NCC (excellentes propriétés mécaniques, faible densité, grande surface spécifique, non toxicité, source abondante et renouvelable) en font des briques élémentaires particulièrement attractives pour l’élaboration de nanocomposites biosourcés et expliquent l’intérêt croissant des mondes industriels et académiques pour ces nanoparticules. Au cours des dix dernières années, les NCC ont été associés à différents types de polymère pour former, grâce à la méthode d’assemblage couche par couche, des films minces aux architectures modulables. Dans ce travail, nous avons exploré trois axes de recherche innovants dans le domaine des films multicouches à base de NCC. Dans un premier temps, les chaînes de polymère ont été remplacées par des nanoparticules inorganiques de forme hexagonale chargée positivement, les nanoplaquettes de gibbsite (GN), pour former des films minces hybrides entièrement constitués de nanoparticules. Nous avons montré que l’architecture des films (NCC/GN) pouvait être modulée sur une large gamme en ajustant les paramètres physico-chimiques comme le facteur de forme, la force ionique de la suspension de NCC ou le protocole de séchage. La caractérisation fine de la structure interne des films a été déterminée par l’utilisation de deux techniques de surface complémentaires, la microscopie à force atomique (AFM) et la réflectivité des neutrons (RN). Nous avons pu prouver que l’architecture interne des films était le résultat de différentes forces d’interaction dont la portée dépend des paramètres physico-chimiques utilisés. Dans un second temps, la résistance à l’humidité de films entièrement biosourcés a été étudiée en comparant des films dans lesquels les NCC étaient associés soit à des chaines de xyloglucane (XG) natives soit à des chaines de XG oxydées. Les résultats d’AFM et de RN révèlent que les cinétiques d’absorption d’eau et l’hydratation des films dépendent fortement de la possibilité de créer des liaisons hémiacétales intra- et intercouches générant ainsi un réseau covalent. Le troisième axe de recherche concerne la production de surfaces macroscopiques au sein desquelles les NCC seraient orientés dans des directions privilégiées pour élaborer des nanocomposites anisotropes. Un alignement prononcé a été obtenu par l’utilisation d’un flux laminaire de cisaillement.L’ajustement des paramètres structuraux confère aux films multicouches des propriétés physiques macroscopiques spécifiques. Les propriétés mécaniques des films ont donc été déterminées en utilisant la technique SIEBIMM (strain induced elastic buckling instability for mechanical measurements) et ont été reliées aux paramètres structuraux. Ces nanocomposites aux architectures et propriétés modulables pourraient permettre la conception de films minces ou de revêtements intéressants pour des domaines tels que les membranes de séparation ou les supports flexibles pour l’électronique
CNCs are biobased nanorods that are attracting increasing attention from both the academic and industrial communities due to their numerous properties such as renewability, high specific surface area, excellent mechanical properties, light weight, or non-toxicity. CNCs are thus considered as highly promising blocks for the production of high performance biobased composites. In the last ten years, negatively charged CNCs have been associated with natural or synthetic polycations or neutral biopolymers within multilayered films built by the layer-by-layer assembly technique. In the present study, we have investigated three new research axes in the CNC-based multilayers field. In a first part, polymer chains have been replaced by positively charged inorganic Gibbsite nanoplatelets (GN) to form innovative hybrid nanoparticules-based thin films. We have shown that the architecture of (CNC/GN) films can be tuned over a wide range by adjusting the physico-chemical parameters such as the aspect ratio of the CNC, the ionic strength, or the drying protocol. The detailed internal structure of the multilayered films has been elucidated by the complementary use of AFM and neutron reflectivity (NR) and was attributed to a combination of different interaction forces. In a second part, the resistance to humidity of purely biobased films was investigated by comparing films where CNCs are associated either with neutral xyloglucan chains or with oxidized ones. AFM and NR reveal that the kinetics of water intake and hydration strongly depends on the possibility to form inter- and intra-layer hemiacetal bonds forming a covalent network. The third axis concerns the production of uniformly oriented macroscopic surfaces of CNCs to build anisotropic multilayered nanocomposites. Enhanced alignment was achieved by the use of laminar shear flow.The fine tuning of the structural features of all the multilayered systems studied gives rise to specific macroscopic physical properties. The mechanical properties of films of various architectures (Young’s modulus) have thus been measured using the strain induced elastic buckling instability for mechanical measurements (SIEBIMM) technique and tentatively related to the film’s structure. The tunable properties of such multilayered systems pave the way to the design of thin films and coatings for separation membranes or supports for flexible electronics

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Bellet, Gaëlle. "Relations structure-propriétés optiques et mécaniques de films de polyéthylène basse densité linéaire mis en œuvre par soufflage de gaine." ENSMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP1222.

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Abstract:

Le soufflage de gaine est un procédé utilisé industriellement pour obtenir des films de polymère. Nous avons utilisé sept polyéthylènes basse densité linéaire (LLDPE) que nous avons transformé dans les mêmes conditions. Nous avons montré que leur cinématique est identique et que les déformations sont toujours supérieures dans la direction de la machine. Par contre, les températures et les modes de cristallisation différent selon les produits. Du point de vue morphologique, des différences significatives apparaissent : l’échantillon de polymolécularite étroite est constitué de sphérolites déformés alors que celui de polymolécularité large est constitué de bâtonnets de lamelles empilées. Les autres LLDPE ont des structures intermédiaires. De même, le polyéthylène étroit est parfaitement biaxial et plus la polymolécularité et les temps de relaxation augmentent, moins les échantillons sont biaxiaux. Cependant le caractère général est commun à tous les échantillons : les axes c sont en moyenne plutôt vers l’épaisseur des films, alors que les chaînes amorphes sont essentiellement présentés dans le plan des films. Ensuite, l’étude des propriétés a mis en évidence, pour les LLDPE, l'influence primordiale de la structure moléculaire par rapport aux conditions de transformation. De plus, les rôles néfastes des hauts poids moléculaires et de la catalyse métallocène sur le haze ont été soulignés. Il a été montré que la résistance à l'impact est fortement liée aux temps de relaxation et au caractère isotrope des films. L'ensemble des propriétés souligne le rôle de la répartition des ramifications courtes sur les propriétés. Enfin, un phénomène de double basculement des chaînes lors du figeage est mis en évidence : sous l'influence du gonflage, l'ensemble des chaînes bascule vers la direction transverse puis les chaînes cristallines basculent vers la normale au film. Le rôle joué par les temps de relaxation dans ce développement de structure est également identifié.

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Michel, Eric. "Propriétés dynamiques des réseaux transitoires : diffusion de lumière et rhéologie." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20110.

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Komla, Adéchion. "Etude de la texture de couches à propriétés optiques et catalytiques spécifiques obtenues à partir d'aciers inoxydables." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30277.

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Abstract:

Ce travail concerne la caracterisation de couches de conversion d'aciers inoxydables qui presentent des proprietes specifiques en vue d'applications dans le domaine de la conversion de l'energie solaire et de la catalyse (hydrogenation, combustion). Ces couches sont obtenues par traitement chimique ou electrochimique d'aciers ferritiques et austenitique. Pour interpreter leurs proprietes, il est indispensable de prendre en compte, en plus de la composition chimique, les proprietes de texture. Ces dernieres ont ete etablies a l'aide des methodes de caracterisation de surface et principalement de la rugosimetrie et de methodes electrochimiques. Nous avons procede a l'etude d'un materiau de reference correspondant aux couches optiques selectives solaires obtenues sur acier ferritique. Le materiau est constitue d'une couche rugueuse, microporeuse, d'epaisseur 200 nm environ et presentant un caractere fractal (dimension fractale de l'ordre de 2. 27 a 2. 40 selon la methode). Le domaine d'autosimilarite s'etendrait de quelques nanometres a quelques microns. La morphologie et la dimension des pores ont ete determinees a l'aide des diagrammes d'impedance. Ces resultats conduisent a la representation d'un materiau tres divise, a la base d'une modelisation permettant d'expliquer et de prevoir ses proprietes optiques solaires. Des couches a proprietes optiques identiques obtenues a partir d'aciers de natures differentes, presentent des textures nettement differenciees. La combinaison de texture et de composition chimique appropriees permet effectivement l'obtention de proprietes identiques mais les differences de texture entrainent des aptitudes particulieres pour les divers revetements. L'influence des conditions de preparation a ete etudiee. Il s'agit de la duree d'elaboration, du mode de sechage, du traitement d'oxydation thermique et du traitement d'oxydation chimique. Des proprietes differentes peuvent etre obtenues de facon simple en modifiant le temps de preparation. Il est ainsi possible de preparer des materiaux de nature chimique analogue mais de dimension fractale variable. Les traitements posterieurs d'oxydation thermique et chimique preservent en general le caractere fractal du materiau mais entrainent une modification chimique de la couche. Le caractere catalytique des couches et en tout cas les possibilites d'impregnation par des pigments organiques ou mineraux ou des particules metalliques sont directement lies aux caracteristiques de porosite. La discussion est organisee autour des points suivants: la complexite du materiau, la variabilite des proprietes de texture qui peuvent lui etre conferees et l'ecart susceptible d'exister suivant les methodes entre les dimensions fractales

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Arnaud, Gérald. "Structure électronique et propriétés optiques des hétérostructures InGaAs-GaAs." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20242.

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Abstract:

Ce travail traite de la structure electronique et des proprietes optiques de puits et multi-puits quantiques in#xga#1##xas-gaas pour differentes valeurs de la composition x et de differentes largeurs de puits. Dans un premier temps, nous avons developpe le formalisme necessaire afin d'obtenir les etats propres relatifs aux fonctions propres des etats lies et quasi lies dans ces structures. Ensuite, nous avons tente d'estimer la valeur de l'offset de bande mal connu dans ces systemes. Enfin, dans la derniere partie nous avons employe la contrainte uniaxiale qui nous a permis d'identifier sans ambiguite le caractere des transitions excitoniques observees. Cela apporte des informations utiles a propos de la localisation des trous legers dans ces systemes, puisque la question de savoir si la transition electron-trou leger de type un ou de type deux est encore ouverte

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Challier, Laetitia. "Interfaces charge-matrice et propriétés de nanohybrides élastomères : vers l'élaboration de nanomatériaux multi-échelles et multi-fonctionnels." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4108.

