Thèses : « Moussage physique »

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Ykhlef, Nazim. « Etude et optimisation de poly(butylène succinate) biosourcés pour l’injection moussage à l’azote par voie physique ». Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai, 2018. http://www.theses.fr/2018MTLD0004.

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Résumé :

Ce travail concerne le développement de polymères alvéolaires biosourcés adaptés à l’injection microcellulaire physique (Mucell®) ainsi que l’identification des leviers (procédé et/ou matériau) permettant de contrôler la structure cellulaire.Les paramètres directeurs du procédé ont été optimisés à l’aide d’un plan d’expérience de type Taguchi permettant d’atteindre un allégement de 15% tout en conservant un niveau de performance mécanique acceptable. Par ailleurs, des modifications structurales du PBS ont été menées dans le but de contrôler le processus de formation de la structure cellulaire (dissolution du gaz, nucléation, croissance cellulaire et stabilisation de la structure). La morphologie cellulaire a été améliorée en modifiant la conformation moléculaire des chaînes, en favorisant la nucléation hétérogène ou en modifiant les propriétés élongationnelles et la tension de surface du matériau. La formulation résultante a permis une diminution de plus de 80% de la taille des cellules et une densité cellulaire multipliée par 450.Enfin, une technique de mesure du comportement rhéologique du système monophasé polymère/gaz a été développée à l’aide d’une buse instrumentée en ligne permettant d’évaluer l’effet de la dissolution du gaz sur la viscosité du matériau en fonction des conditions expérimentales de l’étude
This work focused on the development of biobased polymer foams adapted to the microcellular injection molding (Mucell®) and the identification of the key parameters (process and/or material) controlling the cell structure.The process parameters were optimized using a Taguchi design of experiment which achieves 15% lightweighting while maintaining acceptable mechanical performances. In addition, structural modifications of PBS were carried out in order to control the foaming mechanism (gas dissolution, cell nucleation, cell growth and cell stabilization). Cell morphology has been improved by modifying the molecular conformation, promoting heterogeneous nucleation, or by adjusting the extensional viscosity and surface tension of the material. The resulting formulation exhibit a decrease of more than 80% in cell size and a cell density multiplied by 450.Finally, a measurement technique for the rheological behavior of the single phase polymer/gas mixture was developed using an instrumented on-line nozzle to evaluate the effect of gas dissolution on the viscosity under experimental conditions

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Rainglet, Benoit. « Etude du moussage par CO2 de polypropylène et de TPV en autoclave et par extrusion : formulation, rhéologie et modélisation ». Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2021. http://www.theses.fr/2021LYSES029.

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Travaux portant sur le moussage physique par adjonction de CO2 supercritique de polyoléfines et thermoplastiques vulcanisés (TPV) que ce soit par procédé continu (extrusion) ou par procédé discontinu (réacteur).Grâce à la formulation, l’étude rhéologique et le moussage de polymères existants et inédits un critère rhéologique permettant de définir la capacité à mousser a été démontré et étendu au mélange complexe de polymère (TPV). Plus spécifiquement l’étude de la formulation des TPV sur le moussage a été investigué et des conclusions concernant la chimie de réticulation ainsi que l’ajout de charges ont pu être déterminées.La modélisation numérique et la mise en œuvre de l’extrusion moussage ont été réalisées et ont permis de démontrer la possibilité d’obtenir une mousse régulière et homogène ainsi que de prédire, en fonction des paramètres d’entrés, les caractéristiques finales de la mousse
Work on the physical foaming of vulcanised polyolefins and thermoplastics (TPV) by the addition of supercritical CO2, whether by continuous process (extrusion) or by batch process (reactor).Through the formulation, rheological study and foaming of existing and new polymers, a rheological criterion for defining the ability to foam was demonstrated and extended to complex polymer blends (as TPV). More specifically, the study of TPV formulation on foaming was investigated .Conclusions regarding cross-linking chemistry and addition of fillers were determined.Numerical modelling and implementation of extrusion foaming were carried out and demonstrated the possibility of obtaining a regular and homogeneous foam as well as predicting, depending on the input parameters, the final characteristics of the foam

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Dubois, Julie. « Moussage de polymères par des procédés physiques ». Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0311.

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Résumé :

Cette thèse porte sur la production et l’étude de mousses polymères microporeuses, par dissolution de gaz. Plusieurs techniques expérimentales ont été améliorées ou adaptées pour la réalisation des mousses et la caractérisation des systèmes étudiés. De plus il est démontré que les paramètres du procédé, tels que la pression et la température, permettent la différenciation entre les différentes voies de moussage utilisées. Ceux-ci ont une influence significative sur les caractéristiques finales des mousses
This dissertation focuses on the production and study of microcellular polymer foams by gas dissolution foaming. Due to the novelty of this research field several experimental techniques have been improved or adapted to produce the foams but also to provide valuable information from the systems understudy. It is demonstrated that processing parameters, such as pressure and temperature, allow differentiating between our foaming routes, and present a significant influence on the foaming process and final characteristics of foam

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Rouyer, Florence. « Quelques études de la physique des écoulements d'une mousse et dans une mousse ». Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Est, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00682720.

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Résumé :

Ce manuscript d'Habilitation à Diriger des Recherches présente mes travaux de recherche pour la période 2000-2011, pendant laquelle je me suis intéressée à la description et à la compréhension de la dynamique d'écoulement des mousses aqueuses ainsi qu' à l'écoulement de liquide et de particules dans un tel milieu. Une brève introduction aux mousses aqueuses dé finit le matériau et ses propriétés caractéristiques ainsi qu'un vocabulaire parfois spéci fique à la communauté "mousse". Les problèmatiques et leur contexte sont présentés plus précisément au début de chaque chapitre ou sous-chapitre.

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Gaillard, Thibaut. « Ecoulements confinés à haut et bas Reynolds : génération millifluidique de mousse et drainage de films minces de copolymères ». Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS368/document.

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Résumé :

La mousse est un matériau fascinant nous accompagnant au quotidien depuis des siècles, mais sa complexité fait qu’il est difficile de comprendre et contrôler ses propriétés. L’objet de cette thèse expérimentale est de montrer par deux exemples que si l’on contrôle les écoulements ayant lieu lors de la génération de la mousse et pendant sa vie on peut alors avoir un très bon contrôle de ses propriétés structurelles et sa stabilité. Dans la première partie j’étudie la génération de mousse constituée de bulles micrométriques par un écoulement diphasique cyclique dans un tuyau connectant deux seringues. Cette technique permet de varier la fraction liquide sans affecter les distributions de tailles de bulle. Je montre que ces distributions sont essentiellement contrôlées par la présence de constrictions dans le tuyau connectant les seringues et par les propriétés physico-chimiques de la solution moussante. Mes résultats montrent que ce n’est pas le vieillissement de la mousse mais bien les instabilités hydrodynamiques qui contrôlent la taille caractéristique des bulles. Avec diverses expériences modèles de millifluidique en régime inertiel je mets en évidence ce qui semble être un nouveau processus de fragmentation de bulles. L’accélération et la décélération des bulles lors de leur passage dans une constriction seraient le moteur de cette fragmentation. Le lien précis reste à quantifier dans de futurs travaux. Dans un second temps je montre qu’il est possible de faire des films minces, libres et d’une grande stabilité avec un fondu de copolymère en peigne de PDMS-g-PEG-PPG à température ambiante, sans ajout d’agents stabilisants. Les expériences de caractérisation indiquent que c’est un liquide newtonien ayant une faible tension de surface ne présentant pas de transition de phase à température ambiante. J’ai étudié de manière approfondie le drainage de films verticaux et horizontaux, qui se fait par un écoulement laminaire du liquide confiné entre les deux interfaces liquide/air. A l’aide d’une balance à film mince microfluidique développée pour l’étude des liquides visqueux je rapporte l’apparition de stratifications dans les films très minces. Celles-ci ont la même taille que la longueur caractéristique du fondu, lié soit à la taille du polymère, soit à une micro-séparation de phase. Le drainage et la stabilité sont donc potentiellement contrôlés par cet écoulement stratifié, mais il reste à comprendre si la stratification est la conséquence d’un simple effet de confinement ou d’une micro-séparation de phase près de l’interface
Foam is a fascinating matter which has been broadly used for centuries, but its complexity makes it difficult to understand and control its properties. The subject of this experimental thesis is to show through two examples that by controlling the flows during the generation and lifetime of the foam its stability and structural properties may be better controlled. In the first part I study the generation of foams made of microscopic bubbles by a cyclic diphasic flow in a tube connecting two syringes. With this technique one can vary the liquid fractions without changing the bubble size distributions. I show that these distributions are mainly controlled by the presence of constrictions in the tubing connecting the syringes and by the physico-chemical properties of the foaming solution. My results show that the characteristic bubble size is not fixed by foam ageing effects but by hydrodynamic instabilities. With various millifluidic model experiments in the inertial regime I highlight what seems to be a new mechanism of bubble fragmentation. The acceleration and deceleration of the bubbles when going through a constriction would be the driving effect of this process. The precise link still has to be established. In the second part I show that it is possible to make highly stable free-standing films made of a comb-copolymer melt of PDMS-g-PEG-PPG, at room temperature, and without stabilising agents. The characterisation of this melt reveals that it is a newtonian liquid with a low surface tension and not subject to phase transitions at room temperature. I studied intensively the drainage of vertical and horizontal films, which is a laminar flow of the liquid confined between its two liquid/air interfaces. Using a millifluidic thin film pressure balance, developed for the study of viscous liquids, I report the formation of stratifications in very thin films. Theses stratifications have the same step hight than the characteristic length of the melt which we measured for the bulk, linked either to the size of the macromolecules or to micro-phase separation. The drainage and stability might be controlled by this stratified flow, but we still have to understand if it results from a simple confinement effect or from an interfacially driven micro-phase separation

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Cheddadi, Ibrahim. « Modélisation numérique d'écoulements de mousse ». Phd thesis, Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00497436.

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Les écoulements de mousse liquide sont directement impliqués dans de nombreuses applications dans des domaines aussi variés que les industries agro-alimentaire et cosmétique, l'extraction pétrolière, ou encore la décontamination nucléaire. Par ailleurs, l'étude des mousses apporte des connaissances fondamentales : plus facile à manipuler et analyser, la mousse est un fluide modèle pour comprendre des matériaux tels que les émulsions, les polymères, les pâtes, ou les agrégats de cellules, qui possèdent à la fois des propriétés liquides et solides. Les expériences systématiques réalisées par l'équipe de F. Graner ont fourni une série de données précises qui mettent l'accent sur les propriétés non newtoniennes de la mousse. Dans le même temps, P. Saramito a proposé un modèle visco-élasto-plastique (VEP) continu et tensoriel, à même de prédire le comportement de la mousse. L'objectif de cette thèse est de comprendre ce comportement complexe en s'appuyant sur ces deux éléments. Nous avons élaboré et validé un algorithme de résolution basé sur une méthode d'éléments finis bidimensionnelle. Les solutions numériques sont en excellent accord avec tous les champs mesurés (vitesse, déformation élastique, taux de déformation plastique), et nous avons confirmé le caractère prédictif du modèle. Nous avons identifié les paramètres dominants et établi la nécessité de traiter simultanément les contributions visqueuse, élastique, et plastique dans un formalisme tensoriel. Notre travail apporte une contribution substantielle à la compréhension des mousses et ouvre la voie à la simulation réaliste d'écoulements complexes de fluides VEP en vue d'applications industrielles.

