Dissertations / Theses on the topic 'Propriétés mécaniques sur mesure'
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Bordonne, Pierre Antoine. "Module dynamique et frottement intérieur dans le bois : mesures sur poutre flottantes en vibrations naturelles." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10387.
Abstract:
Le bois, en raison de sa structure particulière et de sa composition polymérique, est regardé comme un matériau orthotrope cylindrique et viscoélastique linéaire, dans le domaine des petites perturbations. Ce mémoire présente une méthode expérimentale de mesure du module dynamique d'un matériau, basée sur l'interprétation du spectre des fréquences en vibrations naturelles d'une poutre. En flexion, l'influence de la déformabilité en cisaillement étant prise en compte lors du dépouillement, la procédure s'applique de manière fiable et reproductible à toute poutre droite de section rectangulaire, y compris les éprouvettes normalisées pour les essais mécaniques sur le bois et ses dérivés. L’amortissement des mêmes vibrations naturelles fait l'objet d'une seconde procédure expérimentale. La grandeur caractéristique des frottements intérieurs est le décrément logarithmique, qui est calculé par ajustement sur l'enveloppe d'un mouvement propre. La chaîne d'acquisition commune aux deux procédures est composée d'un enregistreur numérique de transitoires, couplé à un micro-ordinateur type PC, pour lequel des programmes spécifiques ont été développés
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Ghibaudo, Marion. "Influence des propriétés mécaniques du substrat sur l'adhésion et la migration cellulaire." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00345790.
Abstract:
L'adhésion et la migration des cellules jouent un rôle important dans de nombreux mécanismes cellulaires qui vont de la morphogenèse à la prolifération tumorale en passant par la réparation des tissus. Il est maintenant bien établi que l'environnement physique et mécanique des cellules a une grande influence sur de nombreuses fonctions cellulaires comme l'adhésion et la migration ainsi que sur leur devenir et donc leur différentiation. Pour contrôler les propriétés de l'environnement cellulaire, nous avons choisi de combiner des méthodes de micro-fabrication issues de la microélectronique aux techniques de biologie cellulaire et moléculaire. Nous nous sommes notamment intéressés à l'influence de la rigidité du support sur la migration cellulaire et les forces mécaniques exercées par les cellules, des fibroblastes, sur la matrice. Pour cela, nous avons utilisé un substrat constitué de micro-piliers flexibles, qui ont servi de micro-capteurs de force. Nous avons montré que les cellules employées adaptent les forces qu'elles exercent sur leur support à la rigidité de ce dernier. Nous avons ensuite étudié l'influence de la topographie du substrat sur la migration cellulaire. Nous avons pour cela également utilisé des micro-piliers, mais dont le diamètre est 5 à 10 fois supérieur aux précédents. Les cellules, en migrant, rencontrent donc alternativement des surfaces lisses et rugueuses. Nous avons montré que dans ces environnements, les cellules adoptent un comportement s'approchant de celui observé dans un gel tridimensionnel et que le noyau joue un rôle dans cette migration. Enfin, nous avons abordé l'étude de l'étalement cellulaire dans ces environnements texturés.
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Dwi, Argo Bambang. "Détermination expérimentale de l'influence de l'hystérésis sur les propriétés hydriques de matériaux poreux du génie civil." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0031.
Abstract:
L'objectif de ce travail est d'explorer experimentalement l'influence de l'hysteresis sur les proprietes hygrothermiques de pates de ciment. Nous avons etudie tout d'abord les proprietes a l'equilibre. Nous avons obtenu les cycles principaux et quelques cycles primaires des isothermes sorption desorption. Nous avons procede a la determination de la permeabilite a la vapeur qui caracterise le comportement des materiaux en regime permanent. De ces mesures, nous avons deduit par le calcul les diffusivites hydriques. Il n'y a pas de reversibilite du comportement lorsque l'humidite relative augmente ou diminue. Ces diffusivites ont ete comparees a celles deduites des evolutions de teneurs en eau dans des experiences en regime dynamique. Nos resultats sont importants pour prendre en compte les effets d'hysteresis dans des simulations numeriques
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Cadenas, Herrera Pedro Vicente. "Influence du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques statiques d'un alliage d'aluminium 6082-T6." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10005.
Abstract:
Le travail proposé consiste à l'étude du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques de traction, de ténacité et de microdureté d'un alliage d'aluminium 6082- T6. Ces travaux à forte dominante expérimentale ont nécessité la réalisation assez conséquente des essais de fatigue en contrôle de charge (R= 0.1) à différents pourcentage de la durée de vie (0-90%) et pour trois niveaux de contrainte maximale appliquée (200, 250 et 275 MPa). Le pré-endommagement est déterminé par la courbe S-N du matériau et la loi linéaire de Miner. Les éprouvettes avec les différents pré-endommagements sont utilisées pour les essais de traction monotone, de déchirure ductile et de microindentation. L'évolution des différentes propriétés en fonction du pré-endommagement est identifiée par rapport aux valeurs correspondant à l'état initial (sans pré-endommagement). Les résultats montrent que les propriétés mécaniques de traction ne présentent pas d'évolution significative en fonction du pré-endommagement par fatigue alors que les propriétés critiques de ténacité diminuent avec le pré-endommagement. La perte de ténacité est d'autant plus accentuée que la contrainte maximale de pré-endommagement est faible. La diminution de la ténacité du matériau résulte à la fois de la présence de microfissures de fatigue qui se sont initiées aux joints de grains et de l'augmentation de la microdureté. Sur la base de l'évolution des différentes propriétés mécaniques en fonction du pré-endommagement, des courbes d'isodommages ont été établies. Ces dernières permettent d'estimer la durée de vie résiduelle pour l'alliage étudiéThe present work has been conducted to study the effect of cumulative high cycle fatigue damage, on the tensile mechanical properties, toughness and hardness, of an AA6082-T6 aluminium alloy. Axial fatigue tests under load controlled conditions (R = 0.1) up to different fatigue life fractions achieved at maximum stresses of 200, 250 and 275 MPa were carried out. Cumulative damage has been determined from the S-N curve of the material and the Palmgren-Miner Iinear rule. Samples with different cumulative damage were subsequently subjected to tensile, tear and microindentation tests. The evolution of the different properties as a function of the cumulative damage has been reported in relation to the reference values of such properties in the undamaged state. The results obtained show that the tensile mechanical properties do not exhibit a significant change as a function of the cumulative damage, whereas the critical toughness properties decrease as damage increases. The decrease in toughness is more marked as the maximum stress applied to the material decreases. Such a decrease in toughness is associated with the presence of microcracks that are nucleated at grain boundaries and it is more pronounced as the hardness of the material increases (work-hardening). Such a phenomenon gives rise to a modification of the fracture mode, from ductile, for the undamaged material, to a mixed ductile-brittle mode after cumulative damage. The change of the different mechanical properties with cumulative damage allowed the determination of the isodamage curves for the alloy, which could be employed for predicting the high cycle fatigue remnant life of the material under investigation
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Cadenas, Herrera Pedro Vicente. "Influence du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques statiques d'un alliage d'aluminium 6082-T6." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10005/document.
Abstract:
Le travail proposé consiste à l'étude du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques de traction, de ténacité et de microdureté d'un alliage d'aluminium 6082- T6. Ces travaux à forte dominante expérimentale ont nécessité la réalisation assez conséquente des essais de fatigue en contrôle de charge (R= 0.1) à différents pourcentage de la durée de vie (0-90%) et pour trois niveaux de contrainte maximale appliquée (200, 250 et 275 MPa). Le pré-endommagement est déterminé par la courbe S-N du matériau et la loi linéaire de Miner. Les éprouvettes avec les différents pré-endommagements sont utilisées pour les essais de traction monotone, de déchirure ductile et de microindentation. L'évolution des différentes propriétés en fonction du pré-endommagement est identifiée par rapport aux valeurs correspondant à l'état initial (sans pré-endommagement). Les résultats montrent que les propriétés mécaniques de traction ne présentent pas d'évolution significative en fonction du pré-endommagement par fatigue alors que les propriétés critiques de ténacité diminuent avec le pré-endommagement. La perte de ténacité est d'autant plus accentuée que la contrainte maximale de pré-endommagement est faible. La diminution de la ténacité du matériau résulte à la fois de la présence de microfissures de fatigue qui se sont initiées aux joints de grains et de l'augmentation de la microdureté. Sur la base de l'évolution des différentes propriétés mécaniques en fonction du pré-endommagement, des courbes d'isodommages ont été établies. Ces dernières permettent d'estimer la durée de vie résiduelle pour l'alliage étudiéThe present work has been conducted to study the effect of cumulative high cycle fatigue damage, on the tensile mechanical properties, toughness and hardness, of an AA6082-T6 aluminium alloy. Axial fatigue tests under load controlled conditions (R = 0.1) up to different fatigue life fractions achieved at maximum stresses of 200, 250 and 275 MPa were carried out. Cumulative damage has been determined from the S-N curve of the material and the Palmgren-Miner Iinear rule. Samples with different cumulative damage were subsequently subjected to tensile, tear and microindentation tests. The evolution of the different properties as a function of the cumulative damage has been reported in relation to the reference values of such properties in the undamaged state. The results obtained show that the tensile mechanical properties do not exhibit a significant change as a function of the cumulative damage, whereas the critical toughness properties decrease as damage increases. The decrease in toughness is more marked as the maximum stress applied to the material decreases. Such a decrease in toughness is associated with the presence of microcracks that are nucleated at grain boundaries and it is more pronounced as the hardness of the material increases (work-hardening). Such a phenomenon gives rise to a modification of the fracture mode, from ductile, for the undamaged material, to a mixed ductile-brittle mode after cumulative damage. The change of the different mechanical properties with cumulative damage allowed the determination of the isodamage curves for the alloy, which could be employed for predicting the high cycle fatigue remnant life of the material under investigation
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De, la Cruz Sanchez Carmen Mariella. "Mesure des constantes élastiques du bois d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) dans des conditions d'équilibre du séchage à basse température." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23550/23550.pdf.
Abstract:
L’objectif de cette étude fut d’établir l’effet de la teneur en humidité d’équilibre et de la température sur les constantes élastiques du bois d’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.). La méthode de six éprouvettes fut utilisée pour déterminer les constantes élastiques à huit conditions hygrothermiques, soit à quatre teneurs en humidité (7%, 13%, 17% et au-dessus de la saturation des membranes) et à deux niveaux de température (30°C et 50°C). Les mesures de déformabilité ont été faites en compression axiale. La déformation axiale fut mesurée avec un capteur linéaire Sangamo DG1.0 (LVDT). La déformation transverse fut mesurée avec un capteur extensométrique à demi–anneau (CEDA). Les résultats ont indiqué que la déformabilité du bois augmente au fur et à mesure que son humidité d’équilibre augmente. De plus, pour une même humidité d’équilibre, le bois devient plus déformable à mesure que la température s’élève de 30°C à 50°C.The objective of this research was to study the influence of the equilibrium moisture content (EMC) and temperature on the mechanical properties of black spruce wood (Picea mariana (Mill.) B.S.P.). The six specimen technique was used to determine the elastic parameters under eight hygrothermal conditions: four EMC (7%, 13%, 17% and above the fiber saturation point) at two temperatures (30°C and 50°C). Measurements were made in axial compression tests. Axial strain was measured using a Sangamo DG1.0 linear displacement sensor (LVDT). Transverse strain was measured using two semi-ring extensometers. The results show than wood deformability increases as EMC and temperature increase. Furthermore, at the given EMC, wood deformability increases as temperature increases from 30°C to 50°C.
Inscrite au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures
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Couteau, Béatrice. "Modélisation 3D par la méthode des éléments finis du fémur humain. Application à l'étude des prothèses sur mesure." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30113.
Abstract:
Ce travail de these est consacre a l'analyse mecanique par la methode des elements finis de femurs avec et sans prothese sur-mesure. La technique de reconstruction des modeles repose sur un examen scanner prealable des specimens. Dans un premier temps, le comportement mecanique du tissu osseux femoral est defini soit a partir de la litterature pour l'os cortical soit a partir de l'analyse des images tomodensitometriques pour l'os spongieux. La technique de modelisation par la methode des elements finis est alors developpee et validee dans le cadre de femurs intacts. Les differents tests experimentaux sont realises a l'aide d'une technique vibratoire, d'un essai de rupture et d'une analyse des deformations. L'interet d'une description fine des materiaux est soulignee au cours de ces differentes simulations. On se consacre alors au developpement et a la validation de modeles de femurs equipes d'un implant sur-mesure concu selon le protocole de notre partenaire industriel (euros ). Les essais experimentaux concernent egalement la technique vibratoire suivie d'une analyse des deformations. Afin de souligner l'interet du projet, on s'interesse enfin a la mise en application des divers modeles. La simulation de mises en charges physiologiques permet d'evaluer les composantes a risque pour le tissu osseux. Egalement, un cas clinique reel concernant une revision est traite. Notre analyse permet d'identifier le probleme lie a la conception meme de l'implant.
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Steyer, Philippe. "Influence des éléments d'alliage sur les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion et la passivation de grilles positives des batteries au plomb destinées au véhicule électrique (Ca, Sn, Ag et dans une moindre mesure, In et Ge)." Nancy 1, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1997_0146_STEYER.pdf.