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Abstract:

Ce travail de thèse concerne les propriétés de nanohybrides organique/inorganique, élaborés à partir d'une matrice élastomère et de nanocharges telles que la sépiolite (argile fibreuse naturelle), la silice ou le pigment bleu Maya, qui est lui-même un nanohybride composé d'indigo incorporé dans les cavités de la sépiolite. La possibilité de disperser la sépiolite chargée de molécules organiques dans différentes matrices ouvre la voie à l'élaboration de matériaux hybrides multi-échelles et multifonctionnels. La sépiolite est alors à la fois la matrice des molécules d'indigo et la charge de l'élastomère. Nous avons caractérisé certaines propriétés thermiques, optiques et mécaniques de ces nanohybrides. Les essais de traction ont mis en évidence l'amélioration notable des propriétés mécaniques du PHEA chargé de sépiolite pour des taux relativement faibles. L'accent a été mis sur l'importance de la dispersion des charges au sein de la matrice conduisant à une augmentation de l'aire d'interfaces et ainsi du nombre d'interactions charge/matrice. Nous avons ainsi clairement relié les résultats des essais mécaniques à l'amélioration de l'état de dispersion. L'existence d'interactions entre les charges et la matrice a été formellement établie par différentes techniques d'analyse. La caractérisation à l'échelle moléculaire de ces interactions a permis de déterminer que le HEA interagit aussi bien avec les SiOH de surface qu'avec les sites MgOH2 à l'intérieur des canaux et des tunnels de la sépiolite. Il a ainsi été montré que ces deux types d'interactions interviennent directement sur l'état de dispersion et par conséquent sur les propriétés finales des nanohybrides
This work reports on the properties of organic/inorganic nanohybrids elaborated from an elastomer matrix and minerals fillers such as sepiolite (natural fibrous clay) , silica or Maya blue. The pigment Maya is itself a nanohybrid with sepiolite as matrix incorporating indigo molecules in these cavities. Dispersing the sepiolite filled with organic molecules in different matrix allows elaborate multi-scales and multi-functional hybrid materials. The sepiolite is then both the matrix for the indigo molecules and the filler for the elastomer. For these nanohybrids, we characterized thermal, optical and mechanical properties. The tensile tests highlighted the significant improvement of the mechanical properties of the PHEA filled with sepiolite for relatively low load factors. The accent was set on the importance of the fillers dispersion within the matrix, leading to increase of the interface area and consequently the number of filler/matrix interactions. We thus clearly connected the results of mechanical tests to the improvement of the state of dispersion. The existence of interactions between the fillers and the matrix was undoubtedly established by various techniques of analysis. Molecular scale interactions between sepiolite-HEA were evidenced. Moreover we show that the HEA interacts as well with the surface SiOH as with the MgOH2 sites located inside the channels and tunnels of the sepiolite. It was thus shown that these two types of interactions are directly connected to the dispersion state and consequently to the final properties of the nanohybrids

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Royo, Francine. "Propriétés structurales et optiques des superréseaux InGaAs/InGaAs : mise en évidence d'une modulation tout optique." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20181.

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Les superreseaux mixtes type i/type ii ingaas/ingaas constituent une classe particuliere de nano-structures tres etudiees pour leurs applications potentielles en optoelectronique, dans la gamme des 1. 55 m. L'alignement indirect de la bande de valence de trous legers et sa grande sensibilite a toute perturbation exterieure permettra en particulier la conception de modulateurs electro-optiques bases sur l'effet wannier-stark. L'essentiel de ce travail porte sur la possibilite de realiser une modulation tout optique des heterostructures in#0#. #4#7ga#0#. #5#3as/in#1#-#xga#xas epitaxiees par epvom. Nous montrons qu'il est fondamental de faire une analyse precise des proprietes structurales des dispositifs etudies puisque leur reponse finale depend de leurs caracteristiques structurales. Le jeu de parametres obtenu permet de calculer les niveaux d'energie confines correspondants, qui dans le cas des diodes pin, sont regroupes en echelles de wannier-stark. Nous pouvons ainsi parfaitement identifier les structures marquantes des spectres optiques obtenus a basse temperature. Nous montrons que, en ecrantant optiquement le champ electrique interne des diodes, une modulation efficace des spectres d'absorption est possible. La configuration particuliere type i/type ii de ces structures permet d'augmenter l'efficacite de la modulation car la transition de type ii, localisee autour de 1. 55 m et resultant de la delocalisation des electrons et des trous legers, est caracterisee par un bord d'absorption peu marque, dont la modulation peut etre tres efficace

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Rozé, Mathieu. "Verres et vitrocéramiques transparents dans l'infrarouge pour application à l'imagerie thermique." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S085.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans un contexte de recherche de nouveaux matériaux composites: les vitrocéramiques transparentes dans l’infrarouge. Située entre les domaines de la chimie des matériaux vitreux de la mécanique et de l’optique, cette étude s’articule autour du développement d’un matériau transparent entre 3 et 12 µm ayant des propriétés mécaniques supérieures aux matériaux vitreux commercialisés. L’exploration de nombreux diagrammes vitreux à base de GeSe₂-Ga₂Se₃ avec addition d’halogénures d’alcalin a été effectuée. Le dépôt de couches anti-reflets a été optimisé sur une composition spécifique, les propriétés optiques de ce verre ont été déterminées. De nouvelles vitrocéramiques possédant un faible coefficient de dilatation dans le système Ge-Ga-Se ont ensuite été réalisées et les mécanismes de cristallisation ont été étudiés par une étude structurale. Enfin, des essais d’échange ionique ont été développés, proposant ainsi une autre voie pour l’amélioration des propriétés mécaniques des verres de chalcogénures
This work is part of the active research on transparent glass ceramics in the infrared region. This study is based on the development of a new material transparent between 3 and 12µm with better mechanical properties than glasses actually commercialized. Exploration of many vitreous diagrams based on the GeSe₂-Ga₂Se₃ system with chalco-halide has been made. A composition with good thermal stability has been chosen to perform optical measurements and to deposit antireflection coatings. New glass ceramics with low thermal expansion coefficient have been developed in the Ge-Ga-Se system and a structural study has been performed to a better understanding of the crystallization process. Finally, ion exchange experiments were developed in order to enhance the mechanical properties of chalco-halide glasses

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Sonnenfeld, Camille. "Fibres optiques microstructurées à réseaux de Bragg pour la production et le suivi santé-matière de matériaux composites à matrice organique renforcée par des fibres de carbone." Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2017.

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Abstract:

Le suivi santé-matière des matériaux et des structures s’est révélé, au cours de ces dernières années, un sujet majeur de recherche, notamment dans le domaine des matériaux composites. Ces matériaux à haute performance sont de plus en plus utilisés pour les structures mécaniquement très sollicitées telles que les avions et les turbines éoliennes. Afin de vérifier que leur intégrité n’est pas compromise, des systèmes permettant la surveillance in-situ de leur santé-matière sont développés. Ce mémoire de thèse a pour objectif de concevoir des « matériaux composites intelligents » en utilisant une nouvelle sorte de capteur à fibre optique basée sur les fibres optiques micro-structurées (MOFs) hautement biréfringentes associée à la technologie particulière des réseaux de Bragg. La fibre utilisée dans ce travail présente une biréfringence de phase pratiquement insensible aux variations de température et une sensibilité accrue à la déformation transversale. Nous avons évalué la tenue mécanique et les modes de défaillance des MOFs afin de définir les gammes de contraintes mécaniques auxquelles ces fibres optiques peuvent être soumises sans endommagement sous différentes sollicitations. Puis nous avons développé un capteur in-situ permettant de quantifier les déformations tridimensionnelles au sein d’un matériau composite avec une résolution de l’ordre de 5µm dans les directions transverses. Enfin, nous avons démontré la possibilité d’utiliser ces capteurs MOF pour identifier les changements d’état du matériau composite pendant le cycle de cuisson et pour quantifier le développement des déformations résiduelles dans le matériau composite pendant sa fabrication
Structural health monitoring (SHM) has emerged as an exciting topic for multi-disciplinary research and development in the field of composite materials. These high-performance materials are increasingly being used in highly mechanically loaded structures such as aircrafts and wind turbines. To ensure that their integrity is not compromised, new systems that enable in-situ SHM are currently developed. This PhD thesis contributes to the development of “smart composite materials” using a novel type of optical sensor based on Bragg gratings in highly birefringent microstructured optical fibre (MOF). The MOF used in this PhD work is highly asymmetric and has been designed such that its phase modal birefringence features sensitivity to transverse strain that is one order of magnitude larger than that reported in literature, whilst being quasi-insensitive to temperature changes. Our objective is to demonstrate the capabilities of our sensors for smart material applications, and to do so we integrate our sensors inside carbon fibre reinforced polymer materials. First, we evaluate the mechanical strength of our MOFs in order to define the mechanical stress range to which MOFs can be submitted without being damaged. Then, we propose a multi-strain sensor using our MOF in order to assess the multi-axial strain field within the composite material with a strain resolution of 5µm in the transverse directions. Finally, we demonstrate the possibility to use these MOF sensors to identify the material state changes during the cure cycle of a composite and we prove that we are able to estimate the residual strain built up within the composite as a result of the manufacturing

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Alloba, Ezéchiel Idelphonse. "Extensométrie optique : aspects métrologiques et application à la mécanique expérimentale des composites." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10094.

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Abstract:

Le present travail concerne le developpement et la mise en uvre de la technique de grille et son application pour la mesure de champ de deformation lors des essais de traction hors-axes et d'iosipescu sur composites unidirectionnels. Une etude bibliographique de differentes methodes de mesure de la resistance au cisaillement des unidirectionnels a permis de mettre en evidence les difficultes liees a la determination experimentale de ce parametre. Les performances de differentes methodes optiques de mesure de champs de deplacement/deformations sont evaluees a l'aide de differents criteres : le champ, la sensibilite, la resolution spatiale, la possibilite de mise en uvre d'une technique de decalage de phase ainsi que le temps de mesure et la grandeur mesuree. Cette analyse vient soutenir la pertinence du choix de la methode de la grille. Une caracterisation metrologique ainsi qu'une validation experimentale de la presente methode sont presentees. La confrontation des resultats avec une mesure locale par jauge a confirme la validite des mesures obtenues par voie optique. Une etude experimentale des champs de deformation lors d'essais de traction hors-axes a 10 et d'iosipescu est presentee. Les resultats montrent que l'utilisation de talons obliques permet d'obtenir un champ de deformation uniforme et homogene, indiquant que cette configuration induit peu de concentration de contraintes prejudiciables a l'estimation de la resistance. Les deplacements sont mesures avec une sensibilite de 1,10 m sur un champ de 115 mm. En ce qui concerne l'essai d'iosipescu, les difficultes liee a l'observation de gradients localises de deformation n'ont pas permis de tirer une conclusion satisfaisante quant a l'opportunite d'une modification de la configuration geometrique des eprouvettes.

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Bachelier, Guillaume. "Propriétés optiques de nano-structures métalliques et semi-conductrices." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008229.

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Abstract:

La spectrométrie Raman, mettant en jeu des phonons de longueur d'onde nanométrique, est une technique de choix pour l'étude des nanostructures. Elle met en évidence les effets de localisation ou de mélange des états électroniques. La cohérence spatiale des modes de vibration, à l'origine du phénomène d'interférence Raman, permet quant à elle de sonder de la structuration spatiale de la matière, tant d'un point de vue électronique qu'acoustique, ouvrant ainsi la voie vers des dispositifs de caractérisation intégrés. La spécificité de l'approche développée dans ce manuscrit réside dans la comparaison entre mesures et calculs de la section efficace de diffusion Raman. Elle apporte une compréhension quantitative des fréquences mais aussi des intensités des pics mesurés. Ainsi, cette démarche a permis d'identifier un nouveau mécanisme de couplage phonon-plasmon qui s'est avéré être le mécanisme dominant la diffusion Raman basses fréquences dans les nano-particules métalliques.

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Boudou, Laurent. "Influence des paramètres de mise en oeuvre sur la morphologie et la conductivité électrique d'un polyéthylène destiné à la fabrication des câbles." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30143.

