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Dissertations / Theses on the topic 'Vieillissement des matériaux'
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Chennabasappa, Madhu. "Etude du vieillissement de matériaux magnétocaloriques." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14970/document.
Full textAbstract:
La réfrigération magnétique attire beaucoup d’attention ces dernières années parce qu’elle est considérée comme une technologie respectueuse de l’environnement et énergétiquement économique. Aujourd’hui, cette technologie avancée est encore en phase de recherche que des dispositifs de réfrigérations magnétiques soient déjà opérationnels. Ce travail de thèse consiste à étudier la potentialité de résistance à la corrosion de différents types de matériaux magnétocaloriques (Gd6Co1.67Si3, Ni2Mn0.75Cu0.25Ga et Pr0.66Sr0.34MnO3) en contact avec un fluide caloporteur. Afin de comprendre les propriétés magnétocaloriques des matériaux, nos recherches se sont aussi focalisées sur les relations entre la transition magnéto-structurales d’alliages Heusler Ni2Mn0.75Cu0.25Ga et (i) la distribution cationique au sein de la structure cristalline et/ou (ii) la microstructure. Finalement, le diagramme de phase magnétique et nucléaire en lien avec les effets magnétocalorique obtenu grâce à la diffraction de neutrons et de pérovskite Pr1-xSrxMnO3 (0.25≤x≤0.45) est également présentéMagnetic refrigeration has gained lot of importance and attention as they are highlighted to be environmental friendly, energy efficient. Presently, though at research stage, the magnetic refrigerators are pushed towards realization in domestic application with extensive work on materials and with few working models. One critical issue, the potential resistance to corrosion in case of different class of magnetocaloric materials (Gd6Co1.67Si3, Ni2Mn0.75Cu0.25Ga and Pr0.66Sr0.34MnO3) against the heat transport fluid is addressed. To better understand and improve the observed magnetocaloric properties in Heulser alloys Ni2Mn0.75Cu0.25Ga and to elaborate the same with the magneto-structural relation, studies on (i) cation distribution with in crystal structure and/or (ii) microstructural dependence are presented. Nuclear and magnetic phase diagram based on detailed neutron diffraction and magnetism studies for magnetocaloric perovskite oxide Pr1-xSrxMnO3 (0.25≤x≤0.45) is also presented
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Trabelsi, Walid. "Vieillissement de matériaux composites carbone/époxy pour applications aéronautiques." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002194.
Full textAbstract:
Les stratifiés composites exposés à haute température subissent une dégradation induite principalement par la thermo-oxydation de la matrice. Celle-ci se manifeste par la formation d'une couche oxydée de faible épaisseur à la surface des pièces. Ce phénomène superficiel induit une perte de masse et provoque une modification du comportement mécanique. L'objectif de cette étude est la prévision du comportement et l'évolution des propriétés de la matrice époxy et de trois stratifiés époxy-carbone (UD, [03/903]s et [453/-453]s) soumis à un vieillissement isotherme ou un cyclage thermique sous environnement oxydant. Un modèle de simulation fondé sur un schéma standard d'oxydation de la matrice couplé avec l'équation de diffusion de l'oxygène a été mis en place, il permet de prédire le profil de la concentration des produits d'oxydation à partir duquel on détermine les épaisseurs des couches oxydées et les pertes de masse. Ce modèle a été validé dans le cas du vieillissement isotherme et du cyclage thermique du composite UD. L'accord entre la théorie et l'expérience est excellent pour la perte de masse jusqu'à l'apparition des fissures et acceptable pour les épaisseurs de couche oxydée. La thermo-oxydation de la matrice induit une fragilisation de la zone de peau dont les propriétés mécaniques sont différentes de celles du coeur du matériau. L'étude expérimentale des propriétés mécaniques instantanées de la couche oxydée montre une chute du module d'Young et des propriétés à la rupture au cours du vieillissement. De même la ténacité de la couche oxydée de la matrice diminue en fonction de l'avancement de l'oxydation. Les fissures sont créées sur les bords et se propagent vers le coeur de l'échantillon au fur et à mesure que le matériau est vieilli. Elles peuvent induire une fragilisation totale et un changement global du comportement mécanique de l'échantillon.
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Fiorani, Jean-Marc. "Vieillissement structural et comportement mécanique de matériaux hors équilibre." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10191.
Full textAbstract:
L'analyse du vieillissement de matériaux hors équilibre, menée dans ce travail de façon expérimentale et théorique, s'appuie sur l'étude des verres métalliques fe#8#5#-#xco#xb#1#5. Le premier chapitre décrit les principales techniques expérimentales mises en œuvre (microcalorimétrie différentielle à balayage et analyse thermomécanique). Le deuxième chapitre rapporte une analyse expérimentale du retour à l'équilibre des verres métalliques fe#8#5#-#xco#xb#1#5. Le rôle de la substitution du cobalt au fer a pu être mis en évidence sur certains paramètres tels que les températures et énergies d'activation apparentes relatives à la première étape de cristallisation, les enthalpies totales et contractions totales mesurées après cristallisation complète. Cette étude phénoménologique rend compte également de l'évolution du module d'Young due à la relaxation structurale. Le troisième chapitre reprend les bases de la thermodynamique des processus irréversibles nécessaires à la modélisation du comportement des matériaux hors équilibre. Les bases du modèle DNLR, développe antérieurement par ch. Cunat, et permettant de rendre compte des phénomènes de transition vitreuse et de relaxation qui lui sont associées, sont également rappelées. Le quatrième chapitre décrit en détail la procédure expérimentale utilisée pour étudier la relaxation de contrainte associée à la relaxation structurale. Les données expérimentales sont confrontées aux réponses théoriques décrites par le modèle DNLR et permettent de déterminer des paramètres caractéristiques de la cinétique de la relaxation structurale des alliages étudiés. Le cinquième chapitre résumé les principaux acquis d'un travail expérimental conduit et développe en collaboration avec la société Cepe et portant sur l'étude de la stabilité en fréquence d'éléments constitutifs de résonateurs piézoélectriques
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Charles, Yann. "Identification d'un mode de vieillissement dans un assemblage céramique-métal." Cachan, Ecole normale supérieure, 2002. http://www.theses.fr/2002DENS0006.
Full text
5
Marquis, Didier. "Phenomenologie et thermodynamique : couplages entre thermoelasticite, plasticite, vieillissement et endommagement." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066694.
Full textAbstract:
Les potentiels utilises pour la determination des lois de comportement des materiaux solides sont construits a partir des notions de couplages d'etat, de dissipation et d'evolution. Une application est donnee dans le cas du comportement elastoplastique couple au vieillissement. Les couplages de dissipation de la plasticite sont etudies a partir de la determination du domaine d'elasticite. L'ecrouissage multiaxial est analyse pour construire les couplages d'etat de l'ecrouissage
6
Kerrache, Ali. "Etude des processus de vieillissement des matériaux amorphes hors d'équilibre." Phd thesis, Université d'Angers, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00613722.
Full textAbstract:
Nous utilisons des simulations par dynamique moléculaire hors d'équilibre pour étudier le vieillissement des verres de silice après une trempe rapide. Le présent modèle utilise la version modifiée du potentiel de van Beest et l'algorithme de Verlet pour résoudre les équations du mouvement. Ce potentiel reproduit relativement bien la structure et les propriétés dynamiques de la silice. Nous avons effectué des simulations dans un système comportant jusqu'à 9000 atomes pour ne pas avoir des effets liés à la taille de la boite. Dans les conditions que nous utilisons ici, nous avons montré que ce modèle reproduit bien les propriétés statiques et dynamiques de la silice amorphe. Nous avons trouvé que des hétérogénéités dynamiques apparaissent dans la silice surfondue lorsque la température est inférieure à 4000 K. Ces hétérogénéités dynamiques augmentent pendant le processus de vieillissement. Les atomes d'oxygène et de silicium montrent des similarités du point de vue des hétérogénéités dynamiques mais ces dernières évoluent différemment en fonction du temps. Nous avons étudié de manière plus approfondie le comportement des hétérogénéités dynamiques dans la silice surfondue et leur vieillissement. Nous avons aussi observé dans cette gamme de températures, l'apparition des mouvements en chaînes pour les hétérogénéités dynamiques. Nous avons étudié le vieillissement de différentes grandeurs physiques après une trempe rapide. Ces chaînes se comportent d'une manière différente pour les atomes d'oxygène et les atomes de silicium. Nous observons aussi différents types d'agrégation d'atomes. En étudiant le vieillissement de ces différents agrégats, nous trouvons un vieillissement différent dans les diverses agrégations dynamiques.
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Guiheneuf, Vincent. "Approche multi-physique du vieillissement des matériaux pour application photovoltaïque." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1091/document.
Full textAbstract:
Cette thèse explore le vieillissement des modules photovoltaïques (PV) à base de silicium cristallin via une approche multi-matériaux. L’objectif premier est de déterminer les mécanismes de dégradation mis en jeu durant l’exploitation des modules PV et ainsi d’être à même de proposer des solutions technologiques améliorant leur durabilité. Pour cela, des tests de vieillissement accéléré ont été réalisés sur le verre, la cellule PV au silicium cristallin et le mini-module PV composé du verre, d’un polymère encapsulant et de la cellule silicium.Leurs propriétés fonctionnelles sont systématiquement évaluées et le suivi dans le temps de ces indicateurs permet de définir des lois de vieillissement. En parallèle, des caractérisations physico-chimiques sont réalisées pour définir les mécanismes de dégradations des différents constituants du module. L‘étude de la chaleur humide sur le verre a permis de mettre en évidence une dégradation de surface via un processus d’hydratation du réseau vitreux et un phénomène de lixiviation du sodium qui engendre une augmentation de la transmittance du verre. La cellule PV présente des performances électriques et une réflectance dégradées suite à l’exposition aux radiations UV dues à un processus de photo-oxydation de la couche antireflet SiNx. Il a également été établit qu’une puissance UV élevée peut aussi favoriser un phénomène de régénération des performances électriques. Le vieillissement du mini-module sous UV a montré du phénomène de dégradation photo-induite (LID) engendrant une légère diminution des performances électriques dès la première exposition alors que l’impact de la chaleur humide sur les performances électriques est nul après 2000 heures d’expositionThis thesis investigates the aging of photovoltaic (PV) modules based on crystalline silicon technology via a multi-material approach. The first objective is to determine the degradation mechanisms involved during the operation of the PV modules and thus to be able to propose technological solutions improving their durability. For this purpose, accelerated aging tests were carried out on the glass, the crystalline silicon PV cell and the PV mini-module composed of glass, a polymeric encapsulant and the silicon cell.Their functional properties are systematically evaluated and the follow-up of these indicators allows to define aging laws. In parallel, physicochemical characterizations are carried out to determine the degradation mechanisms of the different components of the module. The study of damp heat on glass throws into evidence a surface degradation with a hydration process of the silica network and a leaching phenomenon of the sodium which involves an increase of the glass transmittance. The PV cell exhibits a deterioration of the electrical performance and reflectance after UV radiation exposure due to a photo-oxidation process of the SiNx antireflection layer. It has also been established that high UV power can also promote a regeneration phenomenon of electrical performances. The aging of the mini-module under UV shows the phenomenon of photo-induced degradation (LID) generating a slight decrease in the electrical performance from the first exposure whereas the impact of damp heat on the electrical performance is null after 2000 hours
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Gougeon, Nicolas. "Rupture et vieillissement des fibres optiques." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN10152.
Full textAbstract:
Initialement conçues pour les liaisons intercontinentales, les fibres ont vu leur domaine d'utilisation s'étendre aux réseaux de distribution locale et ce, en raison d'une demande croissante, toujours plus gourmande en débit d'informations. En pénétrant chez l'abonné la fibre se trouve exposée à des contraintes plus sévères du fait des sollicitations mécaniques et des variations climatiques. La compréhension des mécanismes de rupture et de vieillissement de la fibre optique est donc essentielle afin d'assurer la fiabilité du réseau. L'objet de cette thèse est d'étudier les mécanismes de rupture de la fibre optique de silice et de mieux comprendre les phénomènes physico-chimiques liés au vieillissement. On pourra ainsi mieux maîtriser l'évolution dans le temps des propriétés mécaniques de la fibre.
