Tesis: "Propriétés à température finie"

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Sinito, Chiara. "Propriétés magnéto-optiques de nanocristaux de CdSe individuels à basse température". Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0282/document.

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Resumen

Les applications émergentes des nanocristaux de CdSe nécessitent une compréhension approfondie des propriétés d’émission et de relaxation des sous-niveaux de structure fine de l’exciton de bord de bande. Cette thèse porte sur l’étude spectroscopique de nanocristaux individuels de CdSe présentant une photostabilité remarquable aux températures cryogéniques. La distribution spectrale de leur photoluminescence en fonction de la température et d’un champ magnétique appliqué fournit une signature précise des niveaux de plus basse énergie, révélatrice de leur morphologie et leur structure cristalline. Une méthode d’excitation de la luminescence de haute résolution spectrale a été développée pour sonder la totalité des niveaux de structure fine. Les raies de recombinaison des huit états ont ainsi été résolues pour la première fois dans une situation de levée totale de dégénérescence produite par l’anisotropie des nanocristaux et l’application d’un champ magnétique. L’excitation sélective des nanocristaux dans les niveaux supérieurs de la structure fine permet aussi d’étudier les mécanismes de relaxation de spin entre les branches excitoniques à trou lourd et à trou léger. Des canaux de relaxation sélectifs peuvent notamment être mis à profit pour préparer un nanocristal dans un niveau quantique unique.Des nanocristaux à double coque ont été conçus pour être efficacement photo-chargés, produisant une émission stable à partir de l’exciton chargé (trion) à la température de l’hélium liquide. La recombinaison du trion est purement radiative, avec une signature spectrale caractérisée par une raie d’émission sans phonon unique et intense. Sous champ magnétique, son éclatement en quatre composantes Zeeman livre les facteurs de Landé de l’électron et du trou. L’analyse des poids de ces composantes permet aussi de trouver le taux de relaxation de spin du trion et le signe de sa charge. Une inhibition remarquable de la relaxation de spin se produit lorsque l’éclatement Zeeman est inférieur à l’énergie du premier mode de phonons acoustiques du nanocristal
The development of emerging applications of CdSe nanocrystals requires a detailed understanding of the band-edge exciton fine structure and relaxation pathways. This thesis is focused on cryogenic spectroscopy of single nanocrystal with a remarkable photostability. Photoluminescence spectra as a function of temperature and under external magnetic fields provide a spectral fingerprint of the low energy sub-levels, revealing the morphology and the crystal structure of individual nanocrystals. In order to probe the entire band-edge exciton fine structure, a high resolution luminescence excitation technique has been developed. Zeeman and anisotropy-induced splittings are used to reveal the entire 8-state band-edge fine structure, enabling complete comparison with band-edge exciton models. State selective excitation allows the preparation of single quantum states. It is also used to map the hole spin relaxation pathways between the fine structure sub-levels.Charged quantum dots provide an important platform for a range of emerging quantum technologies. Double shell CdSe nanocrystals are engineered to efficiently ionize at cryogenic temperatures, resulting in trion emission with a single sharp zero-phonon line and a near-unity quantum yield. Zeeman splitting of this line enables direct determination of electron and hole g-factors. Spin relaxation is observed in high fields, enabling identification of the trion charge. Importantly, we show that spin flips are completely inhibited for Zeeman splittings below the low-energy bound for confined acoustic phonons. This charac- teristic unique to colloidal quantum dots has potential applications in single spin coherent manipulation

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Stern, Anthony. "Comportements métallurgique et mécanique des matériaux de gainage du combustible REP oxydes à haute température". Paris, ENMP, 2007. http://www.theses.fr/2007ENMP1506.

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Resumen

Les alliages de zirconium ont été choisis pour la fabrication des gaines de combustible des REP. Etant données les conditions sévères d’utilisation de ces matériaux, il est indispensable de les qualifier afin de respecter les critères de sûreté en vigueur. Il s’agit d’étudier la tenue mécanique de ces matériaux dans les conditions nominales, mais aussi en conditions accidentelles. Lors de certains scenarii accidentels hypothétiques, la gaine peut subir une incursion à haute température (HT) en atmosphère de vapeur d’eau, puis un refroidissement et une trempe à l’eau. L’oxydation accélérée de la gaine qui s’ensuit et les évolutions métallurgiques associées conduisent à une dégradation des propriétés mécaniques résiduelles qu’il faut évaluer. C’est à partir de cette problématique que le sujet d’étude a été défini. Du fait de la diffusion importante de l’oxygène dans le substrat pendant l’oxydation HT, les tubes de gaine se caractérisent par la présence de différentes phases dans l’épaisseur aux caractéristiques mécaniques bien différentes. Afin de rendre compte du comportement mécanique résiduel de ces objets « multi-couches », le travail de thèse a consisté à obtenir des échantillons représentatifs des différentes phases du matériau « réel ». Nous avons alors étudié la transformation de phases au refroidissement dont nous avons proposé un mécanisme phénoménologique. Puis, les mêmes matériaux ont fait l’objet de caractérisations mécaniques à différentes températures et teneurs en oxygène. Cette caractérisation mécanique nous a servi à initier des calculs par éléments finis pour retranscrire le comportement de la gaine lors d’essais de compression d’anneaux
Zirconium alloys are used as cladding materials in PWR. As they are submitted to very extreme conditions, it is necessary to check their behaviour and especially to make sure they meet the safety criteria. They are therefore studied under typical in service-loadings but also under accidental loadings. In one of these accidental scenarios, the cladding temperature may increase above 800°C, in a steam environment, and decrease before a final quench of the cladding. During this temperature transient, the cladding is heavily oxidised, and the metallurgical changes leads to a decrease of the post quench mechanical properties. It is then necessary to correlate this drop in residual ductility to the metallurgical evolutions. This is the problem we want to address in this study. As oxygen goes massively into the metallic part - a zirconia layer grows at the same time – during the high temperature oxidation, the claddings tubes microstructure shows three different phases with various mechanical properties. In order to reproduce the behaviour of this multi-layered material, the first part of this study consisted in creating samples with different oxygen contents, similar to those observed in the different phases of the real cladding. The study was especially focused on the phase transformation upon cooling. A mechanism was proposed to describe this phase transformation. Then, these materials were mechanically tested at various temperatures and for various mean oxygen contents. It was thus possible to start some preliminary finite element calculations to describe the cladding behaviour under the standard technological ring compression test

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Korchagina, Kseniia. "Etude par dynamique moléculaire des propriétés structurales, dynamiques et thermodynamiques d'agrégats moléculaires". Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30227/document.

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Resumen

Les agrégats de molécules d'eau constituent une classe d'espèces chimiques importante du fait de leur rôle central dans de nombreux processus physico-chimiques et biologiques terrestres, en particulier, les processus atmosphériques. Leurs propriétés physiques et chimiques sont particulièrement sensibles aux effets de taille et aux effets de température, ce qui les rend particulièrement difficile à caractériser expérimentalement. Ainsi, mes travaux de thèse ont porté sur l'étude théorique des propriétés structurales, dynamiques et thermodynamiques ainsi que sur la réactivité de divers agrégats de molécules d'eau avec pour objectif de mettre en place des outils de modélisation adaptés, permettant une description plus fine de ces systèmes. Pour cela, nous avons utilisé des approches de dynamique moléculaire de type "parallel-tempering" qui ont été couplées avec des calculs d'énergie et de gradient réalisés par la méthode Self-Consistent-Charge Density-Functional based Tight-Binding (SCC-DFTB). Trois grands volets ont été abordés au cours de ces travaux. Dans la première partie, l'analyse détaillée des structures des agrégats d'eau (H2O)nSO24- et (H2O)nH2SO4 avec n=1-20 est présentée. Nous avons mis en évidence l'influence de la nature de l'impureté soufrée sur le réseau de liaisons hydrogène de ces agrégats. La deuxième partie de cette thèse porte sur l'étude de la transition de phase "solide-liquide" dans divers agrégats de molécules d'eau. En plus des agrégats soufrés évoqués ci-dessus, nous avons également étudié des agrégats d'eau protonés contenant de 19 à 23 molécules d'eau. Pour mieux comprendre le mécanisme de transition de phase, nous avons considéré divers changements structuraux associés à la transition tels que l'évolution des distributions d'angles intermoléculaires et l'évolution du nombre de cycles de molécules dans l'agrégat. Nous avons également caractérisé la transition de phase au travers d'indicateurs dynamiques tels que la fréquence de transfert du proton en excès. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude de l'influence de petits agrégats d'eau (allant de 1 à 10 molécules d'eau) sur la réaction de recombinaison entre l'atome H et la molécule CO. Cette réaction est la première étape de formation des molécules organiques oxygénées simples dans le milieu interstellaire. Elle présente donc un intérêt particulier. Grâce à l'analyse de dynamiques collisionnelles entre H et CO ainsi qu'au calcul de sections efficaces de réaction, nous avons montré que la présence des molécules d'eau joue un rôle important dans le processus de formation du radical HCO
Water clusters constitute an important class of chemical species due to their central role in many physico-chemical and biological processes, in particular, atmospheric processes. Their physical and chemical properties are particularly sensitive to size and finite-temperature effects, which makes them particularly difficult to characterize experimentally. This thesis focused on the theoretical investigation of the structural, dynamical and thermodynamical properties as well as on the reactivity of various water clusters with the aim to implement appropriate modeling tools to enable a more detailed description of these systems. To do so, we used the paralleltempering molecular dynamics approach that was coupled with calculations of energies and gradients carried out by the Self-Consistent-Charge Density-Functional based Tight-Binding (SCC-DFTB) method.Three main areas were addressed during the work. In the first part, a detailed analysis of the structure of water clusters (H2O)nSO24- and (H2O)nH2SO4 with n=1-20 is performed. This study highlights the influence of the nature of the sulfur impurity on the hydrogen bond network of these species.The second part of this thesis focuses on the study of the "solid-liquid" phase transition in various water clusters. In addition to the sulfur-containing water clusters mentioned above, we also investigated protonated water clusters containing from 19 to 23 water molecules. To better understand the phase transition mechanism, we considered various structural changes associated with the transition, such as the evolution of the distributions of intermolecular angles and the evolution of the number of molecular rings in the cluster. We also characterized the phase transition through dynamical indicators such as the crossover frequency of the excess proton. The last part of this thesis is devoted to the study of the influence of small water clusters (from 1 to 10 water molecules) on the recombination reaction between the H atom and the CO molecule. This reaction is the first step in the formation of simple oxygenated organic molecules in the interstellar medium. It is therefore of particular interest. Due to the analysis of collisional dynamics between H and CO and the calculation of effective reaction cross sections we showed that the presence of water molecules plays an important role in the HCO radical formation

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Debord, Régis. "Développement d'une cellule haute pression haute température dans la presse Paris-Edimbourg pour la mesure de propriétés élastiques et de densité : application sur les oxydes de fer". Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066448.

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Debord, Régis. "Développement d'une cellule haute pression haute température dans la presse Paris-Edimbourg pour la mesure de propriétés élastiques et de densité : Application sur les oxydes de fer". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00189118.

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Resumen

L'objectif de ce travail de thèse a été de mettre en place un dispositif expérimental permettant la mesure des propriétés élastiques sous conditions extrêmes par propagation d'onde ultrasonore dans la presse Paris Edimbourg. La modélisation numérique du volume expérimental par la méthode des éléments finis a conduit à une conception appropriée assurant une température homogène. Les mesures de vitesse ultrasonore effectuées sur la magnétite avec la cellule optimisée ont permis la détermination des modules élastiques et de la densité sous haute pression (6 GPa) et température (100°C). Pour la wüstite sont présentées des mesures ultrasonores sous pression (6 GPa) et température (200°C) du module de compression C11. Le comportement anormal en pression (12 GPa) des constantes élastiques C44 et C' de la wüstite mesuré par diffusion inélastique de neutrons est interprété comme un phénomène pré-transitionnel à la transition para-antiferromagnétique.

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Massaoudi, Mohammed. "Contribution à la modélisation du comportement mécanique des matériaux biphasés γ/γ'". Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30205.

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Liu, Xiongjie. "Développement de la caractérisation du comportement local à haute température des alliages métalliques par micro indentation". Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2326/document.

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Resumen

Au cours des deux dernières décennies, l'essai d'indentation à haute température a été développé progressivement afin de satisfaire aux exigences industrielles de plus en plus importantes. Pour garantir un bon niveau de précision des mesures, il faut résoudre les problèmes notamment associés à la température élevée tels que le choix du matériau de la pointe, la stabilité thermique du système, la conception du chauffage, etc. Cette thèse s'inscrit dans la problématique du développement de la méthodologie de l'essai d'indentation à haute température pour caractériser les matériaux métalliques. Une attention particulière a été accordée à la recherche des matériaux candidats pour la pointe et à la détermination des plages de forces et de pénétrations utilisées au bon fonctionnement d'un indenteur. Les analyses éléments finis nous aident d'étudier l'influence de défauts tels que la présence d'un revêtement mince et celle d'un défaut d'alignement entre l'axe d'indentation et la surface d'échantillon. Pour trouver un bon matériau de pointe, il est nécessaire de tester la stabilité géométrique et chimique de différents matériaux candidats pouvant remplacer le diamant à haute température. La collaboration avec la société suisse Anton Paar, qui se spécialise dans la fabrication des machines de mesure pour la caractérisation mécanique d'une grande variété de matériaux, permet de développer un nouvel équipement de micro- et nano-indentation à haute température. En utilisant le nouvel dispositif, nous avons pu réaliser des essais d'indentation pour caractériser des propriétés mécaniques de différents matériaux et vérifier la stabilité thermique de cet instrument
Over the past two decades, the high-temperature indentation experiment has been developed gradually to meet increasingly high industrial demand. ln order to guarantee a good level of accuracy of the measurements, it is necessary to solve the problems associated with high temperature, such as the choice of the indenter material, the thermal stability of the system, heating design, etc. This thesis aims to develop the methodology of the high-temperature indentation experiment to characterize metallic materials. Particular attention has been given to the search for candidate materials for the tip and to the determination of the force and penetration ranges used for the correct operation of an indenter. The finite element analysis helps us to study the influence of defects such as the presence of a thin film and that of a misalignment between the indentation axis and the sample surface. To find a better indenter material, it is necessary to test the geometric and chemical stability of different candidate materials that can replace the diamond at elevated temperature. The collaboration with the Swiss company Anton Paar, which specializes in the manufacture of measuring machines for the mechanical characterization of a wide variety of materials, enables the development of new high-temperature micro- and nano-indentation equipment. By using the new device, we were able to carry out the indentation tests to characterize the mechanical properties of different materials and to check the thermal stability of this new instrument

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Paulin, Sébastien. "Approximations simples d'intégrales de chemins à température finie". Lyon, École normale supérieure (sciences), 2007. http://www.theses.fr/2007ENSL0445.