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Zambon, Agnès. « Formulation et caractérisation physique d'un béton léger de mousse et à base d'argile : valorisation des sédiments fins de dragage ». Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0295/document.

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Une réutilisation des sédiments issus du dragage en tant que matière première dans la fabrication d’un béton directement sur le site du dragage est une voie de valorisation économique et écologique. La présente étude a pour but de valoriser la partie fine des sédiments qui ne trouve pas de solutions de valorisation efficaces. En effet la structure en feuillet de l’argile la rend sensible aux conditions hydriques et lui confère une importante capacité de rétention des polluants. Afin d’optimiser les volumes à valoriser, le béton est envisagé en substitution totale des granulats par la fraction fine des sédiments. Les résultats apportés par la littérature tendent à privilégier une application en remblai tels que le remplissage entre deux rideaux de palplanches, un remblaiement géotechnique ou de carrières. Un procédé d’incorporation d’une mousse à base de protéine animale lors de la fabrication du béton est utilisé dans le cadre de cette étude pour alléger le matériau (densité comprise entre 1,1 et 1,3). Ce type de matériau fait donc partie de la catégorie des bétons légers de mousse plus communément appelée LWFC (LightWeight Foamed Concrete). Dans cette étude le matériau est désigné par le sigle BAMS (Béton Allégé par l’incorporation d’une Mousse et à base de Sédiments). L’étude a été réalisée sur un sol modèle constitué de 80% de bentonite et de 20% de sable correcteur de diamètre 0,125mm. La méthode de formulation est basée sur la limite de liquidité du sol afin de prendre en compte l’absorption de l’eau. La caractérisation du BAMS se scinde en trois parties ; La première partie correspond à la caractérisation à l’état frais du BAMS. Elle met en exergue une optimisation de l’abaissement de la densité à partir d’une certaine quantité d’eau apportée par rapport à la limite de liquidité du sol. L’allégement du matériau par l’incorporation d’une mousse modifie les propriétés du matériau à l’état frais ; elle améliore la fluidité et retarde la prise du ciment. La deuxième partie correspond à la caractérisation mécanique du BAMS ; l’eau apportée pour optimiser l’allégement du matériau impacte la résistance mécanique qui est jugée acceptable à partir de 0,5MPa. Celle-ci peut être améliorée en augmentant la quantité de ciment qui doit cependant rester faible pour rentabiliser la voie de valorisation. Il y a donc un compromis inévitable entre résistance mécanique et densité. Les combinaisons (densité ; résistance mécanique) possibles et les paramètres de formulations permettant de les atteindre ont été étudiés. Des essais non-destructifs sont effectués afin de contrôler la résistance mécanique in situ. L‘étude du retrait linéaire indique une variation dimensionnelle importante du BAMS de l’ordre du cm/m qui peut être divisé par 100 avec une cure humide. La troisième partie correspond à la durabilité par l’étude des propriétés de transfert du BAMS dont les résultats mettent en avant une accessibilité partielle du réseau poreux crée par la mousse incorporée.Le relargage des polluants dans les sédiments est évalué par un essai de lixiviation effectué sur un sol modèle pollué artificiellement (cas non-immergeable). Cet essai permet de valider l’efficacité de leur inertage par le traitement au ciment et l’utilisation du matériau sans impact environnemental selon le critère PH14
A re-use of dredged sediments as raw material in the process of making of concrete directly onthe site of the dredging is an interesting valorization as regards economy and environment.The present study aims at valuing the thin particles of sediments because they create aproblem in the valorization of dredged sediments. Indeed, the layer structure of the claymakes it prone to react to humidity conditions and confers it an important capacity to retainpolluting agents. To optimize the valued volumes, a total substitution of aggregates in theconcrete by the thin particles of sediments is envisaged. The results from the literature tend tofavor an application in embankment such as the filling between two sheet pile walls, a geotechnical embankment, a quarry embankment. An incorporation of an air-foam made ofanimal protein during the making of the concrete is used to reduce the density of the material(density between 1.1 and 1.3). This material is classified in the category of lightweight foam concrete called by the English abbreviation LWFC (LightWeight Foamed Concrete). In thisstudy the material is named BAMS acronym for “Béton Allégé par l’incorporation d’uneMousse et à base de Sédiments”. The study was realized with a model soil composed of 80%of bentonite clay and 20% of calibrated sand (diameter 0.125mm). The mix design method isbased on the liquidity limit of the soil considering its swelling. The characterization of theBAMS is split into three parts. The first part corresponds to the characterization of the freshstate of the BAMS. It highlights the optimization of the reduction of the density from aquantity of added water with regard to the liquidity limit of the soil. The incorporation of airfoam modifies the characteristics of the fresh state of the material. It improves the workability and delays the setting of cement. The second part corresponds to the mechanical characterization of the BAMS. The added water which optimizes the reduction of the density impacts the mechanical resistance which has to be over 0.5MPa. There is thus an inevitablecompromise between mechanical resistance and density. The possible combinations and themix design to get them have been studied. Non-destructive tests are done to simply check the mechanical performances on construction site. The study of the linear shrinkage highlights an important variation of the dimension of the BAMS. This can be limited by a wet cure. The third part corresponds to the durability by the study of the transfer properties of the BAMS.The results highlight a limited accessibility of the porous network. The release of polluting agents in sediments is estimated by a lixiviation test realized on BAMS made with a model soilartificially polluted (non immersible case). From the results we can conclude on the efficiency of the inerting of polluting agents by the cement treatment and therefore the use of the material is allowed without having an impact on environment (PH14)

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Dairon, Jonathan. « Développement d'une nouvelle technique d'élaboration de mousses d'acier par fonderie et caractérisation mécanique ». Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694478.

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Résumé :

Les mousses métalliques sont des matériaux intéressants pour fabriquer des absorbeurs d'énergie et des panneaux de faible masse travaillant en flexion. Jusque là, l'aluminium a principalement été employé : sa masse volumique réduite et ses performances mécaniques assez élevées ont fait de lui le candidat idéal pour créer des structures rigides et légères pouvant absorber de grandes quantités d'énergie. Cette thèse étudie la possibilité d'employer de l'acier pour produire des mousses métalliques. L'objectif a été de tirer parti du faible coût et/ou des performances mécaniques très élevées de ce métal pour fabriquer des mousses rivalisant avec les mousses d'aluminium. Pour fabriquer des mousses d'acier, deux types de techniques ont été testés dans le cadre de cette thèse : le moussage d'un métal liquide et l'infiltration d'une préforme. Le premier consiste à former une mousse liquide qui est ensuite solidifiée. Pour cela, nous nous sommes attachés à introduire du gaz dans l'acier et à créer les conditions pour que la mousse formée soit stable. Le second consiste à couler le métal dans un réseau de porosités ayant la forme d'une mousse. Pour mettre en œuvre ce procédé, nous avons mis au point une nouvelle technique de fabrication de préformes. Nous avons également étudié les paramètres conditionnant ses possibilités en termes de taille de pièce. Finalement, les performances des mousses d'acier fabriquées par infiltration ont été évaluées, via des essais de compression uniaxiale, pour les comparer à celles des mousses d'aluminium. Une première modélisation numérique de la mousse d'acier a aussi été effectuée, pour en apprécier la pertinence à prévoir le comportement de ce matériau.

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Garsot, Nikolaz. « Modélisation numérique du comportement mécanique des composites mousse métallique-polymère ». Troyes, 2009. http://www.theses.fr/2009TROY0008.

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Résumé :

Les mousses métalliques possèdent des propriétés physiques particulièrement intéressantes leur conférant un fort potentiel industriel. Ces propriétés peuvent encore être améliorées en combinant les mousses à d'autres matériaux. Ce travail poursuit la recherche déjà engagée depuis plusieurs années sur le développement des composites à base mousses métalliques et de polymères. L'analyse des précédents travaux a montré la nécessité de compléter les données relatives aux propriétés mécaniques et structurales des composites. Les résultats de cette étude mettent en évidence une forte interdépendance entre les propriétés physiques des composites, la fraction volumique, la nature et la morphologie des éléments constitutifs. La modélisation du comportement mécanique des composites doit donc permettre de prendre en compte ces interactions. Pour ce faire, une méthode d'homogénéisation a été adoptée utilisant des modèles élasto-(visco)plastique à écrouissage non-linéaire couplé à l'endommagement ductile isotrope utilisant le formalisme des grandes déformations. Après implémentation dans le code ABAQUS, cette méthode a été testé des cas de chargement complexes. Les résultats de ces tests montrent une bonne concordance avec les essais expérimentaux. Ainsi les réponses macroscopiques, les lieux d'initiation et de propagation de l'endommagement sont correctement prévus. Ces résultats prometteurs permettent d'envisager une extension de la méthode à des cas de chargements incluant par exemple des effets thermiques et cycliques
Metal foams have interesting properties for industrial purposes. Still, combining these foams with other materials can greater improve their properties. This work takes part in the development of composites consisted of metal foams and polymers. Its aim is to complete their mechanical and structural characterization which already begun several years ago. The results of this study highlight a strong relationship between the mechanical properties of the composites, the volume fraction, the nature and the morphology of constitutive materials. A model was developed to predict the mechanical behavior of the composites taking into account these interactions. A homogenization method was adopted using elasto-viscoplasticity models with non linear hardening coupled with isotropic ductile damage in the finite deformation framework. After the implementation in ABAQUS via user subroutine, this method was tested in two kinds of compression tests. Good agreements with experimental results were obtained: the macroscopic response, the damage initiation and propagation were correctly predicted. These are very promising for the applications to more complex loading cases by adding thermal and cyclic effects into the model

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BLONDIN, EMMANUEL. « Etude experimentale d'une mousse humide en ecoulement en conduite horizontale de section rectangulaire ». Nantes, 1999. http://www.theses.fr/1999NANT2096.

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Résumé :

Ce travail consiste en l'etude experimentale de l'hydrodynamique d'une mousse humide (fraction volumique de gaz constante a la formation egale a 70%) en ecoulement en conduite horizontale de section rectangulaire. Une caracteristique importante de l'ecoulement est la presence d'un film liquide sous-jacent au fond de la conduite. Ainsi, l'ecoulement est assimile a un ecoulement stratifie liquide - mousse. Le film est appele film draine mais resulte essentiellement d'un entrainement de liquide par la mousse. Dans un premier temps, l'objectif de ce travail est de mettre au point une methode de mesure du drainage d'une mousse humide en ecoulement. La comparaison de deux approches differentes a permis de mettre en evidence l'influence de la methodologie mise en uvre sur les resultats et nous a conduit a retenir une methode utilisant des vannes rapides. Dans un deuxieme temps, nous avons analyse les proprietes d'ecoulement de la mousse et du film draine. La determination des profils de vitesses dans une section droite par velocimetrie par images de particules montre que la force gravitationnelle rompt la symetrie axiale de l'ecoulement et que les lois de comportement de type bingham ou herschel-bulkley, couramment admises pour les mousses en ecoulement, ne peuvent convenir dans le cadre de l'ecoulement etudie. Ces profils permettent de distinguer trois regimes d'ecoulement : monodimensionnel, bidimensionnel et tridimensionnel. Les vitesses de transition de regime dependent a la fois de la structure de la mousse, fonction des vitesses du gaz et du liquide dans le generateur de mousse, et de la geometrie de la veine.