9
Peyras, Laurent. "Diagnostic et analyse de risques liés au vieillissement des barrages." Clermont-Ferrand 2, 2003. http://www.theses.fr/2003CLF21407.
Full textAbstract:
Cette recherche propose des méthodes d'aide au diagnostic et à l'analyse de risques liés au vieillissement des barrages dans le cadre d'une approche par expertise. La démarche adoptée met à profit les connaissances et le retour d'expérience des experts : -un modèle fonctionnel de vieillissement, bâti à partir de la méthode AMDE adaptée au domaine des barrages, et utilisant une représentation sous forme de graphes orientés. Il permet de construire des scénarios de vieillissement en enchaînant des séquences successives de défaillance ; -une méthode qualitative pour constituer des historiques de vieillissement et pour représenter les lois d'évolution des pertes de performance ; -des méthodes qualitatives pour évaluer la criticité des pertes de performance des barrages et de leurs composants. Dans le cadre plus applicatif, une première base de connaissance sur la pathologie des barrages est réalisée et différentes applications sur des mécanismes de vieillissement sont proposées
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Castaing, Philippe. "Vieillissement des matériaux composites verre-polyester en milieu marin : délaminage d'origine osmotique." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT016G.
Full textAbstract:
Les materiaux composites a matrice polyester insature et a fibres de verre sont sujets a un cloquage d'origine osmotique lorsqu'ils sont au contact de l'eau en general et de l'eau de mer en particulier. Ce phenomene s'avere nuisible car il conduit a terme au delaminage des structures. Les resultats d'une etude systematique du cloquage de ces composites en milieu aqueux en vue de son interpretation sont decrits dans le present manuscrit. En plus d'une introduction et d'une conclusion, le memoire comporte trois parties principales: la premiere qui est constituee de rappels bibliographiques fait le point sur le vieillissement et le cloquage des composites polyester/fibres de verre; la seconde detaille les tests de vieillissement acceleres auxquels sont soumis ces materiaux et les methodes physico-chimiques et mecaniques mises en uvre pour le suivi de l'endommagement; la troisieme rassemble les resultats des tests et propose une modelisation mecanique du cloquage elaboree a partir de la theorie des plaques et permettant une prediction du delaminage des structures
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Ozawa, Yasunori. "Etude du vieillissement des matériaux d'électrode positive pour la batterie lithium ion." Grenoble INPG, 2005. http://www.theses.fr/2005INPG0148.
Full textAbstract:
La cinétique du vieillissement thermique de deux matériaux d'électrode positive couramment utilisés dans la batterie lithium ion, LiCoO2 de structure hexagonale et LiMn2O4 de structure cubique, a été étudiée dans le domaine de température compris entre 60ºC et 75ºC, par des mesures électrochimiques et par diffraction de rayons X et d'électrons. Deux mécanismes différents sont à l'origine des pertes réversible et irréversible de capacité : 1) ré-insertion du lithium due à l'instabilité de l'électrolyte, pour la réversible et, 2) transformations de phases dues à l'instabilité du matériau d'électrode, pour l'irréversible. Des lois cinétiques empiriques ont permis de déterminer les énergies d‘activation correspondantes. Une comparaison avec le nouveau matériau de structure hexagonale LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 montre des performances améliorées dues à une plus grande stabilité structuraleThe thermal aging kinetics of two positive electrode materials for lithium ion batteries; hexagonal LiCoO2 and cubic (spinel) LiMn2O4 was carried out in the 60ºC-75ºC temperature range by electrochemical measurements and crystal structure investigations. Two different mechanisms are at the origin of reversible and irreversible capacity losses: 1) lithium re-intercalation due the electrolyte instability for the reversible part and, 2) phase transformations due to the electrode material instability for the irreversible one. Empirical kinetics laws allowed the corresponding activation energy to be determined. A comparison with a new material with hexagonal structure LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 showed enhanced performances due to a higher structural stability
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Shahidi, Salman. "Rendu du vieillissement par efflorescence de matériaux de construction en synthèse d’images." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/ac6ca441-d69f-401b-9b54-5754539389f8/blobholder:0/2007LIMO4022.pdf.
Full textAbstract:
Les images de synthèse paraissent souvent trop lisses, trop parfaites, et trop propres pour les considérer réalistes. Pour résoudre ce problème, un grand nombre de phénomènes de vieillissement doit être pris en considération. Ces phénomènes peuvent apparaître sous différentes formes affectant la géométrie, la réflexion de la lumière et les textures. Ce domaine est actuellement très étudié en synthèse d'images en employant de nouvelles techniques aussi bien en modélisation qu’en rendu. Cette thèse propose des techniques pour représenter des défauts importants sur les matériaux de construction : efflorescences et effritements. Les méthodes développées dans le cadre de cette thèse proposent de nouveaux algorithmes pour augmenter le réalisme de ce type d’images. Afin d’éviter d’employer un trop grand nombre de paramètres rendant la manipulation difficile, nous proposons d'établir un modèle phénoménologique empirique. Il nous permet d’obtenir des résultats physiquement plausibles avec seulement quelques paramètres intuitifsImages synthesized by computer graphics methods appear often too smooth, too perfect, and too clean to be considered as realistic. To solve this problem, a great number of aging phenomena must be taken into account. These phenomena can appear with various forms, affecting the geometry, light/matter interactions, and textures. This issue is currently studied more and more in computer graphics by employing new techniques in modeling field as well as in rendering field. This thesis proposes techniques to treat important defects on building materials: efflorescence and crumbling. The methods developed within this thesis provide new algorithms to increase the realism of such images. In order to avoid employing too much parameters, making its handling difficult, we propose to establish a phenomenological empirical model, which enables us to obtain physically plausible results with only a few, intuitive parameters
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Baillis, Christophe. "Vieillissement des aéroréfrigérants : Etude de la déformée et de la fissuration." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0044.
Full textAbstract:
Ce travail est une contribution à la compréhension du comportement mécanique des aéroréfrigérants à tirages naturels sous chargements statiques monotones ou considérés comme tels. L'objectif est de retrouver, à l'aide de simulations numériques : l'origine des dommages observés sur plusieurs structures, la ou les causes de leurs évolutions, leurs influences sur la tenue de la construction. Le premier chapitre est une étude bibliographique. Dans le deuxième chapitre, nous présentons les modèles utilisés. La modélisation est basée sur une approche bidimensionnelle avec séries de FOURIER permettant de prendre en compte, le comportement du béton armé, la fissuration initiale et les défauts géométriques. Le troisième chapitre est consacré à la recherche de l'origine des dommages observés sur la coque. Les influences, de la maturation du béton, du poids propre et du sol sont analysées en considérant la structure en cours de construction. Enfin, le dernier chapitre concerne l'étude de l'évolution des dommages au cours du temps et leurs influences sur la résistance de l'aéroréfrigérant. Les effets du fluage et des évolutions du sol sont simulés. La résistance de la structure et sa stabilité sont calculées en prenant en compte, les défauts géométriques et la fissuration, en considérant les actions, de la gravité, du vent et du solThis work contributes to a better understanding of the mechanical behavior of cooling towers subjected to monotonous static loads (or considered as static loads). The objective is to find, with numerical simulations: the origins of the observed damages, causes of their evolution, their influences on the behavior of the structure. The first part is a bibliographical study. In the second chapter, we present models used in this work. The modelisation is based on a 2D approach with Fourier series taking into account, the reinforced concrete behavior, geometrical imperfections and cracks. The third chapter is a study about the origins of observed damages. Influences of shrinkage of the concrete, the self-weight and soil displacements are analyzed considering the tower during his building. The last chapter is a study of the evolution of damages during time. Effects of creep and soil d1splacements, are simulated to quantify their effects on the observed damages evolution. The strength and the stability of the structure with geometrical imperfections and cracks are computed considering self-weight, wind and soil displacements
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Allié-Eberhardt, Catherine. "Influence du vieillissement hygrothermique de matériaux composites à matrice thermoplastique sur leurs propriétés." ENMP, 1993. http://www.theses.fr/1993ENMP0515.
Full text
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Pouillès, Véronique. "Caractérisation diélectrique de matériaux composites isolants : contribution à la modélisation de leur vieillissement." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30109.
Full textAbstract:
La recherche de moyens de caracterisation non destructifs des materiaux isolants utilises dans les systemes du genie electrique, nous a conduit a suivre la permittivite dielectrique sur une large bande de frequence. L'influence que pouvaient avoir les contraintes que generent les nouvelles formes de commande sur le comportement des materiaux composites a ete etudiee. Deux cellules originales dans la bande 1 mhz-6 ghz ont ete developpees conduisant a une caracterisation large bande (100 hz-6 ghz). Ainsi -avant vieillissement- le suivi de la permittivite permet de montrer que des materiaux a priori de meme nature presentaient des differences notables. L'etude de deux types de vieillissement (climatique et electrique), nous a conduit a proposer deux modeles differents fondes respectivement sur l'utilisation des lois de melange, et sur une approche energetique. Ce dernier met en evidence l'existence de phenomenes complexes associes aux harmoniques elevees des signaux de commande dont la trace ne serait visible qu'en tres basse frequence. Cette conclusion justifie l'interet d'une observation tres large bande de la permittivite pour apprehender tant l'etat initial que l'evolution d'un materiau
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Durin, Christian. "Contribution à l'étude du vieillissement de matériaux composites carbone/epoxyde sous ambiance spatiale." Toulouse, ENSAE, 1988. http://www.theses.fr/1988ESAE0008.
Full textAbstract:
Dégradation des matrices, caractérisation des matériaux apres irradiation et cycles thermiques. Essais mécaniques pour étudier l'influence des dégradations sur les températures de transition des matériaux et sur leurs caractéristiques mécaniques dynamiques. Variation de la stabilité dimensionnelle des matériaux fissures.
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Zheng, Xianqin. "Etude du vieillissement accéléré des matériaux de polychlorure de vinyle colorés par pigments." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10137.
Full textAbstract:
L'objectif de l'etude est la comprehension des processus de vieillissement photooxydatif des materiaux colores a base de pvc rigide. Pour cela, nous avons considere: les systemes de stabilisants thermiques et photochimiques, la nature des pigments colores et nous avons apprecie l'efficacite des formulations avec 4 criteres: l'evolution de la couleur, la stabilite thermique residuelle, l'oxydation du polymere, et les proprietes mecaniques qui en decoulent. Les formulations stabilisees au pb semblent mal adaptees aux utilisations exterieures. Les formulations stabilisees au maleate d'etain apparaissent comme les meilleures surtout en presence de pigments azoiques (notamment avec le pigment marron). Les etudes d'evolution de couleur et de stabilite residuelle permettent de mettre en evidence l'efficacite des systemes ca-zn qui apparaissent comme pouvant etre envisages pour le remplacement des systemes ba-cd dans les applications batiments exterieures. Notre etude a confirme que les stabilisants anti-uv de type hydroxyphenyl benzotriazole sont plus efficaces que les stabilisants anti-uv de type hydroxy benzophenone. Les etudes de migration comparee des anti-uv type hydroxyphenyl benzotriazole greffe ou non sur squelette silicone suggerent que le greffage rend l'anti-uv moins sensible au lessivage. Le pigment jaune a base de chromate et sulfate de pb evolue fortement lors du vieillissement accelere et n'est donc pas adapte pour une utilisation exterieure. Les pigments azoiques marron et a moindre degre rouge semblent au contraire tres stables vis-a-vis du vieillissement accelere et cette stabilite est reliee avec leurs formules chimiques qui presentent des analogies avec celles des anti-uv hydroxyphenyl benzotriazole. En conclusion, les formulations pigmentees en marron et en rouge, stabilisees au maleate d'etain ou au ca-zn associes a l'anti-uv jdh544 semblent les mieux adaptees pour une utilisation exterieure tant au niveau de la couleur que des proprietes mecaniques
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Wloczysiak, Philippe. "Etude des propriétés rhéologiques et du vieillissement physique et chimique de mélanges bitumes – polymères." Mulhouse, 1995. http://www.theses.fr/1995MULH0389.