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Nguyen, Cong Doan. "Etude expérimentale de l'impact de l'érosion par suffusion sur les propriétés physiques et mécaniques des sols." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0676/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’est attaché à investiguer, d’une part, le mécanisme d’érosion interne par suffusion dans les ouvrages hydrauliques en terre, et d’autre part, les conséquences qu’il pourrait avoir sur le comportement mécanique du sol, l’objectif principal étant d’améliorer notre compréhension de ce processus et du comportement des sols érodés. La démarche adoptée est principalement expérimentale, réalisée à différentes échelles : du macroscopique, à l’échelle du matériau, au microscopique, à l’échelle des grains constitutifs. A l’échelle macroscopique, des essais de suffusion ont été réalisés sur des échantillons de sol à l’aide d’un nouveau dispositif d’essai d’érosion, appelé perméamètre de suffusion, développé dans le cadre de cette thèse. Après érosion dans le perméamètre, les échantillons érodés sont transférés par une procédure de congélation / décongélation dans un dispositif d’essai triaxial afin d’étudier leur comportement sous chargement mécanique. Les résultats obtenus à cette échelle ont permis de donner un aperçu général du mécanisme de suffusion et de mettre en évidence son impact sur les propriétés de résistance au cisaillement du sol. A l’échelle microscopique, une analyse fine a pu être menée en réalisant un essai de suffusion des mesures in-operando de tomographie à rayons X et de la visualisation locale par techniques optiques sur un sol artificiel. La caractérisation du sol à cette échelle microstructurale a permis de mieux comprendre le processus de suffusion, notamment en mettant en évidence l’apparition et le développement de fortes hétérogénéités qui semblent avoir une influence importante sur la réponse mécanique des sols érodés
This thesis work has investigated, on the one hand, the mechanism of internal erosion by suffusion in earthen hydraulic structures, and, on the other hand, the consequences suffusion can cause on the mechanical behavior of soils, the main objective being to improve our understanding of both the suffusion process and the behavior of eroded soils. The approach adopted was mainly experimental, by a multi-scale scope: from macroscopic, at the material scale, to microscopic, at the grain scale. At the macroscopic scale, suffusion experiments were performed on gap-graded cohesionless soil samples using a newly developed testing device, called the suffusion permeameter. Then, the eroded samples are transferred by a freeze/thaw procedure to a triaxial device to study their behavior under mechanical loading. The achieved results provide a general overview of the suffusion mechanism at the sample scale and highlight its impact on soil shear resistance properties. At the microscopic scale, the suffusion mechanism has been studied by performing a suffusion test with in-operando x-ray tomography and using local visualization based on optical techniques in an artificial soil. Subsequent grain-scale analysis has provided a deeper understanding of suffusion process through the characterization of the eroded soil microstructure, particularly highlighting the occurrence and development of strong heterogeneities, which appear to play a key role in the macroscopic mechanical behavior of eroded soils

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Ambid, Matthieu. "Evaluation de nanocomposites polypropylène/silicate pour l'isolation électrique : étude des phénomènes de polarisation, de conduction et des propriétés optiques." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/795/.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur des nanocomposites -NC- à matrice polyoléfine. Le but est d'apporter des éléments d'interprétation sur leurs propriétés macroscopiques. Nous avons étudié les propriétés électriques, optiques et physicochimiques de matériaux composites à base de matrices de polypropylène iso- et syndio-tactique; les dispersions appartiennent à la classe générique des silicates. Les moyens mis en œuvre concernent des mesures en analyse diélectrique dynamique, de courant dans le domaine temps, d'électroluminescence, de photoluminescence et de spectroscopie UV-visible. Une méthode d'inversion temps-fréquence a été mise en place : elle permet d'expliquer les transitoires de courants observés à partir des données fréquentielles et d'identifier les régimes de champ où des phénomènes non linéaires se produisent
This thesis focuses on polyolefin matrix nanocomposite. The goal is to provide an interpretation on their macroscopic properties. We studied electrical properties, optical and chemicophysical properties of composite materials based on iso- and syndiotactic polypropylene matrix and dispersions belong to the generic class of silicates. The means employed on measures dynamic dielectric analysis, current in the time domain, electroluminescence, photoluminescence and UV-visible spectroscopy. A method of time-frequency inversion was implemented : it allows to explain the transient currents observed from the frequency data and identify the regimes of field where nonlinear phenomena occur

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Mezeix, Pierre. "Verres et vitrocéramiques du système BaO – TiO₂ – SiO₂ : élaboration, propriétés mécaniques et couplage mécanoélectrique." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S001/document.

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Abstract:

Les verres du système BaO – TiO₂ – SiO₂ (BTS) présentent un intérêt majeur pour la synthèse de matériaux piézoélectriques par voie vitrocéramique. La fresnoite Ba₂TiSi₂O₈ possède en effet des propriétés piézoélectriques, ferroélectriques et d'optique non-linéaire. L'étude de la structure de verres BTS par spectroscopie Raman et EXAFS a permis d'expliquer l'évolution de leurs propriétés mécaniques à température ambiante et à Tg. Lorsque la teneur en TiO₂ est importante, ces verres présenteraient une séparation de phase menant à la formation de canaux de barium. Le verre 0,30BaO – 0,20TiO₂ – 0,50SiO₂ fut sélectionné comme matrice vitreuse pour la synthèse de vitrocéramiques texturées à base de fresnoite Ba₂TiSi₂O₈. L'étude de la cinétique de cristallisation a permis de contrôler précisément la cristallisation surfacique de cette phase piézoélectrique. L'utilisation d'un traitement par ultrasons précédent le traitement thermique a permis d'augmenter l'orientation de la croissance des cristaux surfaciques dans la direction de polarisation. Il fut ainsi possible de synthétiser des vitrocéramiques piézoélectriques texturées et transparentes présentant des propriétés mécaniques supérieures à celles de la matrice vitreuse. Les propriétés électriques de ces verres furent étudiées par spectroscopie d'impédance. Ceux-ci présentent à la fois une augmentation de leur conductivité et de leur constante diélectrique lors de l'augmentation de la teneur en TiO₂. Il fut suggéré que ces évolutions sont la conséquence de l'apparition des canaux de barium, facilitant la conduction ionique, et de groupements TiO₅, favorisant la polarisation. Finalement, l'effet d'un champ électrique sur la viscosité d'un verre fut investigué, et notamment le ramollissement du verre sous champ électrique intense. Il fut montré qu'il était possible de réduire grandement la viscosité du verre par application d'un champ AC ou DC. Si l'application d'un champ DC a des effets destructeurs sur le matériau, celui d'un champ AC est bien plus prometteur pour de potentielles applications dans la synthèse de matériau vitreux
Glasses from the BaO – TiO₂ – SiO₂ (BTS) are of great interest for their use as glass-matrix to synthesise fresnoite glass-ceramics. These materials show numerous potential applications as piezoelectric and non-linear optic devices. It has been found that the addition of TiO2 in these glasses improves the cross-linking degree of the glass network as well as the volume density of energy and the glass temperature sensitivity. When the content of titanium is increasing, island-like Si\Ti rich units surrounded by barium-rich channels might form, leading to a similarity between the fresnoite crystal and the glass structure. Thanks to an ultrasonic and thermal heat-treatment it has been possible to control the growth of oriented fresnoite cristallites from the surface of 0,30BaO – 0,20TiO2 – 0,50SiO2 glass. The transparent glass-ceramic shows improved mechanical properties as well as evidence of piezoelectricity. The electrical properties of BTS glasses were investigated with the use of impedance spectroscopy. They show an increase in electric conductivity and dielectric constant as Ti is added to their composition. One explanation lies in the formation of these Ba-rich channels which may improve the ionic conduction. The formation of TiO5 groups would also be responsible for the overall increase in polarizability of the glass. Finally, the effect of an electric field on the glass viscosity was investigated. The glass showed great reduction of its viscosity under high electric field for both AC & DC. When AC field was applied, the material showed no deterioration which might be very interesting for the potential use of this effect for the synthesis of glassy materials

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Kaoukab-Raji, Jaber. "EPVOM et caractérisation de couches de Ga1-xInx(Asy)Sb1-y pour la photodétection au-delà de 2 micromètresEtude des mécanismes de croissance du Ga1-xInxSb." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20059.

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Abstract:

Apres une etude sur les criteres de choix d'un semiconducteur pour la photodetection dans l'infrarouge, nous justifions le choix du iii-v: gainassb. Dans un premier temps, l'epitaxie par e. P. V. O. M. Suivant la voie dite desaccordee du ga#1##xin#xsb est etudiee: croissance, caracterisations electriques et optiques. Apres le dopage de ce dernier, une homojonction a donne une reponse a une excitation photonique de 2,77 um. Les premiers essais de penetration dans la lacune de miscibilite du gainassb ont ete effectues: le coefficient d'absorption du quaternaire a ete mesure et des compositions en accord de maille ont ete atteintes. D'autre part, en vue de realiser un puits quantique de ga#1##xin#xsb-gasb, le mecanisme de croissance a ete etudie et les parametres de croissance optimises afin d'obtenir une croissance bidimensionnelle

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Laraba, Abbes Fazilay. "Etude des comportements hyperelastique et viscohyperélastique de deux élastomères de type NR et PDMS par extensométrie optique bidimensionnelle." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0567.

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Abstract:

Cette étude concerne la mise en place d'une méthodologie d'analyse de comportement en grandes déformations d'élastomères conditionnes en feuillards. Cette approche se base sur l'exploitation d'essais mécaniques balayant l'espace des sollicitations biaxiales. Ceci est rendu possible par la mise au point et l'adaptation d'une extensometrie optique bidimensionnelle aux grandes extensions de type caoutchoutique. Cette technique, basée sur la corrélation d'images, donne accès à l'évolution du tenseur des dilatations au cours d'un essai. Selon sa translucidité, le matériau est éclaire en lumière cohérente (effet speckle) ou en lumière blanche (mouchetis). Les matériaux étudies sont un caoutchouc naturel (nr) charge en noir de carbone, et un élastomère silicone (pdms) charge en silice. La caractérisation des comportements est basée sur l'interprétation de sollicitations homogènes de type traction simple et cisaillement pur, ainsi que des essais de structure sur éprouvettes a double entaille latérale (den). La haute définition spatiale de l'extensometrie optique permet en effet la mesure de profils de déformation à partir d'extensomètres locaux disposes le long de la section minimale des éprouvettes. La procédure d'optimisation, basée sur l'algorithme de levenberg-marquardt-fletcher couple au calcul analytique du hessien et du jacobien, a permis d'identifier un comportement hyperelastique (issu du potentiel de rivlin) pour le nr, et un comportement viscohyperelastique (modèle de maxwell adapte aux grandes déformations) pour le pdms. L'assouplissement sous contrainte (effet mullins) a également été pris en compte par une approche phenomenologique d'endommagement. Enfin, l'implémentation de ces formulations dans le code e. F. Systus, a permis la validation des lois identifies par comparaison des résultats numériques et expérimentaux obtenus sur les éprouvettes den. Cette méthodologie fiabilise ainsi l'identification du comportement, et ce grâce a l'essor de la photomécanique.