Abstract:
Le développement du véhicule électrique requiert l'emploi de batteries scellées sans entretien. Les alliages Pb - Sb, utilisés communément comme grille d'accumulateur mais générant une forte consommation d'eau en service, ont dû être remplacés au profit des. Alliages Pb - Ca - Sn. Cette évolution fit naître cependant de nouveaux problèmes affectant directement les deux principales fonctions de la grille d'accumulateur que sont la collecte des électrons et le soutien mécanique de la matière active. Dans le but de trouver de nouveaux matériaux à meilleures caractéristiques mécaniques et électrochimiques, l'influence des éléments Ag, In ou Ge ajouté à un alliage de base Pb - Ca - Sn a été étudiée. L'étude du durcissement des alliages a été menée sur des échantillons massifs bruts de coulée ou laminés (taux de déformation de 30, 60 et 80 %), ainsi que sur des grilles coulées par gravité. Les températures de vieillissement explorées sont 20 et 80°C. Le durcissement de l'alliage de base (0,6% Sn) et des alliages à l'indium et au germanium est faible et passager du fait de l'apparition rapide de transformations discontinues adoucissantes. Les alliages plus chargés en étain ou contenant de l'argent durcissent quant à eux selon un mécanisme continu et le survieillissement est dans ce cas très retardé. Une addition d'étain supérieure à 2 % est inutile puisque cet élément est alors présent sous forme de précipités grossiers peu durcissant d'étain pur et de phase L1[puissance]2 : (Pb1-xSnx)3Ca. L'alliage fortement chargé à l'argent présente une ségrégation importante responsable de la fragilisation des grilles par décohésion aux joints de grain. Plusieurs tests de tenue à la corrosion (décharge profonde, surcharge, cyclage et autodécharge) ont été effectués de manière à simuler les différents régimes de la batterie en service. En conditions de décharge profonde, l'anode se recouvre d'une couche de PbO quadratique à faible conduction sur laquelle se trouve une couche de PbSO4. L'épaisseur de la couche de passivation diminue faiblement avec une augmentation de la teneur en argent ou en étain de l'alliage et disparaît brutalement pour des alliages plus fortement alliés (> 2 % Sn). La concentration en étain de PbO est très proche de celle du substrat et cet élément semble surtout ségrégé le long des joints de grain colonnaires. La meilleure conductivité de la couche de monoxyde de plomb observée pour les alliages à l'étain peut ainsi être attribuée à un mécanisme de percolation de SnO2. L'essai de surcharge conduit à une couche duplex constituée principalement de PbO2, et en plus faible quantité de PbO en contact avec le métal. La dilatation volumique causée par la croissance des oxydes produit des contraintes telles que l'oxydation à haut potentiel anodique peut être assimilée à une corrosion sous contrainte. Les zones survieillies, à caractéristiques mécaniques faibles, sont de ce fait plus vulnérables à la corrosion. Les alliages à l'argent ou chargés en étain, retardant le survieillissement, font preuve d'une bonne résistance à la corrosion, tandis que l'alliage de base est plus sensible. Les alliages contenant de l'indium sont sujets à une corrosion intergranulaire profonde induite par la dissolution préférentielle de [gamma]-InSn4 ségrégé aux joints de grains. Le test industriel de cyclage, caractérisé par des charges et décharges complètes, indique qu'une addition d'étain et dans une moindre mesure d'argent, augmente la durée de vie de l'accumulateur tout en réduisant l'épaisseur de la couche d'oxyde. L'essai d'autodécharge simule les réactions qui s'opèrent à l'intérieur de l'accumulateur chargé en circuit ouvert. Il semblerait que la présence de 1,2 % Sn dans l'alliage inhibe la formation au sein de la couche de corrosion d'oxydes intermédiaires "PbOx", Pb2O3 et Pb3O4 notamment.
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Cheikho, Karim. "Conception de structures souples élastiques et applications en biomécanique." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0147.
Abstract:
La sélection d’une matrice poreuse la plus adaptée à la régénération tissulaire pour une application clinique donnée est un défi, qui a motivée de nombreuses études en particulier pour des applications au comblement osseux. Plusieurs propositions ont été proposés au cours de la dernière décennie, y compris des structures avec des gradients de taille de pores dont il a été prouvé qu’elles facilitaient le transport des nutriments de la périphérie au cœur de la matrice poreuse, et encourageaient donc la régénération tissulaire. Le cadre utilisé pour concevoir de telles matrices poreuses à gradients est limité par les possibilités de distribution des pores et l’étendue des propriétés mécaniques qu’il est possible d’atteindre. Dans ce travail, nous avons proposé un cadre de conception pour générer diverses structures de matrices poreuses tridimensionnelles dotées de gradients de taille de pores à partir de transformations appliquées à des cellules unitaires. Nous avons proposé une méthodologie pour générer des matrices poreuses par une répétition multicouche de sections transverses circulaires, ce qui a permis d'obtenir une anisotropie ajustable en fonction de l'application clinique visée. Nous avons identifié les propriétés mécaniques apparentes de différentes configurations de matrices poreuses à l'aide d'une méthode numérique originale, soulignant la polyvalence de la procédure de conception qui permet d’ajuster séparément les propriétés mécaniques longitudinales et transversales des matrices poreuses. Afin d'étudier la capacité des techniques de fabrications additives usuelles à fabriquer les structures proposées, nous avons élaboré des structures poreuses à l'aide de la technique DFF (dépôt de filaments fondus) et SLA (stéréolithographie), et nous avons réalisés des essais mécaniques expérimentaux pour les confronter aux prédictions issues des simulations. Malgré les différences géométriques observées entre la conception initiale et les structures réellement obtenues, les propriétés apparentes des structures issues de la technique SLA concordent avec celles prédites par la méthode de calcul proposée. Des perspectives prometteuses ont été proposées concernant la conception de matrices poreuses auto-adaptables utilisables pour des applications spécifiques, notamment pour le comblement osseux dans un contexte de chirurgie mini-invasiveThe selection of the most-suitable porous bone scaffold for regenerative medicine applied to a given clinical application is challenging, which has motivated numerous studies especially for the repair of bone defects. Several designs have been proposed over the last decade, including structures with pore size gradients that have been proved to facilitate nutrient transport from the periphery to the core of the scaffold, and therefore to enhance tissue regeneration. The framework used to design such porous scaffolds with pore size gradients is limited by the range of the reachable pore distribution and mechanical properties.In this work, we presented a design framework to generate various three-dimensional porous scaffolds structures including cylindrical graded scaffolds from the transformations of unit cells. We proposed a methodology to generate porous scaffolds by multilayer repetition of circular cross sections, resulting in tunable anisotropy depending on the intended clinical application. We identified the apparent mechanical properties of different porous scaffold configurations using an original numerical method, highlighting the versatility of the design procedure that allows for separate tuning of longitudinal and transverse mechanical properties of porous scaffold.In order to investigate the ability of common additive manufacturing techniques to fabricate the proposed structures, we have elaborated scaffolds using FDM (fused deposition modeling) and SLA (stereolithography) techniques, we have performed experimental mechanical tests to be confronted to the predictions issued from simulations. In spite of the geometrical differences observed between the initial design and the obtained structures, the apparent properties of the structures obtained by the SLA technique agree with those predicted by the proposed computational method.Promising perspectives have been proposed concerning the design of self-fitting scaffolds that can be used for clinical applications, particularly to repair bone defects using mini-invasive surgery
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Caprio, Silva Gustavo. "L' identification de propriétés de matériaux à partir des mesures de champ utilisant la modélisation par éléments finis avec accent sur la caractérisation d'erreurs expérimentales déterministes." Saint-Etienne, EMSE, 2009. http://www.theses.fr/2009EMSE0008.
Abstract:
Les progrès réalisés par les codes Eléments Finis et par les méthodes optiques de champ, en particulier leur traitement de grandes quantités de points de mesure et leur capacité à visualiser des variations de déformation ont rendu possible l’identification directement sur des pièces industriels de propriétés de matériaux ou de structure. Cette thèse décrit une stratégie d’implémentation d’un code de recalage de modèle Eléments Finis dédié à l’identification. Un effort particulier est porté sur l’appariement des champs numériques et expérimentaux ; des développements originaux ont permis de prendre en compte des phénomènes expérimentaux déterministes parasites et de calculer des intervalles de confiance pour chaque valeur identifiée ; des applications à l’identification de propriétés élastiques orthotrope de plaques composites à partir d’un essai normalisé sur structure sont décrites. Enfin, la thèse se conclut par une étude de cas sur une pièce industrielleProgresses in Finite Elements, and Optical Full Field Measurement techniques, in particular their treatment of a large number of data points and their ability to visualize strain variations have made possible the identification of more realistic material/structure properties on direct industrial parts. This thesis describes the implementation of a Finite Element Model Updating strategy employed for the identification of material/structures properties. A special effort is made to map accurately and efficiently experimental data points into the FE model. Some original developments were also made to take into account several deterministic experimental phenomena. An estimate of statistical confidence intervals is described. Applications are given for the identification of elastic orthotropic properties of composite materials using a classical standard test on a structure. Last, the thesis is concluded with a case study using stereo-correlation on an industrial airplane part
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Lion, Maxime. "Influence de la température sur le comportement poromécanique ou hydraulique d'une roche carbonatée et d'un mortier : études expérimentales." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/50376-2004-61-62.pdf.
Abstract:
L'étude expérimentale présentée vise à étudier l'effet de la température sur le comportement hydraulique et poromécanique d'un calcaire. De nombreux essais (mesures de porosité et de perméabilité, essais de compressions uniaxiales et hydrostatiques) ont été menés afin d'évaluer l'influence des cycles thermiques et donc de la microfissuration thermique sur le comportement de la roche. En parallèle, un dispositif de mesure de la perméabilité sous températures élevées (jusqu'à 200°C) a été conçu, permettant ainsi d'évaluer directement la variation de la perméabilité du calcaire sous sollicitations thermiques. Par la suite, notre étude a été étendue au cas des matériaux à matrice cimentaire, l'objectif étant d'analyser l'effet de la température sur la perméabilité d'un mortier normalisé.
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Baeza, Guilhem P. "Nanocomposites industriels simplifiés : analyse structurale et propriétés mécaniques." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20047/document.
Abstract:
Cette thèse propose l'étude de matériaux composites industriels simplifiés constitués de caoutchouc non réticulé (copolymère styrène-butadiène « SBR ») renforcés par des charges nanométriques de silice hautement dispersible. Afin d'identifier les mécanismes physico-chimiques responsables de ce renforcement et être capable de l'optimiser, nous devons comprendre les corrélations existantes entre les propriétés macroscopiques du matériau et la structure des charges à différentes échelles.Pour cela, une large campagne d'expériences de diffusion de rayons-X aux petits angles (DXPA) ainsi que de nombreux clichés de microscopie électronique ont été réalisés. En couplant ces données avec des simulations Monte-Carlo, il a été notamment possible de mettre en avant la présence d'une organisation à trois niveaux en partant de billes élémentaires d'une dizaine de nanomètres formant des agrégats eux-mêmes arrangés selon un réseau tridimensionnel branché existant à travers tout l'échantillon.L'analyse du renforcement dans les nanocomposites a été effectuée par rhéométrie et analyse dynamique mécanique. D'autres techniques telles que la spectroscopie diélectrique, la résonance magnétique nucléaire, l'analyse thermogravimétrique ou la spectrométrie infrarouge ont également contribué à une caractérisation complète de ces matériaux, en particulier pour sonder la dynamique des chaînes de SBR à l'interface avec la charge.Afin de déceler les corrélations existantes entre structure et propriétés, nous nous sommes attachés à décrire systématiquement l'influence de paramètres-clés tels que la fraction volumique en silice, le type de polymère employé (greffable sur la silice ou pas) ou leur masse molaire sur la morphologie des charges (taille des agrégats, ...) ainsi que sur le comportement mécanique (module d'élasticité, ...) des composites. Ce travail a permis d'identifier la densité de greffage des chaines comme le paramètre définissant la structure des composites et impactant significativement le renforcement.Cette thèse, résolument tournée vers la compréhension fondamentale, s'inscrit, à terme, dans la recherche d'une loi de comportement décrivant l'effet de la structure des charges sur les performances des pneumatiques. Cette dernière doit permettre de répondre à des problématiques rencontrées en ingénierie telles que la résistance à l'usure, l'adhérence, ou la résistance au roulement.De plus, dans le but d'atteindre des informations supplémentaires quant aux interactions entre le caoutchouc et la silice, nous avons mis au point un protocole expérimental permettant de formuler des échantillons dits « modèles » renforcés avec une silice colloïdale. Cette dernière étant beaucoup mieux définie d'un point de vue géométrique, son analyse structurale est grandement facilitée rendant possible l'étude des potentiels mis en jeu pendant la production des nanocompositesIn this thesis, we study nanocomposite materials made of non vulcanized rubber (styrene-butadien copolymer “SBR”) reinforced by highly dispersible silica nanofillers. In order to identify physico-chemical mechanisms responsible for such a reinforcement and being able to optimize it, we must understand existing correlations between the material macroscopic properties and the multi-scale structure of the filler.For this purpose, a wide campaign of small angle X-ray scattering (SAXS) and electronic microscopy experiments have been performed. Coupling this data with Monte-Carlo simulations led to the emergence of a concept describing the silica morphology: A branched tridimensional network built up from aggregates (radius 50 nm) made of nanoparticles (radius 10 nm) spreading accross the whole sample.The analysis of the reinforcement in nanocomposites is based on rheometry and dynamic mechanical analysis. Other techniques like dielectric spectroscopy, nuclear magnetic resonance, thermogravimetric analysis or infra-red spectrometry contributed as well to fully characterize these materials, particularly to probe the SBR chains dynamic at the interface with the filler.In order to reveal the correlations between structure and properties, we systematically described the impact of key parameters such as filler fraction, polymer grafting or the chain molar mass on the silica morphology (aggregates size, …) as well as on the mechanical behavior (elastic modulous, …) of the composites. This work allowed identifying the polymer grafting density as the parameter defining the filler structure and playing a significant role on the reinforcement.This thesis, firmly focused on fundamental comprehension, contributes to the development of a general law describing the effect of the filler structure on the performance of tires. The latter must provide answers to engineering issues concerning wear resistance, wet grip or rolling resistance.Moreover, in order to obtain additional information regarding the rubber-silica interactions, we developed an experimental process allowing the production of “model” systems reinforced with colloidal silica. The use of such filler, very well defined in terms of size and shape, makes much easier the structural analysis giving the opportunity to investigate deeper the effective potential between the two phases during the composite production
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Perlot, Céline. "Influence de la décalcification de matériaux cimentaires sur les propriétés de transfert : application au stockage profond de déchets radioactifs." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30211.
