Dissertations / Theses: 'Thermographie – analyse'

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Couturier, Jean-Pierre. "Analyse fréquentielle de la thermographie de phase pulsée." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq25541.pdf.

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Maurice, A. "Traitement, analyse et représentation d'images infrarouges." Aix-Marseille 3, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX30071.

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Abstract:

Ce mémoire présente successivement les trois classes de traitements informatiques nécessaires à l'exploitation d'une image infrarouge à savoir ; traitements d'Amélioration, de Calcul et d'Analyse. La numérisation générant un bruit non négligeable, la première classe rassemble les traitements que doivent subir toutes images pour être mieux exploitables. La seconde classe inclue" la saisie des paramétres de la scène : [paramétres physiques (températures et émissivité globale et paramétres électroniques (gain de la caméra)!, le calcul des températures réelles des objets observés, leurs corrections éventuelles en regard des émissivités propres, la réalisation d'histogrammes ou de profils sur la totalité de l'image ou sur des fenêtres. La dernière classe (analyse de la scène) rassemble des procédures d'extractions des contours des formes présentes sur l'image. Cette extraction passe par la recherche du seuil 4e caractéristique de binarisation, puis la recherche et le codage des contours extérieurs et intérieurs. Cette analyse a conduit à la réalisation d'un logiciel de thermographie assistée par ordinateur, convivial et intenactif, qui permet l'exploitation rapide d'images infrarouges.

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Benaarbia, Adil. "Analyse énergétique du comportement thermomécanique du PA6.6 chargé de fibres de verre." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20196.

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Abstract:

Cette étude présente une analyse thermomécanique du comportement en fatigue oligocyclique du polyamide 6.6 vierge et renforcé de fibres de verre courtes. Des bilans d'énergie sont réalisés en utilisant, de façon combinée, des techniques d'imagerie quantitative visible et infrarouge. Les champs de température sont obtenus par thermographie et les champs de déformation par corrélation d'images. Sur un cycle de chargement, on montre comment il est possible d'estimer séparément les sources de chaleurs moyennes par cycle, sources associées aux mécanismes dissipatifs et induites par les effets de couplage thermomécanique. On montre ensuite, pour différentes fréquences de chargement, l'évolution du bilan de puissance moyen par cycle sur une zone matérielle correspondant à la partie utile de l'éprouvette. Ce bilan prend en compte le taux de l'énergie de déformation, les chaleurs mises en jeu et les variations d'énergie interne. On observe que la forme du bilan de puissance est très fortement dépendante, pour un rapport de charge donné, à la fréquence de sollicitation, à la teneur en eau, à l'orientation des fibres de verre mais aussi aux niveaux de contrainte appliqués
This study presents a thermomechanical analysis of fatigue behavior of pure and short glass- fiber reinforced polyamide 6.6. The energy balances are drew up using the combined application of visible and infrared quantitative imaging techniques. Temperature fields are obtained by thermography and strain fields by image correlation. Over one complete cycle, we show how it is possible to separately estimate the heat sources averaged over the cycle, associated with dissipative mechanisms and induced by thermomechanical coupling source effets. Then we show, for different loading rates, the time courses of the energy rate balance for a physical area corresponding to the gage part of the specimen. This balance takes into account the deformation energy rate, the heat sources and the internal energy variations. It is observed that the shape of the energy rate balance is highly dependent, for a given load ratio, to the load rate, the water content, the orientation of the glass fibers and the applied stress levels

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Louche, Hervé. "Analyse par thermographie infrarouge des effets dissipatifs de la localisation dans des aciers." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00259398.

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Abstract:

La compréhension et la modélisation des mécanismes de localisation observés lors de processus d'emboutissage représentent un enjeu industriel important. L'objectif de ce travail est d'étudier, par une approche expérimentale basée sur l'analyse des sources de chaleur, les manifestations de localisation pouvant se produire, sur des aciers, lors d'essais quasi-statiques de traction monotone.
A partir d'un traitement d'images thermiques infrarouge (effets) et de l'équation de diffusion de la chaleur, on propose une méthode permettant d'estimer les sources de chaleur (causes) générées par le processus de déformation.
Sur certains aciers doux, on met en évidence la propagation à vitesse uniforme d'une ou plusieurs bandes dissipatives étroites à travers la zone utile de l'éprouvette. Comparativement à ce premier mode (bandes de Lüders) où les effets dissipatifs sont soudains, intenses et très localisés, on met en évidence le caractère plus régulier et progressif de la concentration des zones où se développent les irréversibilités mécaniques menant à la striction localisée. Des "indicateurs de localisation énergétiques'' proposés pour détecter la localisation montrent qu'elle peut apparaître avant le maximum de la charge, dans plusieurs zones de l'éprouvette. Ce constat implique que la partie utile d'une éprouvette doit être considérée comme une structure et non comme un élément de volume réagissant de façon homogène, ce qui n'est pas sans conséquences sur les méthodes d'identification des modèles de comportement utilisés, en particulier, dans les approches théoriques de la localisation.
Enfin, d'autres expériences ont permis de mettre en évidence des manifestations énergétiques associées à des formes particulières de localisation : propagation de fronts de changement de phase (acier inoxydable A301), effets dissipatifs associés à des bandes de glissement (acier magnétique HiBiGO), effets dissipatifs localisés dans des bandes de cisaillement (polymère PVC).

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Lisle, Teddy. "Analyse par thermographie infrarouge de l'endommagement des structures composites sous sollicitations quasi statiques." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2381/.

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Abstract:

La sensibilité des structures composites à la présence d'endommagements importants en zones singulières (trou, pointe d'entaille,. . . ) impose d'évaluer leur tolérance aux dommages. Dans ce contexte, ce travail s'attache à apporter des précisions quantitatives sur l'endommagement de ces structures à partir de la technique de thermographie infrarouge. Une première étude a été consacrée à la caractérisation des mécanismes de dégradation d'un stratifié tissé mince (verre/époxyde) sous sollicitations homogènes. En s'appuyant sur une approche calorimétrique locale, régie par le cadre de la Thermodynamique des Processus Irréversibles, les mesures thermiques sont utilisées pour localiser et quantifier les dissipations associées aux différents mécanismes de dégradation. Une démarche expérimentale est alors proposée pour évaluer le taux de restitution d'énergie dans plusieurs cas de fissuration. Dans un second temps, cette démarche est appliquée à l'étude de la fissuration de structures stratifiées constituées de plis unidirectionnels sous chargement de traction, puis de compression
The sensibility of the composite structures in the presence of important damages in singular zones (hole, notch tip,. . . ) involves to estimate their damage tolerance. In this context, this work attempts to bring quantitative precision on the damage of these structures by the mean of infrared thermography. A first study was dedicated to the characterization of the degradation mechanisms in a thin woven laminate (glass/epoxy) under homogeneous loading. Founded on a local calorimetric approach, governed by the frame of the Thermodynamics of Irreversible Processes, the thermal measures are used to locate and quantify the dissipative energy associated with the various mechanisms of degradation. An experimental approach is then proposed to estimate the energy release rate in several cases of cracking. Secondly, this approach is used to study the rupture of laminated structures made of unidirectional plies under tensile loading, then compressive loading

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Duveau, Jean. "Étude des comportements thermique et électrique couplés de cellules et modules photovoltaïques spatiaux en liaison avec leurs conditions de fonctionnement : modélisation, analyse par thermographie infrarouge." Aix-Marseille 3, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX30006.

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Abstract:

L'etude faisant l'objet de ce travail a porte sur l'analyse du comportement thermique et electrique de photopiles spatiales, en particulier sur leur tenue en polarisation inverse dans une configuration aussi proche que possible des conditions de fonctionnement dans l'espace. La premiere phase de ce travail est consacree a l'etude d'un lot de photopiles, placees individuellement sur un support a temperature controlee dans le domaine 30c, +150c, la deuxieme, est etendue a l'etude de coupons, type gsr3, representatifs du generateur solaire, et dans des conditions simulant l'environnement spatial. Ces etudes thermiques couplees ont necessite la mise au point d'un banc de caracteriation electrique des cellules sous simulateur solaire (en polarisation directe et inverse) associe a l'observation simultanee, par thermographie infrarouge, de la distribution de temperature sur la surface des cellules ou du coupon. Outre une connaissance plus approfondie du comportement inverse des ellules bsr ou bsfr, jusqu'a des tensions entrainant le claquage cette a permis de montrer comment se manifestaient les dissipations de puissance et quel inconvenients pouvaient en resulter pour les cellules et pour le generateur solaire. Il a enfin ete possible de representer les zones de fonctionneemnt (v-i-t) sans risque pour le generateur et sans protection indispensable par les diodes shunts

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TOROYAN, PIERRE-CHARLES. "Valeur previsionnelle predictive et pronostique de la thermographie infra-rouge mammaire : analyse multifactorielle a propos de 1700 cas." Aix-Marseille 2, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX20298.

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Reungoat, David. "Analyse de la température à l'interface d'une garniture mécanique par mesure par thermographie infrarouge." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2355.

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Abstract:

Les garnitures mecaniques, ou joints d'etancheite a faces radiales, sont de plus en plus utilises dans les mecanismes tournants (conditions de fonctionnement extremes, machines de haute technologie, etc). Or le comportement de cet element mecanique est principalement dirige par les phenomenes thermiques. Les travaux publies au sujet des temperatures dans une garniture sont rares. Nous avons elabore puis de valide une methode de mesure de la temperature a l'interface d'une garniture par thermographie infrarouge. Cette methodologie est applicable pour la mesure des temperatures d'une surface opaque mouvement (ou d'un fluide) au travers d'un film mince semi-transparent. Elle prend en compte l'effet des dioptres et le phenomene de la semi-transparence. Les differents coefficients radiatifs, ont ete etalonnes en fonction de la temperature et de l'epaisseur du milieu considere. Une modelisation numerique du joint mecanique est developpee afin d'ajuster les parametres de fonctionnement de la garniture experimentale un regime de poursuite dynamique. Les resultats experimentaux sont analyses en fonction des conditions de fonctionnement dynamique du joint. L'analyse des resultats en regime transitoire ou stationnaire nous permet de confirmer l'hypothese d'une geometrie de l'interface imposee par les phenomenes thermiques. Les deformations thermoelastiques a l'interface sont etudiees en fonction des parametres: pressions, temperatures, vitesses etc. . Les resultats montrent que dans le cas ou les faces sont en contact il existe des gradients de temperature dans l'interface de l'ordre de 10 a 20c. Par contre, dans le cas ou la fuite apparait, l'hypothese d'une temperature uniforme dans l'interface peut etre appliquee. Mais l'utilisation de la garniture nous apprend que la fuite ne correspond pas au mode de fonctionnement normal de la garniture. Nous constatons aussi que le stator ne peut etre considere isole thermiquement

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Boulanger, Thomas. "Analyse par thermographie infrarouge des sources de chaleur induites par la fatigue des aciers." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20224.

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Bouzida, Nabila. "Extraction de la signature veineuse dans le moyen (MWIR) et le proche infrarouge (NIR) - Analyse de la thermorégulation du corps." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26541/26541.pdf.

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Gardarein, Jean-Laurent. "Analyse par thermographie infrarouge de la puissance déposée sur des surfaces recouvertes de carbone dans les tokamaks." Aix-Marseille 1, 2007. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2007AIX11071.pdf.