Full textAbstract:
Les mélanges bitumes - polymères sont des matériaux obtenus par mélange à haute température de bitume et de polymère. Dans le cadre de notre étude nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux mélanges bitumes - copolymères bloc styrène – butadiène - styrène (SBS). Le bitume est un composé complexe dans lequel on distingue 4 grandes familles de constituants chimiques : les asphaltènes, les résines, les aromatiques, les saturés. Ces composants du bitume sont plus ou moins compatibles avec les deux phases polystyrène et polybutadiène du SBS. Ainsi, le mélange résultant est un système à trois phases : une phase polystyrène, une phase polybutadiène et une phase bitume. En utilisant, l'analyse mécanique dynamique et le large éventail des possibilités de mélanges SBS-constituants du bitume, nous avons proposé un ensemble de relations entre la composition, la structure et les propriétés rhéologiques de tels matériaux. En outre, une approche théorique, basée sur la thermodynamique des mélanges, est venue compléter notre analyse. Elle permet de décrire les mécanismes physico-chimiques qui interviennent au cours de la préparation de ce type de matériaux. L'ensemble de ces résultats a ensuite été utilisé pour interpréter les évolutions, tant morphologiques que mécaniques, observées sur ce type de matériaux au cours de vieillissements accélérés physique et/ou chimique. Nous avons alors pu conclure que les mélanges bitumes-SBS subissaient, d'une part, une évolution initiale d'origine physique, due à des mécanismes de diffusion, et d'autre part, une évolution continue au cours du vieillissement, d'origine chimique, dont la responsabilité a été attribuée à la dégradation chimique du bitume
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Collette, Floraine. "Vieillissement hygrothermique du Nafion." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00354847.
Full textAbstract:
Dans le développement des piles à combustible de type PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cells), la durabilité des membranes est une question cruciale. Le vieillissement in-situ du Nafion® dans les piles ne permet pas de dégager de mécanisme de dégradation. C'est pourquoi des tests de vieillissement ex-situ, en enceinte climatique et en étuve, sur une durée de 500 jours ont été réalisés sur du Nafion® 112 et du Nafion® 212-CS dans des conditions proches de celles de la pile en fonctionnement (à 80°C à une hygrométrie variant de 0%RH à 95%RH).L'évolution des propriétés mécaniques montre une augmentation du module d'Young et une diminution de l'allongement à la rupture tandis que l'hydrophilie (directement liée à la conductivité) mesurée par DVS (Dynamic Vapour Sorption) diminue. L'évolution de la structure chimique, suivie par spectroscopie infrarouge, met en évidence la formation d'anhydride sulfonique. Une preuve indirecte de la formation de cette espèce est apportée par la résonnance magnétique nucléaire.
Le mécanisme de dégradation proposé est celui de la condensation des acides sulfoniques pour former l'anhydride. L'évolution des propriétés s'explique à la lumière de ce mécanisme.
La comparaison du Nafion® 112 et du Nafion® 212-CS montre que le Nafion® 212-CS vieillit trois fois moins vite que le Nafion® 112. La catalyse de la réaction de condensation par les cations métalliques présents en plus grande quantité dans le Nafion® 212-CS est à l'origine de cette différence de cinétique de vieillissement observée.
D'autre part, les essais à différentes humidités montrent que lorsque le taux d'hygrométrie croît, la réaction de condensation est accélérée. On propose un mécanisme de dégradation ionique de type SN1 avec formation d'une espèce intermédiaire RSO2+.
Enfin, on montre qu'en présence de catalyseur, la réaction de condensation est réversible : il y a hydrolyse de l'anhydride conduisant à des propriétés recouvrées. Il y a rajeunissement de la membrane.
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Genet, Sébastien. "Etude des mécanismes de vieillissement physique des polyréthanes : application aux Propergols solides." Mulhouse, 2004. http://www.theses.fr/2004MULH0757.
Full textAbstract:
L'objectif est d'étudier les mécanismes de vieillissement physique des propergols solides à base de polyuréthanes composés d'une phase souple polybutadiène et d'une phase rigide de clusters de fonctions uréthanes se relaxant au cours du temps par un phénomène de séparation de phase, ce qui altère ses propriétés de combustion. Les études RMN du solide par écho de spin et diffusion de spin donnent accès au diamètre des clusters, à la largeur de l'interphase ainsi qu'à la répartition des protons et à la dureté des deux phases et de l'interphase. Les analyses montrent une rigidification macroscopique et nanoscopique des deux phases et de l'interphase ainsi qu'une stabilité du diamètre des clusters et de la largeur de l'interphase au cours du vieillissement. Le comportement des polyuréthanes en fonction des adjuvants (dioctylazélate) met en évidence une plastification sélective de la phase souple et un effet de rigidification des deux phases en présence de charge, modélisé pour chaque casThe aim is to study the mechanisms of the physical aging of propellants based on polyuréthanes made with a soft polybutadiene phase and a hard phase of urethane clusters. This system tends to relax during aging with a phenomenon of phase séparation that corrupts burning properties. "Spin echo" and "spin diffusion" solid state NMR investigations give access to the clusters diameter, the width of the interphase and, to the proton partition and the hardness of the two phases and of the interphase. These analyses indicate a macroscopic and a nanoscopic rigidification of the two phases and of the interphase. They show a stability of the clusters diameter and of the width of the interphase during aging. The behaviour of polyuréthanes in function of additives such as dioctylazelate plasticizer points out a sélective plasticization of the soft phase and a rigidification of the two phases in presence of charge. These behaviours are modelized for each case
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Baumann, Florian. "Vieillissement et comportement d’échelle dynamique hors équilibre." Thesis, Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN10106/document.
Full textAbstract:
Les phénomènes de vieillissement et de comportement d'échelle dynamique ont été observés dans le passé dans beaucoup de systèmes hors-équilibre, mais il n'y a pas de théorie générale pour la description de ce type de système. Un premier pas a été réalisé avec la théorie d'invariance d'échelle locale (LSI) qui tente d'indentifier une forme généralisée du comportement d'échelle dynamique spatio-temporel. Pour des systèmes avec un exposant critique z = 2, il était déjà connu comment traiter ce genre de problème. Dans cette thèse on propose une reformulation et un élargissement de la LSI aux systèmes avec z ? 2. On en déduit des règles de Bargmann généralisées et on discute les symètries dynamiques élargies d'une équation de Langevin avec z ? 2. Puis on établit un formalisme pour le calcul des fonctions de corrélations et de réponse hors-équilibre. Les résultats sont confirmés dans plusieurs modèles concrets. Deuxièmement on s'intéresse au comportement de vieillissement dans des systèmes de réaction-diffusion. On trouve des différences importantes par rapport aux systèmes magnétiques dans certaines relations des exposants. Nous montrons aussi pour deux modèles exactement solubles comment élargir la LSI pour z = 2 afin d'inclure des modèles non-linéaires. Finalement, nous considérons le comportement de vieillissement proche d'une surface dans un système magnétique. Les résultats montrent que les formes d'échelle qu'on trouve dans le volume restent valides, mais certains exposants et fonctions d'échelle sont différents des quantités de volume correspondantesAgeing phenomena and dynamical scaling behaviour have been observed in many out-of-equilibrium systems, but a general framework for the description of such systems is still missing. A first step in this direction is the theory of local scale-invariance (LSI), which attempts to identify generalised forms of spatio-temporal dynamical scaling. For systems with a dynamical exponent z = 2, it has already been known how to treat stochastic partial differential equations and the consequences have been verified in many explicit models. In this thesis a reformulation and extension of LSI for systems with z ? 2 is presented. We infer for the first time generalised Bargmann superselection and discuss extended dynamical symmetries of Langevin equations with z ? 2. We can establish a formalism for the calculation of non-equilibrium correlation -and response functions and the results are confirmed in several new model calculations. Secondly, the ageing behaviour in reaction-diffusion systems is investigated. Although the main features of ageing as seen in magnets are still valid, important differences in exponent relations are found. Explicitly, the contact process is studied through field-theoretical methods and two bosonic models are solved exactly. For the latter, we show how to extend LSI with z = 2 to nonlinear models. Thirdly, the ageing behaviour in semi-infinite magnetic systems close to the surface is considered. The results show that the general scaling picture known from infinite systems remains valid, but some ageing exponents and scaling functions differ from the bulk quantities
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Cocaud, Julie. "Vieillissement humide de matériaux composites de pales d’hélicoptères : caractérisations et modélisations, de l'échelle de la résine à celle d'assemblages multi-matériaux." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4065.
Full textAbstract:
L’exposition d’une structure en matériaux composites à matrice polymère (CMPs) à un environnement humide peut affecter sa durabilité, à cause d’une diffusion d’humidité en son sein. On parle alors de phénomène de vieillissement humide (VH). La présente étude s’intéresse au VH des CMPs de pales d’hélicoptères. Dans le but de qualifier le comportement diffusif de ces structures, une campagne de caractérisation multi-échelles a été réalisée, au cours de laquelle des matériaux de pales d’hélicoptères ont été soumis à des conditions environnementales sévères de type aéronautique. Des comportements hygro-mécaniques cohérents ont été obtenus du point de vue des différentes échelles de matériaux analysées (résines, matériaux composites, assemblages multi-matériaux). Les résultats expérimentaux ont notamment conduit à la détermination des lois de comportement adaptées aux matériaux de l'étude et à l'identification des paramètres hygroscopiques associés. Ensuite, une méthodologie a été proposée pour modéliser le processus de diffusion d'eau au sein d'un assemblage multi-matériaux, à partir des paramètres diffusifs des mono-matériaux constituants. Une première approche numérique a permis de définir les conditions de diffusion d'eau à l'interface entre deux matériaux différents, par le biais de comparaisons des résultats numériques et expérimentaux. Puis, cette modélisation a été adaptée à la méthode des éléments finis et a rendu possible la simulation de la diffusion d'eau au sein d'une structure multi-matériaux complexe, en l'occurrence, une section de pale d'hélicoptèreExposure of a polymer matrix composite (PMC) structure to a wet environment can affect its durability due to moisture diffusion. This phenomenon is so called wet ageing (WA). This study focuses on the WA of helicopter blades PMCs. In order to qualify the diffusive behavior of these structures, a multi-scale characterization campaign was carried out. Helicopter blades materials were subjected to severe environmental conditions. Consistent hygro-mechanical behaviors were obtained regarding the different scales of materials (resins, composite materials, multi-material assemblies). The materials constitutive laws were determined from the experimental results. Also, the associated hygroscopic parameters were identified. Afterwards, a numerical study made it possible to model the water diffusion within a multi-material assembly based on the diffusive parameters of the constituent materials. The interfacial conditions were defined and validated by comparing numerical and experimental results. Then, this model was adapted to the finite element method. Finally, the simulation of water diffusion within a complex multi-material structure, in the present case, a helicopter blade section, was achieved
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Lekdim, Atef. "Contribution à l’étude du vieillissement thermique des matériaux magnétiques nanocristallins FeCuNbSiB et polycristallins FeCoV." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1058.