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Ben, Salem Imen. « Réponse mécanique d'une mousse liquide à une injection d'air ou à une onde acoustique ». Phd thesis, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00765661.

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Ce travail de thèse présente des résultats expérimentaux et théoriques sur le comportement rhéologique et les propriétés acoustiques des mousses liquides. Les mousses utilisées dans le cadre de ces études sont des mousses bidimensionnelles (2D) pour la partie rhéologie et des mousses tridimensionnelles (3D) pour la partie acoustique. Dans une première partie, qui s'inscrit dans le cadre de la rhéologie des mousses, nous avons étudié comment une mousse 2D soumise à une injection d'air localisée se comporte, notamment à différentes surpressions de l'air injecté. À faible surpression, on forme une bulle centrale qui gonfle en écartant les bulles voisines de la mousse par une succession de réarrangements (T1s), sans casser de films : ce comportement rappelle la fracture ductile des matériaux. Après un court transitoire axisymétrique, la bulle centrale prend une forme digitée. À forte surpression, on observe des ruptures successives de films le long de fissures étroites et la mousse est fracturée comme un matériau fragile. Dans le régime ductile, nous avons étudié la réponse élastoplastique à faible taux de gonflement de la bulle centrale ; à plus fort taux de gonflement, nous avons montré que la réponse de la mousse est essentiellement liée à la friction aux parois. Ceci nous a permis de prédire la relation entre la compression et le taux de gonflement, ainsi que la digitation. Nous avons enfin étudié les critères de transition entre les régimes ductile et fragile. La deuxième partie s'inscrit dans le domaine de l'acoustique des mousses liquides. Nous avons étudié la propagation d'un signal acoustique et mesuré la vitesse du son et l'atténuation dans une mousse 3D lors de son mûrissement. Nous avons mis en évidence un comportement résonant de la mousse, avec un minimum de transmission du son à une taille de bulle bien définie. Nous avons comparé nos résultats à la la résonance acoustique d'une bulle unique.

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Terriac, Emmanuel. « Train de films liquides confinés : structure et écoulement ». Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S099.

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Résumé :

Les trains de films liquides sont des systèmes couramment rencontrés dans les mousses aqueuses confinées. Ce travail de thèse s’inscrit dans un contexte global d’étude de la distribution du liquide dans les mousses de type « bambou » définies par un train de films. Une méthode originale de mesure d’épaisseur de films au sein de la mousse par diffusion aux petits angles, interprétée dans le cadre de la réflectivité spéculaire, a été validée en utilisant un détergent bien connu (SDS). En relation avec des expériences de balance de film, il a été montré que la mousse « bambou » est une succession de films indépendants les uns des autres et qu’il est possible d’isoler un état métastable. En parallèle, des mesures de la force de frottement d’une mousse « bambou » en écoulement dans un tube sont confrontées à un modèle basé sur l’approximation en lubrification. Il en découle un impact important de la vitesse, de la fraction liquide et de la taille des bulles sur la dissipation visqueuse
Liquid film trains are the most encountered structures of confined liquid foams. The presented work is a part of the understanding of liquid distribution in “bamboo” foams defined by a film train. An original method to measure film thickness within the foam by small angle scattering experiments, interpreted in the frame of specular reflectivity, was validated by using a well-known surfactant (SDS). The results, compared to other ones obtained with Thin Film Balance, lead to the conclusion that “bamboo” foams are assemblies of independent films and that metastable states of film can be isolated. Measurements of the viscous force of “bamboo” foams flowing in narrow channels are also presented and compared to a model based on the lubrication theory. It follows from it a strong influence of the velocity, the liquid fraction and the bubble size on the viscous dissipation

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Hoang, Minh Tan. « Modélisation et simulation multi-échelle et multi-physique du comportement acoustique de milieux poroélastiques : application aux mousses de faible densité ». Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1136/document.

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Résumé :

L'objectif de ce mémoire de recherche est de déterminer les propriétés acoustiques des milieux poroélastiques à partir d'une démarche multi-échelle et multi-physique. Il traite d'échantillons réels de mousses, à cellules ouvertes ou partiellement fermées, dont les propriétés microstructurales sont caractérisées par des techniques d'imagerie. Cette information est utilisée afin d'identifier une cellule périodique idéalisée tridimensionnelle, qui soit représentative du comportement acoustique du milieu poreux réel. Les paramètres gouvernant les propriétés acoustiques du milieu sont obtenus en appliquant la méthode d'homogénéisation des structures périodiques. Dans une première étape, la structure des mousses est supposée indéformable. Il a été montré que pour le cas d'une distribution étroite de tailles caractéristiques de la géométrie locale, le comportement macroscopique d'une mousse à cellule ouverte peut être calculé à partir des propriétés géométriques locales de manière directe. Dans le cas d'une distribution étendue, le comportement acoustique du milieu est gouverné par des tailles critiques qui sont déterminées à partir de la porosité et de la perméabilité statique pour une mousse à cellules ouvertes ; pour une mousse à cellules partiellement fermées il est nécessaire d'identifier en plus une dimension connue de la géométrie locale. Nos résultats sont comparés avec succès à des données expérimentales obtenues par des mesures au tube d'impédance. Dans une seconde étape, les propriétés élastiques effectives du milieu poreux sont déterminées. Une modélisation par éléments finis de la cellule représentative a été mise en œuvre. Les paramètres élastiques calculés sont finalement comparés avec les données de la littérature, ainsi qu'à des essais mécaniques
This work aims at determining the acoustical properties of poro-elastic media through a multi-scale method. Some imaging techniques (tomography and micrographs) allow to estimate some quantitative microstructure properties of foams containing open or partially closed cells. These properties are used in order to clarify the features of a representative three-dimensional unit cell of a periodic structure, which mimics the behaviour of the real foam. All parameters controlling the acoustical properties of the porous foam are obtained by using the homogenization of periodic structures. In a first step, the structure of the foam is assumed to be rigid. It was shown that, in the case of a narrow distribution of the characteristic size of the local geometry, a direct computation of the macroscopic behaviour from the local geometrical properties is consistent with the measured acoustical properties. For a wide distribution of pore size, the acoustical behaviour is controlled by critical sizes that are obtained from porosity and static permeability for an open-cell foam, while for partially closed cells, the identification of a complementary characteristic dimension within the pores becomes necessary (e.g. closure rate of membranes). Our results compare well with data obtained from an impedance tube set-up. In a second step, effective elastic properties are computed through a modelling of the foam structure by finite elements. The computed elastic parameters are finally compared with data coming from the literature and with results of mechanical tests

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Dame, Cécile. « Etude des relations entre la stabilité des mousses de décontamination nucléaire et leurs propriétés physico-chimiques ». Aix-Marseille 3, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX30012.

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Résumé :

Le Laboratoire des Procédés Avancés de Décontamination (CEA) développe des procédés pour l’assainissement ou le démantèlement d’équipements nucléaires. Notre étude s’inscrit dans une démarche de compréhension des mécanismes de stabilisation des mousses aqueuses générées à partir d’une formulation brevetée par le laboratoire, stabilisée par le Glucopon® 215 Cs (mélange commercial de tensioactifs non-ioniques de la famille des alkyl polyglucosides) et un viscosant (gomme de xanthane). Notre travail s’articule autour des relations entre les trois échelles caractéristiques des mousses : les solutions (micelles, tension et viscoélasticité de surface), les films liquides interbulles (viscoélasticité de surface d’une bulle, réflectivité RX), les bords de Plateau et la mousse (moussabilité, fraction liquide, film liquide en paroi). Une étude exploratoire de la caractérisation simultanée des trois ordres de grandeur des mousses en diffusion de neutrons aux petits angles est également présentée
The LPAD (French Atomic Energy Commission) develops innovative processes in the frame of the future dismantling of nuclear facilities. Formulations were developed using high viscosified foams stabilized by biodegradable nonionic surfactants : alkyl polyglucosides and viscosifiers (xanthan gum), which allow us to increase the foam lifetime and thus contact time of chemical reactants with the facility walls. We have considered the relationships between physicochemical properties and foam stability through the exploration of the foam at three different scales: from the molecular range (micelles, surface tension and viscoelasticity), to the film and Plateau border range (XR reflectivity, surface shear viscosity) and to macroscopic range, meaning the whole foam (foaminess, liquid fraction and wall film thickness evolution). Finally, exploratory study is presented concerning simultaneous foam three scales characterisation by small angle neutron scattering

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Rocher, Sandrine. « Etude des mécanismes de croissance de mousses métalliques élaborées par plasma électrolytique ». Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCK002.

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Résumé :

Les mousses métalliques synthétisées par plasma électrolytique et leur mise en forme développées au CEA présentent certains problèmes de tenue mécanique, d’homogénéité en structure et en densité, et leur porosité n’est pas encore maîtrisée. L’objectif de cette thèse est de comprendre et d’apporter des solutions à ces difficultés rencontrées lors des différentes étapes de la synthèse. Ainsi, la thèse porte sur l’étude du système dans son ensemble pour maîtriser à la fois le procédé et la structure des mousses formées.La compréhension du plasma et de son implication dans la formation de mousses métalliques passe par celle de trois phénomènes principaux : la formation de la bulle de gaz, la formation et la propagation des décharges électriques et le transfert de charges, qui conditionnent chacun la structure finale des mousses. En premier lieu, la formation et l’évolution de la bulle gazeuse ont été observées et des modifications du procédé ont permis de maîtriser cette bulle. Ensuite, l’étude des propriétés et caractéristiques physiques des mousses d’or a été réalisée en synthétisant des mousses à partir de paramètres expérimentaux variables, puis leurs propriétés physiques et structurelles ont été mesurées. L’ensemble des expériences réalisées a permis d’établir un modèle phénoménologique qui rend compte des différents mécanismes impliqués dans la formation et la croissance des brins de mousse. Différentes expérimentations menées directement sur les décharges puis sur le système dans sa globalité ont vérifié partiellement ces hypothèses
Some troubles are noticed on the metallic foams synthesized by an electrolytic plasma process and on the way they are manufactured. Those foams present a poor mechanical resistance, their structure is lacking of homogeneity and their porosity is far from being controlled. This PhD work aims at understanding and bringing solutions to those problems for each step of the process. Thus the whole process is studied in order to control both the experimental process and the foams structure.The plasma comprehension and especially its contribution in the metallic foams formation is driven through three main phenomena: the gaseous bubble formation, the sparks formation and propagation, and the charge transfer. Each one is playing a role on the final foam structure. First, the formation of the gaseous bubble and its evolution were observed, and then the process was modified to control the bubble. Second, foams were synthesized with different process parameters and their characteristics were studied in order to highlight their influences. All those experiments led to the creation of a phenomenological model which goal is to explain the different mechanisms involved in the foam strands growth. Several experiments were carried out, some on the sparks, others on the whole system, and the hypotheses were partially proved

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Pradel, Pierre. « Etude de la compaction dynamique de mousses polymères : Expériences et modélisation ». Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0035/document.