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Abstract:

Les tokamaks sont des réacteurs basés sur l’exploitation de l’énergie de fusion thermonucléaire avec confinement magnétique du plasma. Dans ces machines, il est indispensable de répartir au mieux les interactions entre le plasma et les parois. En effet, elles conduisent à des dépôts de flux pouvant atteindre 20MW/m! sur les composants face au plasma (CFP). Ces CFP spécialement conçus pour évacuer de fortes puissances ont une limite en flux à partir de laquelle le risque d’endommagement irréversible devient non négligeable. Dans le cadre de la surveillance des CFP, on souhaite mettre au point une méthode de calcul rapide permettant de traiter les températures IR et de les transformer en flux. Cependant, l’interaction entre le plasma et les CFP entraîne l’érosion du carbone dans certaines zones et la re-déposition dans d’autres zones ce qui a pour conséquence la formation de dépôts à l’épaisseur et aux propriétés thermiques inconnues rendant difficile l’estimation du flux. Du fait de leur faible inertie thermique et d’un mauvais contact entre le dépôt et le substrat, les températures IR mesurées sont souvent plus élevées sur les zones avec dépôts que sur les zones sans dépôts pour des flux incidents équivalents. Compte tenu de la complexité du modèle, la seule mesure IR ne permet pas de déduire à la fois les flux, les propriétés thermiques, l’épaisseur des dépôts et la résistance de contact entre le dépôt et le substrat. Pour résoudre ce problème on envisage l’utilisation de techniques inverses pour estimer le flux à partir de mesures de thermocouples et l’estimation des paramètres liés aux propriétés thermiques en utilisant une expérience de type impulsionnelle face avant
Tokamaks are reactors based on the thermonuclear fusion energy with magnetic confinement of the plasma. In theses machines, several MW are coupled to the plasma for about 10s. A large part of this power is directed towards plasma facing components (PFC). For better understanding and control the heat flux transfer from the plasma to the surrounding wall, it is very important to measure the surface temperature of the PFC and to estimate the imposed heat flux. In most of tokamaks using carbon PFC, the eroded carbon is circulating in the plasma and redeposited elsewhere. During the plasma operations, this leads at some locations to the formation of thin or thick carbon layers usually poorly attached to the PFC. These surface layers with unknown thermal properties complicate the calculation of the heat flux from IR surface temperature measurements. To solve this problem, we develop first, inverse method to estimate the heat flux using thermocouple (not sensitive to the carbon surface layers) temperature measurements. Then, we propose a front face pulsed photothermal method allowing an estimation of layers thermal diffusivity, conductivity, effusivity and the thermal contact resistance between the layer and the tile. The principle is to study with an infrared sensor, the cooling of the layer surface after heating by a short laser pulse, this cooling depending on the thermal properties of the successive layers

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Taconet, Odile. "Analyse de la thermographie infrarouge satellitaire pour la modélisation de l'évaporation sur une région agricole." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112494.

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Abstract:

La possibilité de déterminer par télédétection infrarouge satellitaire les paramètres et flux de surface à une échelle régionale (102 à 104 km2) a été développée récemment. La plupart des méthodes sont fondées sur l'équation de la conservation des flux à la surface considérée comme un milieu conductif équivalent à un sol nu. Dans ce contexte, l'appert de notre travail a été l'introduction d'une description réaliste du couvert végétal à l'échelle régionale et de ses relations avec les contraintes atmosphériques. La méthodologie développée a repris et généralisé le formalisme de Deardorff qui introduit un nombre restreint de paramètres de surface à méso-échelle. Par des tests de sensibilité du modèle, il a été montré que sur les couverts végétaux bien développés, un seul paramètre la résistance stomatique globale du couvert, joue un rôle dominant et qu'en conséquence une seule température de surface celle du maximum de jour, par inversion du modèle, suffit pour le déterminer et en déduire les flux de surface. Cette approche est appliquée à des zones apparaissant thermiquement homogènes sur l'imagerie infrarouge, par un algorithme de classification. Une étude climatique de la Beauce, sur l'année 1982, montre que sur une région agricole uniforme (couverte de blé) des zones homogènes thermiquement différentes apparaissent liées à des drainages du sol différents à grandes échelles et révélées en période de stress hydrique du couvert. La pertinence de cette approche a été testée lors d'une période d'assèchement de 10 jours (en Juillet 1983) pendant une expérience sur une plaine agricole homogène (Grande Beauce 30 km x 30 km). Sur un site expérimental, des mesures de flux de surface. Par télédétection acoustique (SODAR), cohérentes avec la résolution satellitaire, om été acquises et une comparaison positive des flux simulés et mesurés a été obtenue. Pour la même période, un modèle de sol nu s'est révélé inapplicable lorsqu'il y avait de la végétation. Des tests de simulations ont quantifié la sensibilité des résultats aux erreurs expérimentales. Plus que sur sol nu, le modèle de végétation reste dépendant d'une correction précise de la température radiative. L'utilisation simultanée de satellites défilants et géosynchrones, observant la même zone thermiquement homogène sous 2 angles différents, minimise l'erreur sur la température radiative télédétection satellitaire infrarouge, inversion "température IR/flux de surface'', modélisation du couvert végétal, évaporation, résistance stomatique globale du couvert, algorithme de segmentation d'images, validation à l'échelle satellitaire, erreur de la méthodologie.

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Taconet, Odile. "Analyse de la thermographie infrarouge satellitaire pour la modélisation de l'évaporation sur une région agricole." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37610100v.

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Zhang, Chao. "Quantitative kinematic and thermal full fields measurement." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI013/document.

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Abstract:

La mesure simultanée des champs cinématiques et thermiques est très importante pour les procédures thermomécaniques. Les caméras à base de silicium sont largement utilisées pour l'observation en temps réel des champs cinématiques, principalement grâce à la corrélation d'images numériques. De plus, ils sont aussi connus pour sa sensibilité dans le spectre du proche infrarouge, ce qui permet d’acquérir des champs thermiques à l’aide d’une caméra à base de silicium. Cependant, pour la caméra à base de silicium, il y a deux problèmes principaux d’obtenir simultanément des champs cinématiques et thermiques. D’abord, dans le spectre du proche infrarouge, une petite variation de température entraînera une modification importante du niveau de gris de l'image, ce qui entraînera facilement une mauvaise qualité des images. Deuxième, la corrélation d’images numériques nécessite une surface hétérogène et contrastée, tandis que la thermographie dans le proche infrarouge nécessite une surface homogène et constante. Dans cette thèse, une technique innovante a été proposée pour ajuster automatiquement le temps d'exposition de la caméra afin d'obtenir des images exploitables pour l’analyse cinématique et thermique, quel que soit l'évolution de température à la surface de l'objet observé. Cette technique a été validée par expériences différentes, notamment des expériences de chauffage d’un corps noir et des expériences de chauffage d’un échantillon réel. Les modèles radiométriques du corps noir et de la surface des échantillons calibrent respectivement. Basé sur les modèles radiométriques, des champs thermiques ont été reconstruits sur les images exploitables pour l’analyse cinématique et thermique. L'expérience à haute température est réalisée pour le ballonnement des tubes où les champs cinématiques et thermiques sont observés. La corrélation d'images numériques a été effectuée globalement afin d'obtenir des champs cinématiques. Pour effectuer la thermographie du proche infrarouge sur la surface de l’échantillon, le modèle radiométrique est étalonné selon une partie des pixels les plus brillants. Dans ce cas, 20% des pixels les plus brillants sont utilisés pour effectuer l'étalonnage des modèles radiométriques. Basée sur le modèle en utilisant 20% des pixels plus brillants, les champs thermiques sont reconstruits. Combiné avec les coordonnées connues du champ cinématique par corrélation d'images numériques, le champ thermique et le champ cinématique dans les mêmes coordonnées peut être obtenu
Simultaneous measurement of kinematic and thermal full fields are very important for thermomechanical procedures. Silicon-based cameras are widely used to perform real-time observation of the kinematic fields, mainly thanks to digital image correlation. Moreover, they are known to be as well sensitive in the near-infrared spectral range, thus the acquirement of thermal fields using silicon-based cameras is possible. However, there are two main problems for the silicon-based camera to obtain simultaneously kinematic and thermal fields. One is that in the near-infrared spectral range, a small temperature variation will lead to a large modification in the image gray level, which easily leads to poor quality images. Another is that digital image correlation needs a heterogeneous and contrasting surface, while the near-infrared thermography needs a homogeneous and constant surface. In this thesis, an innovative technique was proposed to automatically adjust the exposure time of the camera to obtain kinematically and thermally exploitable images whatever the temperature evolution occurs on the surface of the observed object. This technique was validated by different experiments, including blackbody heating experiments and realistic specimen heating experiments. Radiometric models of blackbody and specimen surfaces ware calibrated respectively. Based on the radiometric models, thermal fields have been reconstructed on the kinematically and thermally exploitable images. High temperature tube ballooning experiment is conducted to perform both kinematic and thermal fields. Global digital image correlation was performed to obtain kinematic fields. To perform near-infrared thermography on the specimen surface, radiometric model is calibrated based on portions of the brightest pixels. In this case 20% of the brightest pixels are used to perform radiometric model calibration. Based on the radiometric model using 20% of the brightest pixels, the thermal fields are reconstructed. Combined with the known coordinates of kinematic fields by digital image correlation, the thermal fields at the same coordinates as kinematic fields can be obtained

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Diaz-Salgado, Maria del Castanar. "Analyse par interferometrie holographique du champ thermique d'un réacteur de dépôt chimique en phase gazeuse." Perpignan, 1987. http://www.theses.fr/1987PERP0031.

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Abstract:

Les profils de temperature autour d'un substrat cylindrique ont ete obtenus pour des gaz neutres: ar, n::(2), avec une temperature de surface comprise entre 800 et 1200**(o)c et une pression totale dans le reacteur variant de 30 a 80 kpa. Une modelisation des profils de temperature est presentee dans le cas d'un echantillon cylindrique

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Mousnier, Morgane. "Apport de la thermographie infrarouge à l'analyse de défaillance de composants et systèmes électroniques." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30256.

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Abstract:

Depuis les années 1960, l'industrie du semi-conducteur s'est alignée sur la loi de Moore qui prévoit le doublement de la densité d'intégration des transistors par unité de volume tous les deux ans. La loi de Moore comporte deux lois empiriques qui décrivent l'évolution de la complexité et de la miniaturisation des composants électroniques, initialement pour accroître la vitesse de calcul des ordinateurs. Cette évolution des composants électroniques amène à des structures plus complexes, notamment des structures 2,5D et 3D où les puces sont empilées ou placées les unes sur les autres, dans un même boîtier. Cette complexité implique de nouvelles difficultés dans l'expertise de ces composants. Parmi les techniques permettant l'analyse des composants électroniques, la thermographie infrarouge (TIR) a été choisie pour mener le travail de thèse car elle montrait un réel potentiel d'analyse du circuit intégré au système électronique, en passant par le contrôle non destructif (CND). La TIR est une technique de mesure du rayonnement infrarouge non destructive et sans contact. Le système du CNES est équipé d'une caméra avec un photo détecteur en antimoniure d'indium qui permet de mesurer le rayonnement infrarouge de longueur d'onde 3-5µm avec une résolution spatiale pouvant aller jusqu'à 3µm. La mesure du rayonnement infrarouge est plus classiquement répandue dans l'industrie pour effectuer du CND, sur des composites ou alliages d'aluminium pour usage aéronautique par exemple. Dans le cadre de la thèse, la TIR est utilisée principalement en 3 modes de fonctionnement pour effectuer de l'analyse de défaillance. : la thermographie synchrone (lock-in thermography), la mesure de température et l'acquisition de phénomène rapide (trigger-delay). La principale difficulté du domaine IR est l'émissivité de surface, souvent très hétérogène pour les composants électroniques. L'application d'un revêtement a démontré son utilité en cas de mesure de température mais également en localisation de défaut, en permettant une localisation plus précise du défaut. Cependant, l'application d'un revêtement peut être invasive. La TIR a démontré ses capacités de caractérisation, notamment via la mesure de température à fort grandissement en effectuant une calibration en émissivité adaptée. En effet, il a été possible d'effectuer une mesure de température au travers d'un substrat silicium, sur des composants dont la taille est de l'ordre de la dizaine de micromètre. Il a également été possible d'établir très rapidement une solution de design debug. [...]
Since 1960, the semiconductor industry has followed Moore's law, which predicted that the density of transistors would double every two years. Moore's law consists in two empirical laws describing the complexity and miniaturization of electronic components, with the aim to increase computer speed initially. This evolution led to the creation of more and more complex component, particularly with structures in 2.5D and 3D, where respectively dice are side by side or one on another, all in the same package. This increase in complexity has also led to new challenges in analyzing the of such components. Among all the various failure analysis techniques, the infrared thermography (IRT) has been in the frame of this PhD assignment. IRT is a non destructive and contactless infrared radiation measurement technique. The system used is composed of an InSb sensor that senses wavelength between 3-5µm, with a lateral spatial resolution about 3µm at best. Infrared radiation measurement is classically used for industrial purposes in non-destructive analysis and control of structure and mechanical parts, for example on composite or aluminum parts used in the aviation industry. Within the framework of the PhD, IRT is mainly used for three failure analysis modes on electronic components: Lock-in Thermography (LiT): LiT is an active thermography technique where the device under test (DUT) is electrically activated by a signal synchronized with the image captured by the IR camera. This analysis allows to obtain two information. On a one hand it gives the intensity of the power delivered by the exothermic defect. On the other hand, it provides information about the delay between the emission of the IR radiation by the defect and its perception by the IR camera. Temperature measurement: Temperature measurement requires a very precise calibration in order to convert photons flux into the temperature value. Fast phenomenon acquisition or trigger delay: Trigger delay is an active thermography technique based on time-related sampling of the signal. This technique allows increase artificially the camera sampling frequency in order to analyze fast and repeatable thermal phenomenon. The main difficulty about IR radiation is the surface emissivity, which is most of the time very heterogeneous for electronic components. A coating application has been demonstrated to be useful not only in temperature measurement but also in defect spotting, thanks to the improved localization precision. [...]