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Bayoda, Kossi Djidula. "Propriétés électriques, optiques et mécaniques d'une décharge de surface à barrière diélectrique nanoseconde pulsée. Application à la mesure de vitesse pariétale et au contrôle des écoulements aérodynamiques." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2319/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour but d'étudier une nouvelle décharge nanoseconde pulsée à barrière diélectrique basée sur 3 électrodes (SL-DBD pour « SLiding DBD » en anglais), de la comparer à la décharge nanoseconde conventionnelle utilisant 2 électrodes (NS-DBD), et d'évaluer sa capacité à être utilisée soit comme capteur de vitesse pariétale, soit comme actionneur électromécanique pour le contrôle d'écoulement. Dans la première partie, les propriétés électriques des deux décharges sont caractérisées, permettant ainsi d'identifier le paramètre électrique clé qui permet de passer d'un régime de décharge à un autre. Des visualisations par caméra intensifiée ont confirmé cette transition lorsque le champ électrique moyen devient supérieur à 6.5 kV/cm. Des diagnostiques mécaniques (Schlieren et mesures de pression) ont permis de caractériser précisément l'onde de pression générée par les deux décharges.Ensuite, l'influence d'un écoulement sur le comportement électrique de la SL-DBD a été étudiée, mettant en évidence que le courant « collecté » par l'électrode (3) était à peu près proportionnel à la vitesse de l'écoulement en proche paroi. Même s'il reste encore de nombreux points à vérifier, ce résultat encourageant permet d'envisager l'utilisation de la SL-DBD comme capteur de vitesse et/ou de frottement pariétal.Enfin, la troisième partie est consacrée à l'effet de la SL-DBD sur des écoulements aérodynamiques, dans le but de les manipuler. Plusieurs configurations ont été étudiées (profil d'aile, marche descendante, plaque plane) et les résultats ont permis de montrer la complexité des phénomènes physiques à l'origine du contrôle, sans pour autant pouvoir totalement les expliquer
This thesis aims to study new design of nanosecond pulsed dielectric barrier discharge in 3 electrodes configuration: the sliding discharge (SL-DBD), to compare it to the conventional nanosecond DBD in 2 electrodes geometry (NS-DBD) and to show also its capacity to be used as a friction velocity or wall shear stress sensor and to be used as electromechanical actuator for flow control.In its first part, the electrical properties of these two discharges are characterized and point out the key parameter governing the transition of one regime to another. The visualizations with an intensified camera confirm this transition when the mean electric field increases over 6.5 kV/cm. Therefore they extend further and cover the inter-electrode gap. Mechanical diagnostics (Schlieren and pressure measurements) characterize the pressure wave generated by these discharges. In the second part, the electrical characterization of the SL-DBD under flow conditions shows that the courant « collected » by the third electrode is almost proportional to the wall flow velocity. However, even if other studies needed to be performed, these encouraging results reveal the ability of the SL-DBD to be used as a friction velocity or a wall shear stress sensor. Finally, the third part is addressed to the effect of the SL-DBD on aerodynamics flows in order to manipulate them. Several configurations are studied (airfoil, backward facing step, flat plate) and the results have shown the complexity of the physicals phenomena governing the control authority, without being able to fully explain them

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Maria, Jérôme. "Dynamique des lasers auto-impulsionnels basée sur les propriétés d'amplification et d'absorption saturable de fibres optiques dopées." Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4092.

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Abstract:

Cette thèse rapporte l’étude de la dynamique des lasers auto-impulsionnels dans le but d’optimiser un laser entièrement fibré passivement Q-déclenché (LPQD) par absorbant saturable. Le travail a été d’une part numérique avec la simulation d’un modèle de LPQD original qui a permis notamment d’étudier l’influence de la place de l’absorbant dans la cavité, et d’autre part expérimental avec la caractérisation de fibres et de cavités lasers. Notre intérêt s’est porté principalement sur deux dopants, l’ytterbium (Yb3+) comme milieu amplificateur et le chrome (Cr4+) comme absorbant saturable. Une première étude originale consistant à ajuster les courbes non linéaires de transmission expérimentales et numériques des absorbants saturables fibrés à silice inférieure à 1 ns, durée bien plus courte que celle mesurée dans des cristaux de référence. Nous avons pu de plus montrer expérimentalement qu’un tel absorbant saturable pourtant peu efficace (temps de vie très court) permet néanmoins d’obtenir un laser impulsionnel relativement stable en agissant comme stabilisateur sur les auto impulsions chaotiques engendrées par l’ytterbium (sustain self-pushing, self mode locking). Nous avons ainsi réalisé le premier laser auto-impulsionnel stable entièrement fibré Yb3+ : Cr4+ atteignant des durées submicrosecondes et des puissances crêtes de 4W
We report in this thesis the study of the dynamic of self pushing laser with the aim of optimizing an all fibber passively Q-switched laser (LPQS) by saturable absorber. This work was both numerical with the simulation of a LPQS model (study of the localisation of saturable absorber in cavity…) and experimental with fiber and laser cavities characterisations. We mainly focused on ytterbium (Yb3+), the gain media, and chrome (Cr4+), the saturable absorber media. First, an original study which consists to fit experimental and simulated data of non linear transmission of saturable absorber allowed to estimate the room temperature lifetime of chromium in silica fibber less then 1 ns, well shorter than lifetime of Cr4+-doped crystal. Nevertheless, we experimentally showed that such a poorly efficient saturable absorber (with a very short lifetime) can stabilize chaotic self pulse generated by ytterbium fibber (Sustain Self Pushing, Self Mode Locking). We thus managed to make the first self-pulsing all fibber Yb3+ : Cr4+ laser. Sub-nanosecond pulses with 4W peak power were obtained

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Feltrin, Emeline. "Surfaces PDMS structurées et/ou décorées par des nanoparticules : vers des propriétés optiques et de mouillage modulables." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR15207/document.

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Abstract:

Le potentiel du polydiméthylsiloxane (PDMS), élastomère transparent et déformable réversiblement en temps réel, est mis en avant dans ce travail comme substrat fonctionnel dans le domaine de l’optique et du mouillage. Dans une première partie, nous avons développé des surfaces de PDMS ridées à l’aide d’instabilités de flambage, de longueurs d’onde (λ) et d’amplitude (A) variables et contrôlées, puis nous avons organisé sélectivement des nano-objets sur cette texturation de surface avec afin d’en moduler la physico-chimie. Dans une seconde partie, la génération, in situ, de nano-plots/nanoparticules d’or et d’argent à la surface de verre et de PDMS a été étudiée et caractérisée d’un point de vue optique
The polydimethylsiloxane (PDMS), a transparent and stretchable elastomer, is put forward in this work as a functional substrate in the field of optics and wetting. In the first part, we have developed wrinkled PDMS surfaces via controlled buckling instabilities. We were able to tune both the wavelength (λ) and the amplitude (A) of the structuration on a large length scale. We have then selectively organized some nanoparticles the textured surfaces in order to modulate its physical-chemistry. In the second part, in situ generation of gold and silver nanoparticles/plots has been developed and studied both on glass PDMS surfaces and subsequently characterized optically

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Bonnet, Loïck. "Elaboration par frittage réactif de céramiques monolithiques et composites à base de grenat d'yttrium et d'aluminium : Etude des relations entre microstructures et propriétés optiques." Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0096/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l’élaboration de céramiques transparentes composites à base de grenats d’yttrium et d’aluminium (Nd:YAG) avec différents ratios stœchiométriques (Nd+Y)/Al compris entre 0,40 et 0,70, autour du ratio correspondant à la composition stœchiométrique du Nd:YAG ((Nd+Y)/Al = 0,6000) par frittage-réaction sous vide. La mise en forme a été effectué par coulage sous pression de suspensions stables et homogènes de mélanges Al2O3-Y2O3-Nd2O3. L’étude des propriétés microstructurales, thermiques et optiques de ces céramiques a permis de mettre en évidence l’influence du ratio (Nd+Y)/Al sur les cinétiques de formation de la phase grenat et de densification du matériau ainsi que sur leurs propriétés optiques. Ainsi, il apparaît que pour des céramiques avec un ratio supérieur à 0,6000, correspondant à un matériau enrichi en yttrium, les cinétiques précédemment évoquées sont diminuées mais les propriétés de transparence et lasers apparaissent moins dégradées, contrairement au cas de céramiques enrichies en aluminium ((Nd+Y)/Al < 0,6000). De plus, l’étude de mélanges pulvérulents Nd:YAP-Al2O3 a permis de mettre en évidence un mécanisme de formation de la phase Nd:YAG suggérant l’existence d’une réaction solide-gaz avec évaporation-condensation de la phase réactive aluminée. Enfin, la faisabilité de céramiques de Nd:YAG à haut taux de dopage (4 % at.) a permis de montrer l’intérêt de ces matériaux dans la génération de propriétés optiques non linéaires du troisième ordre, particulièrement le phénomène d’autofocalisation de faisceaux lumineux par effet Kerr
This work is devoted to the elaboration of yttrium and aluminum garnets-based transparent composite ceramics with different (Nd+Y)/Al stoichiometric ratios ranged from 0.40 to 0.70, around the ratio corresponding to the Nd:YAG stoichiometric composition ((Nd+Y)/Al = 0.6000) by under-vacuum reactive-sintering. Pressure-casting of stable and homogeneous suspensions of mixing Al2O3-Y2O3-Nd2O3 was achieved. Study of microstructural, thermal and optical properties of these ceramics has made it possible to highlight the influence of (Nd+Y)/Al ratio on garnet phase formation and densification kinetics, and on optical properties. Thus, it appears that for ceramic with a ratio higher than 0.6000, corresponding to an yttrium-rich sample, the previously mentioned kinetics are decreased but transparence and lasers properties are less degraded, contrary to aluminum-rich ceramics ((Nd+Y)/Al < 0.6000). Moreover, study of Nd:YAP-Al2O3 powders mixing brings out Nd:YAG phase formation mechanism, suggesting the existence of solid-gas reaction with evaporation-condensation of aluminum-rich reactive phase. Finally, feasibility of Nd:YAG ceramics with high dopant content (4 at. %) has shown the interest of these materials in order to generate third-order nonlinear optical properties, especially self-focusing phenomenon of light beams by Kerr effect

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Simon, Alain. "Propriétés électroniques des hétérostructures semiconductrices contraintes à direction d'épitaxie et profils de potentiel quelconques." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20043.

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Abstract:

La these de a. Simon presente une etude theorique des proprietes electroniques des heterostructures semiconductrices. Le premier chapitre est un rappel de la methode k. P et de l'approximation de la fonction enveloppe dans le materiau massif et l'heterostructure, et le second chapitre traite des problemes lies a la contrainte. L'accent est place sur les effets multibande. Dans le troisieme chapitre, deux methodes de calcul de la structure electronique sont developpees. Le chapitre 4 est consacre au calcul des proprietes optiques du puits quantique gasb-alsb. Dans le cinquieme chapitre, l'auteur discute des effets de l'orientation du substrat dans une direction de faible symetrie et montre la forte influence de l'anisotropie du cristal sur les proprietes electroniques et sur la repartition des contraintes et deformations dans l'heterostructure. Le dernier chapitre a trait a l'etude des potentiels variables dans la direction de croissance et deux mecanismes sont envisages: le dopage planaire du materiau gaas pour lequel il montre la faible incidence de la periode sur les variations de leurs proprietes et l'interdiffusion dansle superreseau hgte-cdte qui conduit a la disparition de ses etats d'interfaces et a l'augmentation de leur bande interdite

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Lin, Changgui. "Cristallisation contrôlée et propriétés physico-chimiques de vitrocéramiques de chalcogénure à base de GeS₂." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S053.

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Abstract:

Au cours de cette étude, le processus de cristallisation ainsi que l’évolution des propriétés physico-chimiques de verres infrarouges à base de GeS₂ avec addition de Ga₂S₃ et de composants MX (Ag₂S, LiI,et CsCl) a été étudié. Des séries de vitrocéramiques présentant des propriétés thermo-mécaniques améliorées ont été obtenues par cristallisation contrôlée de verres GeS₂-Ga₂S₃. La génération de nanoparticules dans le verre au LiI conduit à des vitrocéramiques présentant un phénomène de génération de seconde harmonique et à une augmentation de conductivité ionique. La connaissance des courbes de nucléation-croissance a permis l’obtention de vitrocéramiques hautement transparentes dans le moyen infrarouge à partir de verres du système GeS₂-Ga₂S₃-CsCl totalement transparents dans le domaine du visible. Les changements des propriétés thermo-mécaniques des vitrocéramiques ont été discutés en fonction de l’évolution de la structure de la matrice vitreuse résiduelle et des cristaux générés
The crystallization behavior and related physicochemical properties of nontoxic GeS₂-based chalcogenide glasses were focused on with the addition of Ga₂S₃ and MX (Ag₂S, LiI, and CsCl) components. In this study, clear SHG was observed in β-GeS₂ crystallized glasses. Then, series of glass-ceramics with improved physiochemical properties were obtained by controllable crystallization of GeS₂-Ga₂S₃ glasses. The well-crystallized samples of 65GeS₂·25Ga₂S₃·10LiI glass present clear SHG phenomena and enhanced ionic conductivity. Based on the glass-forming region, phase transformation was determined in GeS₂-Ga2S₃-CsCl system. Subsequent to the knowledge of nucleation-rate-like curve, a set of reproducible glass-ceramics with high transparency in the mid-IR region were obtained. Structural dependence on these resultant attractive properties was investigated in detail by employing various techniques, such as DSC, SEM, Raman scattering, and solid state NMR

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Di, Blasio Massimo. "Investigation théorique, modélisation atomique et spectroscopie optique en fonction de la température sur des superréseaux ZnS-ZnSe élaborés par MOVPE." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20087.