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Résumé :

Les mousses polymères trouvent de nombreuses applications industrielles en tant qu’isolants thermiques, matériaux de structuration ou atténuateurs de choc. En effet, il s’agit de matériaux légers, possédant un excellent rapport masse / rigidité, et demandant de faibles coûts de production.Une des applications envisagées par le CEA est la protection de structures face à des chargements mécaniques générés lors d’irradiations laser ou lors d’impacts de débris micrométriques.L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer la capacité d’atténuation d’une mousse expansée en polyuréthane rigide et d’une mousse syntactique à matrice époxy face à des sollicitations dynamiques extrêmement rapides (> 106 s−1) et intenses (> 10 GPa). Des essais quasi-statiques de compression / décompression et des expériences dynamiques ont ont été réalisés pour analyser le comportement de ces deux mousses pour des vitesses de déformation allant de 10−3 à 106 s−1. L’analyse des résultats expérimentaux montre que ces mousses polymères ont une phase de comportement élastique suivie d’une phase de compaction conduisant à des déformations irréversibles importantes. Les seuils de compaction sont estimés à 9 MPa pour la mousse polyuréthane et 30 MPa pour la mousse époxy en régime quasi-statique, et à 21 MPa pour la mousse polyuréthane et 72 MPa pour la mousse époxy lorsque la vitesse de déformation dépasse 104 s−1. Deux modèles physico-numériques sont développés pour représenter le comportement macroscopique de ces mousses à de telles vitesses de déformation. Les paramètres sont identifiés à partir des résultats d’expériences de compression dynamique (lanceur `a gaz, générateur de pression magnétique). La validité des modèles est testée en comparant les profils de vitesse calcul´es à l’aide d’un code dynamique explicite et les profils de vitesse mesurés lors des expériences. Ces modèles sont ensuite utilisés pour analyser les résultats obtenus lors d’expériences d’irradiation par faisceau d’électrons et de choc laser. Nous démontrons ainsi que les mousses polymères étudiées ont une forte capacité d’atténuation et que les modèles proposés sont valides à grande vitesse de déformation
Polymeric foams are widely used in many industrial applications as thermal insulators, structural materials or shock mitigators. Indeed, they are light weight materials with an excellent weight /stiffness ratio and low production costs. One of the applications which interests the CEA is the protection of structures against mechanical loadings generated by laser irradiation or high velocity impact of small debris.The main objective of this PhD thesis is to investigate the mitigation capability of an expanded polyurethane foam and an epoxy syntactic foam against extremely fast (> 106 s−1) and intense(> 10 GPa) dynamic loadings. Cyclic quasi-static tests and dynamic experiments have been performed to investigate the behavior of these two foams for strain rates ranging from 10−3 to 106 s−1. Analysis of the experimental results shows that these polymeric foams have an elastic behavior phase followed by a compaction phase with significant permanent sets. Compaction thresholds are about 9 MPa for the polyurethane foam and 30 MPa for the epoxy foam under quasi-static loadings and around 21 MPa for the polyurethane foam and 72 MPa for the epoxy foam for strain rates above 104 s−1.Two porous compaction models are developed to represent the macroscopic behavior of these foams for such strain rates. The parameters are identified from the results of dynamic compression experiments (gas gun, low inductance generator). The validity of the models is tested by comparing calculated velocity profiles with an explicit hydrocode and velocity profiles measured during the experiments. These models are then used to analyze the results obtained with electron beam irradiation and laser-driven shock experiments. We demonstrate that the studied polymeric foam shave high mitigation capabilities and that the models are valid for high strain rates

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Delbos, Aline. « Imprégnation forcée de fluides dans des milieux poreux ». Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00542832.

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Résumé :

Cette thèse porte sur les capacités d'extraction d'une mousse déposée sur un support poreux dans le but d'y déloger un contaminant ayant imprégné la porosité. Nous avons donc considéré l'imprégnation forcée de fluides dans un pore unique, étudiée pour deux cas particuliers : (i) lors de l'impact d'une goutte de liquide à l'aplomb d'un pore unique vertical cette situation visant à modéliser l'imprégnation du poreux par le contaminant, et (ii) lors de l'aspiration d'une mou sse liquide à travers le pore qui illustre la compétition d'aspiration entre la mousse et le poreux. Dans chaque cas, le diamètre du pore est inférieur à celui des gouttes ou des bulles.Pour le premier cas, nous nous sommes intéressés au volume et à la profondeur d'imprégnation pour des surfaces hydrophiles et hydrophobes. Nous établissons les diagrammes d'imprégnation en fonction du diamètre du pore et de la vitesse d'impact et un travail de modélisation nous permet de déterminer les limites entre les différentes régions de ces digrammes.Pour le second cas, nous montrons que lors de l'aspiration, la mousse entre dans le pore uniquement dans un domaine bien déterminé dans le diagramme fraction liquide, rapport de taille pore/bulle et débit d'aspiration. En dehors de ce domaine, l'aspiration peut faire entrer soit le gaz seul, soit le liquide seul. La encore, un travail de modélisation nous permet de prédire les limites des différentes zones du diagramme. Dans une dernière partie, nous revenons à un problème pratique d'imprégnation sur support textile et quantifions les capacités d'extraction d'une mousse dans cette configuration dans le but d'y déloger un contaminant

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Briceño-Ahumada, Zenaida Cenorina. « Propriétés rhéologiques et moussantes des phases lamellaire et éponge du système dodécylsulfate de sodium-hexanol-saumure ». Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS331.

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Résumé :

Dans cette thèse, on a étudié les propriétés rhéologiques et moussantes de phases de bicouches, de type lamellaire et éponge, en utilisant le système expérimental SDS/hexanol/saumure. On a également préparé des mousses avec ces deux phases de bicouches, dont on a étudié la stabilité et les mécanismes d’évolution dans le temps. En premier lieu, les propriétés rhéologiques de la phase éponge ont été examinées. Les échantillons ayant une fraction volumique de membrane phi ≥ 0.08 se comportent comme des fluides Newtoniens. Avec les moins concentrés, phi = 0.05 et 0.024, un changement de viscosité est observé à environ 1000 et 100 s⁻¹, respectivement. Ce changement pourrait être lié à une transition de la phase éponge vers une phase lamellaire induite par cisaillement. Les changements de viscosité qui suggèrent une transition éponge-lamellaire induite par l’écoulement ont été plus facilement détectés pour l'échantillon de fraction volumique phi = 0.024. Pour cet échantillon, il a été constaté qu’à des températures plus basses ou lors de l’ajout d’un polymère hydrosoluble (PEG), la variation de la viscosité liée à la transition de phase éponge-lamellaire se produit à des valeurs inférieures de la vitesse de cisaillement. L’étude des propriétés rhéologiques de la phase lamellaire a ensuite été menée. Les expériences ont révélé le comportement de gel faible des échantillons. A une fréquence de 10 rad/s et dans un intervalle de température compris entre 5 à 50 °C, il n’y a aucun changement perceptible des modules G’ et G’’, donc pas de transition de phase, sauf pour les échantillons les moins concentrés : dans ce cas, la température a un effet plus marqué, et la structure lamellaire évolue probablement. Lorsque le taux de cisaillement augmente, il a été observé que les échantillons avec phi ≥ 0.10 présentent une forte augmentation de la viscosité à partir d’une valeur seuil du taux de cisaillement. Cette observation, combinée avec des résultats de Rhéo-SAXS, a permis de conclure qu’il y a une transition vers une phase de vésicules (ou oignons) induite par l’écoulement. Les expériences de Rhéo-SAXS ont montré que, après l’arrêt du cisaillement, la phase de vésicules relaxe vers la phase lamellaire initiale au bout d’un temps typique d’une demi-heure. Enfin, des mousses ont été obtenues par incorporation de bulles d’air dans les phases lamellaire et éponge précédemment étudiées. Les mousses faites avec les phases lamellaires présentent une grande stabilité, probablement en raison de la viscosité élevée de ces gels. De plus, ces gels présentent des contraintes seuils d’écoulement faibles. Lorsque les bulles sont petites, la contrainte seuil est supérieure à la contrainte de pesanteur sur les bulles de la mousse (force d’Archimède). Mais ces bulles grossissent avec le temps (mûrissement dû aux différences de pression de Laplace entre bulles) et lorsque la contrainte de pesanteur dépasse la contrainte seuil du gel, le drainage de la mousse commence. On a constaté que la taille des bulles évoluait avec le temps en suivant une loi de puissance. Cependant, l’exposant (≈ 0.25) est plus petit que ceux trouvés pour le mûrissement d’Ostwald (0.333, valable pour des bulles isolées) ou le mûrissement des mousses (0.5). Le fait que l’exposant trouvé soit plus petit pourrait être lié à la réorientation des domaines lamellaires lors du mûrissement. Enfin, les mousses préparées avec des phases éponge présentent une faible stabilité probablement due aux passages internes entre bicouches qui forment la structure éponge, passages qui pourraient faciliter la coalescence des bulles. Deux scénarii ont été détectés lors de l’évolution de ces mousses: à basse fraction volumique de membrane, l’effondrement de la mousse commence pendant son drainage, alors que les mousses faites avec les échantillons les plus concentrés ont le temps de mûrir avant de s’effondrer
In this thesis a study of the rheological and foaming properties of the lamellar and sponge phases of the SDS/hexanol/brine system was performed. Shear rate and temperature sweeps were done to analyze the rheology of the lamellar and sponge phases, adding frequency sweeps for the lamellar phase samples. Also, foamability and foam stability tests of foams made with these two phases were done. Sponge phase samples with membrane volume fractions phi ≥ 0.08 showed a Newtonian behavior, whereas in the less concentrated ones, phi 0.05 and 0.024, a change in viscosity was seen at shear rate values near to 1000 and 100 s ⁻¹, respectively. This change can be linked to a shear induced transition sponge to lamellar phase. Results indicate that temperature and the addition of the hydrosoluble polymer PEG affect the shear rate value at which this transition occurs. Lamellar phase samples with phi ≥ 0.10 presented a sharp increase in viscosity at intermediate shear rate values. The standard rheology technique together with Rheo-SAXS experiments allowed us to infer that there is a shear induced phase transition to vesicle phase. Rheo-SAXS data confirmed that the average interlamellar vesicle phase decreases by the effect of shear rate, and, when shear is stopped, the vesicle structure is relaxed and goes back to the lamellar phase after certain time. Foams made with lamellar phase samples showed a high stability and it was found that the time evolution of the bubble diameter follows a power law equation with exponents smaller than those reported for coarsening and Ostwald ripening. The small values of these exponents seem to be related with orientation defects of the liquid crystalline phase. On the opposite, the foams made with the sponge phase samples presented poor stability, as a possible consequence of the passages that form their structure that could facilitate coalescence of bubbles

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Vernhet-Roquefeuil, Aude. « Étude physico-chimique de l'adhésion de Saccharomyces cerevisiae à des surfaces modèles : application à la vinification champenoise ». Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD535.