Abstract:
Les matériaux cimentaires ont été retenus afin de composer la barrière ouvragée du site français de stockage des déchets nucléaires en formation géologique profonde. Ce choix se justifie par les capacités physico-chimiques propres aux bétons : les hydrates de la matrice cimentaire (CSH) et le pH de sa solution interstitielle contribuent à la rétention des radionucléides ; d'autre part la compacité de ces matériaux limite le transport d'éléments. Il convient de s'assurer de la pérennité de cette structure pendant une durée au moins égale à celle de la vie des déchets (jusqu'à 100 000 ans). Sa durabilité a été éprouvée par l'évolution des propriétés de transfert en fonction de la décalcification de matériaux cimentaires, altération traduisant le vieillissement de l'ouvrage. Deux modes de dégradation ont ainsi été appliqués tenant compte des différentes interactions physico-chimiques induites par la formation hôte. Le premier, de type statique, a consisté en une décalcification accélérée par le nitrate d'ammonium. Il simule l'altération de la barrière ouvragée par les eaux souterraines. La cinétique de la dégradation a été estimée par le suivi du calcium lixivié et l'avancée du front de dissolution de l'hydroxyde de calcium. Pour évaluer l'impact de la décalcification, les échantillons ont été caractérisés à l'état sain puis dégradé, en terme de microstructure (porosité, distribution porosimétrique) et de propriétés de transfert (diffusivité, perméabilité au gaz et à l'eau). L'influence de la nature du liant (CEM I et CEM V/A) et des granulats (calcaires et siliceux) a été observée en répétant les essais sur différentes formulations de mortiers. A cette occasion, une importante réflexion sur la métrologie de cet essai a été menée. Le deuxième mode de dégradation, dynamique, a été réalisé par un perméamètre environnemental. Il recrée les sollicitations subies par l'ouvrage lors de sa phase de resaturation post-fermeture (pression hydraulique imposée par la couche géologique et exothermicité des déchets). Cet appareillage, basé sur le principe d'une cellule triaxiale, permet de fixer un gradient de pression entre 2 et 10 MPa et une température de 20 à 80°C. La variation de la perméabilité à l'eau en fonction de ces deux paramètres expérimentaux, découplés et couplés, a été mesurée et reliée aux modifications microstructurales des échantillonsCementitious materials have been selected to compose engineering barrier system (EBS) of the french radioactive waste deep repository, because of concrete physico-chemical properties: the hydrates of the cementitious matrix and the pH of the pore solution contribute to radionuclides retention; furthermore the compactness of these materials limits elements transport. The confinement capacity of the system has to be assessed while a period at least equivalent to waste activity (up to 100. 000 years). His durability was sustained by the evolution of transfer properties in accordance with cementitious materials decalcification, alteration that expresses structure long-term behavior. Then, two degradation modes were carried out, taking into account the different physical and chemical interactions imposed by the host formation. The first mode, a static one, was an accelerated decalcification using nitrate ammonium solution. It replicates EBS alteration dues to underground water. Degradation kinetic was estimated by the amount of calcium leached and the measurement of the calcium hydroxide dissolution front. To evaluate the decalcification impact, samples were characterized before and after degradation in term of microstructure (porosity, pores size distribution) and of transfer properties (diffusivity, gas and water permeability). The influence of cement nature (ordinary Portland cement, blended cement) and aggregates type (lime or siliceous) was observed: experiments were repeated on different mortars mixes. On this occasion, an essential reflection on this test metrology was led. The second mode, a dynamical degradation, was performed with an environmental permeameter. It recreates the EBS solicitations ensured during the resaturation period, distinguished by the hydraulic pressure imposed by the geologic layer and the waste exothermicity. This apparatus, based on triaxial cell functioning, allows to applied on samples pressure drop between 2 and 10 MPa and temperature from 20 to 80°C. Water permeability evolution relating to experimental parameters, uncoupled or coupled, was relied to mortars microstructural modifications
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Belkadi, Salima. "Mesure des déplacements et déformations en trois dimensions par stéréoscopie : applications au comportement de mousses synthétiques." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2256.
Abstract:
Le but de ce travail est l'étude du comportement en compression des mousses synthétiques de polyuréthanne (PU), de polyéthylène (PE) et de polypropylène (PP). Pour cela nous avons associé le principe de la stéréoscopie à deux méthodes optiques : la technique de corrélation et de suivi de marqueurs. Ainsi, la reconstruction 3D de la surface de l'objet aux points étudiés puis l'obtention des déplacements 3D et des déformations au cours du chargement sont possibles. Le dispositif stéréoscopique, nécessite une opération d'étalonnage pour déterminer ses paramètres intrinsèques et extrinsèques. Nous avons étudié l'étalonnage de deux configurations du système stéréoscopiques; le cas parallèle (rectifié) et le cas classique (axes optiques concourants). Pour les essais de compression nous avons utilisé la technique de suivi de marqueur. Cela nous a permis d'identifier la loi de comportement de Hill utilisée pour des simulations de compression avec le code ABAQUS - IMPLICITEThe aim of this work is the study of the behaviour in compression of the synthetic foam of polyurethane (PU), polyethylene (PE) and polypropylene (PP), we have used the stereoscopic principle associated with two optical methods; the techniques of correlation and the technique of tracking-marks. They permit the 3D reconstruction of specimen surface at the interested points then the determination of 3D displacements and deformations during solicitation. The stereoscopic dispositif requires a calibration to determine its intrinsic parameters (lens, pixel size, distortion coef) and extrinsic parameters (orientation and position of CCD cameras). We have studied two configuration of stereoscopic system; parallel case and classic case (crossed optical axes). For the compression tests, we have used the technique of tracking-marks, which is simple to realise. This permitted us to identify the behaviour law of HILL used for the simulation of compression with finite elements code ABAQUS - IMPLICITE
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Shinde, Krushna. "Interval uncertainty method to treat inconsistent measurements in inverse problems." Thesis, Compiègne, 2021. http://www.theses.fr/2021COMP2594.
Abstract:
Le problème inverse consiste à trouver les valeurs des paramètres d’un modèle physique à partir d’un ensemble de mesures. Dans les problèmes de génie mécanique, la caractérisation du comportement des matériaux nécessite une méthode inverse pour identifier les paramètres des matériaux. Le problème d’identification déterministe est généralement sensible aux données, et une façon de résoudre ce problème est de prendre en compte les incertitudes dans les données. Bien que plusieurs de ces méthodes existent dans la littérature, la plupart d’entre elles utilisent la minimisation des moindres carrés ou les approches bayésiennes. Cette thèse explore comment les approches d’incertitude non probabiliste (basées sur des intervalles) peuvent aider à obtenir une solution au problème inverse, en particulier lorsque les mesures sont incompatibles les unes avec les autres. Notre approche diffère intrinsèquement de celles mentionnées précédemment. Il ne repose pas sur la minimisation de l’erreur moyenne mais plutôt sur la sélection d’un sous-ensemble de mesures cohérentes. La stratégie d’identification est basée sur la théorie des ensembles développée, qui nous a permis de prendre en compte à la fois les informations préalables sur les paramètres et l’incertitude de mesure sous forme d’ensembles (intervalle ou boîtes) lors du processus d’inversion. Dans cette stratégie, nous avons développé des indicateurs de cohérence des mesures pour caractériser les mesures incohérentes, c’est-à-dire les valeurs aberrantes dans les données. Nous avons appliqué cette stratégie pour identifier les paramètres élastiques d’un matériau isotrope. Le principal avantage de cette stratégie est qu’elle permet d’obtenir un ensemble réalisable de paramètres, mais qu’elle peut également détecter les valeurs aberrantes parmi les mesures bruyantes. La stratégie est ensuite combinée à une modélisation de substitution pour les problèmes d’identification dans des environnements de grande dimension. Nous avons également appliqué notre stratégie pour détecter les dommages dans le matériauThe inverse problem consists of finding the parameter values of a physical model given a set of measurements. In mechanical engineering problems, material behavior’s characterization requires an inverse method to identify the material parameters. The deterministic identification problem is generally sensitive to data, and one way to resolve this issue is to consider uncertainties in the data. While several such methods exist in the literature, most of them use least-square minimization or Bayesian approaches. This thesis explores how non-probabilistic uncertainty (interval-based) approaches can help obtain a solution to the inverse problem, particularly when measurements are inconsistent with one another. Our approachintrinsically differs from the previously mentioned ones. It does not rely on minimizing the average error but rather on selecting a subset of consistent measurements. The identification strategy is based on the set theory developed, which allowed us to take into account both prior information about the parameters and measurement uncertainty in the form of sets (interval or boxes) during the inversion process. In this strategy, we developed some indicators of consistency of the measurements to characterize inconsistent measurements, i.e., outliers in the data. We applied this strategy to identify the elastic parameters of an isotropic material. The main advantage of this strategy is that it helps to obtain a feasible set of parameters, but that it can also detect the outliers among noisy measurements. The strategy is subsequently combined with surrogate modeling for identification problems in high dimensional settings. We also applied our strategy to detect damage in the material
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Zhao, Han. "Analyse de l'essai aux barres d'hopkinson. Application a la mesure du comportement dynamique des matériaux." Marne-la-vallée, ENPC, 1992. http://www.theses.fr/1992ENPC9225.
Abstract:
La thèse entend contribuer a l'amélioration du dépouillement des signaux issus de l'essai aux barres d'hopkinson. Nous avons étudie d'abord l'effet transitoire par la simulation complète de la propagation des ondes pour un échantillon imaginaire ayant un comportement élastique, elasto-plastique, visco-elastique, elasto-visco-plastique, elasto-visco-plastique avec un écrouissage négatif, etc. Nous avons ensuite développe des méthodes pour corriger les erreurs dues au transport fictif entre le point de mesure et l'interface barre-echantillon (la définition précise des origines des ondes et la correction de dispersion des ondes). Enfin, nous avons étudie des problèmes lies a l'utilisation des barres visqueuses (une correction couplee de l'effet visqueux et de l'effet géométrique; la prolongation des ondes a l'impacteur visqueux; et la relation entre la contrainte, la vitesse particulaire et la déformation)
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Bergonnier, Sandra. "Relation entre microstructure et propriétés mécaniques de matériaux enchevêtrés." Paris 6, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136408.
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Bergonnier, Sandra. "Relations entre microstructure et propriétés mécaniques de matériaux enchevêtrés." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136408.
Abstract:
Certains matériaux isolants allient performances thermiques et tenue mécanique. Ces deux propriétés sont antinomiques et un compromis est obtenu en modifiant, sur ligne de production, la structure du matériau par un procédé de crêpage. Le but de cette étude est la compréhension des relations entre les paramètres de crêpage et les propriétés mécaniques du produit fini. Plusieurs approches ont été étudiées :- Une analyse du procédé de crêpage à partir de vidéos numériques permettant de déterminer localement les champs de taux de déformations au sein de la crêpeuse et de quantifier la cinématique d'une crêpeuse.
- Une analyse du produit fini : à partir de photos de produit texturé, un outil de détermination de l'anisotropie locale a été mis en place. Cette anisotropie est liée aux performances mécaniques du produit. Cette interaction a été mise en évidence expérimentalement et une modélisation du comportement mécanique élastique anisotrope du matériau étudié a été proposée.
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Blanchard, Bastien. "Mesure des propriétés mécaniques de la peau humaine : variations sous l'effet de différents stress." Electronic Thesis or Diss., Pau, 2023. https://theses.hal.science/tel-04582559.
Abstract:
La peau est l'enveloppe du corps humain assurant le rôle de première barrière protectrice de notre organisme. Les propriétés mécaniques de la peau humaine jouent un rôle clé dans son intégrité car elles confèrent au tissu cutané sa capacité à rester intact. La mesure des propriétés mécaniques de la peau présente ainsi de nombreux intérêts comme celui de disposer d'une méthode d'évaluation objective des effets de produits médicaux ou cosmétiques, ainsi que celui de quantifier les pathologies cutanées qui pourraient les affecter.Dans ce contexte, un instrument spécifique pour évaluer les propriétés mécaniques de la peau humaine ex vivo a été développé. L'objectif de cet appareillage est de caractériser à la fois les propriétés mécaniques conventionnelles tirées d'un essai de traction à vitesse d'étirement constante, et les deux composantes mécaniques, élasticité et dissipation, issues d'un essai de spectrométrie mécanique afin d'éventuellement discriminer chaque phénomène. L'approche proposée est d'établir un lien phénoménologique entre viscoélasticité et structure de la peau.La première partie de cette thèse a été consacrée à un travail instrumental afin que l'appareillage mesure de façon précise et fiable les propriétés mécaniques de tissus déformables. Son développement et son amélioration continue ont finalement permis de caractériser ces propriétés sur des explants de peau humaine ex vivo.Les premiers tests sur les explants de peau humaine ex vivo ont permis de confronter et d'adapter l'instrumentation à l'étude d'échantillons biologiques. Tout d'abord, des études préliminaires portant, entre autres, sur le pré-conditionnement, l'état de pré-tension et l'anisotropie mécanique, ont été réalisées afin de valider la fiabilité de l'instrumentation et des méthodes développées. Une fois l'ensemble de ces notions étudiées, une caractérisation complète des propriétés viscoélastiques des explants a pu être réalisée. Cette caractérisation a également permis d'étudier leur viabilité dans le temps et la notion de vieillissement cutané.Cette instrumentation brevetée, associée à l'utilisation d'explants de peau ex vivo dans des conditions physiologiques pendant plusieurs jours, a finalement permis d'évaluer l'effet de différentes contraintes sur les propriétés mécaniques de la peau. Une étude portant sur les vergetures a révélé que ces zones cutanées endommagées étaient caractérisées par une forte anisotropie mécanique et présentaient des propriétés viscoélastiques dégradées. Par ailleurs, une étude portant sur la congélation des explants, processus utilisé pour conserver les tissus dans le temps, a montré que le fait de congeler la peau semble avoir un léger effet de rigidification sur ses propriétés mécaniques. Enfin, l'effet d'un stress enzymatique sur la peau, imitant un processus naturel de vieillissement accéléré du tissu, a été examiné. Cette dernière étude a démontré la dégradation significative des propriétés mécaniques des explants exposés à des enzymes protéolytiques : collagénase et élastase. Un lien avec des analyses histologiques est proposé.Ces différentes études menées lors de ce travail de thèse ont permis de montrer que cette instrumentation peut contribuer à répondre à des questions scientifiques et techniques et peut aider au développement de produits destinés aux traitements. En effet, elle pourrait permettre d'analyser et d'évaluer de manière objective les effets de différentes agressions extérieures (exposition aux rayons UV, pollution par un produit chimique ou par atmosphère, incision, etc.) et les effets de produits médicaux ou dermo-cosmétiques (crèmes hydratantes, crèmes anti-vergetures, pansements cicatrisants, etc.) sur les propriétés viscoélastiques de la peau humaineSkin is the envelope of the human body, acting as our body's first protective barrier. The mechanical properties of human skin play a key role in skin integrity, as they confer its ability to remain intact to the cutaneous tissue. Measuring the mechanical properties of the skin therefore has many benefits, such as providing a method for objectively assessing the effects of medical or cosmetic products, and for quantifying skin pathologies that could affect them.In this context, a specific instrument for assessing the mechanical properties of human skin ex vivo has been developed. The aim of this equipment is to characterise both the conventional mechanical properties obtained from a tensile test at a constant stretching rate, and the two mechanical components, elasticity and dissipation, obtained from a mechanical spectrometry test, in order to discriminate each phenomenon. The proposed approach is to establish a phenomenological link between viscoelasticity and skin structure.The first part of the thesis was devoted to instrumental work to ensure that the equipment accurately and reliably measures the mechanical properties of deformable tissues. Its development and continuous improvement finally enabled these properties to be characterised on ex vivo human skin explants.Initial tests on ex vivo human skin explants enabled to confront and adapt the instrumentation with the study of biological samples. Firstly, preliminary studies were carried out on pre-conditioning, pre-tension state and mechanical anisotropy, to validate the reliability of the instrumentation and the methods developed. Once all these concepts had been studied, the viscoelastic properties of the explants were fully characterised. This characterisation also enabled to study their viability over time and the notion of skin ageing.This patented device, combined with the use of ex vivo skin explants under physiological conditions for several days, has finally allowed to assess the effect of different stresses on the mechanical properties of the skin. A study of stretch marks revealed that these damaged areas of skin were characterised by high mechanical anisotropy and had degraded viscoelastic properties. In addition, a study of explant freezing, a process used to preserve tissue over time, showed that freezing the skin appears to have a slight stiffening effect on its mechanical properties. Finally, the effect of enzymatic stress on the skin, mimicking a natural process of accelerated tissue ageing, was studied. This last study demonstrated a significant deterioration in the mechanical properties of explants exposed to proteolytic enzymes: collagenase and elastase. A link with histological analyses is proposed.The various studies carried out during this thesis have shown that this instrumentation can contribute to answering scientific and technical questions and could help in the development of products intended for treatments. Indeed, it could be used to objectively analyse and assess the effects of various external stresses (exposure to UV rays, chemical or atmospheric pollution, incisions, etc.) and the effects of medical or dermo-cosmetic products (moisturising creams, stretch mark creams, healing dressings, etc.) on the viscoelastic properties of human skin
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Banchet, Julien. "Mesure du parametre acoustique non lineaire dans les solvants et les polymeres." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0042.