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Liu, Lihui. "Cosmologie quantique à température finie en théorie des supercordes". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00733052.

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Resumen

On étudie la cosmologie induite par un gaz parfait de supercordes à température finie. Les effets thermaux et quantiques du gaz de cordes génèrent un potentiel effectif au niveau d'une boucle. A certains points dans l'espace de modules où les masses des états génériquement massifs s'annulent, le potentiel effectif atteint des minima locaux. Les modules qui y sont attirés prennent des masses qui diminuent avec le temps, ce qui permet aux oscillations cohérentes des modules d'être diluées avant la nucléosynthèse. Ainsi le modèle ne rencontre pas le problème des modules cosmologiques. En particulier, on étudie la stabilisation des modules pour la cosmologie induite par i) un gaz de cordes hétérotiques maximalement supersymétriques, ii) un gaz de cordes de type II compactifiées sur un espace de Calabi-Yau de dimension complexe 3. Dans le 1er cas, les minima locaux du potentiel effectif apparaissent aux points de symétries de jauge étendues. Ceux-ci stabilisent tous les modules sauf le dilaton. Dans le 2ème cas, les minima locaux du potentiel effectif sont atteints où des 2- ou 3-sphères dans l'espace de Calabi-Yau s'évanouissent, produisant une transition conifold ou une extension du groupe non Abelien de jauge. Les états non massifs supplémentaires sont engendrés par des D-branes s'enroulant sur les sphères qui s'évanouissent et les modules stabilisés sont ceux qui contrôlent les volumes de ces sphères. Pour les deux cas, on étudie aussi respectivement les théories duales de type I maximalement supersymétrique et hétérotique compactifiée sur K3xT2. On trouve que les modules duaux sont stabilisés par des effets non perturbatifs impliqués par les dualités concernées.

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Zhong, Anruo. "Machine learning and adaptive sampling to predict finite-temperature properties in metallic materials at the atomic scale". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP107.

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Resumen

Les propriétés et le comportement des matériaux dans des conditions extrêmes sont essentiels pour les systèmes énergétiques tels que les réacteurs de fission et de fusion. Cependant, prédire avec précision les propriétés des matériaux à haute température reste un défi. Les mesures directes de ces propriétés sont limitées par les instruments expérimentaux, et les simulations à l'échelle atomique basées sur des champs de force empiriques sont souvent peu fiables en raison d'un manque de précision. Ce problème peut être résolu à l'aide de techniques d'apprentissage statistique, qui ont récemment vu leur utilisation exploser en science des matériaux. Les champs de force construits par apprentissage statistique atteignent le degré de précision des calculs ab initio ; cependant, leur mise en œuvre dans les méthodes d'échantillonnage est limitée par des coûts de calcul élevés, généralement supérieurs de plusieurs ordres de grandeur à ceux des champs de force traditionnels. Pour surmonter cette limitation, deux objectifs sont poursuivis dans cette thèse : (i) développer des champs de force par apprentissage statistique avec un meilleur compromis précision-efficacité et (ii) créer des méthodes accélérées d'échantillonnage de l'énergie libre afin de faciliter l'utilisation de champs de force d'apprentissage statistique coûteux en termes de calcul. Pour le premier objectif, nous améliorons la construction des champs de force d'apprentissage statistique en nous concentrant sur trois facteurs clés : la base de données, le descripteur de l'environnement atomique local et le modèle de régression. Dans le cadre de la régression par processus gaussien, nous proposons et optimisons des descripteurs basés sur des noyaux échantillonnés par la transformée de Fourier ainsi que de nouvelles méthodes de sélection de points épars pour la régression par noyau. Pour le deuxième objectif, nous développons un schéma d'échantillonnage bayésien rapide et robuste pour estimer l'énergie libre anharmonique, qui est cruciale pour comprendre les effets de la température sur les solides cristallins, à l'aide d'une méthode de force de biais adaptative améliorée. Cette méthode effectue une intégration thermodynamique à partir d'un système de référence harmonique, où les instabilités numériques associées aux fréquences nulles sont éliminées. La méthode d'échantillonnage proposée améliore considérablement la vitesse de convergence et la précision globale. Nous démontrons l'efficacité de la méthode améliorée en calculant les dérivées de second ordre de l'énergie libre, telles que les constantes élastiques, avec une rapidité plusieurs centaines de fois supérieure à celle des méthodes standard. Cette approche permet de prédire les propriétés thermodynamiques du tungstène et des alliages à haute entropie Ta-Ti-V-W à des températures qui ne peuvent être étudiées expérimentalement, jusqu'à leur point de fusion, avec une précision ab initio grâce à l'utilisation de champs de force construits par apprentissage statistique. Une extension de cette méthode permet l'échantillonnage d'un état métastable spécifique sans transition entre différents bassins d'énergie, fournissant ainsi l'énergie libre de formation et de liaison d'une configuration défectueuse. Ce développement aide à expliquer le mécanisme derrière l'observation des cavités dans le tungstène, mécanisme qui ne peut pas être expliqué par les calculs ab initio existants. Le profil d'énergie libre des lacunes dans le système Ta-Ti-V-W est également calculé pour la première fois. Enfin, nous validons l'application de cette méthode d'échantillonnage de l'énergie libre aux liquides. La précision et l'efficacité numérique du cadre de calcul proposé, qui combine des champs de force d'apprentissage statistique et des méthodes d'échantillonnage améliorées, ouvrent de nombreuses possibilités pour la prédiction fiable des propriétés des matériaux à température finie
The properties and behaviors of materials under extreme conditions are essential for energy systems such as fission and fusion reactors. However, accurately predicting the properties of materials at high temperatures remains challenging. Direct measurements of these properties are constrained by experimental instrument limitations, and atomic-scale simulations based on empirical force fields are often unreliable due to a lack of accuracy. This problem can be addressed using machine learning techniques, which have recently become widely used in materials research. Machine learning force fields achieve the accuracy of ab initio calculations; however, their implementation in sampling methods is limited by high computational costs, typically several orders of magnitude greater than those of traditional force fields. To overcome this limitation, this thesis has two objectives: (i) developing machine learning force fields with a better accuracy-efficiency trade-off, and (ii) creating accelerated sampling methods to facilitate the use of computationally expensive machine learning force fields and accurately estimate free energy. For the first objective, we enhance the construction of machine learning force fields by focusing on three key factors: the database, the descriptor of local atomic environments, and the regression model. Within the framework of Gaussian process regression, we propose and optimize descriptors based on Fourier-sampled kernels and novel sparse points selection methods for kernel regression. For the second objective, we develop a fast and robust Bayesian sampling scheme for estimating the fully anharmonic free energy, which is crucial for understanding temperature effects in crystalline solids, utilizing an improved adaptive biasing force method. This method performs a thermodynamic integration from a harmonic reference system, where numerical instabilities associated with zero frequencies are screened off. The proposed sampling method significantly improves convergence speed and overall accuracy. We demonstrate the efficiency of the improved method by calculating the second-order derivatives of the free energy, such as the elastic constants, which are computed several hundred times faster than with standard methods. This approach enables the prediction of the thermodynamic properties of tungsten and Ta-Ti-V-W high-entropy alloys at temperatures that cannot be investigated experimentally, up to their melting point, with ab initio accuracy by employing accurate machine learning force fields. An extension of this method allows for the sampling of a specified metastable state without transitions between different energy basins, thereby providing the formation and binding free energies of defective configurations. This development helps to explain the mechanism behind the observation of voids in tungsten, which cannot be explained by existing ab initio calculations. The free energy profile of vacancies in the Ta-Ti-V-W system is also computed for the first time. Finally, we validate the application of this free energy sampling method to liquids. The accuracy and numerical efficiency of the proposed computational framework, which combines machine learning force fields and enhanced sampling methods, opens up numerous possibilities for the reliable prediction of finite-temperature material properties

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Wollbrett-Blitz, Judith. "Comportement mécanique longitudinal et transverse, micro-mécanismes de déformation et effet de la température sur la fibre Kevlar® 29". Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0062/document.

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Concevoir des moyens de mobilité plus sûrs et plus légers est un défi majeur des constructeurs automobiles. Dans ce contexte, l'intégration des matériaux dans le pneumatique a elle aussi été soumise à de nouvelles exigences : concilier performances et économie d'énergie. Les renforts traditionnels à forte densité comme les tréfilés d'acier sont peu à peu et en partie remplacés par des matériaux polymères hautes-performances plus légers tel que le para-aramide. Le Kevlar® est le nom industriel du composé polyamide aromatique : poly(paraphénylène téréphtalamide), intégré à l'architecture du pneumatique sous forme d'un fil torsadé. La structure rigide et fortement orientée de l'aramide confère à ce polymère de hautes performances mécaniques, telles qu'un module élevé dans la direction longitudinale, de l'ordre de 85GPa, et une grande résistance mécanique de plus de 2.8GPa. Les hautes performances de cette fibre de 15 micromètres de diamètre sont dues à son organisation multi-échelles isotrope transverse avec des liaisons covalentes dans la direction longitudinale et des liaisons de plus faibles énergies dans la direction radiale. L'objectif de cette étude est de comprendre, à l'échelle de la fibre unitaire, les corrélations entre l'architecture microstructurale et la réponse mécanique dans les directions longitudinale et transverse. Une approche expérimentale multi-échelle a été adoptée (Extensometrie Raman, DRX, MEB, caractérisation mécanique sur fibre unitaire), couplée à l'outil numérique afin d'apporter des nouveaux éclairages sur les micro-mécanismes de dissipation. Ce travail a mené à une identification expérimentale du comportement mécanique anisotrope ainsi qu'à établir une limite de plasticité transverse. De plus, grâce à l'approche numérique, une architecture cœur/peau a été mise en avant en modélisant le comportement par une loi viscoélasto-viscoplastique anisotrope. Enfin, des éléments sur le couplage thermo-mécanique sont apportés en vue de mieux comprendre le cycle de vie de la fibre au sein du pneumatique
Designing safer and lighter vehicles is a major challenge for manufacturers. Nowadays, a vehicle needs to be eco-friendly and conciliate efficiency and energy-saving. Considering these requirements, tire materials are subject to change: high performance polymers are a good replacement, in terms of weight and dissipation, for traditional reinforcements such as drawn steel. For instance, aramid strands (1000 fibres) are used because the single fibre exhibits good mechanical properties such as its high modulus (85 GPa) conferred by its anisotropy or its high temperature resistance. The mechanical performance of a Kevlar® fibre is due to its different scale organisation : the primary (molecular chains held by covalent bonds), the secondary (pleated sheets held by interactions) and the tertiary structure (sheets stacked together). Because of the cooling thermodynamics during the fabrication process, the 15 microns diameter fibre seems to have a skin/core structure with punctual more or less critical defects. To go further in the understanding of the complex structure, the contribution of the skin/core structure in the mechanical performance in the longitudinal and the transverse directions is investigated through a multi-disciplinary approach made of a numerical and an experimental study. During its use, an aramid single fibre undergoes cyclic multiaxial loading and harmful thermal treatments, at the origin of structural and mechanical properties modifications but also dissipative behaviour evolution, still misunderstood. To deal with these change in depth, an experimental and numerical multi-scale characterisation is used. Mechanical and thermal treatments are realised and their impact on the microstructure, on the deformation micromechanisms and on the mechanical properties including the dissipative behaviour are investigated. Limiting use values in terms of temperature, longitudinal and transverse stresses are highlighted in this work in order to understand modifications enhanced by the fibre life cycle

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Plouffe, Dany. "Méthodes d'amas quantiques à température finie appliquées au modèle de Hubbard". Thèse, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5152.

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Depuis leur découverte dans les années 80, les supraconducteurs à haute température critique ont suscité beaucoup d'intérêt en physique du solide. Comprendre l'origine des phases observées dans ces matériaux, telle la supraconductivité, est l'un des grands défis de la physique théorique du solide des 25 dernières années. L'un des mécanismes pressentis pour expliquer ces phénomènes est la forte interaction électron-électron. Le modèle de Hubbard est l'un des modèles les plus simples pour tenir compte de ces interactions. Malgré la simplicité apparente de ce modèle, certaines de ses caractéristiques, dont son diagramme de phase, ne sont toujours pas bien établies, et ce malgré plusieurs avancements théoriques dans les dernières années. Cette étude se consacre à faire une analyse de méthodes numériques permettant de calculer diverses propriétés du modèle de Hubbard en fonction de la température. Nous décrivons des méthodes (la VCA et la CPT) qui permettent de calculer approximativement la fonction de Green à température finie sur un système infini à partir de la fonction de Green calculée sur un amas de taille finie. Pour calculer ces fonctions de Green, nous allons utiliser des méthodes permettant de réduire considérablement les efforts numériques nécessaires pour les calculs des moyennes thermodynamiques, en réduisant considérablement l'espace des états à considérer dans ces moyennes. Bien que cette étude vise d'abord à développer des méthodes d'amas pour résoudre le modèle de Hubbard à température finie de façon générale ainsi qu'à étudier les propriétés de base de ce modèle, nous allons l'appliquer à des conditions qui s'approchent de supraconducteurs à haute température critique. Les méthodes présentées dans cette étude permettent de tracer un diagramme de phase pour l'antiferromagnétisme et la supraconductivité qui présentent plusieurs similarités avec celui des supraconducteurs à haute température.

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Gagnon, Anne-Marie. "Une méthode alternative pour obtenir le pouvoir thermoélectrique à température finie". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/8847.

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Dans ce mémoire sera présentée une nouvelle méthode numérique envisagée dans le but d’obtenir le pouvoir thermoélectrique à température finie. Une méthode d’entropie maximale est utilisée, ce qui était une caractéristique requise des équations dérivées. Toutes les équations nécessaires y sont présentées, ainsi que certaines astuces reliées au prolongement analytique de quantités bruitées ou de fonctions dont la convergence est lente etc. De plus, les trois fonctions de corrélation d’intérêt y sont calculées de trois façons différentes, avec les détails et les explications nécessaires. On y présente le cas de la conductivité électrique, du pouvoir thermoélectrique ainsi que la fonction de corrélation courant de chaleur-courant de chaleur. L’implémentation numérique finale s’est butée à des difficultés qui sont expliquées dans ce mémoire.