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Résumé :

L'adhésion de levure S. Cerevisiae sur la surface interne de verre des bouteilles de champagne en cours de prise de mousse est à l'origine de la formation de masques. Ce phénomène, aléatoire, est généralement prévenu par l'ajoût de bentonites dans le vin au moment du tirage. Leur mode d'action n'est pas connu. Pour comprendre l'origine de ces masques et y remédier, nous avons effectué une étude physico-chimique de l'adhésion de S. Cerevisiae à des surfaces modèles et de l'influence des bentonites sur cette adhésion. Après avoir démontré que les interactions électrostatiques entre les différents corps étaient nulles dans le vin, nous avons abordé le problème posé par la théorie du mouillage. La caractérisation énergétique du vin, du verre, des cellules de levures et des bentonites nous a permis de prévoir de façon théorique l'adhésion des levures à des surfaces modèles et l'influence des bentonites sur cette adhésion. Ces prévisions ont été validées par des résultats expérimentaux d'adhésion. L'ensemble des résultats obtenus (prévisions physico-chimiques et résultats expérimentaux) nous a permis de proposer un modèle pour expliquer le mode d'action des bentonites et leurs limites dans la prévention de l'adhésion levures-surfaces. A partir de ce modèle, il nous a été possible de proposer des explications quant à l'origine des phénomènes de masques en vinification champenoise ainsi que des solutions pour limiter leur apparition.

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Fritz, Christelle. « Transport de liquide et de particules dans un bord de Plateau ». Phd thesis, Université de Marne la Vallée, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00110549.

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Résumé :

Ce travail présente l'étude expérimentale du transport de liquide et de particules dans la mousse à l'échelle locale.
Les mousses contenant des particules se rencontrent dans de nombreuses applications industrielles. Il existe de nombreux articles sur le problème de l'attachement et l'étude des collisions entre les particules et les bulles. Mais le problème des particules véhiculées dans la phase liquide d'une mousse n'a pas été étudié. L'originalité de ce travail de thèse consiste à réaliser des mesures à l'échelle d'un bord de Plateau, en se focalisant sur l'influence du tensioactif. Cette étude permet d'obtenir de nouveaux résultats et d'éclairer les désaccords entre expériences et théories.
Nous avons développé un appareil, le Plateau Border Apparatus, pour un double objectif : l'étude du transport de liquide et la caractérisation de la mobilité de l'interface. L'épaisseur des films, la forme de la section du bord de Plateau ainsi que les pertes de charges ont été mesurées à débits imposés. Ensuite, la viscosité de surface est extraite par ajustement à partir de ces valeurs.
Les mesures de la viscosité de cisaillement de surface obtenue avec le PBA ont mis en évidence deux régimes « interface rigide/mobile » et des contradictions avec les expériences de drainage d'une mousse.
La rhéologie interfaciale des solutions utilisées étant ainsi connue, il a été alors possible d'étudier expérimentalement l'effet de la mobilité des interfaces sur la sédimentation et l'entraînement des particules dans un bord de Plateau. L'effet de la position de la particule sédimentant est important. La particule permet de sonder la mobilité de l'interface et de corroborer les résultats de viscosité de surface obtenus par le PBA. Nous avons montré ensuite que l'entraînement des particules dépend de l'interface.
Le PBA est un nouvel outil pour l'étude des mousses qui a l'avantage, par rapport à la balance de Sheludko, de travailler en dynamique et non pas à l'équilibre.

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Hoang, Minh Tan, et Minh Tan Hoang. « Modélisation et simulation multi-échelle et multi-physique du comportement acoustique de milieux poroélastiques : application aux mousses de faible densité ». Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00799779.

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Résumé :

L'objectif de ce mémoire de recherche est de déterminer les propriétés acoustiques des milieux poroélastiques à partir d'une démarche multi-échelle et multi-physique. Il traite d'échantillons réels de mousses, à cellules ouvertes ou partiellement fermées, dont les propriétés microstructurales sont caractérisées par des techniques d'imagerie. Cette information est utilisée afin d'identifier une cellule périodique idéalisée tridimensionnelle, qui soit représentative du comportement acoustique du milieu poreux réel. Les paramètres gouvernant les propriétés acoustiques du milieu sont obtenus en appliquant la méthode d'homogénéisation des structures périodiques. Dans une première étape, la structure des mousses est supposée indéformable. Il a été montré que pour le cas d'une distribution étroite de tailles caractéristiques de la géométrie locale, le comportement macroscopique d'une mousse à cellule ouverte peut être calculé à partir des propriétés géométriques locales de manière directe. Dans le cas d'une distribution étendue, le comportement acoustique du milieu est gouverné par des tailles critiques qui sont déterminées à partir de la porosité et de la perméabilité statique pour une mousse à cellules ouvertes ; pour une mousse à cellules partiellement fermées il est nécessaire d'identifier en plus une dimension connue de la géométrie locale. Nos résultats sont comparés avec succès à des données expérimentales obtenues par des mesures au tube d'impédance. Dans une seconde étape, les propriétés élastiques effectives du milieu poreux sont déterminées. Une modélisation par éléments finis de la cellule représentative a été mise en œuvre. Les paramètres élastiques calculés sont finalement comparés avec les données de la littérature, ainsi qu'à des essais mécaniques

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Elbaz, Déborah. « Propagation d'un choc dans un milieu hétérogène ». Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675731.

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Résumé :

Dans le cadre de la fusion par confinement inertiel en attaque directe, l'utilisation de mousses en tant qu'ablateur permet de réduire les instabilités hydrodynamiques créées sur la cible par l'irradiation directe des faisceaux laser. Des études antérieures ont été réalisées en considérant cette mousse comme homogène. Or, étant composée de fibres de CH baignant dans du DT, elle présente un aspect hétérogène. Le but de cette thèse est d'étudier l'effet de cette hétérogénéité sur la vitesse du choc lors de l'irradiation laser de la cible. Une étude expérimentale sur tube à choc et des études numériques avec le code HERA nous ont permis de trouver que le choc se propage plus rapidement dans le milieu hétérogène que dans le milieu homogène de densité moyenne équivalente. Cette écart de vitesse dépend du taux de présence des fibres de CH, du rapport de densité entre les deux matériaux constituant la mousse, de leur coefficient adiabatique et de la géométrie de la mousse. Nous avons modélisé la mousse de diverses manières, en partant du plus simple au plus compliqué, afin de se rapprocher d'une configuration réaliste. La modification de la vitesse du choc étant dûe à la baroclinicité qui, lors de l'interaction du choc avec l'interface entre le CH et le DT, crée un dépôt de vorticité, responsable de l'accélération du choc. Par conséquent, une interface plane et perpendiculaire au front de choc maximise ce dépôt de vorticité et augmente les écarts de vitesse entre milieux hétérogènes et homogènes. Une corrélation entre l'énergie cinétique derrière le choc et la différence relative des vitesses de choc a été trouvée. Nous avons comparé nos résultats à deux modèles analytiques, mais le système n'étant pas fermé, nous ne pouvons pas, pour le moment, élaborer de modèle prédictif.

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Younes, Mahmoud. « Modelisation d'un element de structure composite a noyau leger gaine ». Paris, ENSAM, 1986. http://www.theses.fr/1986ENAM0003.

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Résumé :

Dans le cadre de la conception d'engins de recherche et d'exploitation en mer, profonde, nous nous interessons aux poutres composites a noyau leger gaine. Le noyau est constitue d'une mousse syntactique. La gaine est une enveloppe composite stratifiee. Cette etude comprend principalement deux grandes parties; une modelisation theorique et une analyse experimentale. La partie theorique est basee sur les hypotheses de navier-bernouilli pour les problemes de flexion et celles de vlassov pour les problemes de torsion et prend en compte les deformations de cisaillement introduites en valeurs moyennes entre deux sections droites voisines. Ce modele assure egalement la continuite des deplacements entre le noyau et la gaine. Nous modelisons un element "p. C. N. L. G" et nous introduisons les conditions aux limites, notamment des forces de liaison aux noeuds de cet element pour etablir la relation matricielle de comportement par l'application du principe des puissances virtuelles. L'analyse experimentale a pour objet de caracteriser les materiaux constituant la structure et de qualifier sur des modeles dits de "validation" le modele theorique dont on vient de definir les grandes lignes. L'element "p. C. N. L. G" permet d'analyser les structures en lignes ou des structures spatiales, necessitant neanmoins et ulterieurement la realisation d'un element de junction assurant l'assemblage des elements poutres. Les applications de cette etude peuvent etre developpees dans la conception des flotteurs, des tubes, des engins, etc. . .

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Le, Bail Jean-Baptiste. « Modélisation du comportement mécanique sous chargement d’une butée d’amortisseur en mousse de polyuréthane : vers une démarche de dimensionnement en fatigue ». Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2022. http://www.theses.fr/2022ENTA0003.

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Résumé :

Les butées d’amortisseur en mousse de polyuréthane sont largement utilisées dans le milieu automobile. Leur principale fonction est d’amortir les chocs verticaux aux roues et de contribuer à l’intégrité de la suspension du véhicule. La réponse mécanique de ce type de pièces implique de prendre en considération différents mécanismes, allant du flambement des parois de la pièce à l’auto-contact en passant par les non-linéarités géométriques. La caractérisation actuelle de ces butées d’amortisseur en mousse de polyuréthane en fatigue est aujourd’hui limitée au cahier des charges du client et aux tests prédéfinis par celui-ci. L’objectif de cette thèse est de mener une caractérisation expérimentale complète du comportement mécanique afin d’aboutir à l’identification d’une loi de comportement type Hyperfoam. Cette caractérisation est effectuée en s’appuyant également sur des techniques d’imagerie, MEB et tomographique, afin de caractériser le lien entre la microstructure et le comportement mécanique de la butée d’amortisseur. Cette étude doit permettre au final, de définir une démarche globale pour le dimensionnement en fatigue des butées d’amortisseur en mousse de polyuréthane
Polyurethane foam jounce bumpers are widely used in the automotive industry. Their main function is to absorb vertical shocks to the wheels and contribute to the integrity of the vehicle suspension. The mechanical response of this type of parts implies to take into account different mechanisms, from the buckling of the walls of the part to the self-contact through the geometrical non-linearities. The current characterization of these polyurethane foam jounce bumpers in fatigue is currently limited to the customer’s specifications and to the tests predefined by him. The objective of this thesis is to carry out a complete experimental characterization of the mechanical behavior in order to identify an Hyperfoam type behavior law. This characterization is also based on imaging techniques, SEM and tomographic, in order to characterize the link between the microstructure and the mechanical behavior of the jounce bumper. This study should allow to define a global approach for the fatigue design of polyurethane foam jounce bumper

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Haffner, Benjamin. « Stabilité des suspensions fortement aérées ». Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1095/document.