Full textAbstract:
La thèse s'inscrit dans le cadre du projet GENOME « Gestion Optimisée de l'Energie » dont l'enjeu majeur est la conception d'un avion plus électrique. L'augmentation de l'efficacité énergétique et de la compacité des systèmes électriques de ces avions entraîne de fortes sollicitations en température. Ces sollicitations sont liées à la compacité des systèmes (réduction de masse et de volume) ainsi qu'à leur localisation par rapport aux sources chaudes (réacteur d'avion par exemple). De ce fait, les matériaux magnétiques des nouveaux convertisseurs électriques doivent pouvoir fonctionner sous des conditions de hautes températures, supérieures à 200°C. Il s'agit du polycristallin FeCoV dédié à la fabrication des tôles du stator et du rotor des génératrices rapides (situées à proximité des réacteurs) et le nanocristallin FeCuNuSiB dédié à la conception des inductances et transformateurs des convertisseurs statiques. Ce manuscrit s'intéresse à l'étude du vieillissement thermique de ces deux familles de matériaux magnétiques. Ces matériaux, fournis par la société APERAM, se déclinent sous plusieurs nuances et finitions. L'étude du vieillissement consiste en l'application de plusieurs essais de vieillissement continus sous différentes températures (jusqu'à 300 °C pour les FeCoV et 240 °C pour les nanocristallins). Plusieurs grandeurs macroscopiques magnétiques, électriques et mécaniques (pour les FeCoV) sont mesurées à chaque intervalle de vieillissement. Grâce à ces mesures macroscopiques et à des mesures complémentaires effectuées à l'échelle microscopique, des analyses sont faites et des hypothèses sont proposées afin d'expliquer les mécanismes de vieillissement de ces deux familles de matériaux et dans le but de proposer des modèles phénoménologiques fiablesThe thesis takes part of the project GENOME “Gestion Optimisée de l’Energie” whose major issue is the design of the more electrical aircraft. The increase in the energy efficiency and the compactness of the electrical systems of these aircrafts lead to high temperature stresses. These thermal stresses are related to the compactness of the systems (reduction of mass and volume) as well as their location with respect to the hot sources (aircraft engine for example). Thus, the magnetic materials of the new electrical converters must be able to operate under conditions of high temperatures, above 200 °C. Typically, the FeCoV polycrystalline materials are dedicated to the fabrication of the stator and rotor sheets of the fast generators (located near the aircraft engine) and the FeCuNbSiB nanocrystalline materials are dedicated to the design of inductors and transformers of the static converters.This manuscript concerns the thermal ageing study of these two magnetic material families. These materials, supplied by the company APERAM, are available in several shades. The ageing study consists on applying several continuous ageing treatments at different temperatures (up to 300 °C for FeCoV and 240 °C for FeCuNbSiB). At each ageing step, several macroscopic properties namely: magnetic, electrical and mechanical (for the FeCoV materials) properties are measured. Using these macroscopic properties and complementary measurements carried out on a microscopic scale, analyses are made and hypotheses are proposed in order to explain the ageing mechanisms of these magnetic material families. The understanding of the magnetic ageing mechanisms is necessary towards establishing of phenomenological ageing models
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Billy, Fabien. "Vieillissement et propriétés résiduelles de matériaux issus du démantèlement d'avions en fin de vie." Phd thesis, ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00824151.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un vaste programme visant à établir un premier retour d'expérience sur des structures aéronautiques en fin de vie. L'objectif des travaux présentés ici est donc de caractériser le vieillissement et les propriétés résiduelles de pièces provenant d'avions après démantèlement, et donc après service. Plus précisément, deux matériaux de nature différente sont considérés : un alliage d'aluminium 2024-T351, constitutif d'une voilure d'A320 ; et un composite carbone/époxy T300/914, prélevé sur les voilures d'un Falcon X et d'un ATR.Pour les voilures composites, les travaux ont porté sur les effets de l'eau des stratifiés. L'évolution de la température de transition vitreuse en DMA a été étudiée en fonction du taux d'humidité présente dans le stratifié. Les résultats d'essais de sorption set de désorption ont été confrontés à différents modèles de diffusion. Les propriétés résiduelles ont été évaluée au travers de divers essais mécaniques. Il ressort de cette étude un très bon comportement du composite après service.Les travaux concernant la voilure métallique se focalisent sur les propriétés résiduelles en fatigue de l'alliage de voilure. Les résultats montrent qu'un durcissement structural apparaît en service, et qu'un léger abattement de la durée de vie en fatigue est observable. Cependant, le comportement à la fissuration est inchangé en comparaison avec un matériau " neuf ".Au final, ce premier retour d'expérience est positif. Il peut maintenant permettre aux avionneurs de vérifier les règles utilisées lors de la conception ou d'optimiser certains dimensionnements, mais aussi de justifier des extensions de durée de vie des avions.
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Loubeau, Florian. "Analyse des phénomènes de vieillissement des matériaux d’isolation électrique de machines de traction électrique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT086/document.
Full textAbstract:
La conception et la validation d’un nouveau moteur électrique nécessitent d’examiner les comportements dans le temps des différents matériaux d’isolation électrique face aux multiples contraintes qu’ils subissent. Les caractérisations au cours des vieillissements thermiques, hygrothermiques, thermomécaniques et électriques, ont porté sur les matériaux seuls , avec un focus particulier sur les résines d’imprégnation : une à base de polyesterimide et une à base d’époxy chargé, mais également sur les systèmes d’isolation électrique complets. Les autres matériaux sont l’émail des fils de cuivre, constitué de polyesterimide et de polyamide-imide, et deux papiers d’isolation tri-couches à base de Nomex® et de Kapton® pour l’un, et de Nomex® et de PET pour l’autre. Des caractérisations physico-chimiques (suivi de masse, spectroscopies IR et diélectrique, microscopie optique) et mécanique (flexion 3 points) ont permis de mettre en évidence des mécanismes de dégradations des matériaux lors des vieillissements thermiques et hygrothermiques tels que la perte d’adhérence de l’émail ou bien la délamination de la résine époxy. La caractérisation électrique des motorettes par des mesures de décharges partielles, a permis une évaluation des impacts des différents vieillissements et également de les corréler avec certains comportements des matériaux. L’influence de la forme d’onde sur la TADP a été étudiée. Il n’apparait aucune différence significative dans nos conditions entre des mesures sous signaux sinusoïdaux et sous signaux carrés. Les simulations de champs électriques sur les motorettes sont en accord avec les tensions d’apparition de décharges partielles (TADP) mesurées et avec l’influence de la température sur ces TADPDesign and validation of a new electric motor require an examination of the behavior of the electrical insulating materials under different stresses. Characterizations were performed during aging, thermal, hydrothermal, thermomechanical and electrical, both on the materials, with a special focus on the impregnating resins: a polyesterimide and a filled epoxy, and on models of the electrical system. Other materials have also been characterized such as the enamel covering the copper, with a formulation based on polyesterimide and polyamide-imide, and two 3-layer insulating papers based on Nomex® and Kapton® for the first and on Nomex® and PET for the second. Physicochemical analyses (mass loss, IR and dielectric spectroscopies, optical microscopy) and mechanical characterizations (3-points bending) allowed the identification of the degradation mechanisms during thermal and hydrothermal aging. The effects of the applied stresses on the motorettes were evidenced by measurements of partial discharges. Correlations with the observed behaviors of the materials were underlined, such as the loss of enamel adhesion or the delamination of the epoxy resin. The influence of the waveform on the PDIV has also been studied and it revealed no significant difference between sinus wave and square wave. Simulations of electric fields on the motorettes are in agreement with the measurements of partial discharge inception voltages (PDIV) and with the influence of temperature on these PDIV
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Le-Magda, Mélanie. "Influence du vieillissement sur le comportement des matériaux et des interfaces des systèmes mécatroniques." Rouen, 2011. http://www.theses.fr/2011ROUES010.
Full textAbstract:
Les systèmes mécatroniques sont des systèmes électroniques intégrés directement dans les pièces mécaniques. Leur environnement est sévère (courants>200A) et des défaillances peuvent survenir. Cette thèse est consacrée à l'étude de deux matériaux mécatroniques courants : compsite résine époxy/fibres de verre PCP FR4 (Printed Circuit Board Flame Retardant 4) et alliage PbSnAg. Un vieillissement isotherme est appliqué au PCP FR4 durant 8800 h à 110°C. Il affecte principalement l'époxy, qui évolue de manière complexe dès 2800 h. Celle-ci est révélée par l'apparition de courbes bimodales pour C'', le signal "out of phase" en TMDSC (Thermo-Modulated Differential Scanning Calorimetry) et pour tan ð, le rapport entre les modules de perte et de conservation en DMA 'Dynamic Mechanical Analysis). La transformation de l'époxy en deux parties causée par l'oxydation peut expliquer ce phénomène. Une estimation du module d'Young de celles-ci est proposée en associant les analyses de l'époxy aux lois de comportement mécanique du composite (loi rhéologique, modèle de Berthelot et loi mathématique). Pour l'alliage PbSnAg, le vieillissement isotherme à 200°C durant 7000 h révèle l'évolution de la microstructure et des propriétés mécaniques de l'alliage coulé d'une part et brasé entre deux substrats Cu revêtus de Ni puis de Ni-P d'autre part. Coulé, l'évolution des intermétalliques (IMCs) d'Ag3Sn est observée mais elle n'affecte pas les propriétés mécaniques en traction de l'alliage. Brasé, outre l'Ag3Sn , d'autres IMCs à base de Ni, de P et de Sn sont formés aux interfaces, évoluent selon une loi de Fick entraînant une baisse des propriétés mécaniques de l'assemblage en cisaillement ArcanMechatronic systems resultt from the tight integration of the electronic and mechanical components. Their used condeition is stringent (currents>200A), so failures can occur. This thesis is devoted to study two common mechatronic materials: epoxy matrix/glass fiber woven PCB FR4 (Printed circuit Boiard Flam Retardant 4) composite and PbSnAg alloy. Isothermal aging at 110°C is applied to PCB FR4 for over 8800 h. It mainly affects the epoxy, which has evolved in complex ways since 2800 h. This is reflected by the appearance of bimodal curves for C'', "out of phase" signal by TMDSC (Thermo-Modulated Differential Scanning Calorimetry) and for tan ð, the ratio between storage and loss modulus by DMA (Dynamic Mechanical Analysis). The oxidation of a certain volume fraction of the resin leading to the appearance of a new phase can be an explanation. The Young's modulus of thes two phases is modelised and combines the analysis of the aged epoxy with several models of the composite's behavior (rheological laws, Berthelot's model and mathematical law). Concerning the PbSnAg alloy, isothermal aging at 200°C for 7000 h is applied to the cast and soldered alloys. In the cast condition, formation, coalescence and fragmentation of Ag3Sn intemetallic compounds (IMCs) are observed but the tensile properties of the alloy are not affected. When the same alloy is soldered between two copper substrates coated with Ni and Ni-P layers, in addition to Ag3Sn, other IMCs based on Ni, P and Sn are also observed and grow during aging according to Fick's law. This microstructural evolution leads to a decrease of the mechanical properties of the solder when they are measured with the Arcan shear test
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Eliard, Camille. "Etude spectroscopique de la réaction de vulcanisation et du vieillissement thermique de matériaux caoutchoutiques." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R022/document.
Full textAbstract:
Comprendre le vieillissement des caoutchoucs afin de le ralentir est un challenge industriel. Pour répondre à cette problématique, la caractérisation du matériau à chaque étape de sa préparation est primordiale. En effet la vulcanisation au soufre est largement utilisée dans l’industrie alors que les mécanismes réactionnels et la structure des matériaux formés restent encore hypothétiques et controversés. La connaissance de ces mécanismes permettrait une amélioration de leur durée de vie. Pour cela nous avons utilisé des techniques innovantes comme l’Analyse Directe en Temps Réel couplée à la spectrométrie de masse (DART-MS) et la Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). Une analyse par spectroscopie RPE et DART-MS est effectuée sur chaque additif et mélange (gomme et additifs) à différentes étapes de leur préparation (brut, cru et vulcanisé) pour constituer une base de données. Le cœur de la thèse est l’étude menée par RPE sur la réaction de vulcanisation et sur le vieillissement accéléré des matériaux afin d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes radicalaires proposés dans la littérature. La vulcanisation est étudiée en comparant l’étude ex-situ consistant à analyser le matériau ayant subi la vulcanisation au sein du rhéomètre et l’étude in situ qui consiste à mimer cette réaction au sein du spectromètre RPE pour une étude en temps réelle. Les analyses par RPE montrent la présence d’espèces paramagnétiques de différentes natures (organique et métallique) évoluant au cours de la réaction de vulcanisation et de vieillissement. La spectroscopie RPE montre clairement son intérêt dans l’étude de la réaction de vulcanisation et le suivi du vieillissementUnderstanding the rubber materials’ aging is a challenge in the world of industry. To respond at this problematic, the characterization of the material at each stage of its preparation is essential. Actually, sulfur vulcanization is often used in industry while the reaction’s mechanisms and the structure of the materials formed are still hypothetical and controversial. Knowledge of these mechanisms would improve the life of rubbers. For this we have used innovative techniques such as Direct Analysis at Real-Time coupled with Mass Spectrometry (DART-MS) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR). Spectroscopic analysis by EPR and DART-MS is performed on each additive and mixture (rubber and additives) at different stages of their preparation (raw, uncured and vulcanized) to make a database. The center of the thesis is the study conducted by EPR on the vulcanization reaction and the accelerated aging of materials to provide response’s elements on the radical mechanisms proposed in the literature. Vulcanization is studied by comparing the ex-situ study which the material is vulcanized in the rheometer and the in-situ study which mimicking the vulcanization reaction in the EPR spectrometer for a real-time study. EPR analyzes show the presence of different paramagnetic species (organic and metallic) evolving during the vulcanization and aging reaction. EPR spectroscopy shows clearly its interest in the study of the vulcanization reaction and in the aging
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Saoudi, Rania. "Comportement des matériaux magnétiques nanocristallins FeCuNbSiB lors du vieillissement sous contraintes thermique et électrique." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. http://www.theses.fr/2023LYO10132.