Abstract:
Dans cette étude, une technique d'amplitude finie visant la mesure du paramètre non linéaire B/A fut mise au point puis appliquée à trois familles de solvants à savoir les 1-alkanols, les cétones et les esters, ainsi qu'à deux polymères. Par l'intermédiaire d’une lentille acoustique, un signal fut focalisé dans le milieu à caractériser- et l'amplitude, du second harmonique généré, mesurée. Le paramètre non linéaire put alors être calculé pour chacun des liquides et solides testés. Les résultats obtenus concernant les liquides permirent de démontrer la variation de BI A avec la longueur de chaîne et la dépendance de ce paramètre avec la vitesse du son. Un modèle fut par la suite établi puis appliqué aux 1-alkanols, obtenant une description de la variation de B/ A à la vitesse du son conforme à nos résultats expérimentaux. Le même principe de mesure fut appliqué à deux polymères, montrant le potentiel de cette technique pour déterminer la valeur du paramètre non linéaire dans les solidesDuring this study, a finite amplitude technique was developed to measure the BI A non linear parameter and applied to three solvent families - 1-alkanols, cetones and esters - and to two polymers. Thanks to an acoustic lens, the signal is focused on the sample and the second order amplitude is measured. Then, for each studied liquid or solid, the non linear parameter is calculated. Results on liquids showed that the BI A parameter changes with the chain length and depends on the speed of sound. A theoretical model was developed and applied to 1-alkanols. Experimental results fit the model. Two polymers were then tested showing the potentiality of this technique
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Guichard, Antoine. "Impacts d'icebergs sur une structure massive." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066168.
Abstract:
Avec le developpement des regions polaires apparaissent de nouvelles structures exposees aux icebergs. Le recensement des caracteristiques generales des icebergs permet de preciser les conditions d'un eventuel choc. L'etude du comportement mecanique de la glace et une simulation d'impacts permettent d'estimer l'effet d'une collision sur une structure massive et d'observer l'influence de divers parametres. La connaissance de l'effet d'echelle qui s'avere cruciale passe par des essais grandeur nature. La mise au point et la realisation d'experimentations en antarctique ont fourni des premiers resultats interessants
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Simon, Coraline. "Méthodologie pour le durcissement et l’accélération d’essais sur composites à matrice céramique aéronautiques." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0681/document.
Abstract:
Dans le but d’une introduction en aéronautique civile, la certification des composites à matrice céramique(CMC) requiert la justification de la tenue du matériau durant toute la durée de vie de l’avion (50000h environ),dans des milieux oxydants à haute température et sous les contraintes élevées rencontrées en application. Lebut de cette thèse est d’identifier comment accélérer les essais de vieillissement pour obtenir sur de pluscourtes périodes de temps des essais représentatifs du comportement du matériau en conditions standard. Lecomposite étudié étant doté d’une matrice auto-cicatrisante dont l’efficacité est liée de manière complexe à latempérature et à l’humidité présente dans le milieu oxydant, une compréhension fine des mécanismes dedégradation est nécessaire afin de choisir des leviers d’accélération pertinents. L’influence de paramètresd’essai sélectionnés (pression partielle d’eau, type de chargement mécanique, fréquence de cyclagemécanique, température) sur les cinétiques d’endommagement est analysée, tout en vérifiant que lesmécanismes de dégradation ne sont pas modifiés. La mise en place de méthodes de suivi d'endommagementnon-destructives est indispensable pour quantifier en temps réel les niveaux de dégradation des matériauxsous différentes conditions expérimentales: le suivi par émission acoustique a été utilisé et une techniqueoriginale de suivi par mesure de résistance électrique durant des essais de longue durée a été développée.Deux modèles électro-mécaniques ont été proposés concernant l’évolution de résistance électrique àtempérature ambiante et sous conditions oxydantes. Des estimations de durées de vie basées sur cestechniques ont permis de proposer une méthodologie vers l’accélération d’essais sur CMCWith the aim of an introduction in civil aeronautics, the certification of Ceramic Matrix Composites (CMC)requires to demonstrate the correct behavior of the material during the whole lifetime of the aircraft (about50000h), in high-temperature oxidizing environments and under the stress levels required by the applications.The goal of this thesis is to identify a methodology to accelerate ageing tests in order to get, in shorterdurations, results that are representative of the behavior of the material in standard conditions. The studiedcomposite includes a self-healing matrix which efficiency is linked in a complex way to temperature andhumidity. A thorough understanding of degradation mechanisms is therefore required in order to identifyrelevant accelerating levers. The influence of the selected test parameters (water partial pressure, type ofmechanical loading, frequency of cyclic loading, temperature) on the damage kinetics has been analyzed, whilechecking that the damage mechanisms were not modified. Non destructive monitoring techniques are essentialto quantify in real time the damage level of materials under different test conditions: acoustic emissionmonitoring has been used, and an original method of damage monitoring using electrical resistivity has beendeveloped. Two electromechanical models were proposed, describing the evolution of electrical resistance atroom temperature and under oxidizing conditions. Lifetime estimations based on these techniques led topropose a methodology towards accelerated testing on CMCs
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Langbour, Patrick. "Rigidité de l'arbre sur pied, indicateur de l'élasticité longitudinale du bois : application aux peupliers." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10200.
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Kossman, Stephania. "Indentation instrumentée multi-échelles de matériaux homogènes et multi-matériaux." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10180/document.
Abstract:
Les propriétés mécaniques (dureté et module d’élasticité) peuvent s’étudier à différentes échelles en fonction de la composition et de la microstructure des matériaux (nombre de phases, répartition des constituants, diamètre des grains…). Dans ce travail nous étudions ces comportements aux échelles nano, micro et macroscopiques, grâce à une gamme d’appareils expérimentaux en indentation instrumentée qui permettent d’appliquer des forces variant de 1 mN à 2,5 kN et de provoquer des enfoncements mesurables de 10 nm à 3 mm. Une première partie consiste à optimiser les conditions expérimentales, dépouiller et interpréter les données en suivant une démarche métrologique rigoureuse, dans le but d’effectuer le raccordement entre les résultats obtenus aux trois échelles de mesure étudiées. Ces essais sont effectués sur des matériaux métalliques industriels mais suffisamment homogènes (aciers et alliage d’aluminium). Nous proposons par exemple une méthode alternative à celle d’Oliver et Pharr pour estimer le module d’élasticité à partir de la courbe de décharge en indentation. Cette méthodologie est ensuite appliquée à l’étude du comportement sous indentation d’un matériau composite, hautement hétérogène, utilisé pour la fabrication de semelles de freinage dans le domaine ferroviaire. Les données obtenues (répartition spatiale en surface et en volume de la dureté et des modules d’élasticité) sont destinées à être utilisées dans les modèles simulant le bruit de crissement au freinage, afin d’en atténuer les effetsThe mechanical properties (hardness and elastic modulus) can be studied at different scales as a function of the composition and microstructure of materials (number of phases, constituent distribution, grain size…). In this work, we studied this mechanical response at the nano, micro and macroscopic scales, through different instruments that allow to apply loads ranging from 20 mN up to 2 kN generating penetrations depths between 100 nm up to 2.5 mm. The first stage consisted in the improvement of the experimental conditions, developing and interpreting the experimental data, following a rigorous metrological methodology, in order to achieve the connection between the results obtained at the three studied scales. These tests were performed in metallic industrial materials, which are sufficiently homogeneous at the tested penetration depths (steels and aluminum alloy). For example, we had proposed an alternative approach to the Oliver and Pharr method to fit the unloading curve to estimate the elastic modulus. Afterwards, this methodology is applied to the study of the response obtained by indentation in a composite material, which is highly heterogeneous, used in the fabrication of brake pads in the railway industry. The obtained results (spatial distribution on the surface and through the volume of hardness and elastic modulus) are going to be valuables in the applications of models to study the squeal noise during braking, looking to reduce its effects
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Delmas, François. "Influence des traitements thermiques sur les propriétés mécaniques d'un alliage AIMgSiCu." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30141.
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Mamao, Gouveia Giovanni. "Identification temporelle d'efforts sur des systèmes multicorps flexibles." St Etienne du Rouvray, INSA, 2008. http://www.theses.fr/2008ISAM0015.
Abstract:
Ce travail est une partie de l'étude amenant à la construction d'un modèle biomécanique représentant les membres inférieurs humains. Ce modèle est basé sur la méthode des éléments finis et est capable d'identifier les efforts exercés par la tête du fémur sur la hanche au cours de la marche. Le modèle utilise comme entrées les données cinématiques du mouvement ainsi que les réactions au sol. Le profil de ces efforts pourra servir aux médecins comme outils supplémentaires de dépistage de la coxarthrose. La difficulté d'implémentation et de validation d'un tel modèle nous a amené à investiguer des stratégies d'identification paramétrique sur des modèles dynamiques non linéaires présentés dans la littérature. Ainsi, les perturbations, comme par exemple les bruits sur les mesures des déplacements, ont été utilisées : l'une basée sur la minimisation du résidu dynamique et l'autre sur la minimisation de la différence entre les mesures et les résultats de la simulation.
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Liao, Hanlin. "Etude de l'influence des conditions de projection thermique sur les propriétés mécaniques de revêtement cermets." Besançon, 1994. http://www.theses.fr/1994BESA2021.
Abstract:
L'objectif de ce travail était d'analyser les relations entre les conditions de projection des cermets et leurs propriétés mécaniques, y compris la résistance à l'usure abrasive, les caractéristiques de frottement et la répartition des contraintes. Plusieurs dépôts de cermets ont été réalisés avec différentes méthodes de projection thermique : APS (projection plasma atmosphérique), HVOF (Projection à la flamme supersonique), VPS (Projection plasma sous vide). Des techniques nouvelles comme la projection HVOF avec le gaz naturel ont été employées avec de bons résultats. En ce qui concerne la répartition des contraintes, c'est la méthode de la flèche qui a été principalement utilisée. Un logiciel de calcul a été construit. Les résultats obtenus montrent que l'histoire de la température pendant la projection est un paramètre très important. Les essais de frottement ont clairement mis en évidence le rôle de la structure des revêtements de cermets : le dépôt de WC/Co projeté en APS a un plus faible coefficient de frottement que ceux projetés en VPS et CDS lors d'un frottement contre Al2O3/TiO2 ; L'addition d'un métal dans la céramique Al2O3/TiO2 peut diminuer le coefficient de frottement en jouant le rôle d'un lubrifiant solide. Pour une résistance à l'usure abrasive, le revêtement déposé par CDS est par contre le meilleur, ensuite viennent les dépôts APS puis VPS. Dans les revêtements déposés par APS et CDS, il semble que ce soit les phases M6C et M12C qui renforcent l'adhérence des carbures, et assurent ainsi un meilleur comportement que pour le dépôt VPS. Cette étude a aussi mis en évidence l'influence des contraintes sur la résistance à l'usure ; plus faible est la contrainte de traction dans le dépôt, meilleure est sa résistance à l'abrasionThe object of this work was to analyse the relations between the spraying conditions and coating's mechanical properties including the abrasive resistance, friction behaviour and residual stress repartition. Several cermet coating were realized using different thermal spraying methods : APS (Atmospheric plasma spraying), VPS (Vacuum plasma spraying), HVOF (High velocity oxy-fuel flame spraying). New techniques like HVOF with natural gas were used and good results were obtained. The curvature method was used to determine the repartition of the residual stress in the coating and the substrate. Based on the materials mechanics, a computer program was established for this calculation. The results show that the specimen temperature history during spraying is a very importante parameter. The results of the friction test clearly show the influence of the coating structure : the WC/Co coatings deposited with APS have a smaller friction coefficient than that sprayed with VPS et HVOF. When rubbed against AL2O3/TiO2 coatings. An addition of a metal in the ceramic coatings can decrease the friction coefficient when acting as a solide lubrication phase. For the abrasive resistance, the HVOF coatings is best, followed by the APS coating and at last the VPS coating. In the APS and HVOF coatings the interaction phases M6C and M12C seem to reinforce the adherence between the carbide and the matrix. This study has also made evident that the residual stresshave an influence on the abrasive resistance ; the weaker the tensile stress in the coating, the better its resistance to abrasion
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Le, Prince Vincent. "Marche aléatoire sur un groupe : propriétés dimensionnelles de la mesure harmonique." Phd thesis, Université Rennes 1, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008442.