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Campello, Damien. "Développement d'essais de ballonnement instrumentés pour la caractérisation et la simulation du fluage secondaire de gaines en Zr-4 dans des conditions thermo-mécaniques représentatives d'un APRP." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI138/document.

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Abstract:

L'étude réalisée au cours de cette thèse s'intéresse au fluage secondaire de gainages de Zircaloy-4 détendu dans des conditions représentatives d'un Accident de Perte de Réfrigérant Primaire (APRP) dans le circuit primaire d'un réacteur à eau pressurisée. Elle s'intègre dans le cadre du projet ANR PERFROI. Ce travail s'articule autour de trois axes que sont la conception d'essais de fluage à haute température et en pression interne sur des gaines, leur réalisation et exploitation, la modélisation de ces essais et la caractérisation du comportement au fluage secondaire de cet alliage, et l'étude du fluage secondaire d'éprouvettes de Zr-4 pré-oxydées. Le banc d'essai est conçu pour induire un chargement thermique hétérogène le long des éprouvettes tubulaires testées en utilisant un chauffage par induction. Le fluage à haute température des métaux est très dépendant de la température. Ce gradient thermique couplé à une pression interne mène alors à une déformation hétérogène de l'éprouvette dans l'axe du tube. En réalisant plusieurs chargements en pression interne, plusieurs conditions thermo-mécaniques sont appliquées en un seul essai. Les essais sont instrumentés de manière à mesurer les distributions cinématique et thermique dans une région de 20 mm située entre les spires de l'inducteur. Deux méthodes d'analyse d'images numériques sont adaptées dans ce but et ont été validées par des essais dédiés. Les essais sont modélisés sous le logiciel commercial ABAQUS6.11-2. Un recalage d'une loi de fluage secondaire est réalisé, par des calculs éléments finis intégrés dans un solveur de Gauss-Newton. Cette démarche est validée avec un essai virtuel puis appliquée à 9 essais réalisés sur des échantillons de Zr-4 vierge. Les résultats permettent de déterminer à la fois l'influence de la température et du chargement mécanique de manière fine pour la gamme de température et pression souhaitée. Ils mettent en évidence un changement brutal de comportement à une température de 810 °C, correspondant au début de la transition de la phase alpha vers un matériau biphasé. De plus, les exposants de Norton identifiés dans le domaine alpha pour des contraintes inférieures à 25 MPa sont de l'ordre de l'unité, et entre 4 et 5 pour les contraintes supérieures. Ces ordres de grandeurs sont respectivement associés dans la littérature à des mécanismes de fluage par diffusion et dislocation. Au-dessus de 810 °C, les caractéristiques associées dans la littérature à la superplasticité sont mis en évidence : l'exposant de Norton est compris entre 2,5 et 3,5 et l'énergie d'activation est supérieure à 300 kJ/mol. Des essais sont enfin menés sur des éprouvettes seulement pré-hydrurées, puis pré-oxydées et pré-hydrurées. Les mesures réalisées pendant ces essais sont associées à des métallographies pour mettre en évidence l'effet des couches de zircone et de phase alpha enrichie en oxygène sur la déformation de la gaine à 800 °C
The present work investigates the steady-state creep behavior of Stress Relieved Annealed Zircaloy-4 claddings under thermo-mechanical conditions simulating a Loss-Of-Coolant Accident (LOCA) in a primary loop of Pressurized Water Reactors. It is part of the PERFROI project focusing on the flow blockage within fuel rods bundle and its potential impact on the cool ability of a nuclear core reactor. The present work includes three main elements that are (a) the design, the performance and the processing of an innovative experiment, (b) the modeling of the tests and the determination of steady-state creep constitutive laws at temperatures ranging from 750 to 850 °C and (c) the preliminary study of the corrosion effect on the Zr-4 claddings creep behavior. An experiment addressing to heterogeneous thermal conditions was designed using an induction heating device. The creep behavior of metals at high temperatures is known to be very sensitive to the temperature. Under an internal pressurization of the cladding this thermal gradient induces its heterogeneous deformation. Using this configuration and three successive internal pressure loadings with a single experiment a lot of thermal mechanical conditions are available. Both thermal and kinematics full field measurements are performed into a 20 mm gauge length located between the induction coils using respectively near infra-red thermography and two dimensional digital image correlation. These two key digital image methods are assessed using dedicated experiments. The tests are modeled using the ABAQUS commercial software. The expected creep behavior law is updated using finite element model calculations included into a Gauss-Newton solver. The method was validated using virtual experiments and then applied to the actual tests. A high consistency between the experiments is obtained and is in agreement with available literature data. Norton exponent and activation energy maps are plotted into the thermal mechanical condition range of interest. These parameters highlight changes of dominant deformation mechanisms in the alpha-phase domain at a 26 MPa von Mises stress and of micro-structure at an 810 °C temperature (at which phase transformation is expected). In the mixed phase domain, the material parameters are similar to those associated in the literature data with super plasticity deformation mechanism. Finally, experiments are performed on pre-oxidized samples at 800 °C. The rupture of the outer zirconia and oxygen enriched alpha layers is observed during the test at a 1.1\% hoop strain

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Abdelmoula, Sihem. "Traitement des signaux thermométriques pour la caractérisation des matériaux : analyse et quantification du comportement des revêtements." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS009.

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Abstract:

Les exigences de qualité des produits ainsi que des normes environnementales et énergétiques de plus en plus drastiques nécessitent le développement de technologies de fonctionnalisation de surface en particulier celles qui s’appuient sur les procédés de revêtement par dépôt de couches minces. Le contrôle de la qualité de surface revêtue présente un enjeu industriel d’envergure. En effet, il n’existe pas à l’heure actuelle de technique d’inspection non destructive qui allie à la fois rapidité, fiabilité et flexibilité pour le contrôle de l’uniformité de revêtement. Pour répondre à cette problématique, ce travail de thèse porte sur le développement d’une technique d’inspection basée sur la thermographie active. Après étude expérimentale et numérique de la réponse thermique de surfaces bicouches, nous proposons une première méthodologie d’exploitation des mesures issues d’une excitation ponctuelle (laser) et surfacique (flash(s)). L’approche mise en place s’appuie sur l’implantation d’un algorithme des moindres carrés partiels (PLS NIPALS). Celui-ci a été testé sur plusieurs matériaux conducteurs et non conducteurs et dans différentes configurations expérimentales puis comparé à la méthode de contrôle conventionnelle par courants de Foucault (pour les matériaux conducteurs). La méthode développée permet d’extraire la signature thermique intrinsèque de l’hétérogénéité d’épaisseur du revêtement. Une deuxième approche a été explorée, elle s’appuie sur la mise en œuvre des nouveaux outils que nous offre le « Deep Learning ». Les premiers résultats obtenus semblent prometteurs. L’ensemble des résultats ouvre le champ vers une exploitation industrielle de la thermographie infrarouge pour le contrôle non destructif de revêtement
Product quality requirements as well as increasingly drastic environmental and energy standards require the development of surface functionalization technologies, particularly those based on thin film coating processes. The quality control of coated surface presents an important industrial challenge. Indeed, actually there is any non-destructive inspection technique that combines speed, reliability and flexibility for coating uniformity inspection. To respond this challenge, this work focuses on the development of an inspection technique based on active thermography. After experimental and numerical studies of thermal responses of bilayer surfaces, we propose firstly a measurement methodology based on a point (laser) and surface excitation (flash (s)). The approach is based on the implementation of a partial least squares algorithm (PLS-NIPALS). It was tested on several conductive and non-conductive materials and in various experimental configurations and compared to the conventional eddy current control method (for conductive materials). The developed method makes it possible to extract the intrinsic thermal signature of the coating thickness heterogeneity. A second approach has been explored, based on the classification algorithm based on Deep Learning tool. The first results seem promising. The overall results open the opportunity to an industrial exploitation of infrared thermography for non-destructive coating testing

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Poncet, Emmanuel. "Caractérisation macroscopique des échanges thermiques conductif et convectif par thermographie infrarouge dans les milieux multicouches : applications aux composites et aux échangeurs de chaleur multicanaux." Besançon, 1999. http://www.theses.fr/1999BESA2057.

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Abstract:

Dans ce travail, nous présentons la mise au point de techniques de caractérisation thermique de systèmes multicouches à partir de mesures de températures réalisées par thermographie infrarouge. Ces systèmes sont composés de deux phases, fluides ou solides, immobiles ou en écoulement. Les méthodes développées concernent les domaines du contrôle non destructif des matériaux composites, de la caractérisation thermophysique des matériaux homogènes ou hétérogènes et de l'évaluation des performances globales des échangeurs multicanaux. L'étude bibliographique recensant les techniques de caractérisation thermique des milieux hétérogènes met en évidence l'intérêt d'associer les modélisations macroscopiques obtenues par la technique de prise de moyenne à des mesures de champs de températures moyens par thermographie infrarouge pour l'identification de propriétés effectives. Conséquence de ces moyennages spatiaux et/ou temporel, les données expérimentales sont peu bruitées et garantissent un bon fonctionnement des méthodes d'estimation. Dans cette étude, nous développons des solutions analytiques par les techniques de prise de moyenne associées aux méthodes des transformations intégrales pour différentes configurations des transferts diffusif et convectif dans les systèmes multicouches. Sur la base d'un développement limité au premier ordre de ces solutions exactes, les expressions et les domaines de validité de solutions approchées sont définis pour la construction des méthodes d'estimation des paramètres thermiques de différents milieux multicouches. Ces méthodes sont basées sur une fonction d'identification exprimée dans l'espace transformé qui a l'avantage d'être indépendante des caractéristiques du terme source. Les propriétés thermiques macroscopiques (coefficient d'échange) ou locales (propriétés thermophysiques) de milieux monocouches (aciers) et d'un système bicouche avec écoulement en canal rectangulaire sont estimées à partir de mesures de températures par thermographie infrarouge
In this work, we present a study of multilayered media thermal characterization techniques based on infrared temperature measurements. These media are made of two constitutive phases, fluid or solid, motionless (flowing). The applications of the present methods are in the areas of the non destructive testing of composite materials, the homogeneous or heterogeneous materials thermophysical characterization and the compact heat exchangers efficiency prediction. A review of the published studies on heterogeneous media thermal characterization methods shows that macroscopic models based on spatial averaging techniques are well suited to effective properties estimation from infrared temperature measurements. Indeed, temporal and spatial averagings of a lot of temperature data allow to reduce measurement noise. In this study, analytical solutions of different thermal problems with parietal heat losses are developped by integral transform and averaging techniques. Approximate formulations of these exact solutions are defined to derive thermal parameter estimation techniques of multilayered systems. The so-obtained identification functions don't require the knowledge of the heat source for characterizing the system in terms of conductive or convective heat transfer. Local (thermophysical properties) or macroscopic thermal parameters (heat exchange coefficient) are estimated for stainless stell samples and a one-rectangular channel flow system from infrared temperature measurements

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Loubat, Rémi. "Analyse des transferts de chaleur flamme paroi par méthode inverse." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0007.

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Abstract:

Connaître une estimation ﬁable de la température atteinte par une structure lors d'un incendie représente un objectif majeur de la phase de développement et de certiﬁcation d’un avion. Une déﬁnition précise des phénomènes thermiques à l'interaction entre la ﬂamme et la paroi est alors requise. Une synthèse bibliographique met en évidence un manque important d'informations exploitables sur ce type de phénomène, ainsi que les difﬁcultés de modélisation par CFD. Aﬁn d’améliorer les modèles thermiques de flamme existants, une méthode d'identiﬁcation de la densité de flux de chaleur incidente est développée. Celle-ci s’appuie sur une procédure de mesure du ﬂux transmis dans le solide par résolution du Problème Inverse de Conduction de la Chaleur. Les niveaux élevés de température et de ﬂux envisagés contraignent à résoudre le problème de façon non-linéaire, associé à des conditions limites convecto-radiatives, et basé sur un schéma volumes ﬁnis. Des mesures de température en cours des tirs sont réalisées en face non-impactée par thermographie infrarouge. Ensuite, deux méthodes de décomposition du ﬂux en une part convective et une part radiative sont dévelopées sur un banc pilote dédié. La première méthode se base sur une modiﬁcation de l'émissivité de la zone impactée afin d’altérer le bilan radiatif à la paroi. La seconde méthode consiste à analyser par le biais d’une régression linéaire l'évolution couplée du flux et de la température de paroi. Cette dernière approche est par la suite appliquée à un cas reproduisant une situation de rupture de chambre de combustion.

