Thèses : « Transfert de résine »

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Ducamp, Virginie. « Transferts thermiques dans un matériau composite carbone résine ». Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12505.

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Résumé :

Lors de la rentrée d'objets balistiques et spatiaux dans l'atmosphère, la structure externe de ces derniers subit une agression thermique qui peut engendrer des flux de chaleur d'environ 10 MW/m2 et donc des températures élevées (300°C), avec des cinétiques de montée en température de quelques centaines de degrés par seconde. Dans le cadre du dimensionnement de ces objets pour la rentrée, il est nécessaire de déterminer les propriétés thermophysiques de ces matériaux en conditions opérationnelles et les mécanismes de pyrolyse de ces matériaux. La première partie de cette étude consiste en la compréhension du comportement engendré par la pyrolyse d'un composite carbone résine destiné à servir d'écran thermique. Pour cela, le composite a été caractérisé, à l'aide de diverses expertises, en fonction de la température. La deuxième partie montre la mise au point d'un moyen permettant d'estimer la conductivité thermique équivalente de ce matériau dans des conditions proches des conditions opérationnelles, ainsi que la procédure expérimentale concernant les essais.

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Faraj, Jalal. « Analyse thermocinétique de la cristallisation en milieu confiné d’un composite à base d’une résine thermoplastique (Polyamide 66) ». Nantes, 2016. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=3f498ef7-c800-4c4b-bf84-e98a8041b95a.

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Résumé :

La simulation de la mise en forme des composites thermoplastiques est indispensable pour prédire les retraits et déformations dans une pièce thermoplastique, afin de maîtriser les propriétés de celle-ci, tout en cherchant à optimiser les temps de cycle. Il est ainsi nécessaire de connaitre précisément l'évolution des propriétés thermophysiques ainsi que la cinétique de cristallisation dans des conditions représentatives de celles rencontrées dans les procédés industriels. Ce travail de thèse se concentre dans un premier temps sur la compréhension et la quantification de la cristallisation d'une famille de PA 66. L’étude de la cinétique de cristallisation des PA 66 est réalisée sur une large gamme de température à l’aide d’un DSC Classique et d'un DSC Flash. Ce dernier appareil permet de refroidir un échantillon de quelques centaines de nanogrammes jusqu’à 10 000 K/s. Les effets de la masse molaire et d’un additif sur la cinétique de cristallisation ont également été discutés. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à l'analyse et à la quantification des retraits thermiques, et de cristallisation, lors de la phase de refroidissement. L’étude (caractérisation, modélisation et validation) du couplage fort entre les transferts de chaleurs et la cristallisation de la matrice thermoplastique au sein du composite a alors été menée. Dans un troisième temps, la modélisation des problèmes de transferts de chaleur couplés à la cristallisation a été réalisé par un code d’élément fini. Les résultats obtenus avec le modèle numérique ont été validés par des mesures expérimentales effectuées sur trois dispositifs d’élaboration des pièces composites à base du PA 66 par RTM et thermocompression en refroidissement rapide. Ces dispositif allant d'un banc de laboratoire à un moule industriel prototype. Enfin, une analyse fine des phénomènes intervenants de manière couplés dans le cas d'une pièce réaliste a été menée. Ainsi l’influence du confinement et du cisaillement sur la cinétique de cristallisation a été discutée. Nos mesures, comparées avec notre modèle numériques nous ont montré que le type de PA 66 étudié ne génère pas de transcristallinité et n’est pas influencé par le cisaillement de l’écoulement lors de remplissage. Nous avons également mis en évidence l'évolution de la résistance thermique de contact pièce/moule au cours du cycle de mise en oeuvre et comparée celle-ci avec des résultats issus de la littérature
The simulation of thermoplastic composite during manufacturing processes is essential for predicting shrinkage and deformation in a composite part while seeking to optimize cycle times. For this it is necessary to know precisely the thermo-physical properties and crystallization kinetics under conditions representative of those encountered in the industrial processes. This thesis focuses initially on understanding and quantification of the crystallization of a PA family of 66. The study of crystallization kinetics of PA 66 is made on large temperature range using a Classic DSC and DSC Flash. The cooling rate could reach 10 000 K /s for a sample that weighs a few nonogramms. The effects of molecular weight and an additive on the crystallization kinetics were also discussed. Secondly, we were interested in analyzing and quantifying the thermal withdrawals, and crystallization during the cooling phase. The study (characterization, modeling and validation) of the strong coupling between the heat transfer and crystallization of the thermoplastic matrix in the composite was then investigated. Thirdly, the modeling of heat transfer problems linked to the crystallization was carried out by a finite element code. The results obtained with the numerical model were validated by experimental measurements performed on three devices intended to manufacture composite part based on PA 66 using RTM and thermocompression process. Finally, a detailed analysis of the phenomena could produce during the manufacturing of thermoplastic-composite was discussed. In addition the confined and shearing effects between the resin and fibers was investigated. The comparison between the experimental and numerical showed that the PA 66 used in this project do not produce a transcristallinty and is not influenced by the shearing during filling phase. We also highlighted the evolution of the thermal contact resistance (composite parts/mold) during the manufacturing cycle and the results were compared with results published on the literature