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Abstract:

Des superreseaux zns-znse elabores par metal organic vapor phase epitaxy (movpe) ont ete analyses optiquement. Un modele, a ete developpe a l'echelle atomique pour comprendre les effets perpendiculaires et interfaciaux d'une croissance coherente, le desordre et les dislocations, et la relaxation locale des contraintes. Ces resultats theoriques sont compares aux resultats experimentaux. Les spectres de photoluminescence ont ete analyses par deconvolution a l'aide de deux gaussiennes. La dependance en temperature de la position energetique du pic, de la largeur a mi-hauteur et de l'intensite integree de photoluminescence sont fittes a l'aide de modeles theoriques. Les experiences de reflectivite et de photoreflectivite ont ete effectuees. Un modele utilisant la dispersion spatiale en fonction du puits est utilise pour fitter les spectres de reflectivite

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Ghribi, Nabila. "Synthèse, caractérisations structurale et mécanique de nouveaux matériaux tellurites pour des applications en optique non linéaire." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0003/document.

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Abstract:

Les matériaux tellurites possèdent des propriétés optiques non linéaires exceptionnelles, avec des valeurs de la susceptibilité optique non linéaire d’ordre trois de l’ordre de 10 à 50 fois supérieures à celle de la silice pure, favorisant alors l’efficacité des effets non linéaires. L’origine de ces propriétés optiques exceptionnelles est associée non seulement à la présence de la paire libre mais aussi à une « délocalisation » électronique très forte le long des ponts Te-O-Te dans des chaînes polymérisées (TeO2)p. Ainsi, nos recherches expérimentales ont porté sur les deux systèmes ternaires suivants : TeO2-TiO2-ZnO (TTZ) et TeO2-GeO2-ZnO (TGZ).Les domaines vitreux ont été délimités, la stabilité thermique augmente en fonction de l’ajout de ZnO, TiO2 et GeO2. L’étude vibrationnelle réalisée par spectroscopie de diffusion Raman et réflectivité spéculaire infrarouge, a mis en évidence une faible dépolymérisation du réseau vitreux par rupture des chaînes formées via des ponts Te-O-Te. Pour les teneurs élevées en ZnO, ce dernier contribue à une compensation de cette rupture par la formation de nouveaux ponts Te-O-Zn et/ou Zn-O-Zn. Une étude complète des propriétés mécaniques a été menée à la fois à température ambiante et en fonction de la température, notamment au passage de la température de transition vitreuse. L’augmentation de la teneur en ZnO dans les verres TTZ et TGZ a augmenté globalement les modules élastiques. Enfin, la diminution de la susceptibilité optique non linéaire du troisième ordre avec l’ajout de ZnO, nous a permis de montrer l’importance de la présence de chaînes composées de ponts Te-O-Te dans la structure du verre à base de dioxyde de tellure
Tellurite materials possess exceptional nonlinear optical properties, with values of the third-order nonlinear optical susceptibility are 10 to 50 times higher than in pure silica, favoring then the efficiency of the nonlinear effects. The origin of these exceptional optical properties is not only associated with the presence of the electronic lone pair, but also with the very strong electronic "delocalization" along Te-O-Te bridges in polymerized chains (TeO2)p. Our experimental researches concerned the following both ternary glass systems: TeO2-TiO2-ZnO (TTZ) and TeO2-GeO2-ZnO (TGZ).The glass formation domains were determined, the thermal stability increases with the increased amount of ZnO, TiO2 and GeO2. The vibrational study carried out using Raman spectroscopy and specular infrared reflectivity, revealed that the increase of the ZnO amount leads to a slight depolymerization of the glass network by breaking chains formed via Te-O-Te bridges. For higher ZnO contents, the latter contributes to a compensation of this break by the formation of new bridges: Te-O-Zn and/or Zn-O-Zn. Mechanical properties were studied at the same time at room and high temperature, in particular around the glass transition temperature. The increase of the ZnO content in TTZ and TGZ glasses increased globally elastic modulus. Finally, the decrease of the third-order nonlinear optical susceptibility with the increased ZnO concentration emphasizes the role of the presence of chains consisted of Te-O-Te bridges in the structure of the tellurite glass

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Lefebvre, Pierre. "Étude piézospectroscopique des puits quantiques et superréseaux III-V." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20218.

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Abstract:

Etude des proprietes optiques (photoluminescence et reflectivite) a basse temperature de puits quantiques et superreseaux iii-v soumis a des perturbations mecaniques externes. Calcul des energies quantifiees des transitions optiques dans le cadre du formalisme des fonctions enveloppes. Mise en evidence et modelisation theorique de la baisse du coefficient de pression hydrostatique du gap optique fondamental dans le cas des simples puits quantiques gasb-alsb et gaas-ga#1#-#xal#xas, par rapport aux coefficients caracteristiques des materiaux massifs (gasb et gaas). Importance de la non-parabolicite des bandes d'energie. Presentation d'une methode originale d'identification des transitions optiques (discrimination entre excitons lourds et legers) par spectroscopie differentielle en piezommodulation biaxiale coplanaire. Spectroscopie optique de microstructures gaas-ga#1#-#xal#xas de types i et ii, sous contrainte uniaxiale. Cette derniere est appliquee soit parallelement a l'axe de croissance de la structure soit dans le plan des couches. L'accord theorie-experience obtenu pour les variations sous contrainte des energies des transitions optiques, dans le cas des echantillons de type i permet d'elargir le champ d'application du modele utilise aux superreseaux gaas-alas de type ii. La contrainte uniaxiale permet alors de confirmer l'ordonnancement des sous-bandes fondamentales de conduction predit par la theorie des fonctions-enveloppes, a condition que le leger desaccord de mailles entre gaas et alas (0,12%) soit pris en compte dans les calculs

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Dubromez, Vincent. "Amélioration des performances du polycarbonate et des mélanges polycarbonate/polystyrène par des copolymères à blocs ABC." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10139.

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Abstract:

Le polycarbonate (PC) est un polymère thermoplastique particulièrement intéressant pour de nombreuses applications industrielles et biomédicales, de par ses propriétés d’usage exceptionnelles (transparence, résistance mécanique et thermique). Néanmoins, il présente deux défauts majeurs : sa viscosité élevée et sa sensibilité à l’entaille. L’objectif de cette étude est de remédier à ces inconvénients, tout en préservant sa transparence. Pour ce faire, trois voies ont été envisagées : (i) amélioration de la fluidité par ajout de polystyrène (PS), (ii) renforcement par des copolymères à blocs de type poly(styrène-b-butadiène-b-méthacrylate de méthyle) (SBM) et (iii) utilisation simultanée de PS et de SBM. L’incorporation du PS permet de fluidifier le PC, tout en conservant sa transparence. Toutefois, les propriétés mécaniques des mélanges PC/PS sont inférieures à celles du PC seul. L’étude des mélanges binaires PC/SBM montre que la nature et la fraction de copolymère SBM incorporé, ainsi que la viscosité de la matrice, jouent un rôle déterminant sur les propriétés finales. L’étude des mélanges ternaires PC/PS/SBM démontre qu’il est possible d’obtenir une amélioration des propriétés au choc, toute en préservant la transparence du PC, à condition de générer une morphologie homogène et bien dispersée. Ceci implique une combinaison optimale entre la fluidité de la matrice PC, la nature et la fraction de copolymères à blocs et du PS dans le mélange, et un choix judicieux des paramètres technologiques de mise en œuvre
Polycarbonate (PC) is a widely used thermoplastic polymer for numerous industrial and biomedical applications, due to its exceptional use properties (transparency, mechanical and thermal behavior). Nevertheless, the PC exhibits two major defects: high viscosity and poor notch impact properties. The goal of the present study was to propose a solution for these two issues, while preserving the PC transparency. Three ways were investigated: (i) the decrease of viscosity via adding polystyrene (PS), (ii) the improvement of notch impact behavior by adding poly(styrene-b-butadiene-bmethylmethacrylate) block copolymers (SBM) and (iii) simultaneous use of PS and SBM. Adding PS to a PC matrix does decrease its viscosity, while preserving the transparency. However, the mechanical properties of PC/PS blends are inferior to those of the neat PC. The experimental study on binary PC/SBM blends point out the great influence of the nature and proportion of the copolymer in the blend, as well as of the matrix viscosity, on the final properties of the blends. The investigation of the ternary PC/PS/SBM blends demonstrate that it is possible to obtain an improvement of the notch impact properties, while preserving the PC transparency – by generating a homogeneous and well dispersed blend morphology. This requires an optimal combination between the matrix fluidity, the nature and the proportion of block copolymers and PS, and also an appropriate choice of the processing conditions

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Tomasec, Marian. "Explosion pulping for papermaking : effect of cooking parameters on mechanical and optical properties = Mise en pâte d'explosion pour la production papetière : effet des paramètres de la cuisson sur les propriétés mécaniques et optiques." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1996. http://depot-e.uqtr.ca/6817/1/000628918.pdf.

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De, Clermont-Gallerande Jonathan. "Synthèse, structure, et étude mécanique de matériaux tellurites visant des applications en optique non-linéaire." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0082.