Full textAbstract:
Dans le contexte de l'augmentation de l'efficacité énergétique, les systèmes électriques passent par une conception très compactée afin de réduire leurs volumes et poids, spécifiquement dans les systèmes intervenant dans les transports (automobile, ferroviaire et aérien). Cette compacité amène les matériaux magnétiques des nouveaux convertisseurs électriques à fonctionner dans environnements sévères (hautes températures et hautes fréquences). Cette thèse est consacrée pour étudier le comportement dans le temps (vieillissement) des matériaux nanocristallins FeCuNbSiB dédié à la conception des transformateurs, des inductances et des capteurs de courants. Différentes nuances de ces matériaux sont étudiées sachant que les échantillons sont fournis par APERAM Imphy sous forme des tores. En premier temps, les nanocristallins sont étudiées lors du vieillissement continu sous différentes températures. Plusieurs grandeurs macroscopiques magnétiques sont mesurées à chaque période de vieillissement. Afin d'expliquer le mécanisme du vieillissement, une analyse des énergies d'anisotropies est menée, compléter par des mesures à différentes échelles (locale, mésoscopique et microscopique). En deuxième temps, les propriétés magnétiques des nanocristallins sont suivis durant leur vieillissement thermique sous excitation alternée. Cette dernière est appliquée en utilisant des circuits électroniques conçus pour des capteurs de courant fluxgate fournis par LEM. Au final, l'impact du vieillissement magnétique des nanocristallins sur l'évolution des paramètres des capteurs est étudiéIn the context of increasing energy efficiency, electrical systems need to be designed in a very compact way in order to reduce their volume and weight, specifically in systems used in transportation (automotive, rail and airplanes). This compactness leads the magnetic materials of the new electrical converters to operate in severe environments (high temperatures and high frequencies). This thesis focuses on the behavior over time (aging) of FeCuNbSiB nanocrystalline materials dedicated to the design of transformers, inductors and current sensors. Different grades of nanocrystalline materials were provided by our collaborator APERAM Imphy in the form of wound cores. At first, nanocrystalline materials are studied during continuous aging under different temperatures. In aim to monitor aging evolution, several macroscopic magnetic properties are measured at each aging period. In order to explain the aging mechanism, an analysis of the anisotropy energies is conducted, completed by measurements at different scales (local, mesoscopic and microscopic). Thereafter, the magnetic properties of nanocrystalline materials are monitored during their thermal aging under alternating excitation. The latter is applied using electronic circuits designed for fluxgate current sensors provided by LEM. Finally, the impact of magnetic aging of nanocrystals on the evolution of sensor parameters is studied
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Baur, Prisca. "Durabilité d'assemblages structuraux collés avec des adhésifs polyesters et vinylesters dans la construction navale de plaisance." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2280.
Full textAbstract:
Les assemblages des bateaux de plaisance en composites se font actuellement par restratification ou boulonnage. Le but de cette thèse est d'étudier la faisabilité des assemblages pont/coque et cloison/coque par collage. Elle évalue trois adhésifs chargés : polyester orthophtalique, polyester isophtalique et vinylester. L'accent a tout d'abord été mis sur la caractérisation des adhésifs. L'effet des charges minérales et ceux d'un vieillissement hygrothermique ont notamment été étudiés. La caractérisation de joints à simple recouvrement a été faite en traction/cisaillement, celle de joints en T l'a été en flexion et traction. Nous avons examiné le comportement de ces éprouvettes en remplaçant les méthodes d'assemblage traditionnelles par un collage. Le dimensionnement de ces joints a aussi été étudié. En parallèle, un bateau prototype a été instrumenté pour identifier les efforts exercés sur les liaisons cloison/coque. La faisabilité démontrée dans ce travail a été transposée au processus industrielIn pleasure boats made of composite, shipyards use to bond the elements by mechanical bolting or overlaminating. The aim of this thesis is to study the feasibility of deck/shell and bulkhead/shell assembly using adhesive bonding. Three adhesives with fillers were evaluated: orthophthalic polyester, isophthalic polyester and vinylester. First, the adhesive properties were characterised. The influence of fillers and the effects of hygrothermal ageing have been particularly investigated. Simple-lap and tee joints have been tested in shear-tension for the former, and in bending and tension for the latter. The behaviour of these assemblies was examined for the case when adhesive bonding replaces traditional joining methods. The influence of the geometry of these joints was also studied. In parallel, a prototype boat has been instrumented to identify the loads applied to a bulkhead/shell joint. The feasibility demonstrated in this work has been applied to an industrial process
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Raujol, Sonia. "Influence du vieillissement sur le comportement en fluage d'un superalliage pour disques d'une turbine." Toulouse, INSA, 2004. http://www.theses.fr/2004ISAT0015.
Full textAbstract:
Le projet national «Avion de Transport Supersonique du Futur» prévoit la création d’un successeur au Concorde avec une durée de vie quatre fois plus longue et un rendement du moteur amélioré. Dans ce cadre, un nouveau superalliage pour disques de turbine appelé NR3, développé par l’ONERA, a été élaboré à la SNECMA par métallurgie des poudres afin de résister aux nouvelles conditions d’utilisation correspondant à une déformation en fluage à 700°C sous 300 MPa pendant 20000 heures. Un maintien de longue durée sous température de ce type de matériau biphasé entraîne le vieillissement de sa microstructure de précipitation et donc l’effondrement de ses propriétés mécaniques. L’objectif de ce travail est d’étudier, après différents traitements thermiques, l’influence du vieillissement sur la microstructure de précipitation bimodale retenue et d’en déduire la répercussion sur la tenue en fluage à partir de l’étude des micro-mécanismes de déformation. Pour cela, plusieurs techniques expérimentales ont été utilisées : essais de fluage, microscopie électronique en transmission (MET) post mortem et in situ et spectroscopie EDX. Ce travail a permis de montrer que le vieillissement affecte uniquement la population de petits précipités appelés tertiaires qui tend à disparaître. L’observation par MET et la caractérisation des micro-mécanismes responsables de la déformation ont permis de comprendre le rôle essentiel de ces précipités. Ils contrôlent la tenue en fluage par leur taille, la distance qui les sépare, leur chimie et la qualité de leur ordreThe purpose of the national project called «Future Supersonic Transport Airplane» concerns the creation of a successor for Concorde able to have a life time four times longer and an increase of the aeroengine output. A new powder metallurgy superalloy called NR3, developed at ONERA, was then elaborated at SNECMA to be used for turbine disks in order to resist the new real working conditions. They are defined by a creep deformation near 700°C under 300 MPa during 20. 000 hours and the long time maintenance, at such a temperature, of this two-phase alloy, inducing a microstructural change negative for the mechanical properties must be understood. The aim of our work is to study, after different thermal treatments, the evolution of the deformation micro-mechanisms during this microstructural ageing, in order to deduce its impact on the creep resistance of the alloy. Several different experimental techniques were used at different scales: macroscopic creep tests, post mortem and in situ transmission electron microscopy (TEM) and EDX spectroscopy. Finally, a particular emphasis is made on the decrease of the population of the smallest “tertiary” precipitates during ageing. Their important role is revealed by TEM observations through the evolution of the micro-mechanisms responsible for the deformation. It is clearly demonstrated that their dimension, the channel width between them, their chemistry and the quality of their order control at this temperature the variation of the creep resistance of the alloy
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Novy, Stéphane. "Mécanismes de vieillissement à très longue échéance des aciers inoxydables austénoferritiques." Rouen, 2009. http://www.theses.fr/2009ROUES039.
Full textAbstract:
Comprendre l'origine de la fragilisation des aciers austéno-ferritiques utilisés dans les coudes moulés des circuits primaires des centrales nucléaires est une étape clé pour l'anticipation de leur vieillissement. Cette prédiction nécessite une caractérisation et une compréhension du mécanisme de transformation de phase à l'origine de ce constat : la décomposition de la ferrite. Ainsi, de façon duale, des ferrites d'aciers vieillis plus de 20 ans, sur site ou en laboratoire ainsi qu'à différentes températures, ont été analysées par sonde atomique tomographique et un travail de simulation de la décomposition de la ferrite d'alliages modèles Fe-Cr a été initié. Afin de valider les paramètres utilisés en simulation Monte Carlo, une étude expérimentale de la démixtion d'un alliage Fe–20 % at. Cr vieilli à 500°C a été réalisée. Cette étude expérimentale a montré qu'un régime de germination non classique (GNC) intervient dans cet alliage. La simulation de la décomposition de la ferrite dans le même alliage, vieilli à la même température, n'a pas révélé l'enrichissement progressif des précipités de phase α' caractéristique de la GNC. L'étude d'aciers vieillis plus de 20 ans a permis de confirmer que les aciers vieillis en laboratoire sont représentatifs de ceux vieillis sur site (pour T < 350°C), que la phase G (précipitation intermétallique à l'interface des phases α/α') n'influence pas la fragilisation de la ferrite et que la différence de traitement thermomécanique n'est pas déterminante quant à l'écart de décomposition observé dans ces aciersEmbrittlement study of duplex stainless steels is a very important in order to predict the lifetime of primary circuits of nuclear power plant. Ferrite steels aged over 20 years, on-site, in laboratory and at different temperatures was analyzed by tomographic probe atom to assess the trend of aging of these materials with very long times. A more prospective work was also carried out, the aim was to model the decomposition of ferrite from austenitic-ferritic steels. The simulation of the decomposition of these steels are very complex, we initiated preliminary work in modelling the Fe-Cr alloys, because the decomposition of Fe and Cr in these steels is the main cause of their fragility. To validate the parameters used in simulation, an experimental study of the decomposition of an alloy Fe-20% at. Cr aged at 500 ° C was performed. This experimental study has shown that a non-classical germination (NCG) is involved in this alloy. The performed simulations on the same alloy at the same temperature, did not reproduce the progressive enrichment of precipitated phase α' (characteristic of NCG). The study of steels, aged over 20 years, has confirmed that the steel aged in laboratory are representative to steel aged in site ( T <350 ° C). Moreover, it has been shown that the Gphase (intermetallic precipitation at the interface α/α' phases) does not influence the embrittlement of the ferrite and the difference of thermo-mechanical treatment is not determinant of the variance decomposition observed in these steels
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Zhao, Dan. "Evolution de l'adhérence des chaussées : Influence des matériaux, du vieillissement et du trafic, variations saisonnières." Phd thesis, Ecole centrale de Nantes, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00905871.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objet d'étude l'évolution de l'adhérence des chaussées routières. Son but est, à l'aide d'essais effectués principalement en laboratoire, de développer un modèle de prédiction de cette évolution, basé sur le modèle de Tang, et tenant compte de la nature et de l'intensité du trafic, du vieillissement du liant et des variations saisonnières. Expérimentalement, on utilise la machine Wehner et Schulze pour distinguer le rôle des poids lourds et des véhicules légers. L'appareil Weatherometer permet d'appliquer un vieillissement accéléré, que l'on compare au vieillissement naturel d'éprouvettes exposées aux intempéries. Enfin, l'influence de la température et des sédiments routiers est étudiée en laboratoire ou sur la piste de glissance du LCPC. En parallèle, des chaussées routières in situ sont suivies dans le temps avec la machine DFTester et la remorque ADHERA. Pour la construction du modèle amélioré, deux voies sont empruntées. Dans la première, un modèle incrémental, intégrant les trois phénomènes, est construit. L'autre voie consiste à simplifier la fonction d'usure du granulat en utilisant un modèle logarithmique. Les modèles permettent de reproduire les résultats de laboratoire, et de prédire les mesures in situ. Outils de compréhension, ils peuvent également permettre à l'ingénieur de choisir la formulation de la couche de roulement, de prévoir l'évolution de l'adhérence avant la construction d'une route, ou de gérer l'entretien de chaussée pendant la durée de service.