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Dragan, Razvan Gabriel. "Etudes sur le diagnostic des systèmes par thermographie infrarouge." Thesis, Artois, 2014. http://www.theses.fr/2014ARTO0207/document.

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Abstract:

La thèse intitulée Études sur le diagnostic des systèmes par thermographie infrarouge propose des recherche théoriques et expérimentales dans un domaine complexe - le domaine des méthodes d’analyse non-destructive, spécialement la thermographie infrarouge utilisant des diverses sources d’excitation thermique: laser à CO2, lampes photographiques à halogène, sources électriques, micro-ondes et induction électromagnétique. L’analyse par thermographie infrarouge a été appliquée sur des divers systèmes soit du génie civil, soit de l’ingénierie médicale, dans le but de détecter des défauts internes et de surface, micro-fissures, des métaux inglobés, et, en même temps, l’analyse de leur influences dans le processus de transfert thermique. La thèse est structurée en six chapitres dont trois s’occupent de l’introduction, les objectifs de la recherche, les conclusions, les contributions originales et la valorisation des résultats (publies et contrats de recherches), ainsi que le développement futur du sujet de la thèse. Les trois chapitre suivants développent le sujet de la thèse en commençant avec une analyse rigoureuse de la littérature suivie par des études théoriques et expérimentaux sur l’analyse des systèmes par thermographie infrarouge : Le travail contient 181 figures et 12 tableaux à travers lesquels sont mis en évidence les résultats et des informations de haut niveau scientifique. Pendant le stage doctoral ont été réalisées et publies 10 articles dans les volumes des conférences internationales dont pour six le docteur est premier auteur
The thesis “Research concerning the systems analyze by infrared thermography” proposestheoretical and experimental researches în the very complex domain of non destructiveinspection methods, especially the infrared thermography – CO2 laser excitation, halogen lamps,electric heat sources, microwaves and electromagnetic induction. The thermographic analyzewas applied on materials used în constructions and biomedical engineering, the goal being theinternal and external defect detection, micro cracks, the detection of the embed metallic materialsand also the analysis of their thermal influence in the heat transfer process. The thesis isstructured in six chapters and, among them: three are concerned on introduction, thesisobjectives, conclusions, original contribution and thesis valorization (published papers andresearch grants)/future research directions. The next three develop, consistently, the thesissubject, beginning with critical analyze of the specialized literature that is followed bytheoretical study, and the experimental study of systems by infrared thermography. The PhDthesis contains 181 figures and 12 tables în which are illustrated and highlighted results andinformation with a high scientific degree. During the research program, the author elaborated andpublished 10 papers in the proceedings of different scientific events in Romania and abroad, insix of them being the first author

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Avoine, Jérôme. "Analyse expérimentale et modélisation de couplages multiphysiques dans un contact frottant / acier-matériau de friction modèle." Ecole Centrale de Lille, 2007. http://www.theses.fr/2007ECLI0015.

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Abstract:

Cette étude concerne le freinage par friction et tout particulièrement les couplages entre les différents aspects physiques activés à des échelles différentes. Un accent particulier est porté sur la structuration des résultats d’essais par une approche globale, avec utilisation de l’outil numérique comme moyen de justification des hypothèses avancées. Après avoir posé la problématique du freinage au niveau scientifique en s’appuyant sur les aspects multi-physiques et multi-échelles, les outils expérimentaux et numériques utilisés sont présentés. Un matériau de friction modèle, de composition simplifiée, a été développé. Sa caractérisation a été entreprise en s’attachant à la mise en place d’indicateurs permettant de remonter aux températures locales de contact en freinage. Plusieurs campagnes d’essais de freinage de maintien ont été conduites sur un tribomètre instrumenté en particulier avec une caméra infrarouge et des accéléromètres. Les résultats ont été analysés finement en dégageant les couplages entre les phénomènes tribologiques, thermiques, mécaniques et physico-chimiques. Un ensemble d’organigrammes a été construit afin d’illustrer ces couplages. Il est montré en particulier que le couplage thermique-mécanique est prépondérant et qu’il évolue fortement avec le vieillissement du matériau permettant à d’autres couplages liés à la tribologie et à la dynamique de s’intensifier. Ceci ouvre de nombreuses perspectives académiques, grâce à la compréhension des mécanismes mis en jeu, et industrielles, par une démarche structurée de développement de matériaux de friction
Cette étude concerne le freinage par friction et tout particulièrement les couplages entre les différents aspects physiques activés à des échelles différentes. Un accent particulier est porté sur la structuration des résultats d’essais par une approche globale, avec utilisation de l’outil numérique comme moyen de justification des hypothèses avancées. Après avoir posé la problématique du freinage au niveau scientifique en s’appuyant sur les aspects multi-physiques et multi-échelles, les outils expérimentaux et numériques utilisés sont présentés. Un matériau de friction modèle, de composition simplifiée, a été développé. Sa caractérisation a été entreprise en s’attachant à la mise en place d’indicateurs permettant de remonter aux températures locales de contact en freinage. Plusieurs campagnes d’essais de freinage de maintien ont été conduites sur un tribomètre instrumenté en particulier avec une caméra infrarouge et des accéléromètres. Les résultats ont été analysés finement en dégageant les couplages entre les phénomènes tribologiques, thermiques, mécaniques et physico-chimiques. Un ensemble d’organigrammes a été construit afin d’illustrer ces couplages. Il est montré en particulier que le couplage thermique-mécanique est prépondérant et qu’il évolue fortement avec le vieillissement du matériau permettant à d’autres couplages liés à la tribologie et à la dynamique de s’intensifier. Ceci ouvre de nombreuses perspectives académiques, grâce à la compréhension des mécanismes mis en jeu, et industrielles, par une démarche structurée de développement de matériaux de friction

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Jongchansitto, Pawarut. "Mechanical analysis of 2D composite granular materials : thermomechanical experiments and numerical simulations." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2015. http://www.theses.fr/2015CLF22592/document.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est d'analyser le comportement mécanique de matériaux granulaires composites bidimensionels en terme de textures granulaires en utilisant deux approches : étude expérimentale par "thermoelastic stress analysis" et étude numérique par dynamique moléculaire. Les systèmes granulaires composites sont préparés à l'aide de cylindres en polyoxyméthylène (POM) et polyéthylène haute densité (PEHD), présentant un rapport de rigidité de 4 entre eux. Différents rapports de diamètres et de nombres de particules sont considérés. Les résultats expérimentaux et numériques sont en bon accord à l'échelle macroscopique. En particulier, le réseau fort (qui est ici caractérisé par des contraintes hydrostatiques supérieures à la valeur moyenne) contient moins de 50% des particules, et présente une distribution décroissance exponentielle quel que soit le type de particules considéré pour l'analyse (particules souples, particules rigides, toutes les particules). De plus, la distribution des contacts entre particules rigides (contacts POM-POM) est anisotrope et tend à s'organiser dans le sens de la direction du chargement extérieur appliqué, tandis que les autres types de contact agissent principalement pour maintenir le système en équilibre
The main objective of our dissertation is to analyze the mechanical behavior of two-dimensional composite granular materials through the granular textures. Thermoelatic stress analysis experiments and molecular dynamics simulations are used for this purpose. The composite granular systems are prepared from polyoxymethylene (POM) and high-density polyethylene (HDPE) cylinders with a stiffness ratio of about 4 between them. Different configurations in terms of ratios of diameter size and ratio of particle numbers are systematically investigated. Experimental and numerical results are good correlated at the macroscopic scale. In particular the strong network, which is here characterized by hydrostatic stresses higher than the mean value, consists of less than 50% of all particles, and exhibits an exponential decay whatever the type of particles considered for the analysis (soft, stiff, or both types). In addition, the contact distributions between stiff particles (POM-POM contacts) is anisotropic with an effort to arrange parallel to the direction of the external applied load, whereas the other types of contacts just act to sustain the granular system in equilibrium

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Calmels, Aurore. "Applicateurs industriels à ondes progressives : des concepts à la maitrise énergétique : analyse en modes propres, simulation numérique et thermographie infrarouge." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS056.

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Abstract:

Ce travail s'intègre dans le développement du réacteur autoclave microonde R. A. M. O. Et plus particulièrement au niveau de la modélisation de ce réacteur. Un tel réacteur comporte un dispositif de couplage avec le générateur constitué d'un guide d'ondes. Le réacteur en lui-même est de géométrie cylindrique et constitué de plusieurs matériaux dissipatifs. L'objectif visé était la focalisation de l'énergie au niveau du milieu réactif. Pour atteindre un tel objectif il était nécessaire de maitriser les distributions de champs électromagnétiques au sein de l'ensemble du système. L'intérêt et l'efficacité du couplage simulation numérique-analyse en modes propres apparait de manière évidente. L'analyse en modes propres précise les conditions d'existence des modes de la structure ; pour une structure réelle, elle ne permet pas de préciser les pondérations des différents modes susceptibles d'exister, et donc la distribution spatiale globale de champs électromagnétiques. Quant à la simulation numérique, elle ne permet pas nécessairement d'appréhender les mécanismes qui contrôlent l'évolution des distributions de champs au sein de la structure étudiée, elle ne peut donc que prévoir la résultante de ce mélange de modes. Les différents outils mis en place (analyse en modes propres, simulation numérique et visualisation du champ électrique par thermographie infrarouge) se complètent : en effet, l'analyse en modes propres décrit toutes les répartitions de champs électromagnétiques susceptibles d'exister dans les structures analysées, la simulation numérique est une expérience numérique permettant de connaitre la réponse globale du système en tenant compte de l'excitation, la thermographie infrarouge, quant à elle, fait le tri entre les différentes possibilités et permet de comprendre comment les modes de propagation sont filtrés, en fonction de l'excitation et des caractéristiques de l'objet diélectrique au sein d'une structure fixée. Notre étude permet donc de définir les conditions opératoires (nature et positionnement du chargement diélectrique) induisant des distributions transverses de champ électrique très variées et surtout totalement différentes de celles des guides vides. Ces résultats prouvent que le positionnement judicieux d'une lame ou d'un rondin peut permettre d'induire des profils de champ électrique transverse avec de hauts niveaux de focalisation de l'énergie électromagnétique.

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Noureddine, Saïd. "Influence de la température sur les paramètres électriques caractéristiques des photopiles au silicium polycristallin : modélisations et analyse par thermographie infrarouge." Aix-Marseille 3, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX30056.

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Abstract:

Etude theorique et experimentale. Mise au point d'un dispositif entierement automatise pour releve des diverses caracteristiques a differentes temperatures. Developpement d'une methode de calcul des parametres electriques d'une cellule a partir de sa caracteristique sons eclairement, permettant de determiner les variations des parametres d'une cellule polycristalline avec la temperature. On propose aussi un modele decrivant la caracteristique en polarisation inverse d'une cellule polycristalline en tenant compte de sa tension de claquage et de sa resistance. Etude de la variation avec la temperature

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Nourredine, Saïd. "Influence de la température sur les paramètres électriques caractéristiques des photopiles au silicium polycristallin modélisations et analyse par thermographie infrarouge." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37600070j.

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Corvec, Guillaume. "Analyse thermomécanique du comportement des verres inorganiques par imagerie infrarouge quantitative." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S049/document.