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Van, den Broek d'Obrenan Ghislain. « Adaptation du procédé RTM (Moulage par Transfert de Résine) à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique ». Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0112/document.

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Résumé :

Le procédé « Resin Transfer Molding » (RTM) est très largement utilisé pour la production industrielle de matériaux composites à matrice thermodurcissable. En effet, de nombreux domaines tels que l’automobile et l’aéronautique l’emploi couramment. Dans ce travail nous avons adapté ce procédé à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique afin de répondre aux critères écologiques et économiques imposés aux industries. Pour cela plusieurs étapes ont été nécessaires. La première fut la sélection d’une chimie robuste, adaptée aux exigences du procédé (faible viscosité initiale du système réactif, temps de polymérisation court, etc). La chimie choisie fut la polymérisation anionique par ouverture de cycle de l’ε-caprolactame dans le but d’obtenir du polyamide-6 (PA-6). Une étude rhéo-cinétique ainsi que les caractérisations physico-chimiques d’un PA-6 obtenu au laboratoire furent réalisé. A la suite de cette étape, des essais en conditions de procédé ont été effectué avec l’utilisation d’un équipement pilote dédié. Ces essais furent la source de modifications et d’optimisations de certains paramètres du procédé. La troisième étape, a consisté à la production de pièces composites avec un renfort de type : tissu unidirectionnel de verre. Cette production fut suivie de tests mécaniques et physico-chimiques afin d’évaluer les propriétés de ces pièces. Différents ensimages de tissu ont été étudiés avec, pour objectif, la détermination de celui offrant les meilleures propriétés. Durant cette étude nous avons observé que la nature de l’ensimage impactait peu la chimie. Pour finir, nous avons mis en place un ensimage réactif qui permettra une meilleure interaction fibre/matrice
The "Resin Transfer Molding" (RTM) process is very largely used for the industrial production of composites materials with thermoset matrix. Indeed, it’s used by many fields such as the automotive and aeronautics. In this work we adapted this process to the manufacture of composite materials with thermoplastic matrix in order to answer the ecological and economic criteria imposed on industries. For that several steps were necessary. The first was the selection of a robust chemistry, adapted to the requirements of the process (low initial viscosity of the reactive system, polymerization time, etc). The selected chemistry, was the ring opening polymerization of ε - caprolactam to obtain polyamide-6 (PA-6). Rhéo-kinetics studies, as well as the physicochemical characterizations of a Pa-6 obtained at the laboratory were carried out. Following this step, tests in conditions of process were carried out with the use of dedicated pilot equipment. These tests were the source of modifications and optimizations of certain parameters of the process. The third step, consisted with the production of composite parts with a reinforcement of the type: unidirectional glass fabric. This production was followed mechanical and physico-chemical tests in order to evaluate the properties of these parts. Various sizing of the glass fabric were studied with, for objective, to determine which to offer the best properties. During this study we observed the low impact of the sizing on the chemistry of PA-6. To finish, we set up a reactive sizing which will allow a better interaction fibre/matrix

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Laoubi, Saïd. « Réticulation des revêtements en résine époxyde à basse température (50°C) et résistance aux transferts de liquides ». Saint-Etienne, 1993. http://www.theses.fr/1993STET4005.