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El, Hamidi Mohamed. "Propriétés stochastiques d'un système non-linéaire en dimension finie". Pau, 1989. http://www.theses.fr/1989PAUU3014.

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Après avoir rappelé les origines physiques de la théorie ergodique nous décrivons les développements mathématiques nouveaux liés a une formulation rigoureuse des propriétés chaotiques et a leur hiérarchisation. Ensuite un rappel sur les comportements qualitatifs des équations différentielles ordinaires nous permet de préciser la forte instabilité de certains systèmes dynamiques (systèmes chaotiques). Une méthode numérique d'intégration d'équations différentielles doit donc répondre, pour de tels systèmes, a certains critères de stabilité. Nous avons été amené a choisir parmi les différentes méthodes, celle qui nous paraissait a même de satisfaire au mieux ces exigences. Le système dynamique qui fait l'objet de ce mémoire est un modèle non linéaire en dimension cinq issu de la mécanique des fluides. Les caractères ergodique et mixing du système ont été établis par plusieurs tests : comparaison entre moyennes temporelles et moyennes microcanoniques, nombre de zéros des solutions par unité de temps, et un test statistique portant sur les propriétés topologiques de ces deux caractères. Grâce a la technique des exposants caractéristiques de Lyapounov, on montre le caractère Kolmogorov du système (entropie positive), ainsi que son caractère Anosov (existence pour une évolution a long terme, d'une direction dilatante et d'une direction contractante) assurant le mixing et l'ergodicite

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Jullien, Jean-Baptiste. "Etude de fiabilité et définition de modèles théoriques de vieillissement en très haute température pour des systèmes électronique et microélectronique". Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14604/document.

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Ce travail s'intègre dans les domaines de l'analyse et de la prédiction de la fiabilité des assemblages Multi-Chip Module. Il présente l'étude de fiabilité de microcâblages filaires (wire bonding) en très haute température à partir d'essais de vieillissement et d'analyses expérimentales. Les résultats permettent d'identifier les mécanismes de dégradation et d'évaluer les températures limites d'utilisation de ces interconnexions. Il développe une étude du comportement thermomécanique des joints collés à partir d'essais de caractérisation mécanique, d'essais de vieillissement accéléré et de simulations numériques par éléments finis. Ces méthodes permettent d'évaluer la criticité des assemblages dès la phase de conception
This work is performed in analysis and prediction areas of Multi-Chip Module package reliability. It presents a reliability study on wire bonding in high temperature environment from aging tests and experimental analyzes. Results permit to identify degradation mechanisms and evaluate temperature limits of these interconnections. It develops a study of the thermomechanical behavior of adhesive joints from mechanical characterization tests, accelerated aging tests and finite element simulations. These methods are used to assess the criticality of packages from the design phase

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Donazzon, Benoit. "Céramiques apatitiques basse température : élaboration -propriétés". Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT009C.

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Les apatites me#1#0(xo#4)#6y#2 presentent un grand interet dans divers domaines : aussi bien dans les biomateriaux comme substitut osseux, que dans le stockage des dechets radioactifs comme matrice de conditionnement. Generalement, la preparation de pieces massives en apatite est effectuee a partir d'apatite pulverulente frittee a haute temperature (t<1000c). Le chapitre i est consacre a des rappels de base sur les phosphates de calcium, les ciments, les biomateriaux et les dechets radioactifs. Le chapitre ii decrit une methode permettant l'obtention de pieces massives a basse temperature (a partir de 150c). La synthese de ces ceramiques est effectuee a partir d'un melange compacte de trois phosphates de calcium qui reagit en conditions hydrothermales pour former un materiau massif, constitue d'hydroxyapatite. Ces travaux montrent les effets du rapport entre les phosphates de calcium initiaux, de la pression de compactage de la poudre et de la temperature d'evolution sur les valeurs de resistance a la compression des ceramiques. Dans le chapitre iii, nous nous interessons au conditionnement du cesium, issu des reacteurs nucleaires, dans les ceramiques basse temperature. Ces travaux concernent dans un premier temps l'etude de la sorption du cesium, sous forme ionisee dans une solution aqueuse, sur un phosphate de zirconium solide : le phozir (zr(hpo#4)#2, 1,5 h#2o). Dans un deuxieme temps, l'insertion du phozir contenant le cesium dans une ceramique basse temperature a ete realisee. Le dernier chapitre est consacre a la synthese d'apatites, autres que l'hydroxyapatite, par la methode decrite dans le chapitre ii. Nous nous sommes interesses a la synthese de fluorapatite et de britholites (apatites contenant des groupements silicates) avec des terres rares.

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Reinosa, Urko. "Renormalisation d'un schéma d'approximation auto-cohérent en théorie des champs à température finie". Palaiseau, Ecole polytechnique, 2004. http://www.theses.fr/2004EPXX0060.

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Prin, Elise. "Propriétés optiques fondamentales de nanocristaux de semi-conducteurs individuels aux températures cryogéniques". Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0182.

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Les nanocristaux de semi-conducteurs présentent des propriétés optiques et électroniques remarquables en raison du confinement quantique de leurs porteurs de charge, ce qui les rend avantageux pour diverses applications en optoélectronique, dans les dispositifs émetteurs de lumière et dans les technologies basées sur le spin. La compréhension de la physique de l’exciton de bord de bande, dont la recombinaison est à l’origine de leur photoluminescence, est cruciale pour le développement de ces applications. Cette thèse porte sur l’étude expérimentale des propriétés optiques des nanocristaux de phosphure d’indium et de pérovskites d’halogénure de plomb. En utilisant une méthode de spectroscopie de magnéto-photoluminescence sur des nanocristaux uniques à basse température, nous révélons des empreintes spectrales très sensibles à la morphologie des nanocristaux et élucidons la structure fine de l’exciton de bord de bande et les énergies de liaison des complexes de charge. Dans les nanocristauxd’InP/ZnS/ZnSe, l’évolution des spectres et des déclins de luminescence sous champ magnétique montrent l’existence d’un niveau d’exciton noir situé à moins d’un millielectronvolt en dessous du triplet brillant de l’exciton, résultats étayés par un modèle tenant compte de l’anisotropie de forme du coeur d’InP. Dans les pérovskites d’halogénure de plomb, nous démontrons que l’état fondamental de l’exciton est noir et se situe plusieurs millielectronvolts en dessous des sous-niveaux d’exciton brillants les plus bas, résolvant ainsi le débat sur l’ordre des niveaux brillants et noirs de l’exciton dans ces matériaux. En combinant nos résultats avec des mesures spectroscopiques sur divers composés de nanocristaux de pérovskite, nous établissons des lois d’échelle universelles qui relient l’éclatement de la structure fine de l’exciton et les énergies de liaison du trion et du biexciton à l’énergie de l’exciton de bord de bande dans les nanostructures de pérovskite d’halogénure de plomb, quelle que soit leur composition chimique. Enfin, des analyses préliminaires de spectroscopie sur des nano-bâtonnets de pérovskite avec un grand rapport d’aspect suggèrent leur potentiel en tant qu’émetteurs de lumière quantique grâce à leur émission composée d’une raie unique
Semiconductor nanocrystals exhibit outstanding optical and electronic properties due to the quantum confinement of their charge carriers, making them valuable for various applications in optoelectronics, light-emitting devices, and spin-based technologies. Understanding the physics of the band-edge exciton, whose recombination is at the origin of their photoluminescence, is crucial for developing these applications. This thesis focuses on the experimental study of the optical properties of indium phosphide and lead halide perovskites nanocrystals. Using magneto-photoluminescence spectroscopy onsingle nanocrystals at low temperatures, we reveal spectral fingerprints highly sensitive to nanocrystal morphologies and elucidate the entire band-edge exciton fine structure and charge-complex binding energies. In InP/ZnS/ZnSe nanocrystals, the evolution of photoluminescence spectra and decays under magnetic fields show evidence for a ground dark exciton level lying less than a millielectronvolt below the bright exciton triplet, findings supported by a model accounting for the shape anisotropy of the InPcore. In lead halide perovskites, we demonstrate that the ground exciton state is dark and lies several millielectronvolts below the lowest bright exciton sublevels, settling the debate on the bright-dark exciton level ordering in these materials. Combining our results with spectroscopic measurements on various perovskite nanocrystal compounds, we establish universal scaling laws relating exciton fine structure splitting, trion and biexciton binding energies to the band-edge exciton energy in lead-halide perovskitenanostructures, regardless of their chemical composition. Lastly, preliminary spectroscopy analyses on perovskite nanorods with a high aspect ratio suggest their potential as candidates for quantum light emitters due to their characteristic single emission line

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Ali, Bassem. "Modèle numérique pour comportement mécanique des chaussées : application à l'analyse de l'orniérage". Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Ali.pdf.

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Ce travail comporte une étude par la méthode des éléments finis du comportement mécanique des chaussées dans le but de mieux comprendre les mécanismes d'initiation et de développement de l' orniérage dans les chaussées souples et de déterminer une stratégie pour leur réparation Il est présenté en quatre chapitres : Le premier chapitre comporte une analyse des travaux réalisés sur l' orniérage, et plus particulièrement sur les causes, les mécanismes de formation, les facteurs d'influence et les approches de modélisation. Le second chapitre présente le modèle numérique utilisé dans ce travail pour l'analyse du comportement mécanique des chaussées. Dans ce modèle, le comportement des couches inférieures est décrit à l'aide d'un modèle élastoplastique utilisant le critère de Mohr-Coloumb Un modèle élasto-viscoplastique est utilisé pour les couches de surface. L'effet de la température est pris en compte à l'aide du principe de superposition temps-température. La détermination des paramètres du modèle est discutée, notamment les paramètres rhéologiques et du chargement Le troisième chapitre présente la validation du modèle proposé sur des essais en vraie grandeur réalisés au laboratoire, qui comportent à la fois des essais instantanés et à long terme. Dans le quatrième chapitre, on présente une étude paramétrique sur l'influence des principaux facteurs (type de pneus, densité de charge. . ) sur le développement de l' orniérage Cette étude est suivie par une analyse de l'influence de la température et du type de trafic sur l' orniérage. Le chapitre comporte également une étude des stratégies de maintenance et de réparation des chaussées.

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Plouffe, Dany. "Étude du modèle de Hubbard à température finie par la théorie des perturbations interamas". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2004. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4626.

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On sait depuis plusieurs années que la théorie des bandes ne peut pas expliquer le comportement de certains matériaux, dont les systèmes à électrons fortement corrélés. Le modèle de Hubbard à une bande est le modèle le plus simple tenant compte de cette forte intéraction électron-électron. En 2D, sa solution n'est pas connue analytiquement, sauf pour les cas limites U = 0 et t = 0. Plusieurs méthodes numériques ou semi-numériques existent dans le but d'approcher la solution du modèle de Hubbard, dont le Monte Carlo, la DCA, la CDMFT et la TPSC. Ce document présentera une méthode perturbative à couplage fort: la théorie des perturbations interamas (CPT). Cette méthode consiste à calculer la fonction de Green d'un amas aux conditions aux limites ouvertes, et à utiliser une théorie de perturbations afin d'étendre le résultat à un réseau infini. Cette méthode a déjà été appliquée dans des systèmes à température nulle. Nous proposons ici son application à des systèmes à température finie. En utilisant des petits amas, on arrive à obtenir qualitativement le comportement de la chaleur spécifique en 1D et 2D, tel qu'observé à partir d'autres méthodes. En fait, la CPT est en fait moins efficace à couplage intermédiaire dans le cas 2D. Enfin, la CPT appliquée au modèle de Hubbard permet d'observer le pseudogap tel qu'observé expérimentalement dans les cuprates et de décrire correctement les régions où ce pseudogap se manifeste dans l'espace réciproque. Une étude à température finie est réalisée afin d'observer la disparition du pseudogap en fonction de la température, pour quatre valeurs différentes du dopage. On remarque que, tel que dans le diagramme de phase des cuprates, plus le dopage est élevé, plus la température nécessaire pour faire disparaître le pseudogap est petite.

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Zhang, Ludi. "Etude de fiabilité des modules d'électronique de puissance à base de composant SiC pour applications hautes températures". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00988235.

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Les environnements ont tendance à être plus sévères (plus chauds et quelquefois plus froids). À ce titre, l'électronique de puissance haute température est un enjeu majeur pour le futur. Concernant les technologies d'assemblage à haute température, les brasures haute température comme l'alliage 88Au/12Ge, 97Au/3Si et 5Sn/95Pb pourraient supporter ces niveaux de contraintes thermiques, qui sont actuellement développées pour répondre à ces exigences. Nous avons effectué les caractérisations électriques, mécaniques et thermomécaniques des matériaux d'assemblage. Une étude thermique a réalisée par des méthodes expérimentales et des simulations numériques, l'étude numérique est réalisée sous ANSYS dans le but d'estimer les influences des différents paramètres sur la performance thermique de l'assemblage. En plus, les cyclages thermiques passif de grande amplitude sont effectués pour analyser la fiabilité des modules de puissance dans ces conditions d'utilisation.

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Ades, Claude. "Propriétés optiques des verres silicatés à haute température". Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30164.

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La connaissance des proprietes optiques des verres silicates a haute temperature est indispensable pour l'optimisation energetique des procedes d'elaboration du verre. Un montage experimental complexe a donc ete realise afin d'etablir les spectres d'absorption des verres colores a haute temperature. Il a permis d'en mesurer les variations en fonction de la temperature entre 800 et 1500 c, pour la plupart des verres colores courants. Une etude fondamentale des caracteristiques de ces spectres a temperature ambiante, a ete entreprise afin de mieux comprendre les mecanismes d'absoption de la lumiere dans les verres. L'ensemble des resultats obtenus a permis de modeliser les variations d'absorption avec la temperature et la composition suivant deux methodes: etablissement de relations analystiques entre l'absorption spectrale et la temperature et la composition; etablissement d'un modele de bandes spectrales, permettant de prendre en compte les variations de temperature et de composition. Enfin, trois applications industrielles de ces resultats sont presentees

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Low, Zi Kang. "Matériaux cellulaires isolants haute température : Relation microstructure-propriétés". Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI122.