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Abstract:

La thermographie infrarouge est un moyen d'analyse du comportement mécanique des matériaux. Elle a connu un essor considérable depuis les années 80 avec l'apparition des premiers capteurs. Deux techniques principales ont pu être développées ; la calorimétrie quantitative et l'analyse des contraintes par thermoélasticité (TSA en anglais). Jusqu'à aujourd'hui, la majorité des travaux a été réalisée sur les métaux et les polymères. Le présent manuscrit relève le challenge d'appliquer ces techniques aux matériaux verres, en développant une méthodologie de débruitage des films thermiques, permettant de conserver la résolution spatiale des mesures thermiques. Cela permet de caractériser de forts gradients dans des champs de variations de température de faible intensité. Cette méthodologie a été utilisée pour débruiter des films thermiques d'échantillons de verre soumis à un chargement mécanique cyclique. Dans un premier temps, elle a été appliquée pour étudier la réponse thermique d'une empreinte à l'échelle microscopique. Dans un second temps, elle a été utilisée pour remonter à des champs de contraintes et de sources de chaleur à l'échelle macroscopique. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives à l'étude du comportement thermomécanique des matériaux fragiles présentant une faible réponse thermique sous sollicitation mécanique et de forts effets de gradients spatiaux. Les applications visées sont la fissuration et l'identification de paramètres constitutifs
The infrared thermography is used to analyse the mechanical behavior of materials. Since the 80's, it has rised with the appearance of the first sensors. Two principal techniques has been developed; the quantitative calorimetry and the thermoelastic stress analysis (TSA). Until today, most of the works has been carried out on metals and polymers. This manuscript takes-up the challenge of applying these techniques to glassy materials by developing a methodology to denoise infrared movies, which allows to preserve the spatial resolution of the thermal measurement. It allows to caracterise high gradients of low temperature variation fields. This methodology has been used to denoised thermal movies of glass samples submitted to a cyclic mechanical test. In a first time, it has been applied to study the thermal response of an imprint at the microscopic scale. In a second time, stress and heat sources fields have been determined at the macroscopic scale. This work provides new possibilities to study the thermomechanical behavior of brittle materials which present a low thermal response and high spatial gradients under mechanical loading. The target applications are the cracking phenomenom and the identification of constitutive parameters

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Soleilhac, Antonin. "Thermographie multi-échelle par méthodes optiques sur gouttelettes et bulles micrométriques : applications aux nanoparticules irradiées par laser ultra-intense et aux édifices biomoléculaires en cours de déshydratation." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1192/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a eu pour but d'étudier la thermodynamique de petits objets (nanoparticules ou édifices biomoléculaires) dans des milieux fortement hors-équilibre. Deux milieux miroirs ont été explorés, à savoir des gouttelettes micrométriques chargées et des microbulles générées sous irradiation laser intense. Ces deux systèmes sont par nature difficiles à sonder par des méthodes traditionnelles, c'est pourquoi, une thermographie innovante multi-échelle par méthodes optiques a été développée. Ainsi, une thermographie locale (au sein des nano-objets) et globale (dans le milieu environnant) a été réalisée. Cette thermographie utilise la fluorescence induite par laser - méthode simple, non invasive et efficace pour fournir une mesure de température avec une bonne résolution spatiale, temporelle et thermique - grâce à des colorants thermochromiques directement en solution dans le milieu ou bien incorporés dans les nano-objets. Cette thermographie est également complétée avec d'autres mesures physiques, notamment la taille des gouttelettes et des bulles micrométriques pour aller vers une étude thermodynamique exhaustive de ces systèmes. Ces études thermodynamiques ont été menées autour des deux thématiques : Edifices biomoléculaires dans des gouttelettes micrométriques chargées en cours de déshydratation. Les sources électrospray, devenues un outil incontournable en spectrométrie de masse, présentent une thermodynamique riche et encore mal comprise. Des mesures de taille et de température de gouttelettes micrométriques chargées en cours d'évaporation ont pu être confrontées dans le but d'avoir une description thermodynamique complète d'une source électrospray. De plus, afin de pouvoir suivre la conformation des édifices biomoléculaires (protéines) en cours de déshydratation, le concept d'anisotropie de fluorescence comme sonde conformationnelle a été validé en solution et pourra être transposé pour une analyse in situ dans la plume de l'électrospray.Nanoparticules dans des microbulles générées sous irradiation laser intense. Il s'agit ici d'étudier l'influence de nanoparticules lors de la génération de microbulles par nano-cavitation induite par irradiation laser intense, thématique au coeur du projet « ERTIGO ». Le principal objectif scientifique de ce projet a été d'obtenir une compréhension des mécanismes d'absorption d'une solution contenant des nanoparticules irradiées. A cet effet, une source lumineuse atypique (laser aléatoire) a été employée
The aim of this thesis was to study the thermodynamics of small objects (nanoparticles or biomolecule) in out-of-equilibrium media. Two mirror media were explored, namely charged micrometric droplets and microbubbles generated under intense laser irradiation. By nature, these two systems are difficult to probe by traditional methods, which is why an innovative multi-scale thermography by optical methods has been developed. Thus, a local (within the nano-objects) and a global (in the surrounding medium) thermography were carried out. Such thermography uses Laser-Induced Fluorescence - a simple, non-invasive and efficient method for providing temperature measurements with good spatial, temporal and thermal resolution - using thermochromic dyes directly in solution or incorporated into nano- objects. This thermography is also supplemented with other physical measurements, in particular the size of microdroplets and microbubbles, towards a complete thermodynamic study of these systems. These thermodynamic studies were carried out around the two following themes: Biomolecular structures in charged microdroplets during dehydration. Electrospray sources, which have become an essential tool in mass spectrometry, present a rich and still poorly understood thermodynamics. Measurements of the size and temperature of charged micrometric droplets during evaporation have been possible in order to obtain a complete thermodynamic description of an electrospray source. Moreover, in order to be able to follow the conformation of biomolecules (proteins) during dehydration, the concept of fluorescence anisotropy as a conformational probe has been validated in solution and can be transposed for an in situ analysis into the electrospray plume. Nanoparticles in microbubbles generated by intense laser irradiation. Here, we want to study the influence of nanoparticles during the generation of microbubbles by nano-cavitation induced by intense laser irradiation. This thematic is at the heart of the project "ERTIGO". The main scientific objective of this project was to obtain an understanding of the absorption mechanisms of a solution containing irradiated nanoparticles. For this purpose, an atypical light source (random laser) has been used in order to be able to illustrate this complex out-of-equilibrium system as a function of time by optical microscopy. In parallel, a local measurement of the temperature of the nanoparticles is envisaged

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Elfahem, Rim. "Modélisation numérique CFD du comportement thermique cutané humain en Cryothérapie Corps Entier à -110°C." Electronic Thesis or Diss., Reims, 2023. http://www.theses.fr/2023REIMS023.

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Abstract:

Ce travail de thèse présente la modélisation numérique CFD du comportement thermique cutané humain en cryothérapie corps entier (CCE), un traitement par le froid qui consiste à exposer l'ensemble du corps à des températures très basses (-110°C) pendant 3 à 4 minutes. L'objectif est d'optimiser les protocoles de cryothérapie spécifiques et propres à chaque personne. Des approches expérimentales (cartographies cutanées de températures par thermographies infrarouges) et des mesures de températures réelles dans la chambre principale de cryothérapie sont réalisées pour alimenter lesconditions aux limites d’entrée des simulations d’une part et de valider les résultats numériques d’autre part. Un modèle mathématique a été établi permettant de prédire le refroidissement de la température cutanée dans différentes zones du corps au cours d'une séance de cryothérapie corps entier CCE pour différentes populations et morphotypes.Des simulations numériques ont été réalisées pour étudier le comportement thermo-aéraulique de la chambre de cryothérapie vide et occupée. Ces simulations ont montré que la présence d'une personne perturbe les champs thermiques et aérauliques dans la chambre pendant la séance de CCE, entraînant une augmentation de la température de la chambre due à la dissipation de chaleur par la personne. Ce phénomène devient plus remarquable lorsque le nombre de sujets augmente. D'autres simulations ont été réalisées pour étudier la cinétique de refroidissement cutané pour différents morphotypes pendant une séance de CCE. Les modèles numériques ont été validés par les résultats expérimentaux, démontrant ainsi une bonne concordance entre les deux résultats
This thesis presents the CFD modelling of human cutaneous thermal behaviour in whole-body cryotherapy (WBC), a cold treatment that involves exposing the entire body to very low temperatures (-110°C) for 3 to 4 minutes. The objective is to optimize cryotherapy protocols that are specific and tailored to everyone. Experimental approaches (cutaneoustemperature mapping by infrared thermography) and measurements of actual temperatures in the main cryotherapy chamber are carried out to provide input boundary conditions for simulations, on the one hand, and to validate numerical results on the other hand. A mathematical model has been developed to predict the cooling of skin temperature in different body areas during a whole-body cryotherapy (WBC) session for various populations and morphotypes.Numerical simulations were conducted to determine the thermo-aerodynamic behaviour of both the empty and occupied cryotherapy chamber. These simulations revealed that the presence of a person disrupts the thermal and airflow fields within the chamber during the WBC session, leading to an increase in chamber temperature due to heat dissipation bythe person. This phenomenon becomes more pronounced as the number of subjects increases. Further simulations were carried out to investigate the cutaneous cooling kinetics for different morphotypes during WBC sessions. The numericalmodels were validated against experimental results, demonstrating a good agreement between the two results

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Samaca, Martinez José Ricardo. "Analyse thermomécanique du comportement cyclique des élastomères par mesure de champs." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023976.

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Abstract:

De nombreux phénomènes à l'oeuvre dans le processus de déformation et d'endommagement des élastomères sont étudiés à partir de la réponse mécanique de ces matériaux. Cependant, la plupart de ces phénomènes dépendent de la température et ont des signatures calorimétriques qui pourraient permettre de mieux les comprendre. Dans le contexte industriel de la manufacture de pneumatiques, les élévations de température induites par le chargement peuvent fortement impacter les performances physiques des pneumatiques ainsi que la tenue en fatigue des constituants caoutchoutiques. L'objectif de cette thèse est donc de caractériser le comportement thermomécanique des élastomères chargés et non chargés sous divers types de chargement mécanique. Pour ce faire, des mesures de champs thermiques et cinématiques couplées ont été mises en oeuvre lors d'essais mécaniques à température ambiante. Dans un premier temps, des essais de traction uniaxiale sur éprouvettes indemnes ont permis de confirmer que l'hystérésis mécanique observée lors d'un cycle de traction sur un caoutchouc naturel non chargé est essentiellement due au phénomène de cristallisation et non à des phénomènes dissipatifs. Par ailleurs, la construction de bilans énergétiques sur un cycle mécanique a permis de distinguer la contribution des différents mécanismes dissipatifs (viscosité, effet Mullins) des couplages thermomécaniques (élasticité entropique, cristallisation). Dans un second temps, des essais de cisaillement pur ont été menés sur des éprouvettes préalablement entaillées. Les analyses thermomécaniques menées à l'échelle de la zone d'influence de la fissure ont montré que les phénomènes dissipatifs aux très grandes déformations ne s'expriment pas de la même manière qu'aux déformations plus faibles. En particulier, pour les mélanges considérés dans cette étude, les effets du couplage entropique et de la viscosité sont du même ordre à la décharge, si bien que le matériau n'absorbe pas de chaleur à la décharge. Ces résultats sont très prometteurs à la fois pour la compréhension des phénomènes physiques impliqués dans le processus de déformation et pour la modélisation du comportement thermomécanique des élastomères.

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Albugues, Laurent. "Analyse expérimentale et numérique d'un jet débouchant dans un écoulement transverse." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0001.

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Abstract:

Le calcul aérothermique des jets débouchants en écoulement transverse nécessite des codes de calcul précis et robustes qui doivent être validés expérimentalement. Le problème traité dans ce mémoire a pour origine l'écoulement en sortie du système de dégivrage d’un turboréacteur. Après une étude bibliographique, la conception d’une forme générique conservant les aspects essentiels du problème est présentée ainsi que le dispositif expérimental et les moyens de mesure utilisés (thermographie IR, PIV, LDA, ﬁls chaud et froid). La base de données obtenue grâce aux essais en soufflerie regroupe les mesures sur des conﬁgurations variées pour l'étude d’effets paramétriques (géométrie des éjecteurs, débit-masse éjecté, répartition de pression pariétale) et les mesures détaillées sur un cas particulier pour l'évaluation ﬁne de modèles. Un calcul RANS (k-l de Smith) réalisé sur cette dernière conﬁguration avec le code elsA de l'ONERA est présenté et les résultats sont comparés aux mesures.