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Résumé :

Cette thèse comporte deux parties. La première partie concerne la réticulation d'un revêtement en résine époxyde à basse température (50°C). La cinétique de réticulation est étudiée par calorimétrie. Une équation simple basée sur la loi d'Arrhenius est déterminée et permet de prévoir la cinétique de réticulation du revêtement. Une corrélation peut être établie entre la dureté du revêtement et la valeur de l'état d'avancement de la réticulation. La deuxième partie concerne les phénomènes de transfert de matières qui ont lieu lorsque le revêtement est en contact avec des liquides. Deux liquides sont utilisés pour simuler les conditions de travail du revêtement : l'eau et un hydrocarbure agressif (toluène). Des modèles sont élaborés et décrivent de manière satisfaisante ces phénomènes de transfert. Dans le cas de l'eau, le processus de transfert par absorption est contrôlé par diffusion avec une diffusivité constante alors que le séchage est contrôlé par diffusion à l'intérieur du revêtement et par évaporation à la surface. La température a un effet considérable sur les cinétiques d'absorption et de séchage ainsi que sur les quantités d'eau absorbées et désorbées à l'équilibre. Lorsque le revêtement est en contact avec le toluène, le transfert par absorption présente une cinétique approximativement d'ordre zéro. Deux modèles numériques sont élaborés suivant deux approches différentes. La première approche admet que le processus d'absorption est composé de deux étapes successives : transfert du liquide dans la résine vitreuse suivant un déplacement d'un front de liquide avec vitesse constante puis transfert du liquide par diffusion dans la résine devenue élastomérique par la présence du liquide derrière le front. La seconde approche repose sur l'hypothèse que le processus est contrôlé par diffusion avec une diffusivité dépendante de la concentration et que la concentration à la surface varie avec le temps

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Zhang, Fan. « Modélisation en contexte aléatoire des propriétés de transport des matériaux fibreux ». Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10125.

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Résumé :

Dans les processus de moulage par transfert de résine (RTM), l’aléa de la perméabilité des renforts fibreux conduit à un écoulement irrégulier de résine et des défauts dans les pièces composites. Une méthodologie a été développée pour étudier les phénomènes stochastiques dans la phase de remplissage des processus RTM en utilisant des méthodes stochastiques pour simuler la propagation des aléas de l'architecture fibreuse aux réponses de remplissage du moule. Employant des schémas numériques développés pour la simulation de remplissage du moule, les solutions du système stochastique en utilisant des techniques intrusives ou non intrusives sont mises en œuvre. Des renforts bidirectionnels cousus avec une architecture périodique et un mat de fils coupés avec une architecture aléatoire ont été respectivement étudiés. Les paramètres aléatoires architecturaux sont extraits par l'analyse d’images de tissus, a partir desquels les modèles de perméabilité locale prenant en compte l'architecture aléatoire sont construits par simulation numérique de l’écoulement dans une cellule unité fibreuse ou par l’approche statistique continue. Les propriétés statistiques des champs de perméabilité sont évaluées et utilisées dans la simulation stochastique pour prédire les statistiques des réponses de remplissage du moule, puis sont comparées avec les résultats expérimentaux pour la validation du modèle de la perméabilité stochastique. En plus, les méthodes de simulation numérique sont mises en œuvre pour d'autres mécanismes aléatoires dans le processus de remplissage RTM, par exemple les effets de bord, la saturation d’un défaut local (pli de tissu) et la saturation à double échelle
In the Resin Transfer Molding (RTM) processes, the randomness in the permeability of fibrous reinforcement leads to irregular flow patterns and defects in composite products. A methodology has been developed for applying stochastic computational methods to simulate the uncertainty propagation from the fibrous architecture to the mold-filling responses, so as to study the stochastic phenomena in the RTM filling stage. Based on the developed numerical schemes for mold-filling simulation, the solutions of the stochastic system, by either intrusive or non-intrusive techniques, are implemented. The bidirectional non-crimp fabric with periodic architecture and the chopped strand mat with random architecture have been studied, respectively. The random architectural parameters are extracted by analyzing dry fabric images. Local permeability model accounting for the randomness in architecture is constructed by numerical simulation of unit cell flow physics or statistical continuum approach. Statistical properties are evaluated and used in the stochastic simulation to predict the statistics of mold-filling responses, which are compared with the experimental results for validation of the stochastic permeability model. In addition, numerical simulation methods are implemented for other mold-filling mechanisms with uncertainty involved, e.g. the race-tracking, the saturation of wrinkled fabric and the dual-scale saturation, to study other stochastic phenomena in the RTM filling process

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Van, Den Broek D'Obrenan Ghislain. « Adaptation du procédé RTM (Moulage par Transfert de Résine) à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique ». Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00715806.