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Abstract:

Ce travail a pour but l’étude comparative de trois systèmes d’intérêt pour des applications en optique non linéaire, TeO2-TiO2-ZnO (TTZ), TeO2-TiO2-Nb2O5 (TTN) and TeO2-GeO2-ZnO (TGZ). L’objectif étant de mettre en évidence une corrélation entre la structure et les propriétés mécaniques de ces verres à température ambiante mais surtout en fonction de la température et notamment autour de la température de transition vitreuse (Tg). L’étude structurale des verres a montré que dans le système TTZ, le zinc avait une coordination et donc un comportement différent au sein de la matrice tellurite en fonction de la concentration. Ces résultats ont été corrélés aux propriétés élastiques de ces verres, le module d’Young, le module de cisaillement et le coefficient de Poisson, qui présentent des évolutions non linéaires en fonction de la concentration en ZnO. Dans le système TGZ, contrairement au système TTZ, ces évolutions singulières n’ont pas été remarquées. Il a été supposé que l’oxyde de germanium empêche cette modification du polyèdre de Zinc. Pour les verres du système TTN aucun changement structural majeur en fonction de la concentration n’a été observé ce qui se traduit par des évolutions linéaires des propriétés élastiques. Les études en fonctions de la température ont montré qu’avant la température de transition vitreuse (Tg), l’évolution de la fréquence du pic Boson (spectroscopie Raman) et des propriétés élastiques sont en accord avec l’idée d’une relaxation du réseau vitreux. Après Tg, les évolutions structurales et mécaniques a montré l’existence d’une transition vers l’état de liquide en surfusion. Enfin il a aussi été possible de mettre en évidence une corrélation après Tg de l’évolution de la fréquence du pic Boson et des propriétés élastiques, permettant ainsi de prédire l’évolution des propriétés mécaniques grâce à l’étude vibrationnelle basses fréquences des verres tellurites. Ces informations sont des paramètres clés pour aider à la maitrise de la mise en forme de ce type de verre
This work aims to comparatively study three systems aimed at nonlinear optical application, TeO2-TiO2-ZnO (TTZ); TeO2-TiO2-Nb2O5 (TTN) and TeO2-GeO2-ZnO (TGZ). The goal is to highlight correlations between structural and mechanical properties of the studied glasses at room temperature but also as a function of temperature, and in particular around the glass transition temperature (Tg). The structural study of the glasses showed that in the TTZ system, the zinc had a coordination and hence a behavior change in the tellurite matrix as a function of the concentration. Those results were correlated to the elastic properties of the glasses, the Young modulus, the shear modulus and the Poisson ratio, who presented nonlinear evolutions as a function of the ZnO concentration. In the TGZ system, in contrary to the TTZ system, these singular evolutions were not highlighted. It was hypothesized that the germanium oxide is preventing the change in comportment of the zinc polyhedra. For the TTN system, no major structural changes were observed as a function of niobium oxide concentration, which was translated with a linear increase of the elastic properties of those glasses. The temperature dependent studies showed that before the glass transition temperature (Tg), the Boson peak frequency (Raman spectroscopy) and the elastic properties evolutions are in accordance with the vitreous network relaxation idea. After Tg, the structural and mechanical evolution showed a transition toward a viscous liquid state. At last, it was possible to evidence a correlation after Tg of the evolution of the Boson peak frequency and the elastic properties, thus allowing a prediction of the mechanical properties thanks to the low frequency vibrational study in tellurite glasses. These information are key parameters needed to help the glass shaping mastery of these types of glasses

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Calatayud, José. "Etude optique de puits quantiques et superréseaux CdTe-CdZnTe." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20023.

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Abstract:

Les puits quantiques et superreseaux (001) cdte-(cd,zn)te appartiennent a la categorie des structures contraintes: les potentiels de confinement des porteurs dependent donc exclusivement de deux effets: variation des bords de bandes sous contrainte, et decalage de bandes introduit par l'offset chimique. Nous presentons tous d'abord un calcul theorique de la structure de bandes des heterostructures cdte-(cd,zn)te. A cet effet, nous decrivons l'influence du desaccord de maille dans le cadre du formalisme phenomenologique des potentiels de deformation, apres avoir rappele ce que sont les proprietes electroniques du cdte et du (cd,zn)te massifs. Nous determinons ensuite les potentiels de deformation hydrostatique et tetragonale du cdte, au moyen de deux methodes experimentales complementaires: pression hydrostatique et piezomodulation. Enfin, nous exposons des resultats de spectroscopie differentielle appliquee a des simples puits quantiques et superreseaux (001) cdte-(cd,zn)te. Nous obtenons ainsi de precieuses informations sur l'offset de bande de valence et sur les energies de liaisons des excitons

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Lerouge, Sandra. "Transitions de phases induites par écoulement dans les systèmes de micelles géantes : étude optique et rhéologique." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Lerouge.Sandra.SMZ0037.pdf.

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Abstract:

Nous nous sommes intéressés au comportement sous écoulement de solutions semi-diluées de micelles géantes flexibles qui présentent une transition de phase induite par le cisaillement au-delà d'un gradient de vitesse critique. La signature mécanique d'une telle transition se traduit par la présence, dans la courbe d'écoulement, d'un plateau de contrainte associé à l'apparition d'un écoulement hétérogène qui se structure en bandes de cisaillement. Afin d'étudier la cinétique de formation de ce type d'écoulement, nous avons mis en œuvre différentes techniques expérimentales telles que la rhéologie, la biréfringence d'écoulement et la diffusion de la lumière aux petits angles. L'objectif principal de notre approche a été de corréler les réponses optiques et mécaniques à celle des propriétés microstructurales pour tenter d'apporter des informations sur les mécanismes à l'origine de la formation de la structure de bandes. Plusieurs échantillons ont été étudiés, tous préparés à partir du même agent tensioactif, le bromure de cetyltrimethylammonium auquel nous avons ajouté différents sels minéraux ou organiques. Au travers des résultats obtenus, nous avons montré que l'établissement de la structure de bandes est associé à une évolution temporelle générique des grandeurs macroscopiques (contrainte tangentielle, angle d'extinction et intensité de la birefringence) avec des effets plus ou moins marqués selon la composition de l'échantillon. Par contre, les visualisations directes de l'entrefer de la cellule de Couette révèlent que s'il existe une universalité du comportement macroscopique transitoire, il n'en est pas de même des propriétés au niveau microscopique, les structures de bandes observées en régime stationnaire étant elles-mêmes très variées

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Lacan, Pascale. "Synthèses et caractérisations de matériaux hybrides élaborés par voie sol-gel : application à la préparation de membranes à transport facilité et de capteurs optiques de pH." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20112.

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Abstract:

L'incorporation de molecules organiques dans des matrices solides a ete mise en uvre pour deux applications: la preparation de membranes a transport facilite et de capteurs optique de ph. Les matrices hotes sont des materiaux hybrides (organiques-inorganiques) ou inorganiques (silice) prepares par voie sol-gel. La polycondensation du reseau inorganique de silice a ete suivie par rmn #2#9si a l'etat liquide et a l'etat solide. La structure organique des materiaux hybrides a ete determinee par rmn #1#3c. Une etude rheologique de la transition sol-gel a permis de montrer l'importance de la nature et de la structure des precurseurs sur les proprietes viscoelastiques et mecaniques du materiau final. Le greffage chimique d'un agent complexant (benzo-15-couronne-5) pour preparer des membranes solides a transport facilite, a ete realise sur un materiau hybride. Le transport facilite et selectif des ions potassium a ete mis en evidence avec ces membranes dont les vitesses de transport et la duree de vie sont superieures a celles des membranes liquides. La quantite de transporteur greffe, son encombrement et la nature des contre-ions qui accompagnent les ions potassium sont les parametres qui gouvernent le transport. Un mecanisme de transport est propose. Les capteurs optiques de ph ont ete obtenus en piegeant un indicateur colore (fluoresceine) dans diverses matrices, hybrides ou inorganiques. Leurs temps de reponse, reversibilite, reproductibilite et duree de vie ont ete systematiquement evalues. Dans tous les cas, les conditions de preparation gouvernent la texture du materiau et par consequent les performances des capteurs

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Avice, Jérémy. "Etudes des propriétés physico-chimiques de revêtements sol-gel par spectroscopie, optoacoustique et endommagement laser." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA1028.

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Abstract:

Dans le cadre du projet simulation, le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) vise à reproduire les conditions de pression et de température d'une fusion thermonucléaire avec le laser Mégajoule (LMJ). Certains composants optiques du LMJ, en particulier certaines lentilles de focalisation, sont revêtus d'une couche antireflet (AR) réalisée par un procédé sol-gel. Ces films sont composés de nanoparticules de silice de 10 nm de diamètre avec 55% de porosité. Pour augmenter la résistance mécanique de ces couches, les films sont exposés aux vapeurs d’eau et d'ammoniac pendant un post-procédé. Ce post-traitement crée des liaisons covalentes entre les nanoparticules de silice et renforce ainsi le film colloïdal. Afin de donner toutes les qualités d’un revêtement optique, outre les propriétés optiques clefs, nous nous sommes donnés comme objectif de comprendre la stabilité mécanique de ces nanomatériaux. En particulier, nous avons souhaité, dans le cadre de cette thèse, avoir une meilleure compréhension du procédé de durcissement ammoniac et pour cela nous avons entrepris une étude complète des paramètres physiques et chimique qui gouvernent l’élasticité de cet assemblage de nanoparticules. Dans un second temps, nous avons mis en évidence l’apparition d’un faïençage de surface provoquant de la diffusion optique et une diminution du renforcement mécanique durant le post-procédé. Dans le but de minimiser, voire supprimer ces fissurations de surface, nous avons réalisé une étude paramétrique pour dégager les éléments responsables de ce faïençage
Within the framework of the simulation project, the Atomic Energy Commission (CEA) aims to reproduce the pressure and temperature conditions of a thermonuclear fusion with the Megajoule laser (LMJ). Some of the optical components of the LMJ, in particular some focusing lenses, are coated with an antireflective (AR) layer made by a sol-gel process. These films are composed of silica nanoparticles 10 nm in diameter with 55% porosity. To increase the mechanical strength of these layers, the films are exposed to water and ammonia vapors during a post-process. This post-treatment creates covalent bonds between the silica nanoparticles and thus strengthens the colloidal film. In order to give all the qualities of an optical coating, besides the key optical properties, we have set ourselves the objective of understanding the mechanical stability of these nanomaterials. In particular, we wanted, in the context of this thesis, to have a better understanding of the ammonia hardening process and for that we undertook a complete study of the physical and chemical parameters that govern the elasticity of this assembly of nanoparticles. In a second step, we highlighted the appearance of surface cracking causing optical diffusion and a decrease in mechanical reinforcement during the post-process. In order to minimize or even eliminate these surface cracks, we performed a parametric study to identify the elements responsible for this cracking

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Sexton, Alexane. "Développement de films polymères fonctionnels à propriétés de transport de gaz et d’eau contrôlées pour les applications liées au diagnostic médical." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. http://www.theses.fr/2023LYO10071.

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Le contrôle des mécanismes de transport des petites molécules telles que O2, CO2, et l’eau est un paramètre primordial pour des applications en lien avec les secteurs de la santé. Le poly(4-méthyl-1-pentène) (PMP) est actuellement utilisé pour de telles applications car il présente une sélectivité gaz/eau élevée tout en étant transparent. Néanmoins, il existe un intérêt à pouvoir développer des alternatives à ce matériau. Dans ce cadre, les copolymères statistiques polypropylène-éthylène (PP-PE) ont été identifiés comme potentiels substituts au PMP de par leur structure chimique non polaire. Dans ce travail, différentes voies visant à augmenter la perméabilité aux gaz O2 et CO2 de films PP-PE élaborés par voie fondu ont été développées : l’introduction de tamis moléculaires de type zéolithes et/ou d’un plastifiant, le sébacate de dioctyle. L’influence de la nature et de la quantité des agents modifiant sur les propriétés fonctionnelles de la matrice PP-PE ont été étudiées. La caractérisation des systèmes en termes de morphologie, mobilité de chaînes, propriétés mécaniques, de perméabilité aux gaz et à l’eau ainsi que les propriétés optiques a permis d’établir les relations structure-propriétés fonctionnelles
The control of the transport mechanism for small molecules such as O2, CO2 and H2O is a crucial parameter for medical diagnosis devices. Currently, poly(4-methyl-1-pentene) (PMP) is used for applications which require high gas/water selectivity and transparency of the material. In the context of alternative materials, random polypropylene-ethylene copolymers were selected due to their non-polar structure. In this work, different routes have been developed to increase O2 and CO2 transport properties of PP-PE matrices prepared by melt process: the introduction of zeolite porous fillers or/and plasticizer (dioctyle sebacate) adding. The influence of the nature and quantity of each additive on morphology, polymer chain mobility, gas and water permeability as well as mechanical and optical properties were investigated. Moreover, the detailed characterization of the developed materials allowed the establishment of the structure-functional properties relations

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Benchikh, Épouse Sbaï Nadia. "Couches minces nanostructurées de carbone amorphe dopées ou alliées : Elaboration par ablation laser femtoseconde et Caractérisations." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00142211.