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Westphal, Ophélie. "Analyse thermomécanique de l'endommagement en fatigue de stratifiés carbone/époxy : détermination de la limite d'endurance à partir d'essais d'auto-échauffement." Phd thesis, Ecole Centrale de Nantes (ECN), 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01010897.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'adaptation d'essais d'autoéchauffement et d'une méthode de détermination rapide de la limite d'endurance à des stratifiés à matrice époxy renforcée de fibres de carbone haute résistance. L'intérêt pour cette méthode a débuté il y a une vingtaine d'années, mais son utilisation est restée cantonnée essentiellement aux matériaux métalliques. Elle est fondée sur la mesure de la température moyenne en surface d'éprouvette pendant une série de blocs de chargement cyclique d'amplitude croissante. Ces mesures thermiques permettent de déterminer rapidement la limite d'endurance du matériau. Des essais d'auto-échauffement ont été réalisés sur des stratifiés carbone/époxy sous des conditions de chargement de traction/traction et la limite d'endurance de chacun des stratifiés testés a été déterminée en 3 heures à partir des courbes de température. Ces limites d'endurance sont cohérentes avec les résultats de fatigue classique obtenus sur les mêmes stratifiés. L'objectif de cette étude est principalement de comprendre le lien entre l'endommagement d'un stratifié sous un chargement cyclique de quelques milliers de cycles et celui d'un stratifié dont la durée du chargement dépasse plusieurs millions de cycle. L'étude de l'endommagement a été réalisé à l'échelle du stratifié, par le suivi d'indicateurs macroscopiques comme la perte de rigidité ou la déformation résiduelle, mais également à l'échelle du pli élémentaire grâce à des analyses tomographiques. Les mécanismes d'endommagement activés durant les essais d'autoéchauffement sont identiques à ceux que l'on peut observer dans des stratifiés chargés en fatigue.

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Chauchard, Fabien. "Amélioration de la robustesse des mesures en spectrométrie proche-infrarouge sur produits biologiques." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20209.

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Depriester, Michaël. "Etude de composites à base de nanotubes de carbone par la radiométrie photothermique infrarouge." Littoral, 2007. http://www.theses.fr/2007DUNK0235.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude des paramètres thermiques et électriques de matériaux composites. Nous avons développé différentes procédures autour de la radiométrie photothermique infrarouge qui permettent de mesurer avec précision l'ensemble des paramètres thermiques de tout type de matériau solide quelque soit sa nature. Ces procédures ont été développées à partir de l'expression de la température de surface de l'échantillon analysé. Elles permettent la détermination des paramètres thermiques de manière analytique sans recourir à une procédure d'ajustement numérique. Pour chacune des procédures proposées, une étude théorique a permis d'évaluer la précision sur la détermination des paramètres thermiques en fonction des différents paramètres expérimentaux. La sensibilité du signal aux paramètres thermiques a également été étudiée. Les méthodologies mises au point permettent d'étudier le comportement thermique à une température donnée ou en fonction de la température. Une partie de ce travail a porté sur la validation expérimentale de ces procédures par la mesure des paramètres thermique de divers échantillons : un carbone vitreux, un tantalate de lithium, une céramique PZT. L'évolution des paramètres thermiques de certains de ces échantillons a également été étudiée en fonction de la température. La dernière partie de ce travail a été consacrée à étudier le comportement thermique et électrique de composites à base de nanotubes de carbone. Après avoir passé en revue les caractéristiques physiques des nanotubes et de leurs applications, nous avons étudié l'évolution des paramètres thermiques de composites KBr/ nanotubes de carbone en fonction de leur concentration en nanotubes de carbone. La conductivité électrique de ces composites a été étudiée à l'aide de la méthode des 4 points et comparée au comportement thermique. Bien qu'une percolation électrique soit observée, aucune percolation thermique n'est à relever. Différentes hypothèses ont été formulées afin d'expliquer ce comportement. Plusieurs modèles disponibles dans la littérature ont été utilisés afin de modéliser et de comprendre les comportements électrique et thermique de ces composites
This work relates to the study of the thermal and electrical parameters of composites materials. We have developed various procedures around the infrared radiometry which make it possible to measure with precision all thermal parameters of any type of solids materials. These procedures were developed starting from the expression of the surface temperature of the analyzed sample. They allow the determination of the thermal parameters in an analytical way without resorting to a procedure of numerical adjustment. For each procedure suggested, a theoretical study evaluate the precision on the determination of the thermal parameters function of the various experimental parameters. The sensitivity of the signal to the thermal parameters was also studied. The methodologies developped make it possible to study the thermal behavior at a given temperature or according to the temperature. Part of this work is devoted to the experimental validation of these procedures by the measurement of the thermal parameters of various samples : vitreous carbon, lithium tantalate, PZT ceramic. The evolution of the thermal parameters of some of these samples was also studied according to the temperature. The last part of this work was devoted to study the thermal and electrical behavior of carbon nanotubes based composites. After having reviewed the physical characteristics of the nanotubes and their applications, we have studied the evolution of the thermal parameters of KBr/carbon nanotubes composites according to their concentration in carbon nanotubes. The electrical conductivity of these composites was studied using the four points prob method and was compared with the thermal behavior. Although an electrical percolation is observed, no thermal percolation is noted. Various assumptions were formulated in order to explain this behavior. Several models available in the literature were used in order to model and to understand the electrical and thermal behavior of these composites

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Sarraf, Kifah. "Echangeurs à plaques corruguées en mode monophasique et en condensation : études expérimentale, numérique et analytique, et analyse des écoulements et des transferts thermiques." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4760/document.

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Abstract:

Ce travail de recherche examine aux échelles globale et locale les caractéristiques thermo-hydrauliques au sein des échangeurs à plaques ondulées pour les écoulements monophasiques et en mode condensation. Il comprend deux parties :La première partie concerne l'analyse des structures d'écoulement en mode monophasique à partir d'un outil de simulations numériques, et dont les résultats sont validés à partir d'une campagne expérimentale. L'exploitation des résultats de simulations, à partir d'observables judicieusement sélectionnées, a permis de quantifier les grandes classes d'écoulement en fonction des paramètres géométriques et fluidiques de l'échangeur. Ce nouvel éclairement sur les structures d'écoulement a conduit à la proposition d'un modèle général original sur les lois de friction au sein de ces échangeurs de géométrie d'écoulement complexe.La deuxième partie concerne l'étude de la condensation de la vapeur avec et sans surchauffe en entrée de l'échangeur. Ainsi, un dispositif expérimental permettant le contrôle précis des conditions aux limites a été développé, et une métrologie spécifique, basée sur la thermographie infrarouge a également été mis au point, afin de remonter à certaines grandeurs locales le long du condenseur (titre de vapeur, coefficient d'échange thermique...). On observe ainsi une très forte variabilité des coefficients d'échanges thermiques et de la densité de flux de chaleur le long du condenseur, et la surchauffe de la vapeur tend à intensifier les transferts thermiques. Ce complément de mesures remet en question certaines hypothèses de la littérature quant à l'élaboration de corrélations sur les transferts de chaleur dans les condenseurs
This research work examines at the global and local scales the thermo-hydraulic characteristics of plate heat exchangers with corrugated chevron plates, for single-phase and condensation flows. The study is divided into two parts:The first part concerns the analysis of flow structures of single-phase flows using numerical simulations, which are validated using the results of the experimental campaign. The analysis of the simulations results, from a flow characteristic observable that has been carefully chosen, has allowed quantifying the main flow categories as a function of the heat exchanger geometric parameters and the flow characteristics. This new information on the flow structures has led to the proposal of an original generalized model of the friction law inside this type of heat exchanger with complex geometry.The second part concerns the study of condensation with and without vapor superheating at the inlet of the heat exchanger. Thus, a specific experimental setup allowing precise control of the boundary conditions has been developed. Otherwise a specific metrology, based on infrared thermography, has been set to the point in order to determine the variation of certain local quantities along the condenser (vapor mass fraction, heat transfer coefficient...). Thus, we observe a high and wide variability of the heat transfer coefficients and the heat flux density along the condenser, and the superheating of the vapor tends to increase the heat transfers. These additional measures question certain assumptions of the literature regarding the development of heat transfer correlations in plate heat condensers

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Wong, Jonathan. "ANALYSE DE L'ENDOMMAGEMENT PAR FATIGUE THERMIQUE ET MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DE COUPLES DISQUES-GARNITURES DE TYPE TGV." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00222866.

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Abstract:

Le contexte industriel de la thèse est de comprendre et modéliser la sollicitation thermique des disques de frein de TGV afin d'en déduire l'endommagement en surface. Pour les quatre types de garnitures commerciales utilisées, l'endommagement se traduit par l'apparition rapide d'un réseau de faïençage superficiel, qui peut conduire, dans certains cas, au développement d'une fissure macroscopique. L'étude procède en trois étapes : i) connaître les chargements thermiques subis par le disque, en fonction des caractéristiques de la garniture utilisée ; ii) déterminer les champs de contrainte et déformation au cours de freinages types ; iii) analyser leur criticité eu égard aux risques de faïençage et fissuration. Pour cela, une nouvelle campagne sur banc d'essai à l'échelle 1 a été menée en portant une attention particulière sur les mesures thermiques. D'un point de vue modélisation numérique, des modèles 2D et 3D du disque sont utilisés pour la simulation de cercles chauds ou de points chauds. La sollicitation thermomécanique est analysée pour les différents types de garniture, soit à partir de champs thermiques simplifiés, soit à partir des films thermographiques issus des essais. Enfin, un modèle complet du système de freinage complet est utilisé pour mettre en évidence les paramètres de la garniture influant sur la localisation du flux thermique et la répartition de pression de contact. Des études paramétriques sont alors menées pour dégager l'influence des paramètres physiques et mécaniques des garnitures, et proposer dans une démarche prédictive des voies d'amélioration dans la conception de nouvelles garnitures moins préjudiciables vis-à-vis des risques de fissuration.

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Vigneron, Silvère. "Analyse thermomécanique multiéchelle de la transformation de phase dans les alliages à mémoire de forme." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00486705.

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Abstract:

Cette étude est consacrée à l'analyse thermomécanique de la transformation martensitique prenant place dans les Alliages à Mémoire de Forme (AMF). Cette analyse est effectuée à différentes échelles et s'appuie sur des champs de mesures thermomécaniques, des simulations numériques 3D par éléments finis et des simulations utilisant la dynamique moléculaire. L'étude est restreinte au comportement pseudoélastique d'un monocristal de CuAlBe, soumis à des chargements de traction. Les observations par imagerie cinématique et énergétique couplées rendent possible la caractérisation précise et locale du front de changement de phase qui apparait lors d'une sollicitation mécanique d'une éprouvette d'AMF. L'analyse énergétique qui en est faite, permet d'interpréter la transformation de phase comme liée à un couplage thermomécanique fort, et de négliger la dissipation intrinsèque. Conformément à ces résultats, un modèle thermomécanique monovariant est proposé qui rend compte du phénomène d'hystérésis et des effets du temps observés expérimentalement. Le front de changement de phase est ensuite généré numériquement puis comparé à l'expérience et à la littérature. Dans un second temps, un modèle d'AMF idéal est proposé à l'échelle cristalline. La dynamique moléculaire permet de construire l'énergie libre associée à un ensemble d'atomes et de réaliser des expériences numériques. L'évolution du comportement avec la dimension de l'échantillon est étudiée numériquement puis discutée. Une tendance à la convexification du potentiel énergétique est observée, ainsi que l'apparition d'une microstructure complexe.

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Courjault, Nicolas. "Contribution à l'étude de solutions non destructives pour la détection et la localisation de défauts électriques dans les structures électroniques 3D." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30313/document.

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Abstract:

L'objectif de la thèse fut d'étudier plusieurs techniques d'analyse de défaillance (Microscopie magnétique, Thermographie à détection synchrone, Tomographie à Rayons X, Réflectométrie Temporelle) sur leur propriété de localisation de défaut électrique (Court-circuit, circuit ouvert, ouvert résistif, etc.) sur des systèmes et composants électroniques 3D. Des possibilités d'évolution de ces techniques sont suggérées afin de permettre d'assurer la localisation des défauts dans ces nouveaux composants électroniques. Ceci passe notamment par la mise en place d'analyses magnétiques sur des échantillons inclinés ainsi que par l'introduction d'une imagerie de phase, et d'amplitude magnétique. Ce travail a également permis de proposer le couplage d'informations obtenues par microscopie magnétique et tomographique à rayons X dont l'ensemble serait piloté par simulation magnétique 3D
The thesis purpose was to explore several failure analysis techniques (Magnetic microscopy, Lock-in Thermography, X-rays Tomography, Time Domain Reflectometry) on their capabilities to localize the electrical defect (Short circuit, open circuit, resistive open, etc.) on 3D electronic component and system. Assessment possibilities of these techniques are suggested in order to ensure the defect localization in these new components. In particular, implementations of magnetic analysis in tilted sample as well as introduction of phase and amplitude magnetic images have been realized. This work also proposes to couple information obtain from magnetic microscopy to X-rays Tomography where the all system would be driven by 3D magnetic simulation

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Kim, Nam Shin. "Analyse expérimentale d'un jet turbulent impactant sur un plaque plane et sur un obstacle de section carrée." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30074.