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Cette thèse CIFRE réalisée en collaboration avec Saint-Gobain Research Provence porte sur la modélisation des propriétés thermiques d’une mousse d’alumine NorFoam XPure®, conçue pour l’isolation thermique haute température (1200°C–1700°C). L’objectif est de développer et valider des modèles numériques multiéchelles pour calculer le transfert de chaleur par conduction et rayonnement dans cette mousse, à partir des microstructures 3D tomographiées et des propriétés intrinsèques des composants. La mousse étant composée des cellules ouvertes et d’un squelette solide lui-même poreux, la prise en compte de l’influence de cette double porosité est particulièrement novatrice. Dans un premier temps, le transfert thermique par conduction à travers la mousse est modélisé avec des techniques d’homogénéisation par éléments finis. Il est démontré que des conditions aux limites périodiques couramment utilisées ne sont pas adaptées aux mousses tomographiées, et qu’un jeu de conditions aux limites mixtes permet d’obtenir des résultats plus précis sur ces dernières. Quant au transfert radiatif à travers le squelette poreux, qui présente une forte diffusion volumique avec des phénomènes ondulatoires, le développement d’une nouvelle approche de modélisation basée sur l’approximation dipolaire discrète permet de prendre en compte l’influence desdits phénomènes. Les propriétés radiatives de la mousse sont ensuite calculées par méthode de lancer de rayons en tenant compte du comportement radiatif complexe du squelette poreux. L’influence des phénomènes de réflexion et réfraction non-spéculaires aux interfaces entre le squelette et les cellules a été étudiée. Enfin, une modélisation numérique basée sur les techniques d’homogénéisation permet de calculer le transfert thermique à travers la mousse, avec couplage de la conduction et du rayonnement. Le bon accord entre les résultats issus de chaque modèle et les mesures thermiques et optiques réalisées sur la mousse et le squelette poreux confirme le caractère prédictif des modèles développés
This CIFRE doctoral study, performed in collaboration with Saint-Gobain Research Provence, aims to model the thermal properties of NorFoam XPure®, an alumina foam designed for high temperature thermal insulation (1200°C–1700°C). The goal is to develop and validate multiscale numerical models to compute the conductive and radiative heat transfer through the foam from 3D tomography-reconstructed microstructures and the intrinsic properties of each constituent phase. Specific attention is given to the complex porosity in the studied foam: in addition to the open-cell network, smaller pores are also found within the foam skeleton. Novel approaches are proposed in the present work to take into account the influence of this dual-scale porosity. Firstly, effective heat conduction through the foam is modeled with finite element homogenization techniques. It is demonstrated that the commonly used periodic boundary conditions are unsuitable for tomography-reconstructed foams, and that a set of mixed boundary conditions gives more accurate and precise results for such foams. As radiative transfer through the porous foam skeleton is characterized by high volume scattering and significant wave effects, a novel physical optics approach based on the discrete dipole approximation is next developed to model the influence of these phenomena. The radiative properties of the foam are then determined through a ray tracing method that takes into account the complex radiative behavior of the porous foam skeleton. The influence of non-specular reflection and refraction at the interfaces between the foam cells and skeleton is studied. Finally, the homogenized properties are applied to simulate the coupled conductive and radiative heat transfer through the foam. The model predictions are systematically compared to thermal and spectroscopic measurements performed on samples of the foam and the foam skeleton material. The good agreement between numerical and experimental results confirms the predictive capabilities of the models developed in this study

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Poizat, Didier. "Singularités infrarouges et singularités de masse dans les théories quantiques des champs relativistes à température finie". Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE4419.

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La théorie quantique des champs à température finie permet de prendre en compte les effets thermiques qui interviennent dans différents domaines de la physique, de la physique du solide à la cosmologie, en passant par la physique des particules. La nouvelle motivation pour son développement provient de l'éventuelle mise en évidence du plasma de quarks et de gluons dans les collisions d'ions lourds ultrarelativistes réalisées au CERN et à BNL. Il faut alors une théorie capable de décrire la matière hadronique dans sa phase déconfinée. Par exemple il est intéressant de savoir calculer le taux de production de dileptons qui est une des signatures possibles du plasma de quarks et de gluons. Á température nulle la disparition des singularités infrarouges et de masse dans le calcul d'une telle quantité est assurée par le théorème Kinoshita-Lee-Nauenberg. Une généralisation de ce théorème à température finie n'est pas encore démontrée. Les travaux rassemblés dans cette thèse se proposent d'examiner la validité de ce théorème à température finie, en appliquant la théorie des perturbations dans le formalisme à temps réel. On effectue le calcul du taux de désintégration d'un photon massif dans un plasma de quarks et de gluons au premier ordre de la théorie des perturbations (dans une régularisation qui donne une masse au gluon). On constate alors explicitement la disparition des singularités infrarouges et de masse et on obtient les termes finis. Afin d'examiner le problème à l'ordre suivant, nous avons été conduits à étudier la généralisation de la notion de renormalisation de fonction d'onde avant d'aborder un calcul à trois boucles dans le cadre d'une théorie des champs scalaires

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Mey, Sébastien. "Absorbeur solaire volumique haute température à propriétés optiques contrôlées". Thesis, Perpignan, 2016. http://www.theses.fr/2016PERP0014/document.

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La production d’électricité par voie solaire apparait comme la solution la plus prometteuse pour l’avenir, tant en termes de coûts que de pollution. Cependant, afin d’atteindre le niveau de technologie requis pour envisager l’implémentation de telles centrales à grande échelle, plusieurs verrous technologiques et scientifiques sont encore à lever.Dans cette optique, les récepteurs/absorbeurs volumiques pourraient permettre d’atteindre de plus hautes températures que les récepteurs surfaciques (technologie actuellement utilisée dans les tours solaires à concentration), permettant l’usage de cycles thermodynamiques à haute rendement, tels que les cycles Brayton. Via le projet ANR-OPTISOL, la thèse présentée ici veut répondre en partie à ces problématiques par l’étude des absorbeurs solaires volumiques :- Une étude expérimentale des mousses céramiques utilisées comme absorbeur solaire volumique haute température a été menée au laboratoire CNRS-PROMES (UPR 8521). Une expérience a été conçue afin de tester des échantillons de 5cm de diamètre soumis au flux solaire concentré en conditions quasi-1D au foyer d’un four solaire à axe vertical ;- Un code de calcul des transferts thermiques couplés en milieu poreux a été développé utilisant l’hypothèse de « milieu homogène équivalent », puis validé sur les campagnes expérimentales ;- Finalement, un algorithme d’optimisation par essaim de particules a été utilisé afin de déterminer les propriétés géométriques optimales de mousses céramiques maximisant l’efficacité de conversion thermosolaire
Solar-to-electricity power plants appear to be the most promises way for large electricity production in the future, in terms of costs as well as environmental impacts. Thus, reaching the required technology level still requires research and innovations in order to implement such power plants at large scale.In this context, volumetric solar receivers/absorbers could allow us to reach higher temperatures in comparison to surface receivers (actual concentrating solar power technology used in solar towers), leading to high efficiency thermodynamical cycles such as Brayton cycles. With the ANR-OPTISOL project, this thesis tends to give new answers on volumetric solar absorbers using ceramic foams:- Experimental studies of open pores ceramic foams used as high temperature volumetric solar absorber have been conducted at CNRS-PROMES laboratory (UPR 8521), with designed of a dedicated experiment for 5cm diameter samples operating under quasi-1D conditions submitted to concentrated solar power at the focal point of a vertical axis solar furnace;- A numerical code has been developed in order to solve coupled heat transfers in porous medium using the “equivalent homogeneous medium” hypothesis, then validated on the experimental campaigns;- Finally, an optimization algorithm has been used (“particle swarm optimization”) aiming the identification of the optimal geometrical characteristics maximizing the solar-to-thermal efficiency of ceramic foams

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Zavala, Quiñones Israël. "Prédiction des distorsions dans le cas du soudage TIG de l'acier 17-4 PH : élaboration d'un modèle avec prise en compte des phénomènes de durcissement par précipitation". Lorient, 2006. http://www.theses.fr/2006LORIS059.

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Un modèle décrivant les effets thermiques, métallurgiques et mécaniques du soudage est développé pour l'acier 17-4PH (acier X5CrNiCu17-4 inoxydable martensitique à durcissement par précipitation) à l'état trempé T1. L'objectif est de pouvoir prédire avec ce modèle les distorsions dans un assemblage soudé. Les transformations de phases prises en compte dans le modèle métallurgique sont : les phénomènes de précipitation / coalescence des composés riches en cuivre, l'austénitisation au chauffage et la transformation martensitique au refroidissement. Une série d'expériences de maintiens isothermes courts a été réalisée sur des échantillons de l'acier à l'état trempé T1. En reliant la dureté à l'état de précipitation, ces expériences ont permis la prise en compte, à l'aide d'un paramètre d'équivalence temps-température et au travers d'une approche additive de type Johnson-Mehl-Avrami, des phénomènes de précipitation/coalescence. Le comportement mécanique des différentes phases du matériau est décrit par deux modèles, Elasto-Plastique et Elasto-Visco-Plastique. Par ailleurs une exploitation fine d'essais dilatométriques a permis de déterminer les coefficients de dilatation thermique de chacune des phases du modèle. En outre, la plasticité de transformation lors des réactions austéno-martensitique a été mise en évidence sur des essais dilatométriques sous contrainte. Ces modèles sont implémentés dans le code aux éléments finis Sysweld avec lequel des simulations numériques en 3D et grandes déformations ont pu être réalisées. Les résultats des calculs sont comparés aux résultats expérimentaux issus de tests spécifiques de soudage pratiqués sur des tôles instrumentées. Nous avons pu ainsi vérifier que dans le cas de l'acier 17-4PH une modélisation fine des phénomènes métallurgiques et leur prise en compte dans l'analyse mécanique s'imposait pour une prédiction pertinente des distorsions lors du soudage
The aim of this thesis is the prediction of distortions in welded assemblies. Therefore, a thermo-mechanical and metallurgical model, describing the effects of welding for the 17-4PH steel (X5CrNiCu17-4 martensitic precipitation hardening stainless steel) at the T1 condition has been developed. This model takes into account the following metallurgical transformations: the precipitation hardening/coalescence phenomena, the austenitic transformation during heating and the martensitic transformation during cooling. A set of short isothermals experiences at different temperature, were made on T1 condition samples to linking up the hardness to the precipitation state. The experiences allowed, by an additive approach, to taken it into account the precipitation/coalescence phenomena, using an equivalence times-temperature parameter, set it in a Johnson-Mehl-Avrami form. The mechanical behaviour of all different phases is described by two models, elasto-plastic and Elasto-Visco-Plastic. Besides, a refined exploitation of dilatometric essays allowed the determination of different expansion coefficients for each phases. In addition, the transformation induced plasticity during phase transformation was measured by dilatometric constrained essays. The models are implemented in the fined elements code Sysweld, which allows a 3D numerical simulation, and the results confronted to the experimental from an instrumented welding test. We were able to verify that in the case of the steel 17-4PH a refined metallurgical model that takes in to account precipitation phenomena needs to be used, to get a pertinent distortion prediction during welding

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Mauchin, Agnès. "Comportement mécanique à haute température de composites carbone/carbone". Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10676.

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Le comportement mecanique en traction de composites carbone/carbone evolue avec la temperature. Cette evolution a ete determinee pour des composites c/c a architecture 2,5 d grace a des essais de traction jusqu'a 2500c sous atmosphere inerte. Pour expliquer les tendances observees, le comportement mecanique en traction des fils de renfort (fils carbone) a ete evalue a diverses temperatures jusqu'a 2000c, puis le comportement des composites c/c a ete analyse a temperature ambiante, et enfin l'effet de la temperature sur les differentes caracteristiques mecaniques et morphologiques sur l'endommagement et sur l'emission acoustique a ete examine. Finalement, la contribution de facteurs preponderants tels que les proprietes des fibres, l'endommagement de la matrice, les contraintes residuelles a ete etablie.

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Sans, Morgan. "Caractérisation des propriétés thermophysiques de mousses céramiques à haute température". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0192.