Abstract:
Cette thèse a pour objet l'étude de la mesure harmonique associée à une marche aléatoire sur un groupe hyperbolique ou sur un sous-groupe discret d'un groupe semi-simple. Dans ces deux cadres, les groupes sont munis d'un bord géométrique naturel, qui porte la mesure harmonique. On s'intéresse aux relations entre celle-ci et la structure métrique du bord, à travers l'étude de sa dimension. Dans chacun des cadres, on majore la dimension de la mesure harmonique par le quotient de l'entropie asymptotique et de la vitesse de fuite de la marche aléatoire. Cette majoration nous permet de construire des mesures harmoniques de petite dimension. Un de nos résultats principaux découle de cette construction : la mesure harmonique associée à une marche aléatoire sur un réseau d'un groupe semi-simple peut être singulière par rapport à la mesure de Haar sur l'espace des drapeaux complets.
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Duong, Anh Vu. "Etude expérimentale du comportement mécanique de renforts composites tissés lors de la mise en forme sur géométries non développables." Orléans, 2008. http://www.theses.fr/2008ORLE2035.
Abstract:
Cette étude a été financée par la Région Centre et la société EADS. Il concerne les procédés de fabrication des matériaux composites pour l’aéronautique. L’étape de préformage des renforts tissés est la 1e étape du procédé RTM à laquelle on s’intéresse pour deux aspects : le comportement en cisaillement et la déformabilité lors du procédé. Le comportement en cisaillement sur les renforts tissés est un problème particulier à cause de la complexité des renforts : matériau non-continu, problème multi échelle. Cette détermination expérimentale est classiquement réalisé par deux méthodes : l’essai au cadre dit essai de « Picture Frame » et l’essai de traction à 45° dit essai de « Bias Test ». Ces deux essais sont basés sur une hypothèse de cisaillement pur pour laquelle on suppose que le couple de cisaillement ne dépend que de l’angle entre les mèches. À l’aide des bancs d’essais spécifiques développés, on a montré qu’il existe un couplage cisaillement/tension qui est la source des variations existantes sur les résultats montrés dans la littérature. Pour relier les limites du comportement identifié à la déformabilité lors du procédé, les essais de préformage ont été effectuées à l’aide d’un banc d’essai dédié à l’emboutissage des renforts secs. Les résultats ont ouvert de nombreuses perspectives quant à la détermination de l’influence des paramètres du procédé (pression serre flan, tension) sur le comportement en cisaillement et les défauts obtenus.
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Feuerstein, Matthieu. "Influence de la microstructure sur les propriétés mécaniques de tôles d'aluminium AA5182." Saint-Etienne, EMSE, 2006. http://www.theses.fr/2006EMSE0023.
Abstract:
Dans cette thèse, des tôles laminées de deux nuances d’aluminium AA5182 ont été analysées : une nuance REF de référence et une nuance SHF avec une plus grande ductilité. Du fait se sa moindre teneur en Fe et en Mn, la nuance SHF a une fraction de particules plus faible que la nuance REF. Les interdistances entre particules sont plus petites selon DT que selon DL. La nuance REF est moins ductile que la nuance SHF et les tôles sont plus ductiles selon DT que selon DL. La première étape du modèle d’endommagement a permis de déterminer le chargement correspondant à la zone strictionnée d’une éprouvette de traction. La deuxième étape du modèle d’endommagement a consisté en la réalisation d’un modèle cellulaire dont la géométrie représente un empilement périodique de particules. Les conditions aux limites appliquées sur cette cellule correspondent au chargement déterminé dans la première étape. Les valeurs de ductilité locale obtenues ont confirmé les tendances expérimentalesIn this PhD, two grades of AA5182 aluminium rolled sheets were analyzed: the REF or reference grade and the SHF or super high formability. Due to its least Fe- and Mn-content, SHF grade has a slighter particles fraction than REF grade. Interdistances between particles are smaller along TD than along RD. REF grade is less ductile than SHF grade, and sheets are more ductile along TD than along RD. The first step of the damage model was dedicated to the loading analysis corresponding to the necked area of a tensile sample. The second step of the damage model consisted in a cellular model whose geometry represents a periodic array of particles. The boundary conditions applied to the unit cell correspond to the loading determined in the first step. The predicted values of local ductility confirmed the experimental results
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Ghibaudo, Marion. "Influence des propriétés mécaniques du substrat sur la migration de l'adhésion cellulaire." Paris 7, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00345790v2.
Abstract:
L'adhésion et la migration des cellules jouent un rôle important dans de nombreux mécanismes cellulaires qui vont de la morphogenèse à la prolifération tumorale en passant par la réparation des tissus. Il est maintenant bien établi que l'environnement physique et mécanique des cellules a une grande influence sur de nombreuses fonctions cellulaires comme l'adhésion et la migration ainsi que sur leur devenir et donc leur différentiation. Pour contrôler les propriétés de l'environnement cellulaire, nous avons choisi de combiner des méthodes de micro-fabrication issues de la microélectronique aux techniques de biologie cellulaire et moléculaire. Nous nous sommes notamment intéressés à l'influence de la rigidité du support sur la migration cellulaire et les forces mécaniques exercées par les cellules, des fibroblastes, sur la matrice. Pour cela, nous avons utilisé un substrat constitué de micro-piliers flexibles, qui ont servi de micro-capteurs de force. Nous avons montré que les cellules employées adaptent les forces qu'elles exercent sur leur support à la rigidité de ce dernier. Nous avons ensuite étudié l'influence de la topographie du substrat sur la migration cellulaire. Nous avons pour cela également utilisé des micro-piliers, mais dont le diamètre est 5 à 10 fois supérieur aux précédents. Les cellules, en migrant, rencontrent donc alternativement des surfaces lisses et rugueuses. Nous avons montré que dans ces environnements, les cellules adoptent un comportement s'approchant de celui observé dans un gel tridimensionnel et que le noyau joue un rôle dans cette migration. Enfin, nous avons commencé l'étude de l'étalement cellulaire dans ces environnements texturesCell adhesion and migration play a significant role in numerous cell mechanisms, from morphogenesis to metastasis. It is well known that the cell micro-mechanical environment has a strong influence on multiple cell functions such as adhesion, migration and also differentiation. To control the cell environment properties, we chose to combine micro-fabrication techniques, adapted from micro-electronics, with cell and molecular biology. We focused on the influence of substrate stiffness on cell, here fibroblasts, migration and forces on their matrix. For that, we used flexible micro-pillars as force detectors. We showed that cells adapt the forces they exert on their substrate to its rigidity. We then studied the influence of substrate topography on cell migration. We also used micro-posts, but with higher dimensions (5 to 10 times larger). Migrating cells encounter fiat and bumpy surfaces when migrating. We showed that in these environments, cells adopt a behavior close to the one observed in a 3D environment, and also that the nucleus stiffness is involved in this behavior. Then we did a preliminary work on spreading cells in these environments
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Amlil, Mohand. "Mesure et analyse des propriétés mécaniques d'un composite carbone-époxy à partir d'un dispositif de sollicitations harmoniques." Bordeaux 1, 1990. http://www.theses.fr/1990BOR10617.
Abstract:
Les composites carbone-epoxy structuraux possedent des caracteristiques dynamiques et notamment une capacite d'amortissement tres dependante de facteurs geometriques (orientation des fibres par rapport a l'axe de sollicitation) et de parametres locaux, tels que la contrainte, la temperature, l'endommagement ou plus globaux tel que l'humidite et la frequence de sollicitation. Le travail effectue dans le cadre de ce memoire est particulierement oriente sur l'etude de la capacite d'amortissement en fonction de l'orientation des fibres et de deux parametres locaux (la temperature, le niveau de sollicitation) et la frequence. La partie experimentale decrit un dispositif adapte aux mesures envisagees a la fois au niveau du type de sollicitation (traction-compression harmonique) et du conditionnement thermique sur la plage 20-100c
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Tupin, Simon. "Caractérisation de l'effet de la microstructure collagénique sur le comportement mécanique global des peaux reconstruites." Ecole nationale d'ingénieurs (Saint-Etienne), 2015. http://www.theses.fr/2015ENISE032.
Abstract:
L'objectif de cette thèse est l'étude multi-échelle des propriétés mécaniques et structurelles de la peau reconstruite par ingéniérie tissulaire. Un premier dispositif expérimental à faible chargement a permis l'étude des propriétés visco-élastiques macroscopiques des tissus (tests d'indentation et de relaxation). L'étude bi-axiale de la raideur des différentes couches en profondeur a été menée par un dispositif original basé sur la méthode mesure continue de la raideur. La combinaison de la microscopie confocale bi-photonique avec un essai de traction a permis une évaluation originale du coefficient de Poisson de ces tissus reconstruits ainsi que les contraintes et les forces de tension du réseau de fibres de collagène. Les résultats des études menées ont montré la pertinence des outils expérimentaux développés, pour étudier le mécanisme du vieillissement et l'effet de la micro-structure sur la réponse mécanique globale des tissus reconstruitsThe aim of this thesis is the multi-scale study of the mechanical and structural properties of artificial skin. Firstly, an experimental device was designed to evaluate the mechanical properties at macroscopic scale (indentation and relaxation tests). Bi-axial study of the stiffness of different layers through depth was performed with an original device based on continuous stiffness measurements. Combination of bi-photonic confocal microscopy with a tensile test permitted the assessment of the Poisson coefficient of the reconstructed tissues, stresses and tensile forces of the collagen fibers network. Results of the studies revealed the suitability of the developped experimental tools to study aging mechanism and microstructure effects on the global mechanical behavior of artificial skin
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Vladkov, Mihail. "Modélisation des effets d'interface sur les coefficients de transport: propriétés mécaniques des polymères, propriétés thermiques des nanofluides." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00176186.
Abstract:
Les phénomènes physiques aux interfaces sont à l'origine de beaucoup de propriétés de grand intérêt pratique dans les matériaux composites. Par des simulations de dynamique moléculaire, nous avons modélisé et étudié la physique des propriétés mécaniques des polymères et des transferts de chaleur dans les nanofluides. Nous avons développé une méthode d'étude locale de la dynamique dans un fondu de polymère. Ceci a permis d'expliquer les mécanismes impliqués dans la réponse d'un fondu pur à une excitation mécanique externe. Dans le cas d'une interface paroi polymère nous avons montré que la présence de chaînes greffées ralentit localement la dynamique et augmente la densité d'enchevêtrements dans une couche interfaciale de l'ordre de la taille des chaînes. En absence de greffage et pour une surface plane la dynamique est accélérée et la densité d'enchevêtrements diminue. L'étude d'un fondu enchevêtré chargé par des particules de taille inférieure à celle des polymères a montré que l'attraction charge polymère mène à une augmentation effective de la densité d'enchevêtrements à travers des réticulations créées par les charges. Ces phénomènes expliquent le renforcement dans les polymères chargés mesuré à haute température en absence d'effets vitreux.
Par l'étude des effets d'interface sur les transferts thermiques dans un nanofluide nous avons établi une méthode de mesure de la résistance thermique particule-fluide. Nous avons montré que la conductivité est bien prédite par un calcul de milieu effectif. L'effet du mouvement brownien est négligeable et l'augmentation de la conductivité de ces fluides est due à des effets collectifs (agrégation) des particules.
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Guillon, Valérie. "Sur l'origine de la compensation du retrait de polymérisation dans les formulations à base de polyester insature et de polyacétate de vinyle." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10178.
Abstract:
Ce travail a eu pour objectif de contribuer a la comprehension du mecanisme de compensation de retrait dans les systemes a base de polyester insature, de styrene et de polyacetate de vinyle. Il decrit l'influence des parametres et constituants de mise en uvre sur la morphologie et les proprietes finales du materiau. Le retrait macroscopique de reticulation est compense par le developpement d'un reseau de microcavites identifie au sein de l'additif. Une concentration singuliere en pvac, associee a une compensation de retrait optimale, est mise en evidence. Elle est attribuee a l'apparition d'une soustructure de resine polyester au sein de l'additif thermoplastique. Plasticite et rupture indiquent un effet de renforcement aux faibles teneurs en additif ; la meilleure tenue mecanique du materiau est obtenue pour une teneur en pvac legerement inferieure a cette concentration critique. Un modele semi-quantitatif decrit l'etat de contraintes du systeme biphase resine polyester - additif anti-retrait. L'origine des tensions internes susceptibles de se developper au cours de la reticulation est abordee dans une geometrie simplifiee de type matrice - nodule. Un critere de cavitation, applique a la phase thermoplastique, permet de rendre compte des tendances d'evolution du taux de cavitation en fonction des parametres de mise en oeuvre.
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Nguyen, Tien Dung. "Étude de la zone d'interphase " granulats calcaires poreux-pâte de ciment" : Influence des propriétés physico-mécaniques des granulats; Conséquence sur les propriétés mécaniques du mortier." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00849595.