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Résumé :

Nous étudions le drainage des mousses de suspension granulaire. Nos paramètres de contrôle sont : la fraction en gaz, la taille des bulles, celle des particules et la fraction volumique de celles-ci dans la phase interstitielle. En premier lieu, nous mesurons la proportion de liquide et de particules retenus dans le réseau de la mousse en fonction des paramètres cités précédemment. Ces mesures réalisées une fois le drainage terminé apportent des éléments de compréhension indispensables à la description des vitesses de drainage. Nous montrons également que certaines combinaisons de nos paramètres d'étude conduisent au blocage du système gaz, liquide, solide. Dans un second temps, nous avons identifié différents régimes de cinétique de drainage, nous montrons qu'ils sont contrôlés par deux paramètres : (i) le rapport lambda de la taille des particules et de la taille des constrictions du réseau, (ii) la fraction en particules dans la phase interstitielle phi. Le point clé pour comprendre ces régimes est le piégeage des particules dans la mousse qui peut avoir deux origines : (i) par piégeage collectif (jamming) qui peut survenir pour des fractions étonnamment basses à cause de la géométrie du réseau interstitiel, (ii) la capture individuelle des particules par la mousse lorsque leur taille devient supérieure à celle des constrictions du réseau interstitiel. Des particules encore plus grosses sont exclues du réseau et participent à une remontée de la vitesse de drainage, faisant apparaître un minimum pour le régime correspondant à la capture individuelle. La fraction granulaire de la phase interstitielle est aussi essentielle, le drainage pouvant être stoppé pour des fractions suffisamment élevées lorsque lambda est judicieusement choisi. Ce travail propose des pistes prometteuses pour la stabilité des matériaux triphasiques
We study the drainage of granular suspensions foams. Our control parameters are the gas fraction, the bubble size, the particles size and the interstitial particle fraction. First, we measure the proportion of liquid and particles retained in the foam network as function of the above mentioned parameters. These measurements are performed when the drainage is over, they are essential for the description of drainage velocity. We show that certain combinations of our study parameters lead to the jamming of the three-phase system : gas, liquid, solid. Secondly, we highlight different regimes of drainage velocity, we show that is controlled by two parameters : (i) lambda, the ratio of the particle size and constriction size, (ii) the fraction of particles in the interstitial network : phi. The key to understand these regimes is the trapping of particles in the foam : (i) the jamming, which may occur for surprisingly low fractions due to the geometry of the pore network, (ii) the particles captured by the foam network when they become larger than the constrictions network. Finally, larger particles excluded from the network increase the drainage velocity, as a consequence the minimum for the velocity corresponds to the individual capture. The granular fraction of the suspension in the foam network is the other key parameter. Especially, the drainage can be stopped for sufficiently high fractions for certain values of lambda. This work offers promising outlook for the stability of three-phase materials

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Louvet, Nicolas. « Étude multi-échelles du transport de particules dans les mousses liquides ». Phd thesis, Université Paris-Est, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00541198.

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Résumé :

Nous étudions expérimentalement différentes configurations du transport de particules solide dans le réseau de canaux fluides (bords de Plateau) d'une mousse liquide. Dans un premier temps, la perméabilité de la mousse est mesurée à l'échelle d'un canal fluide puis de l'ensemble du réseau de canaux pour deux solutions moussantes conférant des mobilités interfaciales significativement différentes. Un modèle d'écoulement, basé sur une description fine de la géométrie des canaux de la mousse ainsi que sur un nombre de Boussinesq constant pour une solution donnée, permet de rendre compte de tous les résultats expérimentaux sur une large gamme de fraction volumique de liquide. Dans un second temps nous mesurons, à l'échelle d'un canal fluide, la vitesse d'une particule convectée par le liquide pour différents rapports d'aspect particule / canal. Pour des petits rapports d'aspects, nous mesurons des vitesses de particules anormalement faibles. Ces mesures nous permettent de mettre en évidence des contre-écoulement à la jonction du bord de Plateau et des films. Pour expliquer cet effet, nous proposons un modèle de recirculation du tensioactif faisant intervenir l'élasticité de Gibbs. Nous abordons ensuite le cas d'une particule piégée dans le réseau de canaux de la mousse. Nous abordons ensuite le cas d'une particule piégée dans le réseau de canaux de la mousse. Nous montrons que le seuil de rétention de la particule est déterminé par l'équilibre des forces hydrodynamique et capillaire. Finalement, le cas du colmatage d'un nœud de mousse est abordé

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Sardelli, Francesco. « Aspects de la gravitation quantique à boucles : la représentation polymère, la jauge temporelle et lien entre approches covariante et canonique ». Thesis, Tours, 2011. http://www.theses.fr/2011TOUR4050/document.

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Résumé :

Dans cette thèse, nous avons étudié quelques aspects fondamentaux de la gravitation quantique à boucles (Loop Quantum Gravity ou LQG). Tout d'abord, nous avons discuté le choix de la représentation polymère dans ce programme de quantification de la relativité générale. Pour cela, nous avons considéré la corde bosonique comme modèle-jouet sur lequel on peut tester les méthodes de quantification de la LQG. Dans cette optique, nous avons introduit et étudié une formulation originale de la corde bosonique, dite corde algébrique. Ensuite, nous nous sommes intéressé au problème important du choix de la jauge temporelle en LQG. Ce choix permet de passer d'un groupe de jauge non-compact (le groupe de Lorentz) à un groupe de jauge compact (le groupe des rotations) et ainsi d'obtenir un spectre discret des opérateurs de géométrie. Nous avons montré qu'il est possible de ne pas faire le choix de la jauge temporelle, de pouvoir quantifier malgré tout la théorie et de retrouver un spectre discret des opérateurs de géométrie même avec un groupe de jauge non-compact. Enfin, nous nous sommes attaché à comprendre le lien entre les approches canonique et covariante afin de tester la validité du nouveau modèle de mousse de spins introduit par Engle, Peireira, Rovelli et Livine (EPRL)
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Marmottant, Ariane. « Structure et propriétés de mousses d'aluminium élaborées par réplication de préforme de sel ». Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0188.

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Résumé :

Cette thèse étudie l'influence d'une variation de structure dans des mousses d'Aluminium sur ses propriétés mécaniques (module d'Young et limite élastique). Des mousses d'Aluminium pur sont élaborées par réplication de préformes de sel. Cette méthode comporte trois étapes: (i) l'élaboration d'une préforme de sel NaC1 poreuse de densité contrôlée, (ii) l'infiltration de cette préforme par de l'aluminium liquide, (iii) la dissolution du sel. Afin de faire varier la structure de la mousse, la préforme de sel est densifiée soit par compaction, soit par frittage, et différentes tailles et formes de sel sont utilisées. La structure des mousses est caractérisée par micro-tomographie aux rayons X et analyse d'image 3D. Il est montré que les mousses répliquées présentent une transition structurale lorsque leur densité varie. Cette transition est à l'origine d'un comportement mécanique «original» pour des mousses à porosité ouverte. Une adaptation du modèle de Gibson et Ashby est proposée afin de relier la transition structurale observée et les variations du module d'Young
The present work investigates the influence of structural fluctuations on the mechanical properties of aluminium foams (Young's modulus and yield stress). Aluminium foams are produced using salt patterns. This method consists in: (i) the processing of a porous salt pattern (sodium chloride), the density of which is controlled, (ii) the infiltration of this pattern by molten aluminium, (iii) the leaching of the salt. Ln order to vary the foam structure, the pattern is densified using isostatic compaction or sintering; different salt shapes and sizes are also used. The foam structure is characterised by X-ray microtomography and three-dimensional analysis. It is observed that replicated foams display a structural transition as their relative density increases. This transition causes the mechanical behaviour to be unusual. An adaptation of the Gibson and Ashby model is proposed to link the structural transition and the Young's modulus evolutions

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Yip, Cheung Sang Yann. « Vers des micromousses stimulables ». Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440880.

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Résumé :

L'étude de matériaux intelligents, capables de s'adapter à des stimuli externes est actuellement en plein développement. La ligne directrice de cette thèse est la création de mousses avec des propriétés optiques particulières dans le domaine visible et modulables par un champ magnétique. Cela pose deux problèmes: parvenir d'une part à réaliser une mousse ordonnée constituée de cellules de taille micrométrique et d'autre part à coupler efficacement son arrangement avec un champ magnétique. Ce travail, au cœur des thématiques de la matière molle, se divise en trois parties. La première partie décrit le comportement rhéophysique de solutions aqueuses d'alginate de sodium (polyélectrolyte anionique) et de nanoparticules magnétiques, solutions qui gélifient en présence d'ions calcium. La seconde partie concerne les mousses aqueuses et les bulles monodisperses micrométriques: il est d'abord présenté l'étude de la pression osmotique et de la transition structurelle en fonction de la fraction liquide d'une mousse cristalline générée par un dispositif microfluidique (diamètre des bulles: ~ 100 µm). Puis, une méthode originale basée sur le rétrécissement de bulles est introduite pour créer des bulles ou des gouttes monodisperses micrométriques. Enfin, la troisième partie rassemble les différentes connaissances acquises pour accéder aux premières mousses gélifiées magnéto-stimulables.

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Yip, Cheung Sang Yann. « Vers des micromousses stimulables ». Phd thesis, Paris 7, 2009. https://theses.hal.science/tel-00440880v2/document.

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Résumé :

L'étude de matériaux intelligents, capables de s'adapter à des stimuli externes est actuellement en plein développement. La ligne directrice de cette thèse est la création de mousses avec des propriétés optiques particulières dans le domaine visible et modulables par un champ magnétique. Cela pose deux problèmes : parvenir d'une part à réaliser une mousse ordonnée constituée de cellules de taille micrométrique et d'autre part à coupler efficacement son arrangement avec un champ magnétique. Ce travail, au coeur des thématiques de la matière molle, se divise en trois parties. La première partie décrit le comportement rhéophysique de solutions aqueuses d'alginate de sodium (polyélectrolyte anionique) et de nanoparticules magnétiques, solutions qui gélifient en présence d'ions calcium. La seconde partie concerne les mousses aqueuses et les bulles monodisperses micrométriques : il est d'abord présenté l'étude de la pression osmotique et de la transition structurelle en fonction de la fraction liquide d'une mousse cristalline générée par un dispositif microfluidique (diamètre des bulles : ~ 100 μm). Puis, une méthode originale basée sur le rétrécissement de bulles est introduite pour créer des bulles ou des gouttes monodisperses micrométriques. Enfin, la troisième partie rassemble les différentes connaissances acquises pour accéder aux premières mousses gélifiées magnéto-stimulables
The study of smart materials, Le. Materials able to response and adapt to external stimuli, has become a very active research field. The aims of this thesis are to create foams made of monodisperse bubbles of micrometer size, and to effectively couple this foam with a magnetic field. This work, which addresses different fields of soft matter physics, has three parts. The first part reports the rheophysical behaviour of aqueous magnetic solutions, made of sodium alginate polyelectrolyte and magnetic nanoparticles. The alginate which is negatively charged has the property to gel in presence of calcium ions. The second part focuses on aqueous foams and monodisperse micrometric bubbles. It first describes the study of the osmotic pressure and transition structures versus the liquid fraction of ordered foam obtained by a microfluidic device (diameter of bubbles: ~ 100 μm). Then, a new and original shrinking method of bubbles is presented in order to create monodisperse micrometric bubbles or droplets. Finally, the third and last part combines the acquired knowledges to get the first magneto-active rigid foams

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Cerdan, Florent. « Etude du vieillissement hydrique et des effets de couplages hygro-thermo-mécaniques sur le comportement d'une mousse polyuréthane renforcée par des fibres de verre au sein d'une membrane Mark III ». Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0028/document.