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Depuis la fin du vingtième siècle, la recherche et le développement s'intéresse de plus en plus à l'utilisation des mousses céramiques solides pour une myriade d'applications hautes températures en raison d'avantageuses propriétés thermiques, mécaniques, chimiques ou optiques. Dans un contexte énergétique mondial qui tend vers une réduction de la consommation d'énergies fossiles et d'émissions de gaz à effet de serre, elles apparaissent comme une solution prometteuse par leur capacité à absorber, récupérer et convertir un flux radiatif important. Elles font notamment l'objet d'un intérêt grandissant dans le domaine du solaire thermique tandis que le LEMTA s'intéresse à ces matériaux comme récupérateur des chaleurs fatales liés aux procédés industriels à haute température (verrerie, cimenterie, métallurgie...). Cependant, certaines études ont montré que l'amélioration des systèmes actuels et futurs passe nécessairement par une meilleure compréhension du lien entre les propriétés structurales/thermiques/optiques associées à ces milieux hétérogènes (géométrie, porosité, diamètre de pores, conductivité, émissivité...) et les transferts de chaleur. Les objectifs de ce travail sont de fournir des outils de modélisation et de caractérisation pertinents qui permettent la description des transferts thermiques conductif, convectif (forcé) et radiatif. Trois méthodes de caractérisations proposées et sont détaillées dans ce manuscrit. 1. Dans le cas de transferts conducto-radiatif, la principale difficulté réside dans la capacité à séparer la contribution de chaque mode de transfert de chaleur. Afin de dépasser ces limites, une méthode transitoire sur le principe de la méthode flash a été utilisée. La mousse céramique, placée entre deux semelles céramiques puis au centre d'un four tubulaire, subit une excitation thermique tandis que l'élévation thermique est mesurée sur la face opposée à cette dernière. En parallèle, un modèle direct résolvant l'Equation de la Chaleur par la méthode des Volumes Finis et l'Equation du Transfert Radiatif par une méthode de Monte Carlo réciproque optimisée a été implémentée. Cette dernière permet, tout en conservant des temps de calcul raisonnable, de résoudre plus finement les transferts par rayonnement par comparaison avec les méthodes utilisées habituellement. Une estimation simultanée d'une conductivité phonique équivalente et d'une épaisseur optique équivalente a été réalisée sur une grande variété de mousses structurées et stochastiques composées de SiC ou de SiSiC jusqu'à 800 °C. Par comparaison avec des modèles simplifiés comme celui de Rosseland, cette étude permet de mieux appréhender la validité de l'approximation de la diffusion et d'orienter le choix de la modélisation et des paramètres à utiliser. 2. Une autre difficulté réside dans la capacité à résoudre numériquement un problème couplé directement sur la géométrie hétérogène 3D du milieu poreux. Une méthode de Monte Carlo permettant la résolution des deux modes de transfert en un seul algorithme a été étudiée. La méthode flash a été réalisée grâce à cette dernière de façon entièrement numérique. Elle permet une obtention plus rapide de la solution avec l'augmentation des transferts par rayonnement. La procédure proposée a permis l'estimation des propriétés équivalentes de mousses structurées (cellules de Kelvin). 3. Une méthode de caractérisation des coefficients de dispersion thermique axial et radial a été développée. Le banc expérimental est composé de 5 sections de 20 cm de mousses SiC séparées par des brides assurant la mesure de la température. Un écoulement d'air chaud est appliqué sur le milieu poreux à l'équilibre avec la température ambiante. En parallèle, un modèle à une température permet une résolution 2D axisymmétrique et multicouche du problème thermique. L'application d'un algorithme d'inversion permet l'estimation des deux coefficients pour différentes vitesses d'écoulement
Since the end of the twentieth century, research and development has increasingly focused on the use of solid ceramic foams for a myriad of high-temperature applications because of their advantageous thermal, mechanical, chemical or optical properties. In a global energy context that is tending to reduce the consumption of fossil fuels and greenhouse gas emissions, they appear to be a promising solution due to their ability to absorb, recover and convert a large radiative flux. In particular, they are the subject of growing interest in the field of solar thermal energy, while LEMTA is interested in these materials as a recover of fatal heat present in high-temperature industrial processes (glassware, cement, metallurgy, etc.). However, some studies have shown that improving current and future systems requires a better understanding of the relationship between the structural/thermal/optical properties associated with these heterogeneous media (geometry, porosity, pore diameter, conductivity, emissivity, etc.) and heat transfers. The objectives of this work are to provide relevant modelling and characterization tools that allow the description of conductive, convective (forced) and radiative heat transfers. Three characterization methods are studied and detailed in this manuscript. 1. In the case of conductive and radiative transfer, the main difficulty lies in the ability to separate the contribution of each heat transfer mode. In order to exceed these limits, a transitional method based on the principle of the flash method was used. The ceramic foam, placed between two ceramic soleplates and in the centre of a tubular furnace, is thermally excited while the thermal elevation is measured on the side opposite the latter. In parallel, a direct model resolving the Energy Balance Equation by the Finite Volume Method while the Radiative Transfer Equation by an optimized reciprocal Monte Carlo method was implemented. The latter method allows, while maintaining reasonable calculation time, to solve radiation transfers more generally than the method usually used. A simultaneous identification of equivalent phononic conductivity and optical thickness was performed on a wide variety of structured and stochastic foams composed of SiC or SiSiC up to 800 °C. Compared to simplified models such as Rosseland's, this study provides a better understanding of the validity of the diffusion approximation and guides the choice of modeling and parameters to be used. 2. Another difficulty lies in the ability to numerically solve a coupled problem directly on the 3D heterogeneous geometry of the porous medium. A Monte Carlo method allowing the resolution of both transfer modes in a single algorithm has been employed. The flash method was performed thanks to the latter in a entirely numerical manner. It allows the solution to be obtained quickly with the increase in radiation transfer. The proposed procedure allowed the identification of the equivalent properties of structured foams (Kelvin's cells). 3. A method for characterizing axial and radial thermal dispersion coefficients has been implemented. the experimental bench is composed of 5 sections of 20 cm SiC foams separated by flanges for temperature measurement. A hot air flow is applied to the porous medium at equilibrium with the ambient temperature. In parallel, a one-temperature model allows a 2D axisymmetric and multilayer resolution of the thermal problem. The application of an inversion algorithm allows the estimation of the two coefficients for different flow rates

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Pocheron, Mickaël. "Life-time prediction of solder joints used in surface mount assemblies during thermo-mechanical and isothermal aging". Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0245.

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Les directives ROHS et WEEE banniront, dans les années qui viennent, le plomb de l’industrie électronique. Seulement, les assemblages électroniques de Schlumberger destinés à des applications hautes températures, tels que les ceux faisant intervenir des composants montés en surface, font intervenir des brasures à forte teneur en plomb. C’est pourquoi, Schlumberger investit énormément afin de trouver de nouvelles brasures sans plomb pour les remplacer. Ce projet, qui s’inscrit dans ce cadre, a pour objectif de prédire la durée de vie d’assemblages utilisant ces nouvelles brasures avec un substrat et des composants en céramique. Cette prédiction se fait en deux étapes. La première est expérimentale. Les assemblages sont soumis à des vieillissements accélérés thermomécaniques et isothermes. En plus de la durée de vie, ces tests apportent des connaissances sur les effets du vieillissement, sur les mécanismes et les zones de défaillances, sur l’interaction de ces brasures avec les finitions du substrat et des composants et enfin sur l’évolution de la microstructure et des phases d’intermétalliques créées lors du vieillissement.La seconde étape est la modélisation de ces assemblages afin de comprendre leur comportement sous sollicitations thermomécaniques. Les simulations aident à comprendre les phénomènes locaux qui apparaissent dans l’assemblage et à extraire des paramètres de fatigue pour diverses conditions thermomécaniques. Enfin, une corrélation entre les résultats de défaillance expérimentaux et la fatigue calculée grâce à la simulation va permettre d’estimer la durée de vie des assemblages pour différentes sollicitations thermomécaniques. Les simulations permettent donc de diminuer le nombre d’essais expérimentaux souvent chers et longs. Seulement, pour faire des simulations fiables, il est nécessaire de connaitre les paramètres mécaniques de tous les matériaux. Pour la brasure, cela veut dire le comportement élastique, plastique et en fluage. Donc, un bénéfice supplémentaire pour Schlumberger est la détermination de ses paramètres pour les nouvelles brasures
Because of ROHS or WEEE directives, in a close future, lead materials will be banned from electronicindustry. Unfortunately, Schlumberger is using high-lead content solders for surface mount devices forhigh temperature applications. Considering this issue, Schlumberger puts in place high amount of investments to replace these solders by lead-free solders. The topic of the work is to study lead free candidates destined to support Schlumberger high temperature mission profiles. The device under test chosen for this project is a surface mount device composed of a passive component connected to a ceramic substrate by solder joints. The predictive study of reliability of these new assemblies for high temperature applications needs two complementary analyses. The first study is to characterize, experimentally, the life time of surface mount assemblies using these new lead free solders submitted to accelerated thermomechanical and isothermal aging tests. Hence, the first benefits for Schlumberger are knowledge on thecompatibility of these new alloys with their current finishes with the microstructure and intermetallic compounds evolution. More over, the main effects due to aging are investigated like failure sites and mechanisms. The second goal of the project is to perform thermo-mechanical simulations of surface mount assembly under thermal cycling. Simulations help to understand local phenomena and estimatefatigue parameters under other thermal conditions. Then, a correlation between experimental results about failure and calculated fatigue leads to an estimation of the life time of the assemblies. Thus, simulations have the advantage to reduce the number of time-consuming and expensive thermo-mechanical agingtests. To perform a simulation, the physical parameters of each solder material are needed like elastic,plastic and creep data. Additional benefits for Schlumberger involve mechanical properties which are, at the moment, unknown for these new high temperature lead free materials

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QiAO, Jianghao. "Modélisation des propriétés thermomécaniques effectives de dépôts élaborés par projection thermique". Thesis, Belfort-Montbéliard, 2012. http://www.theses.fr/2012BELF0186/document.

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Dans la présente étude, la conductivité thermique et le module d'élasticité de revêtementsd’YPSZ élaborés par projection plasma ont été prédits par modélisations numériques 2D et3D de type différences finies et éléments finis.L'influence de la résolution d'image, de la taille et de la valeur du seuil sur les propriétésprédites du revêtement a été étudiée. En outre, les effets de la méthode numérique et du typede condition aux limites ont été étudiés. En particulier, la quantification de l'effet Knudsen(effet de raréfaction) sur le transfert de chaleur à travers une structure poreuse a été réaliséepar modélisation numérique en combinaison avec l'analyse d'image. Les conductivitéseffectives obtenues par modélisation 3D s'avèrent plus élevées que celles obtenues en 2D, etaussi en meilleur accord avec les résultats mesurés. Une corrélation 2D/3D a été trouvéepour la modélisation de la conductivité thermique : cette corrélation permet de prédire lesvaleurs 3D à partir des valeurs calculées en 2D
In the present study, the thermal conductivity and elastic modulus of thermal spray YPSZcoatings were predicted by 2D and 3D finite differences and finite elements numericalmodeling based on cross-sectional images.The influence of the image resolution, size and threshold on the predicted properties of thecoating was studied. Moreover, the effects of the numerical method and of the boundarycondition were investigated. In particular, the quantification of the Knudsen effect(rarefaction effect) on the heat transfer through a porous structure was realized by numericalmodeling in combination with image analysis. The predicted thermal conductivities obtainedby 3D modeling were found to be higher than those obtained by 2D modeling, and in betteragreement with the measured results. A 2D/3D correlation was sucessfully found for themodeling of thermal conductivity: this correlation allows predicting 3D computed valuesfrom 2D ones

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Ren, Zheng. "Contribution au développement du transistor bipolaire à fort gain et d'un interrupteur bidirectionnel à quatre quadrants". Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4031/document.

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Afin de répondre aux besoins en management efficace de l’énergie électrique dans les bâtiments intelligents, le laboratoire GREMAN a proposé une nouvelle topologie d’interrupteur bidirectionnel de 600 V nommé TBBS. Les études antérieures ont validé la bidirectionnalité en courant et en tension de cette nouvelle topologie. Les travaux de recherche menées dans cette thèse avaient pour l’objectif d’approfondir, de compléter nos connaissances sur ce nouvel interrupteur bidirectionnel ainsi que sur le transistor bipolaire à fort gain. Le premier chapitre introduit le fonctionnement principal du TBBS et sa modélisation physique sous un environnement de simulation à éléments finis. Le deuxième chapitre présente le travail concernant la caractérisation expérimentale du TBBS et du transistor bipolaire à fort gain sous température contrôlée. Enfin la modélisation électrique du TBBS et du transistor bipolaire à fort gain est présentée dans le troisième et dernier chapitre
In order to meet the requirement of more efficient electrical energy management for intelligent buildings, a new 600V bidirectional switch, named as TBBS, has been proposed by the GREMAN laboratory. Previous studies have validated the current and voltage bidirectionality of this newly proposed topology. The research work carried out in this thesis deals with a deeper and more comprehensive study of this bidirectional switch and its elementary component - the High-gain bipolar juncion transistor. The first chapter introduces the operation of the TBBS and its physical modeling in a finite element simulation environment. The second chapter presentes the research work related to the experimental caracterisation of the TBBS and the High-gain bipolar junction transistor. At last the third chapter deals with the electrical modeling of these two bipolar components

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Biadala, Louis. "Propriétés optiques de nanocristaux de CdSe/ZnS individuels à basse température". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00654493.

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Les nanocristaux de CdSe font l'objet d'applications émergentes dans les domaines de la nanoélectronique, des technologies laser ou du marquage fluorescent de biomolécules. Pour ces applications, la détermination de la structure fine de l'exciton de bord de bande et des mécanismes de relaxation entre sous-niveaux est d'un intérêt majeur. Cette thèse a été consacrée à l'étude spectroscopique à basse température et sous champ magnétique de nanocristaux individuels de CdSe/ZnS. La remarquable photostabilité des nanocristaux étudiés a permis de caractériser les propriétés optiques des deux états excitoniques de plus basse énergie : l'état excitonique fondamental noir, et l'état excitonique brillant situé quelques meV plus haut en énergie. Ces études ont aussi permis d'identier un état excitonique chargé (trion) et de caractériser ses propriétés photophysiques. La possibilité de générer une cascade radiative biexciton-exciton a également été démontrée dans ces systèmes.

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Blanchart, Philippe. "Thermistances BaTi03 à coefficient de température positif microstructure et propriétés électriques". Limoges, 1990. http://www.theses.fr/1990LIMO0083.

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Ce travail porte sur l'etude de la microstructure et des proprietes electriques de thermistances ctp composees de batio#3 dope avec y#2o#3. Nous avons clarifie l'influence de parametres tels que la formulation initiale et le cycle de frittage sur le grossissement granulaire exagere constate au-dessous de la temperature d'apparition de la phase liquide (1312c). Nous avons plus particulierement mis en evidence l'influence du carbonate de baryum residuel dans les echantillons lors de l'etape de germination des gros grains. La caracterisation electrique d'echatillons frittes avec une phase liquide, a 1350c, a ete faite par spectroscopie d'impedance. Elle a permis de determiner les contributions, a la resistance totale, du volume des grains, des joints de grains et des electrodes, en fonction du taux de dopant. La concentration electronique a ete calculee a partir de la conductivite volumique et a partir de mesures capacite-tension sur des barrieres de schottky constituees d'un depot sous vide d'argent sur batio#3 semiconducteur

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Weck, Gunnar. "Etude des propriétés de l'oxygène sous haute pression et haute température". Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066251.

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Chen, Anne-Sophie. "Propriétés magnétiques nucléaires de l'3He superfluide à ultra-basse température". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10095.

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Dans cette these nous presentons des mesures effectuees sur l'3he-b superfluide par resonance magnetique nucleaire a des temperatures de l'ordre de 0. 2 mk. La richesse des proprietes observees est liee a la symetrie du parametre d'ordre qui peut etre decrit par une matrice de rotation entre le spin et le moment orbital des paires de cooper. Les etudes prealables avaient ete effectuees sur une gamme de temperature dans laquelle la dynamique du moment orbital est amortie par les interactions avec les quasi-particules. Nous presentons dans ce manuscrit l'etude de nouvelles proprietes de l'3he dans la limite des ultra-basses temperatures. Les resultats obtenus suggerent que dans ce nouveau domaine de temperature le mouvement du moment orbital est possible, et de ce fait la dynamique des spins nucleaires presente une extraordinaire richesse. Nous avons etudie la precession homogene de domaines macroscopiques quantiques. L'aimantation de cet etat excite de l'3he superfluide devient instable en-dessous d'une temperature caracteristique nommee t c a t (temperature de relaxation catastrophique). Nous avons montre que le processus de relaxation dominant a cette temperature est associe a la dynamique du moment orbital. Pour des temperatures inferieures, nous avons etudie les excitations magnetiques de type ondes de spins. Nous observons pour la premiere fois un comportement non-lineaire que nous attribuons a une deformation spatiale dynamique du parametre d'ordre. La derniere partie de notre etude a porte sur l'influence des impuretes sur le parametre d'ordre du superfluide, qui peut etre observee en confinant le superfluide dans un materiau de forte porosite, l'aerogel. Nos mesures de rmn continue, effectuees dans une large gamme de temperature et de pression, nous ont permis de completer le diagramme de phases de l'3he dans ce regime ou le libre parcours moyen est determine par les impuretes.