Abstract:
Ce travail vise à mettre en relation les caractéristiques de la zone d'interphase " granulat-pâte de ciment " avec les caractéristiques de porosité, d'absorption d'eau, de dureté et de rugosité de calcaires poreux.La première partie de ce travail a consisté à étudier l'influence de la teneur en eau et de la dureté des granulats sur la résistance mécanique de mortiers. Les résultats montrent que, pour des calcaires poreux et absorbants, les mortiers fabriqués à partir de granulats à l'état sec sont plus résistants que ceux fabriqués à partir de granulats à l'état sursaturé. La deuxième partie de ce travail a consisté à étudier l'adhésion " roche-pâte de ciment ". Il a été constaté que la rugosité et l'état de saturation de la roche affectent significativement les résistances en traction et au cisaillement des composites.La dernière partie est consacrée à l'étude de la microstructure de la zone d'interphase par la technique d'analyse d'images. L'évolution de la porosité moyenne de la zone d'interphase est liée aux propriétés mécaniques des mortiers par la relation de Féret démontrant ainsi que la résistance à la compression dépend principalement de la mésoporosité de l'interphase. Le gradient de porosité est mis en relation avec le gradient de degré d'hydratation et le gradient de rapport E/C. Ces deux derniers sont calculés en appliquant le modèle de Powers. Les résultats obtenus montrent que pour des calcaires poreux et absorbants, la pâte de ciment et la zone d'interphase des mortiers de granulats secs et de granulats sursaturés ne sont pas équivalentes alors qu'initialement on visait le même rapport E/C.
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Zemzemi, Chadi. "Élastographie par retournement temporel : mesure des propriétés mécaniques des tissus biologiques par réseau de sources d’onde de cisaillement." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1217/document.
Abstract:
Le travail mené dans cette thèse s’inscrit dans la continuité des recherches sur l’élastographie par onde de cisaillement. Après un rappel bibliographique, la présentation d’une étude expérimentale montre que la résolution en élastographie par ultrasons est du même ordre de grandeur que la résolution en échographie et que sa limite dépasse la longueur d’onde de cisaillement. L’originalité de ce travail repose sur l’utilisation d’un réseau de sources mécaniques pour la génération et le contrôle des ondes de cisaillement. Un miroir à retournement temporel de six vibreurs est d’abord mis en place. Ce dispositif montre un contrôle spatio-temporel du champ élastique dans un gel gélatine-graphite. Comparé à l’utilisation d’un seul vibreur, le réseau de sources, proposé dans ce travail, améliore de 10dB le rapport signal sur bruit. L’application de cette méthode sur un modèle du crâne humain montre la possibilité de délivrer et contrôler les ondes de cisaillement dans le cerveau par conduction osseuse. Enfin, l’application de cette méthode à l’élastographie des couches abdominales est présentée par une étude sur un modèle synthétique et in vivo sur un volontaire sainThis thesis is in line with shear-wave elastography research. After, a bibliographic review, an experimental study shows that the resolution on ultrasound elastography is of the same order of magnitude of the echography resolution and its limit exceeds the shear-wavelength. The original aspect of this work is the use of a phased array of mechanical sources to generate and control shear waves. A time reversal mirror of six shakers is set up. This device shows a space-time control of shear-wave field in gelatin-graphite phantom. Compared to the use of a single source, this phased array of shear-wave improves by 10dB the signal to noise ratio. Using this method on human skull model shows the possibility to deliver and control shear waves in brain using bone conduction. Finally, the application of this method on shear-wave elastography of abdominal layers is shown by a study on synthetic model and in vivo on a healthy volunteer
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Zemzemi, Chadi. "Élastographie par retournement temporel : mesure des propriétés mécaniques des tissus biologiques par réseau de sources d’onde de cisaillement." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1217.
Abstract:
Le travail mené dans cette thèse s’inscrit dans la continuité des recherches sur l’élastographie par onde de cisaillement. Après un rappel bibliographique, la présentation d’une étude expérimentale montre que la résolution en élastographie par ultrasons est du même ordre de grandeur que la résolution en échographie et que sa limite dépasse la longueur d’onde de cisaillement. L’originalité de ce travail repose sur l’utilisation d’un réseau de sources mécaniques pour la génération et le contrôle des ondes de cisaillement. Un miroir à retournement temporel de six vibreurs est d’abord mis en place. Ce dispositif montre un contrôle spatio-temporel du champ élastique dans un gel gélatine-graphite. Comparé à l’utilisation d’un seul vibreur, le réseau de sources, proposé dans ce travail, améliore de 10dB le rapport signal sur bruit. L’application de cette méthode sur un modèle du crâne humain montre la possibilité de délivrer et contrôler les ondes de cisaillement dans le cerveau par conduction osseuse. Enfin, l’application de cette méthode à l’élastographie des couches abdominales est présentée par une étude sur un modèle synthétique et in vivo sur un volontaire sainThis thesis is in line with shear-wave elastography research. After, a bibliographic review, an experimental study shows that the resolution on ultrasound elastography is of the same order of magnitude of the echography resolution and its limit exceeds the shear-wavelength. The original aspect of this work is the use of a phased array of mechanical sources to generate and control shear waves. A time reversal mirror of six shakers is set up. This device shows a space-time control of shear-wave field in gelatin-graphite phantom. Compared to the use of a single source, this phased array of shear-wave improves by 10dB the signal to noise ratio. Using this method on human skull model shows the possibility to deliver and control shear waves in brain using bone conduction. Finally, the application of this method on shear-wave elastography of abdominal layers is shown by a study on synthetic model and in vivo on a healthy volunteer
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Heinisch, Martin. "Résonateurs mécaniques pour la mesure de la masse volumique et de la viscosité de liquide." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0116/document.
Abstract:
Cette thèse synthétise les travaux récents de l’auteur sur l’utilisation de résonateurs mécaniques pour la détermination simultanée de la viscosité et de la masse volumique de liquides. Ces travaux ont été réalisés entre 2010 et 2015 dans le cadre d’une thèse en cotutelle entre l’Institut de Microélectronique et des Microcapteurs de l’Université Johannes Kepler à Linz en Autriche et le Laboratoire de l’Intégration du Matériau au Système de l’Université de Bordeaux en France. Dans des études précédentes effectuées sur ce sujet par les groupes des deux laboratoires, le concept de l’utilisation de résonateurs mécaniques actionnés et mesurés électriquement pour la détermination de la viscosité et de la masse volumique deliquide avait été établi et validé. Ces travaux antérieurs ont montré que la fréquence de résonance et le facteur de qualité de résonateurs immergés dépendent à la fois de la viscosité et de la masse volumique du fluide environnant.L’intérêt d’utiliser de tels microcapteurs résonants vient du fait qu’il est possible de les utiliser in-situ,notamment pour des applications industrielles. Pour ce type d’applications, il est important que les capteurs aient entre autre une bonne résistance physique, une bonne stabilité à long terme, une bonne fiabilité, ainsi qu’une bonne précision de mesure. Pour satisfaire ces exigences et compte tenu des résultats des travaux antérieurs, les objectifs principaux de cette thèse étaient (1) la mise en oeuvre de configurations de mesure robustes offrant une bonne stabilité à long terme et une bonne précision de mesure, ce qui nécessite une faible sensibilité à la température, (2) la mesure simultanée de la viscosité et de la masse volumique avec un seul capteur et (3) la modélisation et la comparaison des performances des différents dispositifs mis au point et testés. Ces trois objectifs ont été atteints en combinant des approches expérimentales et théoriques (hydrodynamique, mécanique du solide et électrodynamique). [...]This thesis summarizes the author’s recent work on the topic of mechanical resonators for liquidviscosity and mass density sensing, which were achieved between 2010 and 2015 in the course of aninternational joint doctorate program performed at the Institute for Microelectronics and Microsensorsat the Johannes Kepler University Linz, Austria and the Laboratoire de l’Intégration du Matériau auSystème in Bordeaux, France. In previous studies performed by work groups of both laboratories,the concept of using electrically actuated and read-out mechanical resonators for the determination ofliquids’ viscosities and mass densities has been established and elaborated. These works showed that theresonance frequencies and quality factors of immersed resonators are affected by the liquids’ viscositiesand mass densities, respectively. The investigated concepts included devices using structured polymeror wet-etched new silver sheets as well as micro-machined silicon and screen-printed PZT resonators.The motivation for investigating and developing such miniaturized resonators was formed, amongstothers, by their capability for in-line, in-situ and handheld-devices for laboratory as well as for industrialapplications. Especially for the latter, physical robustness, long-term stability and reliability,as well as accurate measurement results are basic requirements. To satisfy these requirements andconsidering the results and insights of earlier works, the objectives of this thesis were first, implementingrobust measuring setups featuring long-term stability and high measurement accuracy, where thelatter furthermore requires low cross-sensitivity to temperature. Second, investigating the capabilityof measuring both, a liquid’s mass density and viscosity with a single device as well as providing anestimate of achievable measurement accuracies for both quantities. And third, enabling the modelingof the performance of different viscosity and mass density sensors on the one side and their comparisonon the other side. These three specifications were accomplished by following mainly experimental approachesand investigations but also by elaborating the underlying theory of hydrodynamics, structuralmechanics, and electrodynamics. [...]
Die vorliegende Dissertation fasst die rezenten Forschungsergebnisse des Verfassers im Bereich mechanischerResonatoren für Viskositäts- und Dichtesensorik zusammen, welche zwischen 2010 und 2015 imRahmen eines international joint doctorate programs am Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorikder Johannes Kepler Universität Linz, sowie am Laboratoire de l’Intégration du Matériau auSystème der Université de Bordeaux erreicht wurden. In den Vorarbeiten von Arbeitsgruppen beiderInstitute wurden bereits Konzepte für elektrisch angeregte und ausgelesene mechanische Resonatorenzur Bestimmung von Viskosität und Dichte von Flüssigkeiten erarbeitet und umgesetzt. Hierbei konntegezeigt werden, dass die Resonanzfrequenz und Güte eingetauchter Resonatoren abhängig sindvon Viskosität und Dichte der jeweiligen Flüssigkeiten. Die dabei untersuchten Konzepte beinhaltetenstrukturierte Polymerfolien, nass-chemisch geätzte Neusilberbleche, mikromechanisch hergestellte Siliziumstrukturen,sowie siebgedruckte PZT Resonatoren.Die Motivation zur Untersuchung und Entwicklung solcher miniaturisierter Resonatoren resultiert unteranderem aus deren Anwendbarkeit für Inline-, Insitu- und Handgeräte für Labor- bzw. industrielle Anwendungen.Besonders für Letztere sind Robustheit, Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit, aber auchpräzise Messergebnisse Grundvoraussetzung. Um den Anforderungen der Ergebnisse und Erkenntnisseder zuvor genannten Arbeiten gerecht zu werden, wurden folgende Ziele für diese Dissertationdefiniert. Erstens, die Entwicklung robuster, langzeitstabiler Messaufbauten zur Erreichung präziserMessergebnisse, wodurch eine geringe Temperaturquerempfindichkeit als weitere Bedingung aufgestelltwurde. Zweitens sollte untersucht werden ob und mit welcher Genauigkeit sowohl Viskosität als auchDichte mit einem einzigen Instrument gemessen werden können. Drittens, sollte einerseits das Verhaltenverschiedener Viskositäts- und Dichtesensoren modelliert bzw. deren Vergleich ermöglicht werden.Basierend auf einer vorwiegend experimentellen Herangehensweise und unter Miteinbeziehung der zugrundeliegendenTheorien von Strömungs- und Strukturmechanik sowie der Elektrodynamik, konntendie o.g. Anforderungen erfüllt werden. [...]
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Busignies, Virginie. "Recherche de lois de mélange sur des propriétés mécaniques de systèmes granulaires compactés." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012167.
Abstract:
Les matériaux granulaires sont utilisés dans de nombreux domaines tels que la pharmacie, la chimie, la métallurgie, l'agroalimentaire. Ils font l'objet de nombreuses recherches théoriques et expérimentales. La compression en matrice fermée est un procédé économique et facile à automatiser, ce qui explique qu'elle soit très répandue dans les industries qui utilisent des milieux granulaires. Dans le domaine pharmaceutique, le comprimé reste la forme la plus présente sur le marché. Bien que simple en apparence, la compression est un processus dynamique irréversible d'une grande complexité. Dans le cas d'un comprimé pharmaceutique, il faut garder à l'esprit que celui ci doit répondre à la fois à des contraintes technologiques, à des contraintes thérapeutiques et à des contraintes réglementaires très strictes. Pour répondre à ces différentes contraintes, les comprimés pharmaceutiques sont obtenus par la compression de mélanges souvent complexes d'excipients et d'une substance active. Bien que des progrès aient été fait dans la quantification des propriétés mécaniques des systèmes simples, le comportement mécanique des systèmes de poudres plus complexes a été moins étudié. L'idéal pour le formulateur serait de disposer des propriétés de chaque constituant du mélange et de sa contribution au comportement de l'ensemble du système pour pouvoir prédire le comportement des constituants en mélange. L'expérience semble montrer que ce n'est pas aussi simple. Or, comprendre le comportement d'un mélange en fonction des propriétés de ces constituants de base, c'est non seulement pouvoir prédire le comportement du mélange, mais également pouvoir développer de nouvelles formules.L'objectif de ce travail de recherche est d'évaluer les propriétés de mélanges granulaires compactés. Etant donnée la complexité du problème et la difficulté d'interprétation lorsque l'on s'intéresse à des mélanges d'excipients, les études doivent être réalisées sur des systèmes simples (mélanges binaires faisant intervenir des systèmes monodisperses). Il a donc été nécessaire d'étudier de la façon la plus complète possible les systèmes simples choisis avant de pouvoir passer à l'étude de leurs mélanges binaires.
Les excipients étudiés (A TAB®, Fast Flo®, Vivapur 12®) sont représentatifs des excipients utilisés dans le domaine pharmaceutique. Les données de la littérature ont également mis en évidence des comportements en compression très différenciés.
Le premier objectif de ce travail a donc été de caractériser de la manière la plus exhaustive possible le comportement sous pression des trois excipients ainsi que les propriétés mécaniques de ces systèmes compactés.
Les résultats obtenus sur la compressibilité des trois excipients (énergies mises en jeu au cours de la compression, consommation de la porosité, modélisation de Heckel et seuil moyen d'écoulement plastique) ont confirmé des aptitudes à la compression très différentes.