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Résumé :

Le procédé " Resin Transfer Molding " (RTM) est très largement utilisé pour la production industrielle de matériaux composites à matrice thermodurcissable. En effet, de nombreux domaines tels que l'automobile et l'aéronautique l'emploi couramment. Dans ce travail nous avons adapté ce procédé à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique afin de répondre aux critères écologiques et économiques imposés aux industries. Pour cela plusieurs étapes ont été nécessaires. La première fut la sélection d'une chimie robuste, adaptée aux exigences du procédé (faible viscosité initiale du système réactif, temps de polymérisation court, etc). La chimie choisie fut la polymérisation anionique par ouverture de cycle de l'ε-caprolactame dans le but d'obtenir du polyamide-6 (PA-6). Une étude rhéo-cinétique ainsi que les caractérisations physico-chimiques d'un PA-6 obtenu au laboratoire furent réalisé. A la suite de cette étape, des essais en conditions de procédé ont été effectué avec l'utilisation d'un équipement pilote dédié. Ces essais furent la source de modifications et d'optimisations de certains paramètres du procédé. La troisième étape, a consisté à la production de pièces composites avec un renfort de type : tissu unidirectionnel de verre. Cette production fut suivie de tests mécaniques et physico-chimiques afin d'évaluer les propriétés de ces pièces. Différents ensimages de tissu ont été étudiés avec, pour objectif, la détermination de celui offrant les meilleures propriétés. Durant cette étude nous avons observé que la nature de l'ensimage impactait peu la chimie. Pour finir, nous avons mis en place un ensimage réactif qui permettra une meilleure interaction fibre/matrice.

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Mabrouk, Aurélie. « Caractérisation des résines échangeuses d'ions d'intérêt pour les réacteurs à eau sous pression : Application et validation d'un modèle dédié ». Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00803356.

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Résumé :

Dans les centrales nucléaires à eau sous pression, les Résines Echangeuses d'Ions (REI) sont utilisées dans les circuits d'épuration. Dans le cadre de cette thèse, une étude qualitative a été réalisée afin de prédire les tendances du comportement d'une REI dans le cadre de son utilisation en condition centrale nucléaire. Fort des résultats de cette étude, nous avons cherché à caractériser quantitativement le comportement des REI en colonne. Pour cela, nous avons utilisé des solutions analytiques mais ces dernières se sont révélées valables uniquement dans des cas particuliers. Afin de trouver une solution générale, nous nous sommes donc tournés vers une solution numérique : OPTIPUR. En vue de la valider et aussi de mieux comprendre la cinétique en colonne, nous avons réalisé une étude expérimentale. Cette dernière vise à caractériser la résistance au transfert de masse en colonne et à mener une étude de sensibilité sur les paramètres influençant ce phénomène. Cette étude repose sur la détermination de la fuite ionique cinétique, correspondant à une certaine concentration de polluant présente en sortie de colonne en début d'expérience. Pour cela, nous avons testé l'influence de nombreux paramètres sur la fuite ionique cinétique. Nous avons ainsi vu l'importance de la vitesse de filtre et donc des conditions hydrodynamiques sur la fuite ionique cinétique. Ces nombreux résultats de fuite cinétique, ont été modélisés à l'aide de la corrélation empirique de Dwivedi & Upadhyay afin de tester sa validité. Par la suite, nous avons simulé nos résultats de fuite ionique cinétique avec deux options du logiciel OPTIPUR : option Mass Transfer Coefficient (MTC) et Nernst-Planck (NP). Ces dernières encadrent les résultats expérimentaux. L'option MTC d'OPTIPUR donne des résultats inférieurs alors que ceux obtenus avec l'option NP sont supérieurs aux résultats expérimentaux. Nous avons vu que dans le cadre d'un échange ternaire, seule l'option NP est valide. Nous avons proposé des solutions pour mieux caler les résultats obtenus numériquement. D'autres simulations ont été réalisées afin de vérifier les capacités de prédiction de l'appareil pour des expériences plus longues (allant jusqu'à la saturation de la REI). Les tendances observées étaient celles attendues. L'outil OPTIPUR est un outil précis et robuste pour étudier la cinétique en colonne.