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Neuville, Daniel R. "Propriétés thermodynamiques et rhéologiques des silicates fondus". Paris 7, 1992. http://www.theses.fr/1992PA077141.

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Nous avons mis au point une machine de fluage qui nous permet de mesurer les viscosites entre 10#9 et 10#1#5 poises dans un intervalle de temperature compris entre 300 et 1000c. Les resultats obtenus sur un verre du nbs nous permettent d'affirmer que nous mesurons des viscosites absolues avec une imprecision et une reproductibilite de 0. 04 log poise. Pour completer ces mesures, nous avons construit un viscosimetre de couette qui nous permet de mesurer des viscosites comprises entre 1 et 10#6 poises, pour des temperatures variant de 750 a 1750c. Les mesures effectuees sur un verre du nbs nous permettent de dire que les mesures de viscosite sont effectuees a 0. 05 log poise pres. Nous avons mesure les viscosites de grenats et de pyroxenes (ca, mg) fondus. Nous avons ainsi mis en evidence l'existence d'un minimum de viscosite pour les compositions de grenats et pyroxenes fondus (ca#0#. #5, mg#0#. #5) qui peut s'interpreter avec la theorie entropique des processus de relaxation. Pour caracteriser ce minimum, nous avons utilise un terme simple de melange entropique de la forme: x#m#i#x=nrx#ilnx#i, ou x#i represente le rapport ca/(ca+mg). A partir de ces resultats, nous avons suppose qu'il etait possible de diviser l'etude du quaternaire cao-mgo-al#2o#3-sio#2 en l'etude de deux ternaires mgo-al#2o#3-sio#2 et cao-al#2o#3-sio#2. A l'aide de ces deux dispositifs, nous avons montre que les viscosites augmentent avec les teneurs en alumine et en silice dans le systeme mgo-al#2o#3-sio#2, et dans le systeme cao-al#2o#3-sio#2. De plus, nous avons mis en evidence un minimum de viscosite pour les compositions intermediaires le long des joints sio#2-caal#2o#4 et sio#2-ca#3al#2o#6. Nous avons egalement montre que les energies d'activation varient de maniere significative avec la temperature. Nous avons egalement etudie les proprietes thermodynamiques et rheologiques de laves, afin de visualiser l'etat d'avancement des divers modeles realises a partir des liquides silicates simples. Pour les chaleurs specifiques des verres, le modele de richet (1987) donne des resultats satisfaisants. Par contre pour les capacites calorifiques des liquides, il n'existe pas actuellement de modele satisfaisant. Cependant, pour les capacites calorifiques des liquides ou les viscosites, il est possible d'obtenir des resultats satisfaisants en utilisant les chaleurs specifiques ou les viscosites partielles molaires des mineraux fondus constitutifs des laves. De plus, cette etude sur les laves, nous a permis de montrer la forte influence du rapport fe#3#+/fe#2#+ sur la viscosite. Les premiers travaux effectues sur des borosilicates semblent montrer que les temps de relaxation varient de plusieurs ordres de grandeur avec la composition chimique et la temperature

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Tchofo, Dinda Patrice. "Étude d'un réseau bidimensionnel à maille hexagonale à deux sites dans un substrat double-quadratique : diagramme de phase, structure et dynamique des parois, effets de taille finie". Dijon, 1991. http://www.theses.fr/1991DIJOS061.

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Nous étudions un modèle de réseau hexagonal à deux sites dans un potentiel de substrat double quadratique (DQ) par site. Nous déterminons un diagramme de phase détaillée du modèle dans la limite d'un réseau infini. Ce diagramme comporte des phases ayant des structures uni- et bi-dimensionnelles, et présente un comportement réentrant dans certaines régions de l'espace des paramètres. Ensuite nous déterminons et analysons le diagramme de phase pour des bandes de réseau de différentes tailles. Cette analyse fait apparaitre des effets de tailles typiques sur le diagramme de phase et suggère l'existence d'une modification intermédiaire de l'iodate de lithium durant la transition alpha-gamma dans ce matériau. Nous présentons un formalisme simple pour décrire les interfaces de type parois de domaines, dans lequel les positions atomiques sont exprimées explicitement en fonction de la répartition spatiale des parois au sein du réseau. Cette formulation est spécialement intéressante pour l'étude de la dynamique des parois dans un formalisme de variables collectives. La dynamique d'un système à une paroi (kink) est étudiée dans ce formalisme de variables collectives. Cette étude montre que les effets de discrétisation sur un kink DQ se manifestent parfois de façon étonnamment différente par rapport au comportement des autres systèmes qui supportent une structure de kink discret: il n'y a pas d'état lie associe au mouvement du centre de masse de kink dans le système DQ discret.

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Devineau, Karine. "Déstabilisation haute température de poudres granitiques : évolution des propriétés minéralogiques et physiques". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2002_DEVINEAU_K.pdf.

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L'objectif de ce travail est double : 1- Etudier les déstabilisations thermiques de poudres de granites altérés, 2- Valoriser leur utilisation dans la formulation de céramiques traditionnelles, les assemblages minéralogiques des granites altérés (argiles, quartz, feldspaths) étant les principales matières premières entrant dans la formulation de ces produits. A- Analyse statistique des relations entre propriétés élémentaires de granites altérés et propriétés d'usage des céramiques traditionnelles. Pour mener à bien cette étude, une trentaine de poudres de granites plus ou moins altérés sont compactées, séchées puis cuites à 1050 et 1175°C pendant 3h30, conditions se rapprochant de celles utilisées dans l'industrie céramique. De nombreux paramètres chimiques et physiques sont mesurés sur poudres et à chaque étape de l'élaboration du produit céramique. Les données obtenues sont traitées à l'aide de l'analyse statistique en composantes principales normées (ACP) afin de déterminer les paramètres clés qui interviennent dans les différentes étapes d'élaboration du produit céramique et qui contrôlent ses propriétés d'emploi. Cette étude statistique a démontré que : 1- la teneur en fer, la quantité de feldspaths et de micas sont les trois paramètres qui influencent la couleur et/ou les propriétés mécaniques des tessons ; 2- les conditions de mise en oeuvre des éprouvettes avant cuisson influencent la porosité avant et après cuisson ; 3- les argiles favorisent la cohésion des éprouvettes avant cuisson. De cette étude, il ressort qu'il serait possible de formuler des céramiques à partir de granites altérés. B- Déstabilisation thermique des minéraux granitiques. Applications au système quartzfeldspaths et à la muscovite La deuxième partie détailie les transformations texturales des poudres granitiques en liaison avec les déstabilisations minéralogiques induites par le traitement thermique. Des éprouvettes de poudre compactée sont chauffées à 1175°C pendant 5, 10, 40 minutes et 3, 24, 68 heures à pression atmosphérique puis trempées dans l'air. Les cinétiques de transformations sont analysées par des méthodes microscopiques, la microsonde électronique, la diffraction des rayons X, l'analyse d'images et la spectroscopie infra-rouge. A l'exception du quartz, les minéraux sont déstabilisés èn moins de 3 heures. La fusion du matériel feldspathique entraîne une forte réduction de la porosité aussi bien à l'intérieur qu'entre les agrégats de particules. Une porosité occluse subsiste cependant au sein de la phase liquide continue : elle se présente sous la forme de pores sphériques et elle est engendrée par le piégeage de vapeur d'eau. La disparition de la muscovite est effective dès 5 minutes de chauffage et les produits néoformés sont des baguettes silice-alumineuses de type spinelle puis mullite associées à une phase liquide qui apparaît progressivement avec le mûrissement texturai des minéraux. L'orientation des baguettes est gouvernée par la cristallographie de la muscovite mère. Contrairement à la matrice quartzo-feldspathique, la déstabilisation de la muscovite provoque l'apparition d'une porosité occluse par la formation de pores piégeant une faible quantité d'eau issue de la déshydoxylation du phyllosilicate. L'augmentation de cette porosité avec la durée du chauffage est provoquée par l'arrondissement des pores dont la morphologie est initialement contrôlée par la cristallographie de la muscovite mère. Cette évolution texturale est rendue possible par le mûrissement texturai des baguettes néoformées qui induit une diminution de la rigidité du système et un relâchement des contraintes. Cependant, compte tenu de la faible teneur en muscovite dans les matériaux granitiques étudiés, la porosité issue de sa déstabilisation reste négligeable par rapport à la porosité totale des tessons.

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Larrouturou, Florent. "Amélioration des propriétés radiatives des récepteurs solaires surfaciques haute température par microstructuration". Thesis, Perpignan, 2015. http://www.theses.fr/2015PERP0030.

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La filière solaire thermodynamique, et plus précisément la technologie des centrales à tour, est l'une des ressources d'énergies renouvelables les plus prometteuses. Le travail de thèse s’inscrit dans le cadre général de l’augmentation des rendements de centrales solaires à tour où l’augmentation de l'efficacité et de la température du récepteur joue un rôle clé. L’originalité de la thèse réside dans l’étude du rôle des sélectivités spectrale et directionnelle sur le rendement de récepteurs surfaciques à haute température. L’objectif poursuivit a été d’améliorer simultanément la géométrie, le matériau, la rugosité et la microstructuration des récepteurs surfaciques pour créer une sélectivité permettant l’augmentation des rendements. La première étape a consisté à l’élaboration d’un modèle approché d’une centrale solaire pour quantifier l’influence du rendement du récepteur sur le rendement de la centrale. Dans un second temps, un modèle de récepteur détaillé incluant la résolution précise des transferts radiatifs (grâce à la méthode Monte Carlo) a été développé pour déterminer le gain en rendement que l’on peut obtenir grâce à la sélectivité spectrale et directionnelle. Ensuite, la modification des propriétés radiatives des surfaces par des microstructures unipériodiques et bipériodiques a été étudiée dans l'objectif d'augmenter la sélectivité spectrale du récepteur. Cette étape a nécessité la résolution des équations de Maxwell par la méthode RCWA. La microstructure retenue et qui offre le meilleur potentiel possède un relief pyramidal bipériodique. L’optimisation de la période et de la hauteur de ce relief permet d’obtenir une absorptivité solaire maximale égale à 0,98
Concentrated solar power (CSP) technology is an alternative for renewable thermal energy generation and a promising source of energy. Managing the optical properties of a cavity solar receiver to create spectral and directional selectivities is a solution to improve receiver and solar power plant efficiencies in order to reduce cost. The two main steps of the development are to quantify the potential gain that may result from theoretical selectivities and then the optimization of microstructuration to increase as possible the spectral selectivity. At first, a calculation code was built in order to quantify the influence of receiver on the global solar power plant efficiency. Then a parametric study which takes into account thegeometry, the material, the roughness and the microstructure of the receiver was conducted. At last, an optimization of microstructuration with uniperiodic and biperiodic structures was studied. As a conclusion the best structure is a biperiodic pyramidal relief which offers a huge gain of absorptivity

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Audouard, Lisa. "Conception et caractérisation de matériaux ultra haute température à gradient de propriétés". Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2023. http://www.theses.fr/2023UBFCA019.