En complément, la technique de microtomographie X a été utilisée pour caractériser la fraction solide des comprimés de Vivapur 12®. Cette technique est une technique émergente dans l'étude des comprimés pharmaceutiques. Il a donc été nécessaire au préalable de la valider dans le domaine d'application dans lequel nous voulions la mettre en oeuvre (vérification de la loi de Beer-Lambert). Après une étape de calibration, une hétérogénéité au niveau de la répartition de la masse volumique a été mise en évidence au sein des comprimés, avec une différence importante entre la surface (surdensifiée) et le centre du comprimé. A la vue de ces observations, il apparaît donc que la différence entre les propriétés du volume (résistance à la rupture, module de Young, ...) et les propriétés de surface (dureté en indentation, ...) doit être faite.
Concernant les propriétés mécaniques des systèmes simples compactés (résistance à la rupture, module de Young, ténacité, dureté Brinell), des différences ont été observées entre les trois excipients pour une même propriété. De plus, pour un même excipient, des variations marquées entre les propriétés mécaniques caractéristiques du volume du compact et les propriétés mécaniques caractéristiques de la surface ont été mises en évidence.
Le modèle de la percolation qui est de plus en plus rencontré dans le domaine de la compression de composés pharmaceutiques a été appliqué aux trois systèmes étudiés. Les résultats de nos essais de modélisation semble montrer que ce modèle présente des limites. L'exposant critique ne semble pas universel pour une propriété donnée et les seuils de densité critique obtenus restent difficile à interpréter.
La deuxième partie de ce travail est consacrée à l'étude des mélanges binaires formés à partir des trois excipients étudiés dans la première partie.
Le suivi de l'évolution de la porosité des mélanges (à une contrainte de compression donnée) en fonction de la composition massique du mélange a permis de mettre en évidence une relation linéaire Porosité/Composition. Cette relation permet de déterminer la porosité d'un mélange compacté sous une pression donnée à partir des données recueillies au cours de l'étude des systèmes simples. Par contre, le seuil moyen d'écoulement plastique des mélanges n'évolue pas linéairement avec la composition massique du mélange. Mais en raison de la relation précédemment obtenue, une méthode de calcul indirect du seuil moyen d'écoulement plastique est possible. Cette méthode prédictive permet une bonne approximation des propriétés de densification et de déformation d'un mélange binaire quelle que soit sa composition.
Pour toutes les propriétés mécaniques étudiées, les lois de proportionnalités simples classiquement utilisées en mécanique ne sont pas applicables. Dans la majorité des cas, une déviation négative est même observée par rapport à ces lois simples.
Dans le cas particulier des propriétés mécaniques qui caractérisent la surface des compacts, il est apparu qu'elles étaient régies par le composé le plus plastique du mélange dès que sa proportion massique est égale à environ 30 à 20 %.
Pour s'inscrire dans une optique d'aide à la formulation, un modèle a été proposé pour décrire l'évolution du module de Young et de la résistance à la rupture en fonction de la composition du mélange. Après ajustement, une approche basée sur des interactions triangulaires et sur la probabilité de présence de ces interactions semble la plus adaptée.
Pour compléter l'étude des systèmes binaires, des essais de microtomographie X ont également été menés sur des mélanges Vivapur 12®/A TAB® compactés. Les représentations obtenues ont permis de mettre en évidence le Vivapur 12® au niveau des surfaces des compacts qui ont été en contact avec les pièces mécaniques. Ces observations confirment les résultats obtenus en microindentation sur ce mélange. Les seuils de percolation des deux excipients ont également été mis en évidence.
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Depalle, Baptiste. "Influence de l’hétérogénéité des propriétés mécaniques sur la résistance de l’os trabéculaire humain." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0060/document.
Abstract:
Afin de mieux comprendre le comportement mécanique de l’os trabéculaire et d’améliorer la prédiction du risque de fracture, l’objectif de cette thèse est de développer un modèle numérique « bio-fidèle » prenant en compte l’hétérogénéité tissulaire, et de déterminer les contraintes mécaniques au sein des travées osseuses, dans le domaine de déformation élastique. À l’échelle tissulaire, une étude par nanoindentation a permis de dissocier les comportements élastiques et plastiques de l’os en fonction de sa composition (minéral/collagène). Ainsi, le comportement élastique du tissu osseux serait principalement lié à sa quantité de minéral alors que ses propriétés plastiques seraient davantage liées à la phase organique. Une loi reliant le degré de minéralisation de l’os (DMB) au module élastique a été déterminée dans l’os humain. La création d’un modèle numérique reproduisant de manière rigoureuse le comportement élastique de l’os trabéculaire, nécessite la prise en compte de l’hétérogénéité de la quantité de minéral (DMB) et donc son acquisition en 3D. Grâce à une méthode de recalage d’image 2D/3D, les acquisitions de microtomographie ont été comparées aux valeurs obtenues par microradiographie quantitative, méthode de référence de mesure du DMB. Sous certaines conditions, la microtomographie permet une évaluation correcte de l’hétérogénéité minérale. La création et l’analyse d’un modèle numérique par éléments finis de l’os trabéculaire, à partir des images de tomographie, a montré l’importance des paramètres du modèle (taille et formulation des éléments) ainsi que le rôle de l’hétérogénéité minérale sur l’évaluation des contraintes locales appliquées aux travées osseusesFinite element modeling has become more and more suitable to estimate the mechanical properties of trabecular bone. Such models tend to be used to evaluate bone fracture risk. The main goal of this study was to create a bio-faithful model of trabecular bone to evaluate elastic stresses fields in trabeculae. In a first part, a nanoindentation study lead to a dissociation of elastic and plastic behavior of bone tissue, depending of its composition (mineral/collagen). At osteon level, bone elastic behavior mainly depends on mineral quantity whereas its plastic behavior mainly depends on collagen maturity. The relation between degree of mineralization of bone (DMB) and elastic modulus have been determined for human bone. The purpose of second part of the study was to evaluate DMB heterogeneity inside a 3D model of trabecular bone. Using 2D/3D registration, we compare the results obtain with high resolution microtomography to those from quantitative microradiography, the goldstandard method used to measure DMB. We prove that it was possible to obtain a good evaluation of mineral heterogeneity in trabecular bone by tomography. The last part of this study, is dedicated to the creation of a finite element model of trabecular bone. After analyzing the influence of finite element modeling parameter on the assessment of mechanical response (size and element formulation), we showed that the integration of mineral heterogeneity at the tissue level lead to strong modifications of stress fields in bone trabeculae. The results of this study prove that bone mineral heterogeneity is an important parameter and should be taken into account when evaluating trabecular bone mechanical properties
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Depalle, Baptiste. "Influence de l'hétérogénéité des propriétés mécaniques sur la résistance de l'os trabéculaire humain." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00815309.
Abstract:
Afin de mieux comprendre le comportement mécanique de l'os trabéculaire et d'améliorer la prédiction du risque de fracture, l'objectif de cette thèse est de développer un modèle numérique " bio-fidèle " prenant en compte l'hétérogénéité tissulaire, et de déterminer les contraintes mécaniques au sein des travées osseuses, dans le domaine de déformation élastique. À l'échelle tissulaire, une étude par nanoindentation a permis de dissocier les comportements élastiques et plastiques de l'os en fonction de sa composition (minéral/collagène). Ainsi, le comportement élastique du tissu osseux serait principalement lié à sa quantité de minéral alors que ses propriétés plastiques seraient davantage liées à la phase organique. Une loi reliant le degré de minéralisation de l'os (DMB) au module élastique a été déterminée dans l'os humain. La création d'un modèle numérique reproduisant de manière rigoureuse le comportement élastique de l'os trabéculaire, nécessite la prise en compte de l'hétérogénéité de la quantité de minéral (DMB) et donc son acquisition en 3D. Grâce à une méthode de recalage d'image 2D/3D, les acquisitions de microtomographie ont été comparées aux valeurs obtenues par microradiographie quantitative, méthode de référence de mesure du DMB. Sous certaines conditions, la microtomographie permet une évaluation correcte de l'hétérogénéité minérale. La création et l'analyse d'un modèle numérique par éléments finis de l'os trabéculaire, à partir des images de tomographie, a montré l'importance des paramètres du modèle (taille et formulation des éléments) ainsi que le rôle de l'hétérogénéité minérale sur l'évaluation des contraintes locales appliquées aux travées osseuses.
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Itul, Anca. "Interactions entre organo-silanes et client : conséquences sur l'hydratation et les propriétés mécaniques." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656843.
Abstract:
Aujourd'hui le béton est l'option la plus attrayante pour le secteur de la construction. Ceci est du au fait que le béton est un matériau peu couteux et que sa fabrication nécessite peu d'énergie et a un faible impact environnemental En outre, les structures en béton sont durables et performantes mais le béton nécessite d'être associé à des armatures d'acier, car le il présente une faible résistance à la traction.Du point de vue de la chimie, le point faible provient de l'origine de la cohésion du ciment utilisé pour la fabrication du béton. Des expériences à l'échelle nanométrique et des simulations numériques ont montré que la cohésion de la pâte de ciment résulte de forces de courte portée qui s'exercent entre les surfaces de silicates de calcium hydratés (C-S-H) dans la solution interstitielle.Cette thèse explore l'ingénierie de la liaison entre les grains de ciment en vue d'améliorer les propriétés mécaniques des matériaux cimentaires. Nous visons à introduire en plus de celles déjà existantes, des forces de cohésion à longue portée entre les grains à l'aide de liaisons chimiques pour conduire à une augmentation de la résistance à la traction et de la ténacité. La stratégie choisie a été de greffer différents silanes organo-fonctionels sur le ciment anhydre. Deux méthodes possibles de silanisation ont été étudiées et les produits modifiés ont été caractérisés.La première méthode a consisté à mélanger directement la poudre de ciment avec les silanes. Il a été montré que, ce faisant, pâtes de ciment et de mortiers présentent une maniabilité améliorée. En outre, il a été observé que les silanes influent fortement l'hydratation, principalement en retardant l'hydratation des silicates et en réduisant leur degré d'hydratation. En conséquence, une perte sévère de résistance a été constatée dans tous les tests mécaniques standards effectués. Ceci est lié à la dose excessive de silane incorporée au ciment pour atteindre l'homogénéité du mélange au cours de l'hybridation.Une deuxième méthode de silanisation a été développée afin de permettre la diminution du dosage des silanes en gagnant en homogénéité. Elle consiste à mélanger le ciment dans une solution de silane dans un solvant non aqueux. Cette méthode à permis en outre d'obtenir des données quantitatives relatives à l'adsorption des silanes utiles à une meilleure compréhension des interactions silane-ciment. Elles constituent en effet des moyens indirects aidant à caractériser les substrats modifiés. Il a été constaté que les interactions silane-ciment dépendent fortement du type de solvant utilisé. La couverture de la surface a également été calculée et est loin d'être une monocouche. Elle est constituée d'espèces chimiquement et physiquement adsorbées qui influencent les propriétés des ciments modifiés.En termes de vitesse d'hydratation, les plus forts effets de ralentissement sur l'hydratation des silicates sont toujours associés aux silanes affichant une plus faible affinité avec la surface, mais fortes de liaisons avec cette dernière. En termes de rhéologie, tous les silanes améliorent grandement la capacité des pâtes à résister à une charge au-dessus de la limite élastique. Il en résulte une augmentation de résistance à la flexion jusqu'à 35% par rapport au ciment pur.
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Desomberg, Jérôme. "Etude de l'influence des propriétés mécaniques des surfaces sur l'énergie de collage direct." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY049/document.
Abstract:
De nos jours, l’industrie de la microélectronique cherche à développer des composants toujours plus performants tout en réduisant la consommation d’énergie. Les solutions planaires ayant atteint leurs limites, desstructures 3D furent développées afin d’empiler verticalement les circuits. Cela nécessite une parfaite maitrise des différents procédés d’assemblage au sein desquels le collage direct de couches minces d’oxyde de silicium déposées par PECVD constitue une alternative intéressante en ce sens qu’elle permet l’élaboration à basse température de structures intégrant des couches isolantes composées d’oxyde de silicium.Le collage direct d’oxyde de silicium obtenu par voie thermique fut largement étudié par le passé. Cependant, l’utilisation d’oxyde de silicium obtenu par voie de dépôt PECVD fut jusqu’ici peu répandu dans les structures collées. L’objet de notre étude fut d’évaluer les particularités de l’oxyde de silicium déposé dans le cadre du collage direct ainsi que les mécanismes spécifiques mis en jeu lors du scellement de l’interface de collage. Le collage direct s’effectuant par la mise en contact de ces surfaces à température ambiante, puis étant généralement suivi d’un recuit de consolidation, des mécanismes particuliers auront lieu dans le volume de l’oxyde ainsi qu’à l’interface de collage permettant de différencier le comportement des oxydes déposés en collage.Dans cette étude, nous avons assemblés différentes configurations d’oxydes et montré l’influence primordiale de l’eau sur le collage direct. Il est apparu que, dès la température ambiante, cette dernière impactait déjà le collage en modifiant les propriétés physicochimiques et mécaniques de la subsurface de l’oxyde. A plus haute température, l’eau migre du volume de l’oxyde vers l’interface de collage permettant la fermeture de l’interface de collage en exacerbant les propriétés de l’oxyde précités. L’eau résultant de la fermeture de l’interface de collage est alors soit stockée à l’intérieur de cavités se formant à l’interface de collage, soit évacuée dans la subsurface de l’oxyde suivant la typologie de celui-ci. Il a également été montré que l’oxydedéposé disposait d’un profil de concentration d’eau relativement équilibré et qu’il pouvait contenir une quantité importante d’eau. Ces constations ont permis l’élaboration de structures bicouches optimisées pour le collage direct. La compréhension de ces différents mécanismes apporte un nouvel éclairage dans l’utilisation des procédés de collage direct pour les applications du futurNowadays, the microelectronics industry is seeking to develop ever more efficient components while reducing energy consumption. Planar solutions having reached their limits, 3D structures were developed to vertically stack the circuits. This requires a perfect control of the different assembly processes in which the direct bonding of thin layers of silicon oxide deposited by PECVD constitutes an interesting alternative in the sense that it allows the elaboration at low temperature of structures integrating insulating layers composed of silicon oxide.The direct bonding of silicon oxide obtained by thermal oxidation has been widely studied in the past. However, the use of deposited PECVD silicon oxides has not been so far widespread in bonded structures. The purpose of our study was to evaluate the particularities of the silicon oxide deposited in the direct bonding framework as well as the specific mechanisms involved during sealing of the bonding interface. Since direct bonding takes place by bringing these surfaces into contact at room temperature and then generally followed byconsolidation annealing, special mechanisms will take place in the oxide volume and at the bonding interface to differentiate the behaviour of the PECVD deposited silicon oxides in bonding.In this study, we assembled different oxide configurations and showed the primordial influence of water on direct bonding. It appeared that, from the ambient temperature, the water was already impacting the bonding by modifying the physicochemical and mechanical properties of the oxide subsurface. At higher temperatures, the water migrates from the oxide volume to the bonding interface allowing the closing of the bonding interfaceby exacerbating the above oxide properties. The water resulting from the closing of the bonding interface is then either stored inside cavities forming at the bonding interface or discharged into the oxide subsurface dependingon the type of oxide. It was also shown that the deposited oxide had a relatively balanced water concentration profile and could contain a significant amount of water. These findings have led to the development of two-layerstructures optimized for direct bonding. Understanding these different mechanisms provides new insights into the use of direct bonding processes for future applications
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Najjar, Sanaa. "Optimisation d'alliage Fe40AlB : effet du manganèse sur la microstructure et les propriétés mécaniques." Saint-Etienne, EMSE, 2007. http://www.theses.fr/2007EMSE0016.