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Pires, Isabelle. "Vieillissement dans l'antigel de matériaux composites polyamide-6,6 renforcé par des fibres de verre courtes." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20124.
Full text
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Lahoud, Nadine. "Modélisation du vieillissement des isolants organiques sous contrainte électrique : application à la fiabilité des matériaux." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/517/.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude a été d'améliorer la description du vieillissement des isolants organiques solides ou polymères sous contrainte électrique. De ce fait, une large étude bibliographique a été effectuée afin d'analyser, comparer et améliorer les scénarios de vieillissement des polymères isolants. Cette étude bibliographique a montré que, par souci de simplification, des paramètres pertinents ont été négligés dans la description du vieillissement électrique des polymères; à savoir leur structure hétérogène et la distribution de leurs propriétés. Cette étude présente une nouvelle approche sur le vieillissement des isolants organiques solides ayant pour premier objectif de prendre en compte la complexité de leur structure mise en évidence expérimentalement. Pour cela, le matériau a été assimilé à un ensemble de sites représentant des états énergétiques différents et donc des propriétés et une vitesse de vieillissement différentes selon chaque site. Les principaux paramètres en jeu au cours du processus de dégradation tels que la variation du volume spécifique, l'évolution de la rigidité diélectrique ainsi que la valeur locale du champ électrique ont été définis. L'expression du temps de retard de chacun des processus élémentaires de vieillissement en fonction de ces paramètres a été établie. Finalement une forme distribuée de ces temps de retard a été présentée. Notre approche phénoménologique est donc une approche multi-sites qui, complétée par une étude expérimentale, permettrait l'établissement d'une équation qui relierait le temps de vie de l'isolant aux différents paramètres en jeu tout en respectant leur distribution sur l'ensemble des sites au sein du polymèreThe aim of this study is to improve the description of solid organic insulators or polymers ageing under electrical stress. With this objective in view, the different ageing scenarios existing in the literature were analyzed, compared and improved. This theoretical study showed that many parameters related to their heterogeneous structure and the distribution of their properties were neglected in order to simplify the modelling. This study presents a new approach in the description of solid organic insulators ageing by taking into consideration their experimentally demonstrated structural complexity. In this approach, the polymer material has been assimilated to a set of sites representing different energy states, thereby different properties as well as ageing rates depending on each site. The principal parameters involved during the ageing process, such as the specific volume variation, the dielectric strength evolution and the local value of the electrical field have been defined. The expression of the retardation time specific to each elementary ageing process has been established. Finally, a distributed form of those retardation times has been presented. Our "phenomenological" approach is thus a multi-sites one permitting, along with an experimental study, to establish an equation relating the life time of polymer electrical insulators to the different parameters at play, all along respecting their distribution over the entire set of sites within the polymer
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Jin, Shuai. "Etude de vieillissement du comportement mécanique des agro-matériaux à base de fibres de chanvre." Troyes, 2013. http://www.theses.fr/2013TROY0006.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail consiste à élaborer des nouveaux matériaux composites à base de fibres de chanvre et à caractériser ses comportements mécaniques avec les différents effets de vieillissement. Nous avons commencé à caractériser le comportement en traction des fibres unitaires de chanvre, à l’état initial et à vieillissement accéléré. Les différentes conditions de vieillissement sont choisies afin d’étudier séparément les influences de chaque élément climatique principal (Humidité relative, Lumière solaire UV et Température) sur son comportement mécanique. Les résultats expérimentaux ont montré que l’UV et l’humidité relative jouent un rôle plus important que celui de température sur les propriétés mécaniques de fibres unitaires. Les observations microscopiques ont permit d’analyser l’évolution de la dégradation due au vieillissement des fibres unitaires. Les composites PP/Chanvre sont ensuite élaborés, vieillis et caractérisés en variant la fraction volumique de fibres. Les conditions de vieillissement sont les mêmes que celles des fibres unitaires. D’après les résultats, l’UV et la température sont les plus pénalisantes sur les propriétés mécaniques des composites, il est clair que le polymère PP protège bien les fibres et diminue considérablement l’effet de l’humidité sur les fibres. La dernière partie est consacrée à la modélisation analytique et micromécanique, les résultats obtenus à partir des modèles Hashin- Shtrikman+ et Neerfeld-Hill présentent une bonne corrélation avec les résultats expérimentauxThe main objective of this work consists to manufacturing the new composite materials based on hemp fibers and to characterizing their mechanical behavior with different aging effects. We started our study by characterizing the tensile behavior of the single hemp fiber, with original state and accelerated aging. Different aging conditions are chosen to study separately the influence of each climatic parameter (relative humidity, temperature and UV) on the mechanical behavior. The experimental results showed that the UV and humidity play a more important role than temperature on the mechanical properties of single fibers. Microscopic observations have allowed to analyzing the evolution of aging degradation of single fibers. The composites PP / Hemp are then manufactured, aged and characterized with different fibre volume fractions. Aging conditions are the same as those of single fibers. According to the results, UV and temperature are most penalizing to the mechanical properties of composite; it is clear that the PP polymer protects well the fibers and lessens greatly the effect of moisture on the fibers. The last part is devoted to the analytical and micromechanical modelling. The obtained results from Hashin-Shtrikman+ and Neerfeld Hill model showed a good correlation with the experimental results
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Lopitaux, Garance. "Etude du vieillissement de matériaux constitutifs de structures composites haute performance traitées sous rayonnement ionisant." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-335.pdf.
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Yahyaoui, Hanen. "Matériaux isolants pour appareillages haute tension dans le domaine du courant continu : comportement et vieillissement." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS267.
Full textAbstract:
Les projets de mise en place dans les prochaines décennies de « super réseaux intelligents », qui prévoient la construction de centrales de production à des milliers de kms des centres de consommation, nécessite le développement à large échelle du transport de très fortes puissances par câbles à courant continu. Les principaux verrous à ce développement se situent au niveau du câble et des appareillages adéquats, qui doivent être conçus sur des critères spécifiques et comporter des matériaux isolants ayant des propriétés particulières. Outre la variation de la résistivité qui dépend fortement du champ électrique et de la température, il est établi que des charges sont injectées dans la matière isolante, donnant lieu à une charge d'espace modifiant la répartition du champ électrique. Dans le cas d'un renforcement du champ électrique, la présence de charges d'espace peut conduire à une accélération du vieillissement électrique et, par suite, à un phénomène auto-accélérant pour la rupture diélectrique. Le comportement de ces matériaux sous fortes contraintes continues et en particulier leur vieillissement reste aujourd'hui mal connu.Ce travail de thèse concerne ainsi l'étude du comportement diélectrique de résines époxydes chargées d'alumine utilisées comme supports isolants dans les disjoncteurs à isolation gazeuse en vue d'évaluer leur aptitude à être utilisées dans des appareillages de coupure haute tension continue. Les différentes propriétés diélectriques de ce matériau à l'état initial (facteur de pertes, résistivité volumique, seuils et coefficients de non linéarité, résistivité surfacique, rigidité diélectrique, évolution des charges d'espace) sont déterminées et étudiées sous contrainte électrique continue et à différentes températures.Afin de mieux évaluer l'effet à long terme de la charge d'espace sur le matériau et d'en tirer des informations approfondies pour la conception des futurs composants pour la haute tension à courant continu, une étude de vieillissement accéléré sous contraintes électriques (champs continus) et thermiques (différentes températures) est réalisée. En plus de la charge d'espace, les autres paramètres analysés (permittivité, pertes diélectriques) constituent également des marqueurs potentiels du vieillissement du matériau. L'analyse de l'évolution de ces marqueurs constitue une phase nécessaire dans la compréhension du comportement du matériau pour une utilisation en haute tension à courant continuThe development of high voltage dc equipment requires design according to specific criteria and including materials with appropriate properties. Indeed, while in ac the dielectric behaviour is mainly determined by permittivity, which varies little for the used materials with field and temperature at power frequency, the dc behavior is determined by highly non-linear volume and surface conductivity-related phenomena. Thus, it is well known that, in dc conditions, electric charge is injected and trapped in the bulk and on the surface, affecting the distribution of the electric field. Space charge accumulation is able to increase significantly the values of the field, thus accelerating ageing and increasing the risk of breakdown. The electrode nature, the field and temperature dependence of the electrical conductivity of the insulating material are key factors involved in the high dc field phenomena.Epoxy resins form an important category of polymeric insulating materials used in a wide range of electric power installations and equipment. In particular, they have been used especially as insulating supports for ac Gas Insulated Switchgear (GIS), because of their electrical and mechanical properties. However, the behaviour of these materials under high dc stress is less known and needs thorough investigation in view of dc applications.The purpose of this thesis is to investigate dielectric behavior of epoxy resins in order to assess their suitability for use in high DC voltage switchgear and define actions and criteria support for the design of such devices.We start by presenting the most important chemical thermal and dielectric properties of polymers as well as the various properties of the epoxy resin.Dielectric properties of the material at initial state with continuous temperature and electrical stress (loss factor, volume resistivity, thresholds and nonlinearity coefficients, surface resistivity, breakdown, evolution of space charge) are determined and investigated under dc fields at different temperatures
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Alchikh, Mohamad. "Vieillissement mécano-chimique du polyvinyldifluore (PVDF) dans la soude." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6031.
Full text
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Binesti, Didier. "Les varistances à base d'oxyde de zinc : épreuves de vieillissement et dégradation." Bordeaux 1, 1985. http://www.theses.fr/1985BOR10587.
Full textAbstract:
La caracteristique courant-tension des varistances a base d'oxyde de zinc, ceramiques a conductivite electrique non-lineaire, est susceptible d'evoluer en cours de fonctionnement. L'objet de ce travail est l'etude des mecanismes de degradation. Parmi ceux-ci, la deformation des barrieres de schottky intergranulaires, qui trouve son origine dans la reduction superficielle des grains d'oxyde de zinc, semble determinante. Une reduction preferentielle de la partie externe des ceramiques est mise en evidence ; des remedes contre la degradation sont envisages
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Lamontagne, Jérôme. "Vieillissement des bitumes modifiés polymères à usage routier par simulation et techniques spectroscopiques." Aix-Marseille 3, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX30002.
Full textAbstract:
Les bitumes routiers subissent lors de leur vie sur la chaussée, un vieillissement entraînant une perte des propriétés des enrobés. Pour améliorer ces performances un ajout de polymère est nécessaire. Les Bitumes modifiés par des Polymères (BmP) sont des matériaux composites dont la structure dépend à la fois de la nature du polymère, de sa concentration, de la composition chimique du bitume et du procédé de fabrication. Les techniques d'analyses microspectrométriques s'avèrent indispensables pour permettre de caractériser chimiquement les phases des BmP. Pour suivre en continu leur vieillissement, une méthodologie a été développée permettant de visualiser et analyser les différentes phases de ces systèmes sans intervenir sur leur équilibre de répartition. Il est démontré pour les bitumes modifiés par un SBS une homogénéisation de la répartition du copolymère au sein du BmP. Pour les bitumes modifiés par l'EVA et l'EBA, le taux de gonflement de ces copolymères diminueRoad bitumens undergo during their road service life some ageing reactions resulting in a loss of mechanical properties of the pavement. In order to improve these performances an addition of some polymers is necessary. The polymer modified bitumens (PmB) are materials which the structure is complex and depend on at the same time the polymer nature, its concentration, the chemical composition of the bitumen and the manufacture process. The analytical microspectrometry be confirmed indispensables to characterise chemically the PmB microphases. In order to follow continually the PmB ageing, a new methodology was developed allowing to visualise and analyse the different phases of these systems without change the equilibrium repartition of bitumen and polymer phases. It was demonstrated in the case of bitumens modified by a SBS, an homogenisation of the polymer repartition in the bosom of the PmB. For the bitumens modified by EVA and EBA, the rate of swelling of these polymers decreases
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Devillers-Guerville, Lydia. "Rupture d'aciers inoxydables austéno-ferritiques moules, fragilises par vieillissement à 350-400c : aspects microstructuraux - simulation numérique de la dispersion et des effets d’échelle." ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0837.