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Abstract:

Amélioration des propriétés des couches minces de carbone amorphe (appelé Diamond Like Carbon, DLC) et recherche de nouvelles fonctionnalités pour ce type de couches minces en dopant les films DLC par des métaux comme le nickel et le tantale.
L'ablation laser en régime femtoseconde est la technique utilisée pour la synthèse des couches minces de DLC dopées ou alliées. Ce sujet met également en évidence l'apport de cette technique sur les propriétés morpho-structurales et physiques des DLC dopés ou alliés.

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Dutraive, Marie-Sophie. "Etude des propriétés électriques du dioxyde d'étain. Nature des défauts et influence du mode d'élaboration." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00842723.

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Abstract:

Ce travail de thèse sur le dioxyde d'étain a permis de mettre en évidence les liens qui peuvent exister entre les défauts du matériau (défauts intrinsèques ou de surface) et la conductivité électrique. Pour cela, nous avons tout d'abord étudié l'évolution de la texture et de la morphologie en fonction de la température de calcination. Puis, pour différentes températures de frittage des échantillons de SnO₂, nous avons étudié les variations de conductivité électrique en fonction de la température de mesure, sous différentes atmosphères gazeuses. Cette étude est poursuivie par des mesures de conductivité, dans des conditions isothermes, et sous pressions de gaz rigoureusement controlées (O₂, H₂O,) à l'aide d'un système de mesure développé spécialement. Ceci nous permet, apres l'étude expérimentale des espèces adsorbées en surface et des propriétés catalytiques du SnO₂ envers l'éthanol, le monoxyde de carbone et le méthane, d'aborder les défauts de ce matériau et la modélisation des phénomènes observés. Nous avons proposé deux types de modélisation pour interpréter les variations de conductivité observées (lois de pression). Le premier modèle tient compte des défauts intrinsèques du SnO₂. Le second modèle, développé par un aspect cinétique, intègre les défauts de surface (espèces adsorbées). Ces modèles sont ensuite moyennés par la prise en compte de la texture du dioxyde d'étain.

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Rolland, Arnaud. "Comportement mécanique et durabilité de structures en béton renforcées par des armatures composites internes." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1065/document.

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Abstract:

La corrosion des armatures constitue la principale cause de dégradation des ouvrages en béton armé, et occasionne des coûts élevés de maintenance/réparation. Pour prévenir ce problème sur ouvrages neufs, une solution consiste à renforcer les structures en béton par des armatures non-métalliques de type Polymère Renforcé de Fibres (PRF), généralement à base de fibres de verre, de carbone ou d'aramide. Il existe aujourd'hui plusieurs textes réglementaires consacrés aux armatures PRF, notamment aux USA, au Canada et au Japon, et de nombreux ouvrages en béton armé par barres en PRF ont d'ailleurs été construits dans ces pays. Cependant, si l'utilisation de ces nouvelles armatures semble à priori prometteuse, elle suscite encore des réserves de la part des maîtres d'ouvrages, notamment en France. Il subsiste en effet des incertitudes sur le comportement à long terme des structures renforcées par PRF, et plus particulièrement sur la durabilité en milieu alcalin des armatures à matrice vinylester ou époxy renforcée par des fibres de verre (PRFV), qui sont actuellement les plus utilisées, ou encore sur le vieillissement de l'interface PRF/béton. Dans ce contexte, la présente étude vise à développer pour la première fois en France, un ensemble de méthodologies permettant, d'une part, de caractériser les principales propriétés physiques, mécaniques et d'interface des différentes armatures en PRF disponibles sur le marché, mais également d'évaluer la durabilité d'armatures en PRFV (les plus représentatives du marché) et de l'interface PRFV/béton à travers des procédures pertinentes de vieillissements accélérés. La première partie de l'étude a donc été consacrée à la caractérisation physique et mécanique d'une sélection d'armatures du commerce, confectionnées à base de fibres de verre, de carbone ou d'aramide, et au comportement mécanique de l'interface entre ces PRF et le béton. Outre la caractérisation microstructurale des PRF par techniques de microscopie et d'analyse thermique, la mise en place de dispositifs d'essais de traction et de flexion 3 points à appuis rapprochés (Short-beam test) a permis d'accéder respectivement aux propriétés mécaniques en traction (module d'élasticité, résistance) et à la résistance au cisaillement inter-laminaire des armatures. Des essais spécifiques d'arrachement (Pull-out) ont ensuite permis d'évaluer l'influence de différents paramètres (type de fibre, diamètre et géométrie de surface des barres) sur le mécanisme de transfert d'effort à l'interface armature/béton. Une grande originalité de l'approche proposée réside dans l'instrumentation d'une partie des corps d'épreuve par des capteurs de déformation à fibre optique disposés au niveau de l'interface armature/béton ; ce dispositif de mesures réparties permet d'accéder à des informations locales comme le profil des déformations de traction de l'armature, et d'en déduire la longueur d'ancrage des différentes armatures dans le béton. En complément de l'étude expérimentale précédente, un travail de modélisation analytique et numérique a été initié en vue de simuler les essais d'arrachement et d'appréhender plus finement les mécanismes d'interface mis en jeu entre l'armature et le béton lors de ces essais. Dans cette optique, un modèle analytique d'interface a tout d'abord été proposé, puis introduit dans un modèle aux éléments finis (modèle d'endommagement de zones cohésives). Enfin, un protocole de vieillissement accéléré a été appliqué à des barres en PRFV seules ou noyées dans un milieu cimentaire. Les caractéristiques résiduelles des armatures et des interfaces ont été évaluées à différentes échéances de vieillissement (jusqu'à 240 jours). Hormis une diminution des propriétés mécaniques des barres soumises à une immersion directe en solution alcaline, cette condition pouvant être considérée comme très sévère par rapport aux conditions de service, il n'a pas été observé de dégradation des propriétés d'adhérence PRF/béton par rapport à l'état initial
Corrosion of the steel reinforcing bars (rebars) is the main process involved in the degradation of reinforced concrete (RC) structures, and has large repercussions on the maintenance/reparation expenses. To prevent such degradations on new infrastructures, the use of corrosion-free reinforcements, such as Fiber Reinforced Polymer (FRP) bars based on glass, carbon or aramid fibers, is gaining interest. Specific guidelines are already available in several countries (USA, Canada or Japan for instance), that define the design principles and good practices for this type of internal rebars; beside, many FRP RC structures have been built and are in service in these countries. Although the development of these new reinforcing bars is quite promising, infrastructures owners are still reluctant for their wide-scale use, especially in France. There are still major concerns regarding the long term behavior of FRP RC structures, and more particularly, the durability of glass fibers reinforced polymers (GFRP) when subjected to an alkaline environment, and the ageing behavior of the GFRP/concrete bonding as well. In this context, the present study aims at developing for the first time in France, a set of methodologies that allows : to characterize the main physical/mechanical properties of different types of FRP bars from the marketto assess the durability of GFRP bars (the most common type of bar) and their interface with concrete through relevant accelerated ageing procedures. The first part of this study was thus devoted to the physical/mechanical characterization of a selection of commercially available FRP rebars, based on glass, carbon or aramid fibers, and to the mechanical behavior of corresponding FRP/concrete interfaces. Beside the microstructural characterization of the various FRP materials by microscopy and thermal analysis techniques, tensile and short beam tests were developed in order to determine the tensile properties (Young's modulus and strength) and the interlaminar shear strength (ILSS) of the bars. Specific pull-out tests then made it possible to evaluate the influence of several parameters (type of fibers, diameter and surface geometry of the bars) on the mechanism of load transfer at the bar/concrete interface. A main originality of the proposed approach relied on the instrumentation of several test bodies by optical fiber strain sensors, which were installed along the bar/concrete interface. Such a distributed measurement system provided local information in the form of tensile strain profiles of the bars along the interface, and made it possible to determine the effective transfer length of the various types of FRP bars. As a complement to the previous experimental study, an analytical and numerical modeling work was initiated to simulate the pull-out tests and investigate more closely the interfacial mechanisms involved in the FRP bar/concrete bond behavior. In this line, an improved interface model was first proposed, which was then implemented in a finite element model (cohesive zone model formulated in the context of damage mechanics).Finally, an accelerated ageing protocol was developed and applied to the GFRP bars, either alone or embedded in a concrete medium. The retention properties of both bars and interfaces were determined after various periods of exposure (up to 240 days). Except a drop of tensile properties observed for GFRP bars that were directly immersed in an alkaline solution, which is considered as a very severe environment compared to actual service conditions, no significant loss of interfacial properties was detected on aged specimens compared to the initial state

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Mujica, Randy. "Layer-by-Layer assembly of nanocellulose composite films with bio-inspired helicoidal superstructures." Thesis, Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAE011.

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Abstract:

Les propriétés optiques et mécaniques remarquables des matériaux naturels sont souvent associées à la complexité de leurs structures hiérarchiques. L’une des plus complexes est la structure hélicoïdale, constituée de plusieurs couches de fibres alignées dont l’orientation tourne entre les couches voisines. Cette microstructure, dite de Bouligand, est associée à la résistance aux chocs accrue de la carapace de certains crustacés ainsi qu’à la réflexion préférentielle de la lumière polarisée circulaire de certains fruits et insectes. Dans ce travail, nous avons fabriqué des films minces bio-inspirés complexes composés de nanofibrilles de cellulose et de poly(vinylamine) en utilisant l'approche couche-par-couche (LbL) et la pulvérisation à incidence rasante (GIS), une méthode permettant de contrôler l'alignement dans le plan de nano-objets anisotropes comme les nanofibrilles de cellulose. Nous avons démontré la possibilité de contrôler de façon indépendante la direction de l'alignement de chaque couche de cellulose. Ainsi, nous avons pu préparer des films minces avec une orientation unidirectionnelle, croisée ou hélicoïdale des nanofibrilles de cellulose, ce qu’il n’est pas possible de faire avec d’autres procédés de fabrication. Les propriétés optiques de ces films ont été caractérisées par dichroïsme circulaire et ellipsométrie spectroscopique à matrice de Mueller. Nous avons observé que la réponse chirale des films hélicoïdaux est contrôlée par le sens de rotation, le pas de l’hélice et le nombre de couches avant rotation. Les propriétés mécaniques de ces films ont été étudiées par différentes méthodes de nanoindentation. La méthodologie de fatigue par nano-contact a montré une ductilité accrue des films unidirectionnels et hélicoïdaux, qui peut être indirectement liée à une absorption accrue de l'énergie de ce matériau lors des sollicitations en raison de sa structure interne
The remarkable optical and mechanical properties of natural materials are often associated with the complexity of their hierarchical structures. One of the most complexes is the helical structure which consists of several layers of unidirectionally aligned fibers whose orientation rotates with respect to their neighboring layers. This so-called Bouligand microstructure is responsible for the enhanced impact resistance of the shell of some crustaceans as well as the preferential reflection of circularly polarized light of certain fruits and insects. Here, we fabricated complex bio-inspired thin films made of cellulose nanofibrils and poly(vinylamine) using the layer-by-layer (LbL) approach and grazing incidence spraying (GIS), a method allowing to control the in-plane alignment of anisotropic nano-objects like cellulose nanofibrils. We demonstrated the independent direction of alignment of each cellulose layer, which allowed the preparation of thin films with well-defined internal structures, namely, unidirectional, cross-ply or helical arrangement of the reinforcing nanofibrils, which is impossible to achieve by any other fabrication process. The optical properties of these films were characterized by circular dichroism (CD) and by Mueller matrix ellipsometry. The chirality observed for helicoidal films is controlled by the rotation direction, the pitch, and the number of layers. The mechanical properties of these cellulose-based films were studied by various nanoindentation methods. A nano-contact fatigue methodology showed an increased ductility of the unidirectional and helicoidal films, which can be indirectly related to enhanced absorption of energy of this material owing to their internal structure