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El, Brouzi Abdelhak. « Réticulation de résines thermodurcissables : expérimentation et modélisation ». Saint-Etienne, 1990. http://www.theses.fr/1990STET4005.

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La méthode d'étude utilisée pour aborder les problèmes posés par la réticulation des résines thermodurcissables couple l'expérimentation et la modélisation. Les modèles numériques aux différences finies prennent en compte tous les faits expérimentaux connus : le transfert thermique par conduction et de la cinétique de la chaleur dégagée par la réaction. Ils permettent de décrire le processus de cuisson de façon très convenable. De plus, ils fournissent davantage de renseignements que les expériences : les profils de température et du degré d'avancement de la réaction développés dans l'échantillon. L'effet de la variation des paramètres thermiques et cinétiques sur le processus de cuisson est étudié. La simulation du processus d'injection de la résine préchauffée a été étudiée, elle se révèle intéressante puisqu'elle permet de réduire le temps de cuisson. D'autre part un système faisant varier la température du moule est abordé avec succès, puisqu'il permet d'évacuer la chaleur réactionnelle. Avec le kinemat qui suit la variation des propriétés mécaniques avec la température et le temps, une étude est entreprise pour trouver une corrélation entre le module de rigidité en torsion du matériau et le degré d'avancement de la réaction

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Redko, Vadym. « Développement d'un algorithme numérique pour l'identification in-situ du champ de perméabilités d'une préforme fibreuse par une méthode inverse ». Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10202.

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Résumé :

Dans le procédé RTM (Resin Transfer Molding) utilisé pour la mise en œuvre de structures composites de haute performance, la phase d'imprégnation d'une préforme fibreuse par une résine est déterminante pour la qualité des pièces fabriquées. Pour éviter des défauts de fabrication, la simulation numérique du procédé est largement utilisée. Elle demande une bonne connaissance de caractéristiques matériau dont la principale est la perméabilité du renfort. La caractérisation expérimentale de la perméabilité ayant une variabilité importante, des techniques numériques fiables et applicables dans l'industrie sont recherchées. Ce projet de thèse vise à développer une méthode numérique d'identification in-situ du champ de perméabilité. La performance de la méthode est démontrée sur l'exemple de trois cas d'étude. Un algorithme basé sur la méthode inverse permet notamment d'identifier la perméabilité isotrope et anisotrope ainsi que de détecter l'effet de race-tracking. Dans la suite, les résultats de ce travail pourront être implémentés dans un système de contrôle on-line du procédé RTM
In the Resin Transfert Molding process used to manufacture high performance composite structures, the fibrous preform impregnation by resin largely determines the piece quality. Numerical simulation is widely used in order to adress the issue of manufacturing defects. It is necessary to know material charasteristics of preform such as perméability which is the most important one. Generally, the preform permeability is obtained by an experimental measurement having a large variability. Therefore, reliable numerical techniques are being looked for. This PhD thesis aims to develop a numerical algorithm by inverse method to identify in-situ the permeability field. The performance of the method is shown by validation of three study cases. The developped algorithm allows to identify isotropic and anisotropic permeability as well as to detect the race tracking effect. In a future work, this numerical algorithm will be implemented in an on-line control system to optimize the mold filling process

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Lomel, Sébastien. « Détermination des caractéristiques réactionnelles de la synthèse de résines silicones : application à la conception d'un nouveau procédé de synthèse ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2005_LOMEL_S.pdf.