Full textAbstract:
L'étude porte sur la rupture ductile à bas niveau d’énergie de plusieurs aciers austéno-ferritiques obtenus par moulage statique ou par centrifugation, de classe cf8m (z3cnd19-10m), contenant entre 14 et 32% de ferrite. Ces matériaux ont été fragilisés par différents vieillissements thermiques accélérés à 350 ou 400c. La caractérisation mécanique a été faite à 20 ou 320c selon les matériaux, en traction sur éprouvettes axisymétriques lisses et entaillées, en compression uniaxiale sur des pions cylindriques, en ténacité sur éprouvettes ct. Des essais de résilience et de flexion 3 points lente ont été réalisés sur éprouvettes charpy, ce qui a permis de mettre en évidence le faible rôle de la vitesse de déformation sur les résultats. La faible taille des éprouvettes de laboratoire devant les dimensions caractéristiques de la microstructure de ces matériaux moules à gros grains conduit à une importante dispersion expérimentale. Les effets d’échelle qui en découlent portent principalement sur les valeurs caractérisant l’amorçage de la fissure. La structure de solidification des grains ferritiques primaires joue surtout un rôle sur les propriétés en propagation. Par ailleurs, le rôle de la température d'essai sur la transition cisaillement clivage des modes d'endommagement et de rupture de la ferrite a été mis en évidence. La simulation numérique de la rupture des aciers austéno-ferritiques a été effectuée à l'aide d'un modèle de comportement des milieux poreux nécessitant uniquement la connaissance de deux paramètres matériaux. La prise en compte les hétérogénéités d'endommagement liées à l'apparition en amas des fissures de clivage dans la ferrite vieillie a permis de simuler les dispersions expérimentales, ainsi que les effets d’échelle. Les calculs sont restés bi-dimensionnels, mais ils permettent de retrouver l'ensemble des résultats expérimentaux, jusqu'aux valeurs de ténacité sur éprouvettes fissurées ct.
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Boucher, Vincent. "Etude du vieillissement de matériaux hautes températures pour machines tournantes et définition de méthodes d'essais accélérées." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00585496.
Full textAbstract:
L'isolation des barres conductrices des grandes machines électriques tournantes, de type alternateur de puissance, est assurée par un matériau composite époxyde/tissu de verre/papier de mica. Ces isolations sont définies en fonction de leur classe thermique qui caractérise la température maximale tolérable sans détérioration majeure à long terme (au moins 20 000 h). Au cours de cette étude, il a été mis au point un dispositif expérimental permettant de réaliser un vieillissement très accéléré de ces matériaux sous pression d'oxygène et à leur température de classe (155°C et 180°C). Ce vieillis sement a été comparé à un vieillissement sous air à pression atmosphérique à la même température. Deux nouveaux matériaux ont été évalués en comparaison avec un matériau de référence. L'évolution de ces matériaux a été suivie au travers de leurs caractéristiques électriques (spectroscopie diélectrique et mesures de décharges partielles), thermo-mécaniques (Analyse Mécanique Dynamique - DMA) et des évolutions de leurs masses. L'utilisation de plusieurs dimensions et formes d'échantillon a permis de prendre en compte l'anisotropie des matériaux et de distinguer les cinétiques de dégradation selon les orientations parallèles et perpendiculaires aux plans tissus de verre/mica. Les évolutions des masses des matériaux sont bien décrites par des cinétiques d'ordre zéro et d'ordre 1. Ces modèles ont permis de proposer des durées de vie pour les trois matériaux évalués dans le contexte d'utilisation industriel et selon les critères normatifs en vigueur, aussi bien sous pression d'oxygène qu'à pression atmosphérique.
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Mercier, Julien. "Prise en compte du vieillissement et de l'endommagement dans le dimensionnement de structures en matériaux composites." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00156986.
Full textAbstract:
La présente étude traite de la durabilité (vieillissement) en milieu humide et de l'endommagement par fissuration de matériaux composites à matrice organique (CMO).La diffusion d'eau dans le matériau (matrice époxy renforcée par des fibres de verre) est tout d'abord analysée expérimentalement par détermination des cinétiques d'absorption sous différentes conditions d'humidité. Des baisses de différentes propriétés mécaniques en fonction de la quantité d'eau absorbée sont mises en évidence et quantifiées lors d'essais expérimentaux de traction. Les mécanismes physiques à l'origine de ces modifications sont identifiés. Un mode
d'endommagement particulier, la fissuration intralaminaire, ainsi que son couplage avec l'humidité,
sont aussi étudiés expérimentalement. Des différences entre évolutions réversibles et irréversibles de propriétés sont mises en évidence et analysées en détail.
Un modèle prédictif qui prend en compte les effets d'endommagements d'origine hydrique et/ou mécanique est alors proposé. Un calcul couplé diffusion/mécanique, sur un logiciel de modélisation par éléments finis, permet de déterminer le comportement global du
matériau, connaissant le gradient de propriété suivant l'épaisseur. Il est donc possible de suivre en continu au cours du vieillissement l'évolution de rigidité du matériau, pour n'importe quel état de fissuration et d'absorption (i.e. n'importe quel état intermédiaire entre état sec et état saturé en eau). Des essais numériques de cyclages, à la fois de chargement mécanique (charge-décharge) et de vieillissement (absorption-séchage) ont enfin été menés avec succès. Il est ainsi possible de simuler n'importe quelle condition (température, humidité, épaisseur, chargement appliqué) et donner une estimation des propriétés du matériau tout au long de son utilisation.
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Castaing, Rémi. "Vieillissement d'accumulateurs aux ions lithium : influence des conditions d'utilisation et scénarios de dégradation." Nantes, 2014. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=439d8fbc-9220-439f-ae40-5e9f6ae12a7f.
Full textAbstract:
Le vieillissement d’accumulateurs aux ions lithium a été étudié en usage en véhicule électrique. Alors que les sollicitations du système de propulsion sont irrégulières et erratiques, au laboratoire, les matériaux d’électrode candidats sont habituellement testés lors de cycles de charge–décharge à courant constant. Ce travail s’est donc donné pour but d’examiner l’incidence du type de sollicitations sur les matériaux pour accumulateur. Un cadre technique et analytique rigoureux a été appliqué pour la fabrication des cellules, l’application des sollicitations et la mesure des performances. Cela a permis d’analyser de façon critique les résultats de vieillissement par des outils statistiques. L’évolution des performances durant le vieillissement a été diagnostiquée au moyen d’analyses spectroscopiques, microscopiques et électrochimiques complémentaires et à la lumière des mécanismes de dégradations publiésThe aging of Li-ion bateries for electric vehicle was studied. Although the power demand proile is uneven and complex, the candidate electrode materials are tested in the laboratory under constant-current conditions. His work targeted to analyze the efect of use conditions on batery materials. A rigorous technical and analytical frame was used for manufacturing and aging the cells and measuring their performance. His was the key to objectively analyze the results of aging using statistical tools. He evolution of performance in aging was diagnosed using complementary spectroscopic, microscopic and electrochemical analyses and in the light of the published degradation mechanisms
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Bassery, Josserand. "Prise en compte du vieillissement et de la fatigue dans le dimensionnement de structures en matériaux composites." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00609158.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette étude est de prédire l'initiation du délaminage en fatigue dans un matériau composite en carbone/polysulfure de phénylène (PPS). Dans le domaine des transports comme l'aéronautique ou l'aérospatiale, de nombreuses applications sont réalisées en matériaux composites en raison de leur rapport résistance/masse volumique élevé. Les matrices thermoplastiques telles que le PPS témoignent d'un certain nombre d'avantages, tels que le recyclage, quand on les compare aux classiques résines thermodurcissables comme l'époxy. En effet, ce matériau peut présenter un taux de cristallinité et une température de transition vitreuse élevés et ainsi avoir de très bonnes propriétés thermomécaniques. Néanmoins avant de réaliser des pièces structurelles en composites thermoplastiques, une connaissance précise et globale du comportement mécanique est nécessaire aussi bien en statique, qu'en fatigue couplé au vieillissement. Plus particulièrement, au cours des essais de fatigue, lorsque le délaminage, défini comme le décollement entre couches adjacentes se produit, très souvent cela signifie une ruine rapide et totale de la structure. Ainsi, afin d'établir un critère capable de prévoir l'amorçage du délaminage, des essais de fatigue à différents niveaux de contraintes et des essais Arcan-Mines ont été réalisés. Cette étude présente une procédure d'évaluation de la résistance d'interfaces des matériaux composites soumis à des chargements cycliques. Enfin, nous proposons un critère fiable d'initiation au délaminage et sa validation pour le matériau étudié.
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Vidal-Dho, Matthias. "Mécanismes de vieillissement liés à la pénétration d’humidité dans les matériaux diélectriques à faible permittivité des interconnexions." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT066.
Full textAbstract:
La réduction des dimensions des dispositifs micro-électroniques élémentaires, notamment des transistors et des cellules mémoires, a permis au cours des dernières décennies d’augmenter la densité d’éléments intégrés et donc d’obtenir plus de fonctions au sein d’une même puce. Cette réduction des dimensions a notamment nécessité l’introduction de matériaux diélectriques à faible permittivité, particulièrement sensibles à l’humidité.Cette thèse détaille les propriétés électriques de tels matériaux ainsi que les conséquences de leur contamination par l’humidité sur leurs caractéristiques. Le procédé de fabrication des interconnexions à base de cuivre et de matériau à faible permittivité est détaillé puis, le matériau à faible permittivité utilisé dans les interconnexions avancées, appelé SiOC :H, est caractérisé afin d’en déterminer les principales propriétés chimiques et structurelles, nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques menant à la dégradation des performances électriques de ces matériaux. Ensuite, une importante étape de conception et de fabrication de structures de caractérisation permettant l’étude de l’impact de la pénétration d’humidité sur les performances électriques du matériau SiOC :H est détaillée. Enfin, les résultats de caractérisations électriques effectuées sur ces structures sont présentés, permettant une compréhension des processus physiques menant à la dégradation des performances du matériau SIOC :H utilisé dans l’industrie microélectroniqueOver the past decades, scaling of microelectronic chips, in particular transistors and memory cells, has allowed to increase substantially both the density of integrated circuit and integrate the umber of functions offered. Such scaling required the introduction oflow permittivity dielectrics, which are particularly sensitive to moisture pollution. This thesis details the dielectrics main properties and the consequences of moisture ingress insuch low-permittivity dielectrics, also referred as SiOC :H dielectrics. The fabrication of low-κ/copper-based interconnects is detailed. Then, the SiOC :H dielectric material is characterised to determine its chemical and molecular structure in order to understand underlying physical phenomenon leading to the material electrical performances degradation. Then, the conception and fabrication of electrical test structures required to evaluate the impact of moisture on the electrical properties and performances of integrated SiOC :H dielectric material is presented. Finally, the results of electrical characterisations carried out on these structures provide a better understanding of physical phenomenon leading to electrical performance degradation of SiOC :H dielectric material used in the semiconductor industry
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Salles, Corinne. "Performance et vieillissement de membranes céramiques à transport d'oxygène." Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2018. http://www.theses.fr/2018ENCM0001/document.