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Abstract:

Cette étude aborde l'impact d'un jet sur une plaque plane et sur un obstacle de section carrée. L'objectif de ce travail est l'analyse expérimentale de l'écoulement, et du transfert de chaleur associé, lorsque la surface est chauffée à densité de flux constante. Les mesures de vitesse et de turbulence ont été menées par la Vélocimétrie par Images des Particules (PIV) et l'anémométrie à fil chaud, ce qui a permis la mesure de chaque composante et du champ complet en particulier au voisinage des parois. Différents post-traitements de la PIV ont permis une nette amélioration de l'évaluation des fluctuations de vitesse. Les mesures de la température ont été effectuées par la thermographie infrarouge et la thermométrie à fil froid. La caméra utilisée, de technologie avancée, possède une résolution thermique très faible. Un travail important de post traitement des images infrarouge a permis de quantifier le champ de coefficient d'échange avec une précision inférieure à 5%. Plusieurs corrections de la température ont été menées sur les mesures par la thermométrie à fil froid pour tenir compte des effets inertiel et de conduction au niveau de la sonde. Les mesures concernant l'impact d'un jet sur une plaque plane ont complété les données de la littérature tout en mettant en évidence quelques désaccords. Nous proposons une analyse qui permet d'expliquer l'effet de la distance d'impact sur le coefficient de transfert de chaleur local. Ce travail représente une base de données aérothermiques cohérente pour la validation des modèles de turbulence. L'impact du jet sur un barreau à section carrée a montré plusieurs structures d'écoulement 3D intéressantes et une distribution complexe du coefficient de transfert de chaleur associée. Les phénomènes de décollement et de recirculation 3D ont été identifiés et analysés. Egalement, l'influence de la position du jet par rapport au barreau sur la topologie de l'écoulement a été clairement mise en évidence
This study approaches the jet impingement on a flat plate and on a square sectioned obstacle. The objective of this work is the experimental analysis of the flow and the associated heat transfer when surface is heated with a constant heat flux. The turbulence and velocity measurements were carried out by the Particle Image Velocimetry (PIV) and the hot wire anemometer, which allow to the measurements of each velocity component and of the complete field, specially close to the wall. Several post processing of the PIV allowed an improvement of the evaluation of the velocity components fluctuations. The temperature was measured using the infrared thermography and the cold wire thermometry. The chosen camera, using a advanced technology, have a very small temperature resolution. An important post processing analysis of infrared pictures allows the quantification of the field of heat transfer coefficient with an accuracy lower than 5%. Several corrections of the temperature were conducted in the cold wire thermometry measurement to take into account probe inertia and conduction effects. These measurements concerning the impingement of a jet on a flat plate supplemented the literature data (Baughn & Shimizu (1989) and Cooper et al. (1993)) but emphasized some discrepancy. We proposed an analysis to understand the effect of jet distance from the surface on the local heat transfer coefficient. This work also represent a coherent aerothermal new database for the validation of turbulence models. The impingement of jet on a square sectioned bar showed several interesting 3D flow structures and associated complex heat transfer coefficient distributions. The phenomena of flow seperation and 3D recirculation were identified and analyzed. Also, the influence of the jet position to the bar on the flow topology and on the heat transfer was investigated

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Moustafa, Abdel Rahman. "Mesure thermographique des effets dissipatifs accompagnant le fretting : d'une construction rapide des cartes d'amorçage vers une meillleure compréhension des mécanismes d'endommagement." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEC012/document.

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Abstract:

This study is part of an original approach based on quantitative imaging techniques, such as Infrared Thermography, to study the damage under fretting loadings. The main objective was the establishment of new experimental method for a rapid determination of crack initiation conditions under fretting loadings, based on the analysis of the thermal signal. One other objective was the determination of the different heat sources in order to assess a local analysis of the fretting damage. This work underlined the great potential of Infrared Thermography to study this damage
Cette étude s'inscrit dans une approche originale basée sur des techniques d'imagerie quantitatives comme la thermographie infrarouge pour étudier l'endommagement sous chargement de fretting. Le premier objectif était de développer une méthode de construction rapide de carte de fretting basée sur l'analyse du signale thermique au cours d'essais de fretting. Un deuxième objectif était de déterminer les sources de chaleurs accompagnant le fretting pour une meilleure compréhension des mécanismes d'endommagement. Ce travail a souligné le grand potentiel de la thermographie infrarouge pour l'étude de c'est phénomènes

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Badulescu, Claudiu. "Calcul précis des déformations planes par la méthode de la grille." Clermont-Ferrand 2, 2010. http://www.theses.fr/2010CLF22010.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'amélioration de la méthode de la grille afin de mesurer avec de meilleures performances métrologiques des champs de déformation en surface d'éprouvettes soumises à des sollicitations mécaniques. Une procédure d'obtention directe des déformations à partir d'images de grilles a été proposée dans ce but. L'influence des défauts de la grille a également été caractérisée et une procédure adaptée a été développée pour l'éliminer. Les outils proposés ont été appliqués dans le cas de grilles unidirectionnelles et croisées. Les performances métrologiques ont été estimées avec des essais adaptés. Enfin, la méthode a été appliquée à un essai sur un multicristal d'aluminium, montrant ainsi sa mise en oeuvre dans un cas complexe de caractérisation de comportement de matériau

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El, Boubkari Kamal. "Impact de la modélisation physique bidimensionnelle multicellulaire du composant semi-conducteur de puissance sur l'évaluation de la fiabilité des assemblages appliqués au véhicule propre." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00856596.

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Abstract:

A bord des véhicules électriques (VE) et Hybrides (VEH), les fonctions de tractions sont assurées par des convertisseurs électroniques de puissances. Ces derniers sont constitués de module de puissance (IGBTs ou MOSFETs). Au cours de leur fonctionnement, ces modules sont parfois soumis à de fortes contraintes électriques et thermiques qui amènent à une défaillance ou même à une destruction. Le premier objectif sera de réaliser un banc expérimentale permettant d'étudier le vieillissement des modules IGBTs en régîmes extrêmes de fonctionnement (mode de court-circuit). Ainsi, nous évaluerons les différents indicateurs de vieillissements permettant de prédire la défaillance du composant. Il sera question aussi de suivre le vieillissement ou une dégradation initié sur les composants IGBTs par thermographie infrarouge. Le second objectif sera de modéliser et simuler par éléments finis différentes structures d'IGBTs, afin de valider les modèles en fonctionnement statique et dynamique. L'avantage de l'approche multicellulaire par rapport à l'approche unicellulaire sera mis en avant.

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Wong, Jonathan. "Analyse de l'endommagement par fatigue thermique et modélisation du comportement thermomécanique de couples disques-garnitures de type TGV." Ecole Centrale de Lille, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/22/28/66/PDF/JWong_version_finale_Fr.pdf.

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Abstract:

Le contexte industriel de la thèse est de comprendre et modéliser la sollicitation thermique des disques de frein de TGV afin d’en déduire l’endommagement en surface. Pour les quatre types de garnitures commerciales utilisées, l’endommagement se traduit par l’apparition rapide d’un réseau de faïençage superficiel, qui peut conduire, dans certains cas, au développement d’une fissure macroscopique. L’étude procède en trois étapes : i) connaître les chargements thermiques subis par le disque, en fonction des caractéristiques de la garniture utilisée ; ii) déterminer les champs de contrainte et déformation au cours de freinages types ; iii) analyser leur criticité eu égard aux risques de faïençage et fissuration. Pour cela, une nouvelle campagne sur banc d’essai à l’échelle 1 a été menée en portant une attention particulière sur les mesures thermiques. D’un point de vue modélisation numérique, des modèles 2D et 3D du disque sont utilisés pour la simulation de cercles chauds ou de points chauds. La sollicitation thermomécanique est analysée pour les différents types de garniture, soit à partir de champs thermiques simplifiés, soit à partir des films thermographiques issus des essais. Enfin, un modèle complet du système de freinage complet est utilisé pour mettre en évidence les paramètres de la garniture influant sur la localisation du flux thermique et la répartition de pression de contact. Des études paramétriques sont alors menées pour dégager l’influence des paramètres physiques et mécaniques des garnitures, et proposer dans une démarche prédictive des voies d’amélioration dans la conception de nouvelles garnitures moins préjudiciables vis-à-vis des risques de fissuration
The industrial context of the thesis is to understand and model the thermal solicitation of TGV brake discs in order to determine the disc surface damage. For the four types of commercial pad used, the damage results firstly in a fast appearance of a cracking network on the surface and, secondly, in a development of macroscopic cracks, depending on the pad type. The study proceeds in three stages: i) determining the thermal loadings of the disc, according to the characteristics of the pad used; ii) calculating the stress fields and deformation during brakings; iii) analyzing their criticality regarding to the risks of cracking network and cracking. For that, a new campaign on a full scale test bench was carried out with a detailed attention to the thermal measurements. For numerical modelling, 2D and 3D models of the disc are used to simulate hot bands or macroscopic hot spots. Thermomechanical loading is analyzed for the various pad types; disc loadings are either based on simplified thermal fields, or issued from thermographic films resulting from the tests. Lastly, a model of the complete brake is used to determine the influence of parameters of the pads on the localization of the heat flux and the distribution of contact pressure. Parametric studies are then undertaken to release the influence of the physical and mechanical parameters of the pads, and to propose, in a predictive step, ways of improvement in the design of new pads less prejudicial regarding to the risks of cracking

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Benmoussat, Mohammed Seghir. "Hyperspectral imagery algorithms for the processing of multimodal data : application for metal surface inspection in an industrial context by means of multispectral imagery, infrared thermography and stripe projection techniques." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4347/document.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse porte sur l'inspection de surfaces métalliques industrielles. Nous proposons de généraliser des méthodes de l'imagerie hyperspectrale à des données multimodales comme des images optiques multi-canales, et des images thermographiques multi-temporelles. Dans la première application, les cubes de données sont construits à partir d'images multi-composantes pour détecter des défauts de surface. Les meilleures performances sont obtenues avec les éclairages multi-longueurs d'ondes dans le visible et le proche IR, et la détection du défaut en utilisant l'angle spectral, avec le spectre moyen comme référence. La deuxième application concerne l'utilisation de l'imagerie thermique pour l'inspection de pièces métalliques nucléaires afin de détecter des défauts de surface et sub-surface. Une approche 1D est proposée, basée sur l'utilisation du kurtosis pour sélectionner la composante principale parmi les premières obtenues après réduction des données avec l’ACP. La méthode proposée donne de bonnes performances avec des données non-bruitées et homogènes, cependant la SVD avec les algorithmes de détection d'anomalies est très robuste aux perturbations. Finalement, une approche, basée sur les techniques d'analyse de franges et la lumière structurée est présentée, dans le but d'inspecter des surfaces métalliques à forme libre. Après avoir déterminé les paramètres décrivant les modèles de franges sinusoïdaux, l'approche proposée consiste à projeter une liste de motifs déphasés et à calculer l'image de phase des motifs enregistrés. La localisation des défauts est basée sur la détection et l'analyse des franges dans les images de phase
The work presented in this thesis deals with the quality control and inspection of industrial metallic surfaces. The purpose is the generalization and application of hyperspectral imagery methods for multimodal data such as multi-channel optical images and multi-temporal thermographic images. In the first application, data cubes are built from multi-component images to detect surface defects within flat metallic parts. The best performances are obtained with multi-wavelength illuminations in the visible and near infrared ranges, and detection using spectral angle mapper with mean spectrum as a reference. The second application turns on the use of thermography imaging for the inspection of nuclear metal components to detect surface and subsurface defects. A 1D approach is proposed based on using the kurtosis to select 1 principal component (PC) from the first PCs obtained after reducing the original data cube with the principal component analysis (PCA) algorithm. The proposed PCA-1PC method gives good performances with non-noisy and homogeneous data, and SVD with anomaly detection algorithms gives the most consistent results and is quite robust to perturbations such as inhomogeneous background. Finally, an approach based on fringe analysis and structured light techniques in case of deflectometric recordings is presented for the inspection of free-form metal surfaces. After determining the parameters describing the sinusoidal stripe patterns, the proposed approach consists in projecting a list of phase-shifted patterns and calculating the corresponding phase-images. Defect location is based on detecting and analyzing the stripes within the phase-images

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Juricic, Sarah. "Identifiability of the thermal performance of a building envelope from poorly informative data." Thesis, Chambéry, 2020. http://www.theses.fr/2020CHAMA014.