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Résumé :

L’isolation des cuves des méthaniers, utilisant la technologie de membrane MarkIII, est garantie par l’agencement de barrières thermiques réalisées à l’aide de blocs de mousse polyuréthane renforcée. La membrane est dimensionnée pour résister aux diverses sollicitations mécaniques et thermiques de service. De plus, dans le cadre de l’étude de scénarios de sécurité critiques, il doit être démontré que l’occurrence d’un évènement rare de type pénétration d’eau, n’engendre pas de dommages sévères des composants de la membrane.L’objet de ce travail est d’étudier le comportement de la mousse polyuréthanne renforcée par des fibres de verre en immersion afin d’aider à une meilleure compréhension des mécanismes de diffusion et de l’impact de la pénétration de l’eau sur les propriétés du matériau.La mise en place d’essais de sorption à température ambiante, suivant trois conditionnements « libre », « bloqué » et « couplé » a permis d’identifier respectivement une loi de gonflement, une loi de chargement et une loi d’endommagement.En conditionnement « libre », l’architecture cellulaire et les positionnements de fibres de verre dans les plans XY induisent un couplage hygro-mécanique anisotrope. Le gonflement de la direction Z, joue un rôle très important sur les niveaux de solubilité de l’eau.En conditionnement « bloqué », le blocage du déplacement des faces perpendiculaires à la direction Z induit une augmentation du niveau de contrainte interne en fonction de la progression du front de pénétration.En conditionnement « couplé », l’enchaînement d’un vieillissement hydrique et d’un vieillissement cryogénique engendre un endommagement, dont le degré est proportionnel au niveau de gonflement de la structure cellulaire.L’impact de ces différents conditionnements sur la durabilité des propriétés mécaniques du matériau a été évalué
The insulation of containment membrane of liquid natural gas carrier using the MarkIII membrane system, consists of load-bearing system made of panels in glass fiber reinforced polyurethane foam. The membrane is designed to resist to mechanical and thermal service load cases. As stated by IGC code regulation, and more specifically in some critical safety scenario, it has to be demonstrated that the cargo containment system will keep its integrity and main functions when subjected to water leakage through the inner hull wall (ballast).The challenge of this study is to appreciate the behavior of the reinforced polyurethane foam in immersion, which could widen the understanding of both water diffusion mechanisms and the impact of water penetration on the properties of the material.The setting up of water sorption tests at ambient temperature, according to three conditioning "free", "blocked" and "coupled" has allowed to identify a swelling law, a loading law and a damage law.In "free" conditioning, the cellular structure and the orientation of glass fibers in XY planes induce an anisotropic hygro-mechanical coupling. The swelling of Z direction has an important impact on the water solubility levels.In "blocked" conditioning, the blocking of the displacement of the faces perpendicular to the Z direction induces an increase in the internal stress levels as a function of the progression of the penetration front. In "coupled" conditioning, the sequence of the water aging and the cryogenic aging causes several damages. The damage degree is proportional to the hygroscopic swelling level of the cellular structure.The impact of these different conditionings on the durability of the material mechanical properties has been evaluated

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Saulnier, Laurie. « Étude de la coalescence et du mûrissement dans les mousses liquides : des expériences modèles à différentes échelles ». Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831642.

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Résumé :

Les mousses liquides sont très utilisées dans l'industrie comme dans la vie quotidienne. Cependant, leur stabilité n'est ni complètement comprise ni complètement maîtrisée, la formulation étant essentiellement empirique. Il est donc difficile d'une part de prédire la capacité d'une solution de tensioactifs à générer des mousses et d'autre part de prédire et de contrôler leur déstabilisation. Ce travail de thèse propose des expériences conceptuellement simples qui s'appuient sur le caractère multi-échelle des mousses pour tenter d'établir des liens clairs entre physico-chimie et mécanismes de déstabilisation. Dans un premier temps, nous avons revisité une expérience d'entraînement de films liquides sur un cadre pour illustrer la stabilité des films lors de la génération des mousses ou pendant un réarrangement (processus T1). Nous avons mis en lumière l'existence de deux régimes. Un régime dit non confiné, pour lequel la stabilité des films et réduite et dépend de la physico-chimie. Un régime dit confiné pour lequel le rôle de la physico-chimie est limité et la stabilité est majoritairement contrôlée par l'hydrodynamique.Dans un second temps nous nous sommes intéressés à l'influence de la physico-chimie et de la fraction liquide sur la compétition entre coalescence et mûrissement grâce à l'étude d'une unique couche de bulles (mousse 2D). Nous proposons une méthode de mesure in situ de la perméabilité des films par l'étude simple et rapide du régime transitoire du mûrissement de mousses 2D. Nous avons observé une corrélation entre coefficient de diffusion du gaz contenu dans les bulles et perméabilité.Enfin nous décrivons les résultats d'une expérience spatiale sur le vieillissement à temps long des mousses humides (fraction liquide supérieure à 30% en volume), extrêmement difficile sur Terre à cause du drainage gravitaire, et à laquelle nous avons participé.

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Arangalage, Mélanie. « Moussabilité des mélanges d’huiles ». Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2018SORUS128.pdf.

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Résumé :

Parmi les effets stabilisant les mousses produites sans espèces tensioactives, les écoulements Marangoni jouent un rôle important. Nous avons donc mis au point une expérience permettant d’étudier ces écoulements et permettant de tester avec une grande sensibilité l’adsorption d’espèces à une interface liquide/gaz. Nous nous sommes ensuite intéressés à la moussabilité des mélanges binaires d’huiles, en l’occurrence les mélanges alcane/toluène. Même si ces espèces prises séparément ne moussent pas, le mélange des deux peut présenter une moussabilité importante. En effet, dans les mélanges considérés, la proportion des deux espèces à l’interface avec l’air n’est pas la même que celle dans le volume du mélange, les sites à l’interface liquide/gaz n’ayant pas les mêmes énergies que les sites en volume. Une modification de l’épaisseur d’un film liquide, qui se traduirait par une modification du rapport du nombre de sites accessibles par les molécules surface sur volume, est ainsi défavorisée. Enfin, nous avons étudié la moussabilité de systèmes modèles du brut contenant des asphaltènes qui sont des espèces colloïdales endogènes des bruts présentant des propriétés interfaciales connues aux interfaces eau/huile et solide/liquide. En utilisant le montage développé pour étudier l’effet Marangoni, nous démontrons qu’aux concentrations inférieures à 5wt% les asphaltènes ne s’adsorbent pas significativement aux interfaces liquide/gaz. Toutefois, nous montrons que la stabilité des mousses de mélange d’huiles est accrue par la présence d’asphaltènes : nous suggérons que cet effet résulte de la pression osmotique induite dans les films liquides par les agrégats colloïdaux d’asphaltènes
Knowing that the Marangoni effect plays a major role in stabilizing foams produced without surfactant, we have developed an innovative setup in order to study quantitatively Marangoni flows at the surface of a liquid. Moreover, this experiment provides an experimental tool that can detect the presence of surface active agents at liquid/gas interfaces with a high sensitivity. In parallel, we have studied the foamability of binary mixtures of alkane and toluene. Indeed, even though these oils taken separately do not foam, the binary mixture can have a high foamability. In fact, the proportion of the two species at the liquid/gas interface is not the same because the sites at the surface do not have the same energies than the sites in volume. A modification of the thickness of a liquid film composed of a binary mixture would result in a modification of the ratio of the number of sites accessible by molecules surface-to-volume. Such a thinning is thus disadvantaged. Finally, we have studied the foamability of model systems of crude oil, namely solutions composed of asphaltenes dispersed in oil mixtures. Asphaltenes are endogenous colloidal species of crude oils with well-known interfacial properties at water/oil and solid/oil interfaces. Using the setup developed to study the Marangoni effect, we have shown that at concentrations not exceeding 5wt% of asphaltenes, the latter do not adsorb significantly at oil/gas interfaces. However, we demonstrate that the stability of the alkane/toluene foams is increased by the presence of asphaltenes: we suggest that this effect results from the osmotic pressure induced in the liquid films by the colloidal aggregates of asphaltenes

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Molle, Boris. « Etude des propriétés dynamiques de structures cellulaires formées dans un système eau/huile/surfactant/alcool ». Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10249.

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Résumé :

Dans cette these sont etudiees les proprietes dynamiques d'un systeme eau/toluene/sds/butanol qui forme spontanement des structures de type cellulaire a l'echelle nanoscopique, ou l'huile est confinee dans des cellules polyedriques separees par un film d'eau. A temperature ambiante le systeme est liquide et l'arrangement des cellules est macroscopiquement desordonne. Lorsque la temperature augmente le systeme devient viscoelastique et forme des structures cellulaires cristallines cubiques. La combinaison de differentes techniques experimentales a permis d'explorer la dynamique a differentes echelles d'espace (1 nm a 1 m) et de temps (1 ns a 100 s). Il en resulte une image complete de la dynamique dans ces structures cellulaires. La spectroscopie par echo de spin neutron (nse) a permis de sonder ces systemes a l'echelle locale de la cellule. Elle met en evidence que les cellules sont soumises a des fluctuations de forme. L'analyse des donnees fait de plus apparaitre un processus diffusif qui est attribue a des fluctuations de position des cellules dans la cage formee par leurs voisines. Une augmentation significative de la dynamique des fluctuations des cellules est observee lorsque le reseau cellulaire s'ordonne. Ce comportement nous a permis de preciser le role de ces fluctuations dans la stabilite de ces structures. L'etude par diffusion dynamique de la lumiere (dls) fait apparaitre deux modes diffusifs bien distincts. Le mode rapide correspond a un processus de compression-dilatation du reseau cellulaire. Ce processus a pour origine la nature dynamique de la structure a l'echelle de la cellule (mise en evidence par nse). Le coefficient de diffusion du mode lent et celui du sds mesure par diffusion rmn decrivent un meme processus diffusif qui correspond a une diffusion macroscopique des cellules. L'existence de ce processus diffusif dans le domaine cubique permet de rendre compte des proprietes viscoelastiques des structures cellulaires cubiques.