Abstract:
Malgré des diverses intéressantes propriétés des alliages FeAl, leur faible ductilité à température ambiante limite fortement leur application industrielle. Jusqu’à présent, seul le dopage au bore permet de supprimer la fragilité intergranulaire des alliages. La recherche des meilleures propriétés mécaniques nous a conduit à étudier les effets des différentes additions ternaires. Parmi une série des additions ternaires étudiées, seule l’addition du manganèse semble être prometteuse. En présence de 2% Mn et par rapport à l’alliage binaire, une nette amélioration de l’allongement à la rupture à température ambiante est observée pour une limite d’élasticité préservée à toutes les températures étudiées (20 à 900 °C). Cependant, un tel effet est limité aux faibles teneurs en manganèse : en présence de 5% Mn, une précipitation apparaît et fragilise l’alliage. L’effet ‘ductilisant’ du manganèse a été attribué à des modifications de la structure des défauts cristallins, qui se manifestent par une baisse de la concentration des lacunes thermiques et une diminution du paramètre d’ordre. Ces propriétés d’alliage ternaire FeAlMn ont pour conséquence une amélioration du comportement en conditions d’un traitement thermomécanique. En effet, nous avons pu montrer qu’un raffinement de la taille de grains de Fe40Al2MnB par recristallisation dynamique à hautes températures et à grande vitesse de déformation, est possibleIn spite of various interesting properties of the iron - aluminium alloys, their low ductility at room temperature strongly limits their industrial application. Until now, only doping with boron allows to remove the intergranular brittleness of these alloys. The research of the best mechanical properties led us to study the effects of the various ternary additions. Only the addition of manganese seems to be promising among a series of the studied ternary additions. In the presence of 2% Mn and compared to the binary alloy, a clear improvement of the elongation to fracture at room temperature is observed for a yield stress preserved at all the studied temperatures (20 to 900 °C). However, this effect is limited to the low manganese contents: in the presence of 5% Mn, a precipitation appears and weakens alloy. The ‘ductiling’ effect of manganese was attributed to modifications of the structure of the crystalline defects, which appear by a fall of the concentration of the thermal vacancies and a reduction of the long range order parameter. FeAlMn alloys have also been shown to present a good behavior in conditions of a thermomechanical treatment. A refinement of the grains size of Fe40Al2MnB by dynamic recrystallization at high temperatures and high strain rate could be obtained in this work
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Brinkert, Luc. "Fibres creuses d'ultrafiltration : propriétés mécaniques et contrôle en ligne sur site de filage." Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0247.
Abstract:
Les fibres creuses d'ultrafiltration, élaborées à base de polymère, peuvent se déformer de manière irréversible sous l'application de pressions lors de la filtration, ou de tensions lors de leur fabrication. Leur caractère viscoélastique est superposé à un domaine plastique au-delà d'un certain seuil. Un test mécanique de compression transverse permet de déterminer une pression limite au-delà de laquelle la fibre est soumise à un compactage de la structure. Des essais de traction et de relaxation longitudinaux révèlent un état instable, fortement dépendant de l'environnement climatique. Pour assurer la qualité de la constance des propriétés mécaniques lors du filage, un capteur de tension à faible embarrage a été choisi pour un contrôle in situ. Au préalable, une étude de frottement a comparé divers matériaux qui introduiraient un contact avec la fibre en formation. Le signal recueilli par le capteur est une partition entre la rigidité, la géométrie et la tension mécanique de la fibre. La recherche de défauts périodiques est fondée sur l'analyse spectrale, alors que des moyens statistiques permettent la détection de défauts ponctuels et brefs. Cette analyse montre la validité de ce contrôle de tension par rapport à d'autres moyens d'investigation qui souffrent de l'environnement de la fibre lors du filage ou d'informations incomplètes et moins sensibles
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Binder, Royer Anne. "Etude de l'influence de la composition de l'hydroxyapatite frittée sur ses propriétés mécaniques." Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0031.
Abstract:
L'etude de differentes poudres d'hydroxyapatite (hap) a permi de preciser l'influence de la preparation et de la composition sur la morphologie et le comportement a compression de ces poudres. L'etude du frittage de l'hap confirme son aptitude a la densification dans une large gamme de composition (1,59
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Bertheux, Brigitte. "Etude mécanique de la compression de flocons de fibres : application à la mesure du "degré d'ouverture"." Mulhouse, 1989. http://www.theses.fr/1989MULH0103.
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Imbert, Laurianne. "Effets de l'ostéogénèse imparfaite sur les propriétés mécaniques et minérales de l'os cortical chez l'enfant." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2014. http://www.theses.fr/2014ECDL0042/document.
Abstract:
L’Ostéogénèse Imparfaite (OI) est une maladie génétique dont une des conséquences est la fragilité accrue du squelette, lui valant ainsi le nom de « maladie des os de verre ». Il existe plusieurs phénotypes reflétant différents niveaux de sévérité, néanmoins certaines caractéristiques, comme une petite taille et des déformations des os longs, sont fréquemment observées en cas d’OI. Aujourd’hui peu de traitements existent et aucun n’est curatif. Avant d’espérer pouvoir en mettre un au point, il faut d’abord comprendre et quantifier les mécanismes impliqués et ces travaux de thèse s’inscrivent dans cette logique. L’objectif de ce travail de thèse est de déterminer les effets de la pathologie sur le tissu osseux aux échelles macroscopique et tissulaire. L’intérêt majeur de ce travail est de faire une étude comparative entre un groupe d’échantillons provenant d’enfants souffrant d’OI et un groupe contrôle composé d’échantillons provenant d’enfants sains. Nous les avons comparés en termes de propriétés mécaniques, structurales et chimiques via l’utilisation de diverses techniques, à savoir la tomographie RX haute résolution, la nanoindentation, la spectroscopie Raman, la microscopie électronique à balayage, la corrélation d’images et des essais de compression. Afin d’étudier l’impact de cette maladie sur le remodelage osseux, nous avons également comparé l’activité ostéoclastique sur ces deux types de substrat par interférométrie. Ce travail de thèse avait aussi pour but d’appliquer la méthode des champs virtuels pour identifier les modules élastiques des zones interstitielle et ostéonale du tissu osseux. Nous avons obtenu des informations importantes sur le fonctionnement de la maladie, notamment nous avons observé que la qualité du tissu, l’activité de remodelage et la microstructure étaient altérées en cas d’OI. Cette dégradation des os explique donc qu’ils puissent se déformer et se casser plus facilementOsteogenesis Imperfecta (OI) is a genetic disorder, also known as the “brittle bone disease”, associated with an increased bone fragility. Several phenotypes exist, reflecting different severities but some features are frequently observed like a reduced stature and long bone deformities. A few treatments are currently used but none of them is curative. To improve those treatments there is a need for a better understanding of the mechanisms involved. Therefore, the objective of this work is to investigate the effects of OI on the bone tissue at macroscopic and tissue scales. The main interest of this project is to perform a comparative study between a group of OI bones retrieved from children with OI and a group of control bones retrieved from healthy children. The mechanical, mineral and structural properties of those two groups were compared using high resolution computed tomography, nanoindentation, spectroscopy Raman, scanning electron microscopy, digital image correlation and compression testing. The osteoclast activity on those two types of substrates was compared by interferometry. Finally, the virtual fields method was applied to identify elastic moduli of interstitial and osteonal zones in bone tissue. The tissue quality, the remodeling activity and the microstructure were altered in OI, those modifications can explain the increased fragility of OI bones
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Yacoub, Aiman. "Effet du traitement du sable recyclé sur les propriétés du mortier." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1036.
Abstract:
Les programmes de démolition sont en très forte croissance, notamment dans le cadre des grands projets de ville. La déconstruction engendre des millions de tonnes de déchets souvent de nature minérale (béton). Actuellement seule une partie du béton issu de la déconstruction est recyclée, principalement pour des travaux routiers. La valorisation de l’intégralité de ces matériaux en tant que constituants pour la fabrication de bétons recyclés ouvre aujourd’hui de nouvelles perspectives environnementales, économiques et technologiques. Ces perspectives nécessitent de lever certains verrous scientifiques et technologiques. La réutilisation des granulats recyclés de démolition/déconstruction permet de limiter l’extraction des matières premières et donc de participer à la préservation des gisements naturels des granulats.L’incorporation des granulats recyclés affecte les propriétés du béton à l’état frais et à l’état durci. La principale raison est l’absorption d’eau qui est très élevée surtout pour la fraction sable. Il est donc difficile de contrôler le rapport E/C effectif puisqu’il existe la cinétique d’hydratation du ciment et la cinétique d’absorption du sable recyclé (SR). En addition, l’incorporation du SR génère une baisse de résistance mécanique et les propriétés de durabilité du mortier. Cette baisse est liée à la porosité du sable recyclé, aux propriétés de la nouvelle pâte de ciment et aux propriétés mécaniques de la zone d’interface (ITZ). La thèse proposée par le laboratoire FM2D / MaST (IFSTTAR) est intitulée ‘Effet du traitement du sable recyclé sur les propriétés d’un mortier’. Cette thèse porte sur l’étude du comportement du mortier à base de sable recyclé traité et non-traité. Dans le but de résoudre cette problématique, nous proposons 2 approches :-Identifier un degré de saturation optimal du SR pour obtenir un rapport E/C effectif constant.-Améliorer la microstructure du SR par des produits chimiques avant son incorporation dans le mortier. Un procédé de traitement du SR est développé au laboratoire. Les traitements chimiques proposés consistent à diminuer le coefficient d’absorption d’eau du SR en premier lieu. Les propriétés à l’état frais et à l’état durci (résistance en compression, propriétés de durabilité vis-à-vis la corrosion d’armature et retrait) des mortiers à base de SR traité ont été étudiées.Les résultats obtenus durant ce travail de recherche indique un succès du traitement chimique du sable recyclé. Le WAC du SR diminue après traitement et les propriétés du mortier à l’état frais et à l’état durci sont améliorées. Ainsi, les propriétés de durabilité du mortier à base de SR traité sont meilleurs que celles du mortier à base de SR non-traité et dans quelques cas meilleurs que le mortier ordinaire (à base de SN)The sustainability of primary resources is subjected to continuous threat via the construction industry. In fact, the amount of construction and demolition waste (CDW) produced and dumped into landfills is increasing each year. This situation forced the concrete industry to generate effective solutions such as implementing CDW as recycled concrete aggregates (RCA) to produce new types of concrete. Furthermore, a recent life cycle assessment study proved that the concrete made of RCA presents the best environmental behavior. CDW is currently used in the road and sidewalks construction and maintenance, however it needs more time and further investigations before using it completely as RCA in new concrete for building construction field because of their poor porosity properties. The recycling of the totality of the RCA in order to be used as new materials to produce new recycled concrete opens nowadays new environmental, economic and technological perspectives. Many scientific obstacles need to be studied in order to solve these perspectives. The re-use of the CDW as RCA will allow the limitation of the extraction of the raw materials and preserving the natural aggregates fields. In this thesis, we will be studying the fraction 1-4 mm of the RCA called recycled sand (RS). The water absorption of the RS influences the fresh and the hardened properties of mortar. Therefore, it is hard to maintain a constant W/C ratio since there is two phenomena during the fabrication of mortar: the absorption kinetic of the RS and the hydration reaction of the cement. In addition, the use of the RS leads to a decrease in the compressive strength and the durability properties of mortar. This decrease is controlled by three parameters: the porosity of the RS, the properties of the new cement paste and the properties of the interfacial transition zone (ITZ).The thesis proposed by the laboratory FM2D / MaST (IFSTTAR) is entitled ‘Effect of the treatment of the recycled sand on the properties of mortar’. This research subject is a comparison study between the behavior of treated recycled sand mortar and non-treated recycled sand mortar. In order to solve the problem of the use of recycled sand new mortar, we suggest two approaches:-Determining an optimal saturation state of the recycled sand in order to obtain a constant effectif W/C ratio.-Enhancing the microstructure of the RS using chemical products before using it in formulating new mortar. The treatment process proposed in this research consists of testing different chemical products with different concentrations using different application methods and different application times. The aim behind the chemical treatments proposed is, firstly, to decrease the value of the water absorption coefficient of the RS. The fresh and the hardened properties (compressive strength, durability properties, shrinkage) of mortar made with the treated RS (100% volume substitution) will be studied and compared to the properties of mortar made of non-treated RS and finally with the normalized mortar.The results obtained during this research indicate a success of the chemical treatment. The WAC of the RS decreased and the fresh and hardened properties of the mortar as well as it durability properties were enhanced compared to the mortar made of non-treated RS