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Odoni, Ludovic. "Propriétés mécaniques et effets d'échelle." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1884_lodoni.pdf.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans l'effort de compréhension et de mesure des propriétés mécaniques des solides aux échelles nanométrique et micrométrique. Les questions sousjacentes sont d'une part de cerner la limite des propriétés volumiques (limite de la mécanique des milieux continus) lors de la diminution de la fenêtre d'analyse et d'autre part, de décrire les nouvelles propriétés, si elles existent, liées à cette réduction d'échelle. L'analyse mécanique non-linéaire du mode Contact Interrnittent en AFM, donne accès à la mesure des propriétés mécaniques locales de polymère comme les modules de restitution et de perte, l'adhérence. Le résultat surprenant de cette analyse concerne le module de perte dont la valeur mesurée est supérieure d'un ordre de grandeur à celle issue d'essais volumiques macroscopiques. Les essais de nano-indentation, menés à vitesse de déformation constante, confirment et enrichissent ce résultat. Nous proposons d'introduire la notion de longueur caractéristique d'hétérogénéité, qui définit la dimension pour un matériau, en dessous de laquelle la réponse mécanique diffère de celle de la matière "homogène". Cette notion canonique pour un matériau hétérogène est étendue aux matériaux homogènes en composition. En deçà de cette dimension, le matériau ne peut plus être décrit qu'à l'aide d'outils statistiques. Un autre axe de ce travail est la description macroscopique des matériaux à l'aide des lois de comportement volumique. Un effort particulier est mené sur la description à l'aide des lois de comportement viscoplastique de matériaux polymères vitreux (PMMA et PS). Les données viscoplastiques obtenues par indentation et par le test de résistance à la rayure peuvent s'interpréter dans le cadre d'une théorie moléculaire d'activation de Eyring. Les résultats issus des essais menés à petite vitesse de déformation (< 0. 1 Hz) permettent de définir un volume d'activation du matériau polymère (lnm3 pour le PMMA et 0. 4nm3 pour le PS). Les données issues des tests de résistance à la rayure montrent qu'à grande vitesse de déformation (> 0. 1 Hz), la dissipation viscoélastique augmente dans le contact et que le volume d'activation déduit diminue. Ce phénomène est interprété comme une transition vers une relaxation de type (3 du matériau polymère. L'origine de la longueur caractéristique d'hétérogénéité reste à éclaircir. S'agit-il bien d'une évolution des propriétés mécaniques, liée à la diminution de la fenêtre d'analyse? S'agit-il d'une longueur liée aux propriétés intrinsèques de la surface? Cette dernière rendrait, par conséquent, les propriétés mécaniques d'une surface hétérogènes
This dissertation tries to conjugate the comprehension and measurement work to decrypt mechanical properties of solids at micrometric and nanometric scales. The underlying questions are both to locate the limits of bulk properties (frontier of continuous medium mechanic) when the analysis window is narrowed and furthermore to describe new properties related to the decrease in measurement scale, if any. The non-linear mechanical analysis of Intermittent Contact Mode in AFM enables the monitoring of local mechanical properties of polymer such as storage and loss modulus or adherence. The surprising result of this analysis concerns the loss modulus whose measured value is greater than the macroscopic bulk one by one order of magnitude. The nanoindentation tests operated at a constant strain rate confirm and enrich this result : a 'characteristic heterogeneity length' has been introduced to define for this material the dimension under which the mechanical response differs from the one of homogeneous matter. This concept is canonical for heterogeneous materials at micrometer scale (i. E. Polymer blends) and is extended to material which are homogeneous in composition. Beyond this characteristic length, materials can only be described through statistical means. Another development of this study concerns the macroscopic description of materials using bulk constitutive equations. A particular effort has been held to describe viscoplastic behavior of glassy polymers (PMMA and PS). The viscoplastic data obtained by nanoindentation experiments and scratch tests may be interpreted with the help of Eyring molecular theory of activation energy. The results obtained at small strain rate (<0. 1 Hz) enables the computation of an activation volume of the polymeric material (lnm3 for PMMA et 0. 4nm3 for PS). These activation volumes are in good agreement with the theoretical ones and those obtained by macroscopic analytical methods. The scratch test experimental data are showing that at high strain rate (>0. 1Hz) the viscoelastic loss in contact increases and the calculated activation volume decreases. The phenomenon is interpreted as a transition to a B type relaxation of the polymeric material. The origin of the characteristic homogeneity length is still to be enlighten. Should this be understood as an evolution of the mechanical properties due to the narrowing of the analysis window? Is this length related to intrinsic properties of surface? In this case, surface mechanical properties would thus be heterogeneous

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Szadeczki, Marika. "Ozonation de pâte thermomécanique : ozonations de mélanges de pâtes thermomécaniques et chimiques : application aux fibres recyclées." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0192.

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Abstract:

Pour des raisons ecologiques et economiques, le recyclage des papiers et cartons s'intensifie. Cependant, l'accroissement de la masse de vieux papiers recuperes entraine une diminution de la qualite des fibres a recycler. Plusieurs solutions sont examinees pour ameliorer la qualite des fibres recyclees dont l'ozonation. Celle-ci conduit a des resultats encourageants a l'echelle du laboratoire, mais ces resultats sont parfois contradictoires, en raison de l'heterogeneite des pates de vieux papiers. Par consequent, une recherche plus fondamentale a ete initiee pour examiner l'effet de l'ozone sur des melanges de pates mecaniques et chimiques qui modelisent les differentes sortes de pates recyclees. Au prealable, l'action de l'ozone sur une pate mecanique a ete approfondie. L'ozonation de pate mecanique entraine une degradation des caracteristiques optiques et une amelioration des caracteristiques mecaniques. Le principal phenomene responsable de ces modifications serait la delignification qui conduit a une structure de feuille plus compacte, la creation de groupements carboxyle n'intervenant pas de maniere significative. Dans un melange de pate chimique et de pate mecanique ozonee, les modifications apportees par l'ozone ne se repercutent sur les proprietes du melange que s'il contient plus de 10% de pate mecanique. Elles sont d'autant plus significatives que les qualites des deux pates composant le melange sont proches. Applique a un melange 10% de pate mecanique, 90% de pate chimique, l'ozone ameliore la blancheur et, si le melange contient des charges, les caracteristiques mecaniques. Si le melange contient 35% de pate mecanique, l'ozone augmente les caracteristiques mecaniques. Le blancheur et l'indice de dechirement sont conserves pour les melanges avec charges. Ces resultats, obtenus sur des melanges faits en laboratoire, se retrouvent sur les pates recyclees industrielles, de meme composition fibreuse, uniquement si elles sont acidifiees avant leur caracterisation et leur ozonation. De plus, cette derniere serait handicapee par la presence de contaminants, susceptibles de reagir avec l'ozone. Les connaissances acquises devraient permettre une utilisation plus judicieuse et mieux ciblee de l'ozone dans le traitement des vieux papiers.

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Murat, Denis. "Oxyde d'yttrium : élaboration et propriétés mécaniques." Limoges, 1995. http://www.theses.fr/1995LIMO0007.

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Abstract:

La premiere partie est consacree a la recherche de l'abaissement de la temperature de frittage naturel de l'oxyde d'yttrium. Le role du broyage dans l'eau et du mode d'incorporation d'un dopant (l'oxyde de titane) est etudie. Les methodes de syntheses chimiques d'une poudre dopee n'ameliorent pas de facon sensible la frittabilite. La seconde partie est consacree aux proprietes mecaniques de 3 nuances d'oxyde d'yttrium: une nuance frittee sous vide a 1800c, une nuance frittee par compression isostatique a chaud a 1250c, et une nuance dopee au titane densifiee par frittage naturel a 1500c. Une machine d'essai universelle permettant d'effectuer des essais de traction jusqu'a 1800c sous air ou sous atmosphere controlee a ete concue et realisee lors de cette etude. Les proprietes mecaniques (le module d'young, la durete, la tenacite et la resistance a la rupture, a la croissance de fissure sous critique et au fluage) des trois nuances sont comparees. Le comportement au fluage est interprete comme etant de type diffusionnel controle par un mecanisme d'interface. La diffusion est principalement volumique pour la nuance frittee sous vide et intergranulaire pour les deux autres nuances a grains submicroniques. La croissance des grains sous contrainte (croissance dynamique) est remarquablement importante a des temperatures pour lesquelles la croissance statique (en l'absence de contrainte) est negligeable. Le comportement superplastique de la nuance frittee par compression isostatique a chaud a ete mis en evidence et fait l'objet d'un dernier chapitre

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Rio, Sandra. "Caractérisation multi-échelles de vitrocéramiques pour modélisation de leurs propriétés optiques." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4088.

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Abstract:

L’objectif des travaux présentés dans ce mémoire était de mettre en relation la structure et la microstructure d’une vitrocéramique, communément appelée « verre opale » dans l’industrie verrière, avec ses propriétés optiques et colorimétriques. La caractérisation du matériau a été réalisée au moyen de nombreuses techniques d’analyse telles que la diffraction des rayons X, la microscopie électronique, etc. Dans le cadre de cette étude, l’intérêt porté à la vitrocéramique provient de son aspect visuel si particulier : blanc laiteux translucide, voire opaque. Ceci est dû à la cristallisation spontanée, dans le volume, lors du processus de fabrication, de phases binaires fluorées NaF, CaF2 et BaF2. Ce phénomène a lieu en quelques secondes alors que la matrice vitreuse silicate se solidifie emprisonnant ces nanocristaux. La détermination des paramètres propres aux nanocristaux et à la matrice vitreuse a permis la modélisation du rendu visuel via un programme basé sur le modèle des quatre flux, tenant compte du phénomène de diffusion de la lumière. Au vu des résultats concluants, l’étude visant à prédire le rendu visuel issu de la seule diffusion de la lumière a ensuite été étendue au cas d’une vitrocéramique colorée par ajout d’oxydes métalliques dans la composition initiale. Cette modification de la composition entraîne une dispersion des éléments colorants dans la matrice et le phénomène d’absorption généré peut être également modélisé. En parallèle de ces résultats, un autre axe de recherche a pu être développé, à savoir l’étude de l’interaction entre les phases cristallines et la matrice vitreuse qui a notamment permis d’ouvrir des pistes sur la compréhension des propriétés mécaniques de la vitrocéramique
The aim of this work was to link the structure and the microstructure of a glassceramic, usually called « opal glass » in glass industry, to its optical and colorimetric properties. The characterization of the material has been carried out using numerous analytical techniques such as X-ray diffraction, electron microscopy, etc. In this study, the interest of this glass-ceramic results from its particular visual aspect: milky white translucent, almost opaque. This is due to the spontaneous crystallization of fluorinated binary phases NaF, CaF2 and BaF2, in the volume, during the manufacturing process. This phenomenon takes place in a few seconds while the vitreous silicate matrix solidifies, trapping nanocrystals. The modeling of the visual rendering via a program based on The four-flux method taking into account the intrinsic parameters of both the nanocrystals and the vitreous matrix, was used, based on the light scattering effect. According to conclusive results, the study aimed at predicting the visual rendering only from light scattering has been extended to the coloration of a glass-ceramic by metal oxides addition in the initial composition. This composition modification causes a dispersion of the coloring elements in the matrix implying to also consider the absorption effect. At the same time, another line of research was explored, which is the study of the interaction between the crystalline phases and the mechanical properties of the vitreous matrix

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Dissertations / Theses on the topic 'Propriétés mécaniques et optiques'

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