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Le développement d’un nouveau prototype d’ergol vert destiné aux moteurs de repositionnement de satellites implique des conditions thermiques et environnementales plus sévères pour les matériaux de la chambre de combustion, par rapport aux conditions actuelles. De ce fait, des matériaux alternatifs dits Matériaux à Gradient de Propriétés (MGP) sont développés depuis plusieurs années dans le cadre d’une étude ONERA-CNES-ICB. Cette thèse a pour objectif de poursuivre le développement de ce type de matériau à gradient céramique/métal afin d’optimiser sa conception et d’assurer ainsi sa mise en œuvre jusqu’à 2400 °C en présence de vapeur d’eau. Premièrement, différentes configurations de MGP élaborés par projection thermique plasma sous air (APS) ont été testées sous flux thermique laser sous vide jusqu’à 2350 °C. La mise en place d’une modélisation de la fissuration de ces matériaux soumis à un choc thermique a permis de mieux faire le lien entre les dégradations observées et les configurations de MGP. En particulier, il a été montré que l’augmentation de l’épaisseur de la céramique à la surface du MGP est responsable de l’apparition et de la propagation de fissures plus profondes et déviées.Dans un second temps, la possibilité d’utiliser les MGP élaborés dans une ambiance oxydante à ultra haute température a été étudiée au moyen de deux bancs d’essais expérimentaux. Le premier d’entre eux est un banc laser qui a permis de tester les matériaux face à des chocs thermiques répétés jusqu’à 1800 °C et en présence de vapeur d’eau. Les matériaux testés ont présenté une bonne résistance et les mécanismes de dégradation relatifs à l’oxydation du MGP ont pu être identifiés et reliés à aux différentes configurations de MGP et aux conditions d’essai testées. Dans ces conditions, l’augmentation de l’épaisseur de la couche céramique assure une meilleure protection contre l’oxydation. Le second moyen d’essai a permis de qualifier les MGP dans la flamme H2/O2 d’une chambre de combustion. De ce fait, les conditions d’essais étaient relativement proches des conditions réelles visées. Aucune dégradation majeure n’a été relevée à la suite de ces essais en chambre de combustion, ce qui démontre le potentiel de ce type de MGP pour l’application visée.En parallèle, un travail a été mené sur l’amélioration de la partie en céramique du MGP. En effet, le métal utilisé a un coefficient de dilatation thermique deux fois inférieur à celui de la céramique choisie. De ce fait, et malgré la présence du gradient, de fortes contraintes thermomécaniques s’exercent au niveau des interfaces entre les différentes couches du MGP. Ainsi, un point clé de cette étude a consisté à comprendre l’influence de la composition de la céramique et en particulier du taux et de la nature de l’oxyde de terre rare utilisé sur le coefficient de dilatation thermique. De plus, des mesures de conductivité ionique et de conductivité thermique ont permis de rendre compte du rôle de barrière thermique et environnemental de la couche en céramique pure à la surface du MGP. Il a été montré que des compositions à base de forts taux de Lu2O3 étaient les plus prometteuses. Enfin, une dernière partie de cette thèse était consacrée à étudier la possibilité de cicatriser les fissures observées au sein de la couche céramique, apparues à la suite du traitement thermique ou à la suite d’un essai sous flux thermique. Pour cela, un disilicate d’yttrium a été introduit dans la couche en céramique pure du MGP directement au cours de l’élaboration par APS. Son influence sur la résistance des échantillons dans des conditions sévères de température et d’atmosphère a été reportée. En particulier, la présence de ce disilicate est responsable de transformations chimiques au sein du MGP au cours des essais à haute température
The development of a new green ergol prototype for satellite repositioning engines requires more severe thermal and environmental conditions for combustion chamber materials than is currently the case. As a result, alternative materials known as functionally graded materials (FGM) have been developed for several years as part of an ONERA-CNES-ICB study. The aim of this thesis is to pursue the development of this type of ceramic/metal gradient material, in order to optimize its design and ensure that it can be used up to 2400 °C in the presence of water vapor. Firstly, different configurations of FGM developed by air plasma thermal spraying (APS) were tested under vacuum laser heat flux up to 2350 °C. By modelling the cracking of these materials when subjected to thermal shock, the link between the observed degradations and the FGM configurations was better established. In particular, it has been shown that increasing the thickness of the ceramic on the FGM surface is responsible for the appearance and propagation of deeper, deviated cracks.Secondly, the possibility to use such FGM under an oxidising atmosphere at ultra-high temperature was studied through two experimental set ups. The first one is a laser test bench which allowed to assure the resistance of the materials submitted to repeated thermal schocks up to 1800 °C in presence of water vapour. The tested materials presented an appropriate behaviour under the tested conditions. The degradation mechanisms related to FGM oxidation have been identified and compared from one FGM configuration to another and linked to the tested conditions. The second one permits to qualify the behaviour of FGM in the H2/O2 flame of a combustion chamber. Thus, the tested conditions were relatively close to the ones of the intended application. No major degradation was observed after the combustion chamber tests, which demonstrates the potential of this type of FGM for the application.In parallel, a study was carried out about the improvement of the ceramic part of the FGM. Indeed, the thermal expansion coefficient of the chosen metal is twice lower than the one of the chosen ceramic. Thus, and despite the presence of graded layers in-between the metal and the ceramic, high thermomechanical stresses occur at the interfaces between the different layers of the FGM. Thus, a key point of this study consisted in the understanding of the influence of the ceramic composition, and in particular of the amount and nature of the rare earth oxide, on the thermal expansion coefficient. In addition, ionic conductivity and thermal conductivity measurements most accurately reflect the role of thermal and environmental barrier coating of the pure ceramic layer upon the FGM. It has been shown that high content Lu2O3 based compositions are the most promising to be used for the ceramic composition of the FGM. The last part of this thesis was dedicated to study the possibility to heal the cracks observed in the ceramic, which came either from the thermal treatment, either from the thermal tests. Thus, an yttrium disilicate was introduced in the pure ceramic layer of the FGM directly during the elaboration process with APS. Its influence on the resistance of FGM under harsh thermal and environmental conditions was finally reported. In particular, the presence of this disilicate is responsible of chemical transformations in the FGM during high temperature tests

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Fiquet, Guillaume. "Propriétés thermodynamiques de minéraux du manteau supérieur. Calorimétrie à Haute Température et Spectroscopie Raman à Haute Pression et Haute Température". Phd thesis, Université Rennes 1, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00626851.

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La modélisation de la nature (minéralogie, composition) et de la dynamique du manteau terrestre nécessite la connaissance des propriétés de ses minéraux constitutifs à haute pression (HP, 1-135 GPa) et haute température (HT, 1000-3000K). En particulier, les grandeurs thermodynamiques (enthalpies de formation, entropies, volume, ... ) contrôlent la stabilité des minéraux dans l'espace pression-température. Dans une première approche dite "macroscopique", les capacités calorifiques de la forstérite et de ses analogues, du pyrope et du spinelle sont mesurées par calorimétrie à HT. Les données de dilatation thermique et de compressibilité sont tirées de mesures de volume à HP et HT. On dispose alors d'un ensemble de données qui permet de mettre en évidence, pour la plupart de ces minéraux, un comportement anharmonique à HT. Dans une seconde approche "microscopique", les propriétés thermodynamiques d'un minéral sont calculées par modélisation vibrationnelle à partir de ses spectres infrarouge et Raman. Une méthode originale de mesure de l'anharmonicité est développée, fondée sur l'enregistrement des spectres vibrationnels à HP et HT. On montre alors pourquoi et comment les valeurs des capacités calorifiques s'écartent à HT de la limite prédite par une théorie harmonique. Cette méthode "microscopique" originale, qui ne nécessite que quelques milligrammes de matière, est ainsi développée et testée sur des matériaux pour lesquels elle peut être confrontée aux données "macroscopiques" (e.g. calorimétrie). Elle pourra dans l'avenir être appliquée aux phases de très haute pression du manteau terrestre, dont la métastabilité et les faibles quantités synthétisées empêchent la caractérisation par les méthodes classiques "macroscopiques".

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Corniglion, Isabelle. "Synthèse et propriétés de revêtements polyuréthane pour film polyester". Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0049.

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Le but de cette étude est la synthèse d'un revêtement polyuréthane pour film polyester afin de permettre leur mise en œuvre. Notre choix s'est porté vers les polyuréthanes (PU) réticulés chimiquement dans lesquels sont incorporés des additifs siloxane en faible quantité ayant pour rôle de conférer au système des propriétés de glissant. Nous nous sommes attachés dans un premier temps à la synthèse et la caractérisation massique (mesure de la température de transition vitreuse et des propriétés mécaniques dynamiques) des réseaux PU sans siloxane. Ce sont des matériaux homogènes. Les propriétés de surface des réseaux sont caractérisées par la mesure de la tension superficielle et du coefficient de frottement. Ces deux paramètres sont étudiés en fonction de la composition chimique et des propriétés massiques des PU. La modification des propriétés de surface est effectuée par l'incorporation de dérivés siloxane sous forme de copolymères. Ils sont liés de façon covalente aux réseaux. L'effet de la structure chimique est étudiée en comparant un polydiméthylsiloxane, PDMS, et un polyphénylméthylsiloxane, PPMS. L'influence de la longueur et de la mobilité des chaînes est étudiée sur les PDMS. Les compositions atomiques en surface et les angles de contact entre le polymère solide et l'eau montrent une migration très nette de la séquence siloxane en surface, dès 0,5% de concentration massique en siloxane. Les résultats de coefficient de frottement sont reliés aux propriétés massiques, aux propriétés de surface et à la morphologie des produits
The purpose of this work is to synthesize a polyurethane coating for polyester film to facilitate their processing. The polyurethanes (PU)are chemically cross linked and contain a small amount of siloxane additives which are expected to give sliding properties to the products. Initially, the PU is synthesized without siloxane and the bulk properties, glass transition temperature and dynamic mechanical properties, are studied. The products were found to be homogeneous. The surface properties are characterized by measuring the surface tension and the friction factor. These two parameters are studied as a function of the chemical composition and the bulk properties of the PU. The modification of the surface properties is obtained by the incorporation of siloxane additives in the form of a copolymer. These additives are covalently bound to the network. We studied the influence of the chemical structure comparing the results obtained with a polydimethylsiloxane, PDMS, and a polyphenylmethylsiloxane, PPMS. The influence of the PDMS chain length and the PDMS chain mobility is studied. The measure of the atomic compositions at the surface and of the contact angles between the polymer and water, indicate a siloxane surface enrichment with siloxane concentrations as low as 0. 5% by weight. We found that the friction factors are connected to the bulk and surface properties, and the morphology of the polymers

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Bouhanek, Karima. "Oxydation à haute température de superalliages monocristallins". Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT016G.

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Les proprietes mecaniques et la resistance a l'oxydation des superalliages monocristallins permettent leur emploi dans la fabrication des aubes de turbines a gaz. Le but de ce travail est de determiner l'influence de leur composition sur les cinetiques d'oxydation entre 900 et 1100c et sur la nature et la microstructure des oxydes et d'etudier la stabilite mecanique des couches d'oxyde formees a 1100c. Les superalliages etudies sont: cmsx2, cmsx4, cmsx6, srr99, mc2, mc2-sihf, am3, am3-sihf, am3-ta, am3-re et am3-pt. L'augmentation du rapport al/cr ou la diminution du rapport ti/ta, diminue la vitesse d'oxydation a 900c. L'addition de si, hf, re et pt ameliore la resistance a l'oxydation a 900 et 1000c mais seuls si et hf gardent le meme effet a 1100c. Les oxydes formes a 900c sont adherents et formes de quatre sous-couches 1- (ni,co)o + (ni,co)cr#2o#4, 2- nitio#3, 3- cr#2o#3 et 4- (al,cr,ti)(ta,ti)o#4. L'oxydation interne de l'aluminium et une zone appauvrie en ' ont ete mises en evidence. A 1100c, les oxydes sont formes de cinq sous-couches 1-(ni, co)o, 2- nitio#3, 3- (ni,co)cr#2o#4 + (ni,co)al#2o#4 4- (al,cr,ti)(ta,ti)o#4 et 5- al#2o#3. Ces oxydes s'ecaillent pendant le refroidissement a des temperatures comprises entre 750 et 300c. L'ecaillage ne depend pas de la vitesse de refroidissement. Lorsque l'ecaillage se produit a basse temperature les zones ecaillees ont une microstructure ou les empreintes des cristallites d'alumine ecaillee sont visibles et lorsque il se produit a plus haute temperature, les surfaces mises a nu pendant le refroidissement se reoxydent. Apres oxydation a 1100c, l'ecaillage est enregistre en continu pendant le refroidissement. Deux types d'ecaillage sont observes : 1- rapide et brutal et 2- lent et progressif. Les essais realises ont permis de determiner la variation de temperature, t, necessaire a l'initiation de l'ecaillage. Les resultats ont ete analyses avec le modele d'evans et lobb decrivant l'ecaillage en absence de deformation plastiques du substrat metallique. T depend de l'epaisseur de la couche d'oxydes et de l'energie de rupture interfaciale. Les elements d'addition si, hf, re et particulierement pt diminuent la valeur de t.

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Kremer, Stefan. "Propriétés électriques et thermiques des delafossites : le scénario du liquide de Fermi apparent et l'extension de la méthode DMRG aux températures finies". Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2023.

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Dans cette thèse, des méthodes sont présentées pour accéder aux propriétés physiques dans un régime de températures intermédiaires. Cela comporte non seulement des techniques numériques mais aussi des méthodes analytiques. Les premières sont discutées dans la cadre du groupe de renormalisation de la matrice densité, dans le but de décrire des systèmes possédant une échelle de température par un ensemble d'états. Les autres sont appliquées à la densité d'états de systèmes quasi-bidimensionnels qui sont considérés comme un bon modèle pour décrire les delafossites, dont les propriétés thermoélectriques attirent beaucoup d'intérêt. De plus, leur comportement présente de fortes similitudes avec le liquide de Fermi, mais à haute température. Ce comportement est analysé par les méthodes proposées. En outre, nous montrons qu'il est possible d'extraire des propriétés de la densité d'états et le dopage de ces matériaux dans ce cadre
This work aims to propose techniques to access physical properties at intermediate temperature scales. These methods include both numerical ones on the one hand and analytic ones on the other. The former ones operate within the framework of the density matrix renormalization group aiming to characterize a system depending on temperature by a set of states. The latter ones are applied to the density of states of slightly modified two-dimensional systems which are believed to describe the delafossite compounds. These materials recently attracted a huge interest due to their thermoelectric properties, but have revealed a behavior at intermediate temperatures resembling a Fermi liquid one. This behavior is examined with the proposed methods. Furthermore, it is shown that properties of the density of states as well as the charge carrier density of those materials can be extracted from a careful study

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Feraille-Fresnet, Adélaïde. "Le rôle de l'eau dans le comportement à haute température des bétons". Marne-la-vallée, ENPC, 2000. http://www.theses.fr/2000ENPC0007.

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Depuis 1996, on dénombre trois incendies dans des tunnels en Europe. Dans chacune de ces catastrophes, la température atteinte dans le tunnel a été estimée entre 800°C et 1200°C. Indépendamment de ces situations accidentelles spectaculaires, il en existe de nombreuses autres où le béton est soumis à de hautes températures en fonctionnement normal. De nombreuses recherches ont donc été entreprises pour comprendre le comportement du béton à haute température et les phénomènes mis en jeu. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de ces recherches et porte plus particulièrement sur le rôle de l'eau dans le matériau lors de la montée en température. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés au rôle de l'eau dans une fissure du matériau, au cours du chauffage. Nous avons établi une solution analytique originale donnant la répartition liquide-vapeur dans la fissure ainsi que le facteur d'intensité de contraintes en pointe de fissure , en fonction de la taille de la fissure , du nombre de moles d'eau contenues à l'intérieur de la fissure et de la température. Nous sommes alors en mesure d'étudier la stabilité de cette fissure. Dans un deuxième temps, nous abordons les phénomènes étudiés sous l'angle de la mécanique des milieux poreux non saturés. Nous présentons un modèle Thermo-Hydro-Chimique permettant de décrire le comportement du béton sous chargement thermique. La microstructure est décrite à l'aide d'une surface porosimétrique; chaque pore est caractérisé par deux rayons, le rayon d'accès au pore et le rayon de pore. Cette description fait intervenir la Zone des Pores Saturés en Liquide comme une variable d'état. Nous introduisons également le concept de cinétique de déshydratation mis en évidence expérimentalement. Une hypothèse d'érosion de la phase solide par déshydratation permet de relier l'évolution de la microstructure et de la Zone des Pores Saturés en Liquide à la masse d'eau créée par déshydratation
Since 1996, three fires have been counted in tunnels in Europe. During each of these accidents, the temperature reached by the structure has been estimated between 800°C and 1200°C. Beside these spectacular accidenta! situations, there are many other situations in which concrete structures are submitted to high temperatures during their regular use. Several research work has been undertaken for a better understanding of the behaviour of concrete submitted to high temperatures and the physical phenomena involved. This PhD Thesis takes ddwn as part of this research work and develops, more particularly, the role of water in the material submitted to heating up to high temperatures. At first, we are interested in the role of water inside a material crack, during heating. We have established an original analytical solution giving the liquid-vapour repartition and the stress intensity factor, as fonctions of crack's length, water molecules contained in the inner of the crack and temperature. Then, we are able to study the crack stability. In the second part, we propose to approach the studied phenomena using the non saturated porous media theory. We present a thermo-hydro-chemical model which permits to describe the concrete behaviour under thermal loading. The material microstructure is defined using a "porosimetric surface". Each pore is characterised by two radii: the pore radius and the access radius into the pore. With this description, the zone of pores saturated by liquid is astate variable. We also introduce the concept of kinetic dehydration, clearly lighted by experimental studies. An hypothesis of erosion of the solid phase by dehydration permits to link the evolution of microstructure and of the zone of pores saturated by liquid to the mass of water created by dehydration

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Dias, de Moraes Poliana. "Influence de la température sur les assemblages bois". Nancy 1, 2003. http://www.theses.fr/2003NAN10157.