Full textAbstract:
Les membranes à transport d’oxygène (OTM) sont des membranes céramiques denses qui sont capables de transporter l’oxygène de manière totalement sélective à travers un gradient de pression partielle d’oxygène. Elles peuvent être utilisées pour diminuer les émissions de gaz à effet de serre dans le cadre de la capture et du stockage du CO2 ou pour augmenter l’efficacité de l’oxydation partielle du méthane. La semi-perméabilité de l’oxygène est proportionnelle à la conductivité ambipolaire du matériau. Cependant, les OTM avec des conductivités ambipolaires élevées sont plus susceptibles de se dégrader rapidement dans les conditions d’utilisation. Pour être compétitives, les OTMs doivent donc remplir plusieurs critères, notamment avoir un flux élevé mais être aussi stables chimiquement, thermiquement, mécaniquement et être peu chères. CaTi0.9Fe0.1O3−δ (CTF) a été récemment présenté comme étant un matériau prometteur pouvant remplir ces critères et mérite d’être étudié plus en détail.Cette thèse se focalise sur les performances (mesurées par le flux d’oxygène) et la stabilité chimique et thermique du CTF. Pour améliorer les performances d’une membrane, il est nécessaire de savoir si la semi-perméation est limitée par les réactions en surface ou par la diffusion en volume. Les premiers résultats de ces travaux détaillent les étapes limitantes du transport de l’oxygène dans le CTF. En particulier, grâce à un montage expérimental spécifique et des expériences complémentaires, il a été montré que le CTF est limité à la fois par la diffusion en volume et les réactions de surfaces pour T < 750°C mais est majoritairement limité par la diffusion en volume à plus haute température. Les chapitres suivant détaillent la diffusion dans le volume et la conductivité électrique en fonction de la pression partielle d’oxygène et de la température, au vu de la chimie des défauts du CTF. Dans les conditions de fonctionnement, le CTF doit être considéré comme étant un conducteur mixte, avec une conductivité ionique qui devient prédominante pour des températures supérieures à 800°C.La seconde partie est consacrée à l’étude de la stabilité du CTF sous des atmosphères réactives, spécifiques aux OTM, qui sont connues comme provoquant des dégradations pour certains matériaux. Des tests de vieillissement sous atmosphères de CO2, CO, H2 n’ont montré aucune dégradation du flux de semi-perméation sur plusieurs centaines d’heures. Seulement une légère diminution du flux (- 25%) a été observée en présence de CO2 et de vapeur d’eau mais après cent heures sous hélium, le flux initial a été retrouvé. Des analyses DRX, MEB et Raman post-mortem n’ont révélé aucun signe notable de dégradation en surface et dans le volume. Un test sous CH4 a également été effectué, et la formation de CO, CO2, H2 et H2O a été suivie pendant des centaines d’heures. Malgré la présence de ces gaz réactifs, la même valeur du flux de semi-perméation a été retrouvée après 1000 heures de test sous méthane, témoignant d’une très bonne stabilité du CTF dans ces conditions réductrices. En conséquence, malgré des valeurs de flux relativement faibles (5×10-3 mL.min-1.cm-1 à 900°C), ce matériau est plein de promesse et son excellente stabilité sous méthane notamment peut être très intéressante pour certaines applicationsOxygen transport membranes (OTM) are dense ceramic membranes that allow oxygen diffusion along a chemical potential gradient. OTMs can increase the efficiency of oxycombustion processes or partial oxidation of methane, resulting in lower CO2 emissions overall. The oxygen transport is proportional to the ambipolar conductivity of the OTM material. However, OTM materials with the highest ambipolar conductivity are more prone to fast degradation under operation conditions. To be competitive, OTMs must associate high oxygen transport properties but also must be chemically, thermally, and mechanically stable, and preferably not expensive. CaTi0.9Fe0.1O3−δ (CTF) has recently been shown to match these demands, appearing as a promising OTM material that is worth studying in further detail.This PhD is therefore dedicated to study the performance and stability of CTF in typical operation conditions of an OTM. To improve the performance of a membrane, it is necessary to determine if the semi-permeation is limited by surface exchange reactions or by bulk diffusion. The first results of this work will detail the nature of the limiting reaction step for oxygen transport in CTF. Specifically, CTF is co-limited by bulk diffusion and surface exchange reactions at T < 750 °C, but is mainly limited by bulk diffusion at higher temperatures. The following chapter details the bulk diffusion process and electrical conductivity in light of the defect chemistry of CTF, as a function of oxygen partial pressure and temperature. Under typical operation conditions, CTF must be regarded as a mixed ionic and electronic conductor, with increasing predominance of ionic conductivity at T > 800°C. The second part is dedicated to the stability of the CTF under atmospheric compositions typically found in standard operating conditions, known to degrade the performance of usual membrane materials. The oxygen transport of CTF is shown to remain extremely stable under CO2, CO, and H2 atmospheres over several hundred hours. Some degradation (- 25% of oxygen semi permeation flux) was observed when exposed to humidified CO2, but returning to initial values when exposed to dry helium for a hundred hour. Post-mortem XRD, SEM and Raman analyses did not show any obvious signs of surface or bulk degradation. CTF was tested for CH4 oxidation for a thousand hours and the formation of CO, CO2 and H2O was followed. Despite this reactive environment, the oxygen transport CTF membrane fully regenerates upon returning to helium atmosphere. Therefore, despite relatively low performance (5×10-3 mL.min-1.cm-1 at 900°C), this material is full of promises and especially its outstanding stability under methane can be very interesting for some applications
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Mario, Olivier. "Étude du vieillissement des assemblages structuraux acier/aluminium : influence de l’environnement sur le dimensionnement." Paris, ENMP, 2007. http://www.theses.fr/2007ENMP1512.
Full textAbstract:
L’objectif de cette étude est de s’intéresser au comportement d’un adhésif structural chargé de type époxydique, à l’état massique d’une part et au sein d’un assemblage réalisé entre deux substrats métalliques d’autre part, afin de dimensionner une structure uniquement collée, un train arrière de voiture dont la traverse est en acier et les bras en aluminium. Les analyses des joints ont mis en évidence le rôle prépondérant joué par la microstructure. Les charges de talc sont constituées de feuillets dont les énergies de cohésion inter-feuillets sont très faibles. Après la réticulation à haute température, au cours du refroidissement, des contraintes vont se localiser autour de ces charges et conduire à un endommagement responsable de la chute des propriétés élastiques du joint. La conséquence première est que la contrainte à rupture du joint est directement reliée à la fraction de charges. La diffusion d’eau dans la matrice polymère se fait selon une cinétique non fickienne. L’eau est présente dans une première phase, liée aux sites polaires du polymère, et dans une seconde, sans interaction avec la matrice. Les propriétés mécaniques et physico-chimiques mesurées sur l’adhésif massique varient proportionnellement à la concentration d’eau présente dans l’adhésif. Ce modèle, transposé aux joints collés permet là aussi de parfaitement modéliser les évolutions des propriétés mécaniques en fonction du vieillissement. L’ensemble de ces résultats rassemblé au sein d’un modèle même numérique permet de connaître précisément l’état d’une structure après vieillissement et permet donc ainsi de dimensionner la structure industrielle souhaitéeThe objective of this work is to study the behaviour of a filled structural epoxy adhesive, in both its bulk state and as used to form a bonded assembly realised between two metallic substrates. This behaviour has to be characterised in the initial state but also after hydrothermal ageing, in order to dimension a bonded structure. Microscopic analyses underline the dominating role played by the microstructure. The fillers (of talc especially) are composed of layers with weak, cohesive, inter-layer energy. After crosslinking at high temperature, and during cooling, stresses are induced around these fillers and lead to local damage, responsible for the reduction of the elastic properties of the joint. Under strain, the talc layers exfoliate and create a microscopic crack network in the joint. The final crack leading to failure passes preferentially through these fillers. The first consequence is that the maximum stress is directly linked to the fractional filler content. Water diffusion into the polymer matrix follows non-Fickian kinetics. Water is present in a first phase, linked to the polar sites of the polymer, and in a second phase, without interaction with the matrix. The mechanical and physicochemical properties measured on the bulk adhesive vary proportionally with the water concentration within the adhesive. This model, transposed to the adhesive bonded joints, also allows us to describe the evolution of mechanical properties according with ageing. All these results gathered together in a numerical model allow us to know the state of a structure after ageing and allow us to dimension the desired industrial structure
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Faurichon, de la Bardonnie Marc. "Caractérisation du vieillissement électrique de transistors microniques n-Mos par l'étude de la jonction substrat-drain." Perpignan, 1996. http://www.theses.fr/1996PERP0248.
Full textAbstract:
Ce travail propose une methode nouvelle pour l'etude des proprietes des transistors realises pour les composants de tres haute integration. Elle est appliquee a l'etude des degradations de leurs proprietes produits par des porteurs chauds produisant un vieillissement rapide des transistors microniques. Cette methode consiste en l'analyse du fonctionnement de la jonction substrat-drain par la determination des courants de recombinaison et de diffusion. La description de ses caracteristiques courant-tension permet d'extraire des parametres lies a sa structure. L'etude experimentale a ete faite en utilisant des plaquettes de test realisees en technologie cmos avec des transistors de largeurs et longueurs de grille comprises entre 25m et 0. 8m. Ces parametres ont ete obtenus dependants des dimensions et de valeurs sensibles aux contraintes electriques appliquees. Cette etude a permis de montrer que les defauts induits sont localises au niveau du drain et relies aux imperfections de structure apparaissant sur les pourtours des zones actives. Ces resultats permettent d'envisager le developpement d'une methode de test des composants par une analyse initiale a des fins de selection pour des applications specifiques
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Kuntz, Pierre. "Evolution du comportement sécuritaire de batterie lithium-ion pendant leur vieillissement." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI069.
Full textAbstract:
La technologie des batteries lithium-ion est de plus en plus répandue en raison de sa haute densité énergétique et de sa bonne cyclabilité. Aujourd'hui, les véhicules électriques fonctionnent avec des technologies au lithium-ion. Malgré leurs nombreux avantages, il a été prouvé que les batteries lithium-ion sont la cause de nombreux incendies accidentels de voiture. La sécurité des batteries est donc une problématique importante pour continuer à développer des véhicules plus performants et plus durables, mais aussi pour assurer la sécurité des utilisateurs. Selon les conditions d'utilisation, différents mécanismes de vieillissement interne à la cellule peuvent être activés et induire des modifications physico-chimiques des composants internes. Ainsi, le vieillissement d'une cellule a une forte influence sur son comportement en matière de sécurité. Trois références de cellules lithium-ion commerciales de type 18650 sont étudiées et vieillies en utilisant un cyclage représentatif BEV (Battery Electric Vehicle) à différentes températures (-20°C, 0°C, 25°C, 45°C) selon la norme internationale IEC 62-660. Des analyses ante-mortem et post-mortem (analyses électrochimiques des électrodes, MEB, EDX, GD-OES, XRD, GCMS, DSC, FTIR...) sont réalisées sur les composants internes afin d'identifier clairement quel mécanisme de vieillissement se produit en fonction des caractéristiques de la cellule et des conditions de vieillissements. Ensuite, des tests de sécurité sont effectués (ARC, court-circuit et surcharge) pour évaluer le comportement de chaque cellule en matière de sécurité. En comparant le comportement de sécurité des cellules neuves à celui des cellules âgées, il sera possible de comprendre l'impact de chaque mécanisme de vieillissement sur le comportement sécuritaire des cellulesLithium-ion battery technology is more and more widespread due to its high energy density and good cycleability. Today electric vehicles runs with Lithium-ion technologies. Despite Lithium-ion technology has numerous advantages, it has been proved that lithium-ion battery are the cause of many accidental car fires. Thereby battery safety is a key issue to continue to develop more performant and enduring vehicle, but also to ensure the user’s safety. Depending on the condition of use, different aging mechanisms inside the cell could be activated and induce physical and chemical modifications of the internal components. Therefore, aging of a cell has a strong influence on its safety behavior. Three references of commercial 18650-type lithium-ion cells are investigated using BEV (Battery Electric Vehicle) representative aging at various temperatures (-20°C, 0°C, 25°C, 45°C) according to the international standard IEC 62-660. Ante-mortem and post-mortem analyses (half coin cell at the electrode level, SEM, EDX, GD-OES, XRD, GCMS, DSC, FTIR…) are performed on internal components in order to identify clearly, which aging mechanism occurs in accordance to the cell characteristics and the aging conditions. Then safety test are performed (ARC, short-circuit and overcharge) to evaluate the safety behavior of each cell. By comparing safety behavior of fresh cell vs. aged cells, it will be possible to understand the impact of each aging mechanism on cell safety behavior