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Abstract:

Dans un cadre de rénovation de bâtiment existant, on propose de baser le diagnostic énergétique et aéraulique sur des mesures in-situ non intrusives. Les données issues des mesures alimentent une méthode inverse qui permettra de déterminer les caractéristiques du bâtiment. La spécificité de la thèse consiste à utiliser l'inférence bayésienne comme approche pour la résolution du problème inverse, ce qui permet de travailler en approche probabiliste et d'obtenir intrinsèquement une estimation des incertitudes
The purpose of the thesis is to develop a building energy performance assessment based on in situ non intrusive measurements. An inverse method using the acquired data allows us to determine the building's characteristics, with more or less accuracy. What is particular in this work is the use of a Bayesian approach, which allows on one hand handling data even if scarce and on the other hand obtaining inherently uncertainty assessment

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Brahim, Djelloul Ahmed Salim. "Radiométrie photothermique sous excitation aléatoire : application à la mesure de propriétés thermophysiques." Reims, 2008. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000830.pdf.

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Abstract:

Dans ce travail nous avons approché les possibilités de la radiométrie photothermique aléatoire en matière de mesure, sous contraintes énergétiques faibles du paramètre diffusivité thermique. Dans une étape théorique, nous avons montré : - la possibilité par cette méthode d’aboutir à une identification de systèmes thermiques lorsqu’elle est associée à une analyse corrélatoire ou une analyse paramétrique, mise en œuvre en face avant ou en face arrière de l’échantillon étudié - la possibilité par cette méthode d’aboutir à une estimation de la valeur de la diffusivité thermique d’un échantillon de nylon ou d’un échantillon de verre, par analyse corrélatoire ou par analyse paramétrique, tant lors d’une inspection en face avant de l’échantillon étudié, que lors une inspection en face arrière de ce dernier. Dans une étape expérimentale, nous avons montré : - la possibilité par méthode photothermique aléatoire face arrière associée à une analyse paramétrique d’aboutir à une estimation de la diffusivité thermique d’échantillon de nylon 6. 6, et d’échantillons de verre, de plâtre, de bois, de pyrex, de téflon, de polycarbonate et d’acier - la possibilité par radiométrie photothermique aléatoire face avant associée à une analyse paramétrique d’aboutir à une bonne estimation de la diffusivité thermique d’échantillons de nylon
In this work we approached the possibilities of random photothermic radiometry as regards measurement, under low energy constraints of the thermal parameter diffusivity. In a theoretical stage, we showed: - the possibility by this method of leading to an identification of thermal systems when it is associated with a correlation analysis or a parametric analysis, implemented in the front face or in the rear face of the studied sample - the possibility by this method of leading to a correct estimate of the value of thermal diffusivity of a nylon sample or a sample of glass, there too by correlation analysis or parametric analysis, as well during an inspection in a front face of studied sample, as at the time an inspection in back face of this last. In an experimental stage, we then showed: - the possibility by photothermic method random in back face associated with a parametric analysis to lead to a good estimate of the thermal diffusivity of sample of nylon 6. 6, a sample of glass and wood, plaster samples, pyrex, of Teflon, polycarbonate and steel - the possibility by photothermic radiometry random in front face associated with a parametric analysis of leading to a good estimate of the thermal diffusivity of nylon 6. 6 samples

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Atchonouglo, Kossi. "Identification des Paramètres Caractéristiques d'un Phénomène Mécanique ou Thermique Régi par une Equation Différentielle ou aux Dérivées Partielles." Phd thesis, Université de Poitiers, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00258795.

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Abstract:

Ce mémoire est consacré à la résolution des problèmes inverses. Il est divisé en deux parties, la première concerne les phénomènes mécaniques et la deuxième les phénomènes thermiques. Avant de proposer des algorithmes pour résoudre les problèmes inverses considérés, la résolution des problèmes directs est au préalable analysée en détail. Le premier thème développé dans la partie mécanique est l'identification des dix caractéristiques d'inertie d'un solide rigide. Les équations du mouvement sont formulées par une égalité entre matrices 4x4 antisymétriques, l'une associée au torseur dynamique, l'autre au torseur des efforts extérieurs. Les caractéristiques d'inertie sont regroupées en une matrice 4x4 symétrique défini-positive. Cette matrice intervient linéairement dans les équations du mouvement, la prise en compte de sa positivité est essentielle à la convergence de l'algorithme du type gradient conjugué projeté proposé pour l'identifier. Le deuxième thème abordé est l'identification du moment quadratique de la section droite d'une poutre en flexion. La partie thermique concerne l'identification de la conductivité thermique et de la chaleur volumique d'un solide dans le cas d'une propagation unidimensionnelle de la chaleur. La méthodologie développée est la suivante : Construction d'un algorithme A1 de résolution du problème direct, Construction d'un algorithme A2 de résolution du problème inverse, Validation de l'algorithme A2 à l'aide de simulations obtenues par l'algorithme A1, Identification des paramètres thermophysiques de trois polymères par exploitation de champs de température mesurés expérimentalement par thermographie infrarouge.

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Suhanan. "Étude et réalisation d'un cryoréfrigérateur à cycle de joule-Thomson utilisant des compresseurs thermiques par adsorption désorption fonctionnant avec le couple azote/charbon actif PVDC." Nancy 1, 1994. http://www.theses.fr/1994NAN10366.

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Abstract:

Un réfrigérateur cryogénique à cycle de joule Thomson utilisant des compresseurs thermiques par adsorption-désorption a été étudié. Du a l'absence de pièce en mouvement et a la simplicité technologique, ce système apparait comme un candidat potentiel pour répondre à la demande de systèmes de réfrigération cryogénique fiables pour les applications spatiales. L'étude du charbon actif de type PVDC (polychlorure de vinylidene) a été effectuée et les isothermes d'adsorption de l'azote par le PVDC pyrolyse ont été mesurées dans la gamme de pressions de 0. 2 à 75 bars, et pour des températures comprises entre 187 k et 500 k. Ces données nous ont permis d'effectuer l'analyse thermodynamique du cycle et de montrer la faisabilité théorique de ce système. Le premier prototype a été réalise et testé expérimentalement. Ce réfrigérateur fonctionne avec deux compresseurs thermiques à adsorption-désorption. Lors des premiers essais, ce réfrigérateur nous a permis d'obtenir des températures froides de l'ordre de 100 k à puissance frigorifique nulle pour des durées du cycle d'environ 60 minutes. Un modèle théorique permettant de calculer l'évolution de la température et de la pression du gaz dans le compresseur pendant les phases de chauffage désorption et de refroidissement adsorption a été établi. Les résultats expérimentaux sont comparés avec ceux du modèle théorique

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Moussa, Wael. "Thermography-Assisted Bearing Condition Monitoring." Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2014. http://hdl.handle.net/10393/31379.

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Abstract:

Abstract Despite the large amount of research work in condition based maintenance and condition monitoring methods, there is still a need for more reliable and accurate methods. The clear evidence of that need is the continued dependence on time based maintenance, especially for critical applications such as turbomachinery and airplane engines. The lack of accurate condition monitoring systems could lead to not only the unexpected failures as well as the resulting hazards and repair costs, but also a huge waste of material and time because of unnecessary replacement due to false alarms and unnecessary repair and maintenance. Temperature change is a phenomenon that accompanies every dynamic activity in the universe. However, it has not been adequately exploited for mechanical system condition monitoring. The reason is the slow response of current temperature monitoring systems compared to other condition monitoring methods such as vibration analysis. Many references inferred that the change in temperature is not sensible until approaching the end of the monitored component life and even the whole system life (Kurfess, et al., 2006; Randall, 2011; Patrick, et al., March 7-14, 2009). On the other hand, the most commonly used condition monitoring method, i.e., vibration analysis, is not free from pitfalls. Although vibration analysis has shown success in detecting some bearing faults, for other faults like lubrication problems and gradual wear it is much less effective. Also, it does not give a reliable indication of fault severity for many types of bearing faults. The advancement of thermography as a temperature monitoring tool encourages the reconsideration of temperature monitoring for mechanical system fault detection. In addition to the improved accuracy and responsiveness, it has the advantage of non-contact monitoring which eliminates the need for complex sensor mounting and wiring especially for rotating components. Therefore, in current studies the thermography-based monitoring method is often used either as a distinct method or as a complementary tool to vibration analysis in an integrated condition monitoring system. The main objectives of this study are hence to: 1. Define heat sources in the rolling element bearings and overview two of the most famous bearing temperature calculation methods. 2. Setup a bearing test rig that is equipped with both vibration and temperature monitoring systems. 3. Develop a temperature calculation analytical model for rolling element bearing that include both friction calculation and heat transfer models. The friction calculated by the model will be compared to that calculated using the pre-defined empirical methods. The heat transfer model is used for bearing temperature calculation that will be compared to the experimental measurement using different temperature monitoring devices. 4. Propose a new in-band signal enhancement technique, based on the synchronous averaging technique, Autonomous Time Synchronous Averaging (ATSA) that does not need an angular position measuring device. The proposed method, in addition to the Spectral Kurtosis based band selection, will be used to enhance the bearing envelope analysis. 5. Propose a new method for classification of the bearing faults based on the fault severity and the strength of impulsiveness in vibration signals. It will be used for planning different types of tests using both temperature and vibration methods. 6. Develop and experimentally test a new technique to stimulate the bearing temperature transient condition. The technique is supported by the results of finite element modeling and is used for bearing temperature condition monitoring when the bearing is already running at thermal equilibrium condition.

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Phung, Ngoc-lam. "Fatigue sous très faibles amplitudes de contrainte : Analyse des mécanismes précurseurs de l’amorçage de fissures dans le cuivre polycristallin." Thesis, Paris, ENSAM, 2012. http://www.theses.fr/2012ENAM0013/document.

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Abstract:

Résumé : Cette étude a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes précurseurs de l'amorçage de fissures dans le cas de métaux ductiles monophasés, comme le cuivre pur, sollicités à des amplitudes de contrainte inférieures à la limite de fatigue conventionnelle et jusqu'à des nombres de cycles atteignant le domaine de la fatigue gigacyclique (Very High Cycle Fatigue, VHCF). Les essais ont été réalisés sur une machine de fatigue ultrasonique à une fréquence de sollicitation de 20 kHz. Les mécanismes précurseurs de l'amorçage des fissures se manifestent (1) sous forme de bandes de glissement qui apparaissent sur la surface de l'éprouvette et (2) par un auto-échauffement du matériau dû à la dissipation intrinsèque. Les cartographies de température de la surface des éprouvettes nous ont permis d'estimer des dissipations d'énergie moyennes et de caractériser leur évolution avec le nombre de cycles et l'amplitude de contraintes. En parallèle, l'évolution du relief de la surface, initialement lisse et sans contrainte résiduelle, a été analysée à partir d'observations en microcopie optique, électronique à balayage et à force atomique. Nous avons établi que l'amplitude de contrainte nécessaire pour faire apparaître les premières bandes décroit en fonction du nombre de cycles. Des analyses EBSD, couplées à des calculs éléments finis intégrant l'anisotropie élastique des grains, ont révélé le rôle clé (1) des joints de macles et (2) du glissement dévié dans l'amorçage de bandes de glissement intenses.Mots clés : Fatigue gigacyclique, Bandes de glissement, Microplasticité cyclique, Dissipation, Anisotropie élastique, Simulation multicristalline, Thermographique infrarouge
Abstract : This work aims to better understanding mechanisms leading to crack initiation in ductile single phase metals such as pure copper, loaded stress amplitudes lower than the conventional fatigue threshold and after about 109 cycles, the so-called Very High Cycle Fatigue regime. Tests were conducted using an ultrasonic technique at loafing frequency of 20 kHz. The mechanisms leading to crack initiation express (1) via slip bands at the specimen surface and (2) via self-heating due to intrinsic dissipation. Thermal maps were used to estimate the mean dissipation and its change with number of cycles and stress amplitudes. At the same time, the surface relief changes were characterized using optical, scanning electronic and atomic force microscopes. The stress amplitude required to observe the slip bands was found to decrease as a function of number of cycles. EBSD investigations combined with finites elements simulations accounting for elastic anisotropy of copper revealed the key role of (1) twin boundaries and (2) cross slip in slip band initiation.Keywords : Very High Cycle Fatigue, Slip bands, Cyclic microplasticity, Dissipation, Elastic anisotropy, Multicrystals simulation, Infrared thermography

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Dissertations / Theses on the topic 'Thermographie – analyse'

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