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La généralisation de l'utilisation du bois en construction se heurte à des questions concernant la sécurité incendie. Les réglementations imposent une durée de stabilité au feu permettant l'évacuation des locaux et le combat de l'incendie. La résistance au feu des charpentes étant reconnue, l'exigence de stabilité se traduit par un besoin de connaissances sur le comportement au feu des assemblages. Ce travail concerne l'étude du comportement au feu des assemblages bois monotiges. Il est divisé en trois parties: l'influence de la température sur le module d'élasticité en flexion et sur la portance locale; la carbonisation du bois et l'influence d'une tige métallique au sein de ce matériau, puis la modélisation du comportement au feu des assemblages bois monotiges. Les deux premières parties de l'étude ont fourni des données mécaniques et thermiques qui ont permis de mettre en place un modèle simulant le comportement de l'assemblage et sa résistance avant rupture sous l'effet du feu
The more generalized use of wood for building raises concern for fire safety. The current standards require the structure stability for a minimum time to ensure the building evacuation and the fire fight. Considering that the fire endurance of wood is well-known, the stability requirement is mainly reduced to the understanding of the behaviour of wood joints on fire. The aim of this work is to study the behaviour of single-dowel timber joints and it is divided into three parts. The first part is a study of the influence of temperature on the modulus of elasticity and on the embedding strength in a range between 20 and 300 °C. In the second part the wood charring and the influence of a metallic dowel embedded in wood, is studied. In the third part, the fire behaviour of single-dowel wood joints is tackled. The first two studies have provided mechanical and thermal data to allow the development of a model to simulate the joint behaviour and its fire endurance before fracture

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Gelis, François. "Fonctions de corrélation en théorie des champs à température finie : Aspects formels et applications au plasma de quarks et de gluons". Phd thesis, Chambéry, 1998. http://www.theses.fr/1998CHAMS028.

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Le cadre général de cette thèse est la théorie des champs à température finie, et plus particulièrement le calcul perturbatif des fonctions de green thermiques. Dans une première partie sont considérés trois problèmes plutôt en relation avec le formalisme lui-même. Après deux chapitres introductifs destinés à mettre en place le cadre et les notations utilisées par la suite, un chapitre est dédié à clarifier certains aspects de la justification des règles de feynman du formalisme a temps réel. Ensuite, je m'intéresse dans le chapitre 4 au problème des règles de coupure dans les formalismes a temps réel. En particulier, outre la résolution d'une controverse à ce sujet, je donne les règles de coupure à utiliser dans la version retardee-avancee de ce formalisme. Enfin, le dernier problème aborde dans la première partie est celui de la désintégration du pion en deux photons dans un environnement thermique. J’y montre que les contradictions existant dans la littérature à ce sujet sont dues à certaines propriétés analytiques des fonctions de green thermiques. La deuxième partie concerne le calcul du taux de production de photons ou de paires de leptons (photons virtuels) par un plasma de quarks et de gluons. Le cadre de ce travail est la réorganisation du développement perturbatif obtenue par la sommation des diagrammes connus sous le nom de boucles dures. Le premier volet de cette étude concerne la production de photons virtuels ou l'on montre que des contributions importantes arrivent a deux boucles et complètent le résultat déjà connu a une boucle. L’autre volet est la production de photons réels, pour lesquels on montre que des divergences colinéaires extrêmement fortes rendent les contributions a deux boucles largement dominantes devant les contributions a une boucle. Dans les deux cas, le phénomène observe peut être interprété comme des insuffisances l'approximation qui conduit aux boucles dures.

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Verdet, Mathieu. "Etude du comportement à long terme de systèmes d’assemblages par goujons collés en conditions climatiques variables". Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0447/document.

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La technique des goujons collés dans les structures bois allie performances mécaniques et esthétisme. Elle répond au besoin de conservation du bâti pour le domaine de la rénovation et au besoin d’assemblages de plus en plus rigides et résistants en construction neuve avec l’avènement des structures bois de grandes ampleurs et l’arrivée de nouveaux produits tels que le bois lamellé croisé (CLT). De nombreuses études de caractérisation mécanique ont été menées au cours de ces 35 dernières années. L’enquête menée auprès des professionnels et experts en vue de l’introduction de cette technique dans l’Eurocode 5 a néanmoins révélé des attentes et lacunes particulières vis-à-vis des connaissances sur le comportement des assemblages multi-tiges, le choix des adhésifs, le comportement à long terme du collage et les techniques de contrôle qualité. Les travaux de cette thèse, menés en collaboration entre l’université de Bordeaux et l’Université Laval (Québec, Canada), ont pour objectif d’apporter des réponses sur le comportement mécanique des adhésifs, et assemblages sous sollicitation thermique et d’initier les développements sur le comportement à long terme et les assemblages multi-tiges. Les principaux résultats sont issus de travaux expérimentaux et numériques valorisés sous la forme d’articles scientifiques. Les essais mécaniques dynamiques menés sur une colle polyuréthane (PUR) et une résine époxy (EPX) entre 30°C et 120°C mettent en avant des différences importantes de raideur et de dégradations entre les deux adhésifs. Exposés à la chaleur, les assemblages sont eux aussi affectés avec des pertes de raideur et de résistance dès 40°C, en amont de la température de transition vitreuse et de la dégradation des adhésifs. Amené à suivre le régime de température extérieur, l’assemblage doit par sa conception être isolé afin de prévenir les risques aux états limites de service (ELS) et aux états limites ultimes (ELU). Très peu de données sont disponibles dans la littérature sur le comportement à long terme des assemblages goujons collés. L’étude du fluage ajoute une dimension temporelle aux problématiques de raideur. La base de données expérimentales collectée dans ces travaux repose sur 12 campagnes d’essais de 1 à 2 mois en conditions climatiques régulées en température et humidité relative, ou variables (service classe 1). Chargement et climat influent sur le glissement, mais aussi sur la durée de vie. Si des disparités sont présentes entre EPX et PUR, les études menées à 20°C et 50°C révèlent à nouveau l’importance de prendre en considération la température, notamment aux ELS. L’étude en régime variable illustre de son côté la sensibilité du système aux variations de température et d’humidité. L’étude de la répartition des efforts en fonction de la raideur des goujons est choisie comme fil conducteur pour investiguer le passage vers des éléments multi-tiges. Un modèle 3D mono-tige aux éléments finis est tout d’abord développé pour prendre en compte l’orthotropie du bois et regarder l’influence du centre de moelle jusqu’à présent négligée. Par la suite ce modèle est étendu aux configurations multi-tiges afin de simuler différentes configurations d’essais. Un prototype d’essai de caractérisation mécanique des assemblages multi-tiges est finalement présenté
Glued-in rods have successfully been used for connections or reinforcement of timber structures. With the development of tall and large timber buildings and new products such as Cross Laminated Timber (CLT), there is an increasing need for connections that provide high stiffness and strength. Timber connections using glued in rods have a general aesthetic appeal, and take advantage of the structural adhesives that provide a high stiffness and load capacity. During the last 30 years, multiple applications have been developed for renovation and new construction. In parallel, numerous investigations have characterized the mechanical performance of these connections, but harmonized design rules are not available. A lack of knowledge on the multiple-rod connections, on the choice of adhesives, on long-term effects and on the control of quality is identified by a recent study and must be investigated before a new submission to Eurocode 5. This thesis is performed in the framework of collaboration between Université de Bordeaux (France) and Université Laval (Canada). Objectives are focused on the mechanical performance of adhesives and glued-in rod connections under elevated temperature, on the development of creep tests and the investigations of multiple-rod connections. This study combines experimental and finite element modelling results, which are presented in the form of scientific articles. A Dynamic Mechanical Analysis (DMA) on one polyurethane (PUR) and one epoxy (EPX) adhesives followed by static tensile tests on the connections with small-diameter steel glued-in rods have been conducted at different temperatures. High differences in stiffness are observed between the two adhesives. Glued-in rod connections with the EPX and PUR adhesives demonstrate significant losses of stiffness and resistance beyond 40°C, before the glass transition temperature of the adhesive. Following the outside temperature, connections must be insulated to prevent excessive slip and risk of failure at the Serviceability Limits State (SLS) and at the Ultimate Limit States (ULS). Few data on the long-term effects are available in the literature. In this work, 12 campaigns of creep tests, adding time effects to previous work, have been performed. Glued-in rod connections were tested during one to two months in a conditioning room where temperature and relative humidity were controlled or in a room with a variable climate representative of service class 1. Disparities were observed between EXP and PUR. Creep tests conducted at 20°C and 50°C revealed an important role of the temperature, particularly for SLS. Creep tests in variable climate illustrated the sensibility of connections to the temperature and humidity variations. The stiffness and stress distribution in multiple-rod connections were investigated. First, a 3D model was developed to observe the influence of the wood orthotropy on the stiffness and stress distribution in a connection with a single rod. Then, the model was extended to multiple-rod connections to simulate different loads and boundary conditions. Finally, a prototype of a connection with multiple glued-in rods was tested

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Nonnet, Emmanuel. "Etude de la température ambiante à 1600 °c, par méthode ultrasonore, de réfractaires monolithiques". Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066374.

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Dans diverses industries des hautes températures, dont la sidérurgie, les réfractaires en forme de briques sont concurrences par les réfractaires monolithiques. Les bétons réfractaires sont mis en place a température ambiante et subissent ensuite des changements de structure et de microstructure, dus aux températures élevées auxquelles ils sont soumis (plus de 1600\c en aciérie). Ces changements modifient les propriétés des matériaux, en particulier les propriétés mécaniques. Les réfractaires ici étudies sont composes d'un ciment alumineux (dans le diagramme binaire cao-al 2o 3) et de différents grades d'alumine. Le travail a porte sur la mise au point d'une technique de caractérisation non destructive qui, grâce a la mesure continue du module d'young du matériau par propagation d'ondes ultrasonores, permet de suivre les changements de phases et de microstructure lors des traitements thermiques. L'étude de la génération et de la propagation d'ondes ultrasonores de basse fréquence (40 khz) a conduit à l'optimisation du système. La technique ultrasonore a été employée, conjointement a la diffraction des rayons x in situ, pour l'étude de trois points : i) chute de propriétés mécaniques associée a la conversion des hydrates métastables du ciment formes a température ambiante, ii) regain de performances du a une hydratation secondaire des phases anhydres du ciment et enfin iii) frittage du matériau (vers 1000\c). La formation d'aluminates de calcium ou de phases vitreuses se traduit par des accidents de module. L'augmentation de propriétés mécaniques au delà de 1000\c est due a la réduction de porosité et a la rigidification des interfaces entre granulats d'alumine et matrice a grains fins. Ce travail montre de plus que l'histoire a basse température du matériau influe sur ses propriétés a chaud.

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Fares, Hanaa. "Propriétés mécaniques et physico-chimiques de Bétons autoplaçants exposés à une température élevée". Phd thesis, Université de Cergy Pontoise, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00447159.

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L'utilisation des Bétons autoplaçants (BAP) s'est considérablement développée au cours des dernières années et une attention grandissante est portée à l'étude de leurs propriétés mécaniques à l'état durci. Les spécificités de formulation de ces bétons (volume de pâte important, dosage élevé en additions minérales, rapport G/S (Gravillons/Sable) proche de 1, . . .) liées à leurs exigences de mise en oeuvre pourraient modifier leur comportement mécanique à l'état durci, comparativement aux bétons traditionnels vibres. Le comportement des BAP à haute température doit en particulier être évalué. Les matériaux testés sont 3 bétons de résistance courante dont 2 BAP et un BV. La particularité des BAP est le volume de pâte important. Des essais mécaniques (résistance à la compression, à la traction par flexion 4 points et mesure du module d'élasticité) ont été réalisés. Parallèlement à cela, la détermination de la porosité à l'eau, de la densité apparente, de la perte de masse ainsi que de la perméabilité aux gaz ont été étudiées. De plus, des observations microscopiques couplées à des analyses d'image et des analyses thermiques aident à préciser les causes physico-chimiques des phénomènes macroscopiques observes. Les résultats expérimentaux montrent des comportements significatifs entre les BAP et BV. Les essais de résistance à la compression ont permis de distinguer un gain de résistance entre 150 et 300°C. Ce gain est expliqué par une réhydratation de la matrice cimentaire due à la migration de l'eau à travers les pores pour les BAP, mais aussi à de meilleures propriétés liantes des hydrates formés. La réhydratation concerne les éléments anhydres de la pâte de ciment. Parallèlement à cette étude, un travail en collaboration avec l'Université d'Alabama concernant le comportement à haute température des bétons autoplaçants de granulats légers a été réalisé. Cette étude a permis de caractériser les propriétés mécaniques et les propriétés physico-chimiques de BAP de granulats légers (fabriques a Université d'Alabama (USA)). Pour cela, des éprouvettes prismatiques et cylindriques ont subi deux traitements thermiques différents : un chauffage de type incendie ISO-834 et un chauffage lent à 1°C/min. A travers cette étude, les BAP GN ont présenté une meilleure stabilité thermique à un incendie ISO-834. En ce qui concerne les propriétés physico-chimiques, nous avons constaté une similitude des comportements entre BAP GL et BAP GN du point de vue de la porosité, densité, analyses thermiques. Néanmoins, une diminution de la porosité est observe à 400°C. Elle peut être attribuée à un retrait des éprouvettes causant une diminution de volume. D'un point de vue mécanique, les BAP GL présentent une meilleure résistance résiduelle à la compression et à la flexion que le BAP GN. Donc, l'utilisation de GL améliore le comportement mécanique résiduel.

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Tesis sobre el tema "Propriétés à température finie"

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