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Bonzom, Valentin. « Géométrie quantique dans les mousses de Spins : de la théorie topologique BF vers la relativité générale ». Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22072/document.

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Résumé :

La gravité quantique à boucles a fourni un cadre d’étude particulièrement bien adapté aux théories de jauge définies sans métrique fixe et invariante sous difféomorphismes. Les excitations fondamentales de cette quantification sont appelées réseaux de spins, et dans le contexte de la relativité générale donnent un sens à la géométrie quantique au niveau canonique. Les mousses de spins constituent une sorte d’intégrale de chemins adaptée aux réseaux de spins, et donc destinée à permettre le calcul des amplitudes de transition entre ces états. Cette quantification est particulièrement efficace pour les théories des champs topologiques, comme Yang-Mills 2d, la gravité 3d ou les théories BF, et des modèles ont aussi été proposés pour la gravité quantique en dimension 4.Nous discutons dans cette thèse différentes méthodes pour l’étude des modèles de mousses de spins.Nous présentons en particulier des relations de récurrence sur les amplitudes de mousses de spins. De manière générique, elles codent des symétries classiques au niveau quantique, et sont susceptible de permettre de faire le lien avec les contraintes hamiltoniennes. De telles relations s’interprètent naturellement en termes de déformations élémentaires sur des structures géométriques discrètes, telles que simplicielles. Une autre méthode intéressante consiste à explorer la façon dont on peut réécrire les modèles de mousses de spins comme des intégrales de chemins pour des systèmes de géométries sur réseau, en s’inspirant à la fois des modèles topologiques et du calcul de Regge. Cela aboutit à une vision très géométrique des modèles, et fournit des actions classiques sur réseau dont on étudie les points stationnaires
Loop quantum gravity has provided us with a canonical framework especially devised for back-ground independent and diffeomorphism invariant gauge field theories. In this quantization the funda-mental excitations are called spin network states, and in the context of general relativity, they give ameaning to quantum geometry. Spin foams are a sort of path integral for spin network states, supposed to enable the computations of transition amplitudes between these states. The spin foam quantization has proved very efficient for topological field theories, like 2d Yang-Mills, 3d gravity or BF theories. Different models have also been proposed for 4-dimensional quantum gravity.In this PhD manuscript, I discuss several methods to study spin foam models. In particular, I present some recurrence relations on spin foam amplitudes, which generically encode classical symme-tries at the quantum level, and are likely to help fill the gap with the Hamiltonian constraints. These relations can be naturally interpreted in terms of elementary deformations of discrete geometric struc-tures, like simplicial geometries. Another interesting method consists in exploring the way spin foam models can be written as path integrals for systems of geometries on a lattice, taking inspiration from topological models and Regge calculus. This leads to a very geometric view on spin foams, and gives classical action principles which are studied in details

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Carrozza, Sylvain. « Tensorial methods and renormalization in Group Field Theories ». Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112147/document.

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Résumé :

Cette thèse présente une étude détaillée de la structure de théories appelées GFT ("Group Field Theory" en anglais),à travers le prisme de la renormalisation. Ce sont des théories des champs issues de divers travaux en gravité quantique, parmi lesquels la gravité quantique à boucles et les modèles de matrices ou de tenseurs. Elles sont interprétées comme desmodèles d'espaces-temps quantiques, dans le sens où elles génèrent des amplitudes de Feynman indexées par des triangulations,qui interpolent les états spatiaux de la gravité quantique à boucles. Afin d'établir ces modèles comme des théories deschamps rigoureusement définies, puis de comprendre leurs conséquences dans l'infrarouge, il est primordial de comprendre leur renormalisation. C'est à cette tâche que cette thèse s'attèle, grâce à des méthodes tensorielles développées récemment,et dans deux directions complémentaires. Premièrement, de nouveaux résultats sur l'expansion asymptotique (en le cut-off) des modèles colorés de Boulatov-Ooguri sont démontrés, donnant accès à un régime non-perturbatif dans lequel une infinité de degrés de liberté contribue. Secondement, un formalisme général pour la renormalisation des GFTs dites tensorielles (TGFTs) et avec invariance de jauge est mis au point. Parmi ces théories, une TGFT en trois dimensions et basée sur le groupe de jauge SU(2) se révèle être juste renormalisable, ce qui ouvre la voie à l'application de ce formalisme à la gravité quantique
In this thesis, we study the structure of Group Field Theories (GFTs) from the point of view of renormalization theory.Such quantum field theories are found in approaches to quantum gravity related to Loop Quantum Gravity (LQG) on the one hand,and to matrix models and tensor models on the other hand. They model quantum space-time, in the sense that their Feynman amplitudes label triangulations, which can be understood as transition amplitudes between LQG spin network states. The question of renormalizability is crucial if one wants to establish interesting GFTs as well-defined (perturbative) quantum field theories, and in a second step connect them to known infrared gravitational physics. Relying on recently developed tensorial tools, this thesis explores the GFT formalism in two complementary directions. First, new results on the large cut-off expansion of the colored Boulatov-Ooguri models allow to explore further a non-perturbative regime in which infinitely many degrees of freedom contribute. The second set of results provide a new rigorous framework for the renormalization of so-called Tensorial GFTs (TGFTs) with gauge invariance condition. In particular, a non-trivial 3d TGFT with gauge group SU(2) is proven just-renormalizable at the perturbative level, hence opening the way to applications of the formalism to (3d Euclidean) quantum gravity

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Pignol, Valérie. « Évolution et caractérisation de structures cellulaires bidimensionnelles expérimentales, en particulier les mousses de savon, et simulées ». Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00717860.

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Résumé :

Ce travail est consacré à l'étude de structures cellulaires bidimensionnelles et notamment à leur évolution au cours du temps. Après une phase transitoire (dont la durée dépend de l'ordre initial de la structure) l'évolution atteint généralement un régime stationnaire (où l'aire moyenne des cellules varie linéairement avec le temps et où les propriétés sans dimension, telles que le désordre topologique et la distribution des nombres de côtés des cellules, sont invariantes). Une méthodologie d'analyse d'images a été mise au point pour caractériser les structures à un instant donné. Leurs propriétés métriques et topologiques sont déterminées en tenant compte d'une correction de biais statistique. Nous avons réalisé des expériences portant sur des mousses de savon bidimensionnelles (réalisées entre deux plaques). Un système de drainage a également été mis en place dans le but de conserver l'épaisseur des arêtes constante au cours de l'évolution. Lorsque l'état initial de la structure est très ordonné, le stade transitoire est très long, ce qui limite notre étude à cette seule phase de l'évolution. En revanche, nous avons pû étudier le régime stationnaire en partant de structures initiales désordonnées et en particulier déterminer la valeur du désordre topologique dans cette phase. Cette valeur semble dépendre de la composition du liquide moussant, de la taille de la boîte contenant la mousse, mais apparemment pas du drainage. Des simulations ont été effectuées à l'aide d'un programme développé par H. Telley à l'EPFL. Ce programme est fondé sur l'utilisation des complexes de Laguerre bidimensionnels et périodiques. Ces simulations ont fourni des résultats comparables à ceux observés pour les mousses, mais également pour les polycristaux, grâce à l'ajustement d'un paramètre distributif. Celui-ci est relié de façon simple aux transformations topologiques élémentaires intervenant au cours de l'évolution. La validation du programme a été effectuée non seulement pour le régime stationnaire mais aussi pour le régime transitoire (pour les mousses de savon)

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Wieland, Wolfgang. « Structure chirale de la gravité quantique à boucles ». Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4094/document.

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Résumé :

La relativité générale représente la description la plus précise de l'interaction gravitationnelle. Cependant, alors que la matière est régie par les lois de la mécanique quantique, la gravitation, elle, est une théorie fondamentalement classique. A l'échelle de Planck, c'est-à-dire à des distances d'environ 10E-35 mètres, les effets quantiques et ceux de la gravitation deviennent tous deux importants. A l'heure actuelle, un langage mathématique unifié et décrivant les effets physiques à cette échelle est toujours manquant. Il existe néanmoins plusieurs théories candidates à cette description, et l'une d'entre elles, la gravité quantique à boucles, est l'objet d'étude de cette thèse.Afin de tester si une théorie candidate peur fournir une description appropriée des propriétés quantiques du champ de gravitation, elle doit présenter une certaine cohérence interne du point de vue mathématique, et aussi être en accord avec les tests expérimentaux de la relativité générale. Le but de cette thèse est de développer certains outils mathématiques qui éclairent ces conditions de consistance interne, et qui permettent d'établir un lien entre différentes formulations de la théorie
General relativity is the most precise theory of the gravitational interaction. It is a classical field theory. All matter, on the other hand, follows the rules of quantum theory. At the Planck scale, at about distances of the order of 10E-35 meters, both theories become equally important. Today, theoretical physics lacks a unifying language to explore what happens at this scale, but there are several candidate theories available. Loop quantum gravity is one them, and it is the main topic of this thesis. To see whether a particular proposal is a viable candidate for a quantum theory of the gravitational field it must be free of internal inconsistencies, and agree with all experimental tests of general relativity. This thesis develops mathematical tools to check these

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ARADIAN, Achod André. « Quelques problèmes de dynamique d'interfaces molles ». Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001386.

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Ce travail de thèse, de nature théorique, présente quatre axes de recherche portant sur la dynamique d'interfaces molles. (1) Gouttes et films de liquide sur substrats poreux : Nous avons étudié la déformation d'une goutte soumise simultanément à une aspiration de liquide et à un ancrage de sa ligne de contact avec le substrat. Nous nous sommes aussi intéressés au problème de l'entraînement d'un film de liquide sur une surface poreuse tirée hors d'un bain : le film a une hauteur finie, que nous avons calculée, et présente une structure non-triviale à l'approche de la ligne de contact. (2) Réticulation et interdiffusion à l'interface entre deux polymères : La formation de joints entre deux pièces de polymère nécessite une bonne interdiffusion des chaînes, qui peut cependant être considérablement contrariée lorsqu'un agent réticulant est introduit (dans le but de renforcer le matériau final). Nous avons modélisé la compétition qui s'installe, en montrant qu'il existait un paramètre de contrôle simple permettant d'optimiser le système et en donnant des prédictions sur l'énergie d'adhésion attendue dans deux régimes-limites. (3) Ecoulements granulaires : Nous donnons le scénario analytique complet du déroulement d'une avalanche sur un tas de sable, en tenant compte de l'effet d'un profil de vitesse linéaire dans la couche roulante. Parmi les prédictions, nous avons trouvé que l'épaisseur maximale devait varier comme la racine carrée de la taille de l'empilement. (4) Dynamique de films de savon verticaux : Les propositions actuelles concernant le mécanisme du drainage de ces films font appel à des instabilités hydrodynamiques se développant au bord du film ("régénération marginale"). Nous avons cherché à en déterminer précisément l'état précurseur : de manière générique, le profil forme une zone de striction, dont nous avons calculé analytiquement les dimensions typiques ; celle-ci pourrait rassembler les caractéristiques nécessaires à l'émergence des instabilités.

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Thèses sur le sujet « Moussage physique »

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