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La synthèse en chimie de spécialité est souvent menée en réacteur agité en mode semi fermé. Cette structure de procédé, issue de l’intégration tardive de l’expertise procédé dans les phases de développement des produits, laisse entrevoir des difficultés pour la maîtrise des processus de mélange et de transfert de chaleur. C’est dans ce cadre que s’est inscrite notre étude concernant la synthèse de résine silicones. En vue de fiabiliser le procédé existant, il a s’agit d’identifier et de quantifier les processus limitants engendrés par la chimie et le procédé. Ainsi, nous avons montré que le système réactionnel est composé de processus rapides. En vue de bien contrôler la réaction, le mode semi fermé est donc inadapté car le panache engendre des processus de mélange complexes à l’origine des difficultés d’extrapolation et de transposition des résultats. Le développement d’un nouveau procédé continu de production a donc été réalisé via l’intégration de réacteurs intensifiant le mélange. Une réflexion générale sur la problématique de la transposition d’un procédé semi fermé en marche continue intensifiée a alors été entreprise et validée expérimentalement
Fine chemical synthesis is often operated in semi batch stirred tank. The semi batch mode results of the belated integration of process and chemical engineering in the step of product development and often involves difficulties in term of mixing and heat exchange control. In this context, our research work deals with silicon resin synthesis. To optimize the production, process and reaction limiting phenomena have to be identified and estimated. Thus, rapid processes, sensitive to mixing quality, were highlighted. So, in order to control the reactionnal system, the semi batch mode is particularly inadequate due to the complex mixing phenomena implied by the reactant fed which involves scale extrapolation and transposition problems. That is why a new continuous process, integrating mixing intensification reactor, has been elaborated. An overall analysis concerning the concept of the transition from batch to continuous process, via the integration of intensification reactor, has been established and experimentally validated

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Nguyen-Thuc, Boi Huyen. « Etude rhéocinétique et mécanique des réseaux époxydes modifiés par des élastomères : mise en forme par le procédé de moulage par transfert de résine (RTM) ». Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0014/these.pdf.

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L'objectif de ce travail est la modification d'un système époxyde/amine par l'incorporation des élastomères liquide et/ou préformé. Une fonctionnalisation de l'écorce par des groupes carboxyliques conduit à la modification de l'état de dispersion des particules. L'apparition d'une viscosité seuil aux faibles gradients de cisaillement est notée dans les systèmes à base de particules fonctionnalisées. Une modélisation rhéologique des courbes maîtresses des modules a été réalisée en appliquant le modèle de Palierne. La morphologie, le comportement rhéologique et diélectrique des systèmes modifiés ont été également étudiés et nous avons montré qu'ils sont étroitement liés à la nature des élastomères. Des matériaux composites ont été réalisés par le procédé de moulage par transfert de résine. Un optimum de ténacité a été obtenu pour les matériaux composites renforcés par les deux types d'élastomère montrant ainsi un effet de synergie Le mécanisme de renforcement des matériaux modifiés par les élastomères est dû principalement à la déformation plastique de la matrice par écoulement en cisaillement du réseau époxyde, favorisé par la cavitation de particules
The purpose of this work was the modification of an epoxy/amine system by incorporation of elastomers (reactive liquid or prefomed particles). The presence of the carboxyl functionalized group in the shell led to the modification of the dispersion state of rubber particles in the matrice. A divergence in viscosity at low shear rate occurred in the system based on functionalized core-shell particles, exhibiting significant non-Newtonian behavior. The modeling in G’ and G’’ master curves was applied using the Palierne model. A secondary plateau occurred in the elastic master curve. A modification of the morphological, rheological and dielectric behavior of epoxy systems was demonstrated by adding rubber particles induced the nature of elastomers. Composite materials were performed using the resin transfer molding process (RTM). An increase in toughness of epoxy modified with two kinds of elastomers demonstrated significant synergistic effects. The rubber blend gave higher values in viscosity and mechanical properties than using one type of rubber. The fracture mechanism of this system was plastic deformation caused by shear yielding led to particles cavitation

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Moisy, Amélie. « Imprégnation capillaire anisotherme et polymérisation d'une résine thermodurcissable dans un bobinage composite de rotor électrique : Caractérisation expérimentale, modélisation et simulation du couplage multiphysique ». Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0052.

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Dans le cadre de l'électrification du parc automobile, Renault assemble ses propres moteurs électriques : le rotor est principalement composé d'un noyau en acier sur lequel sont bobinés des fils de cuivre isolés. Le bobinage est ensuite immergé dans un bain de résine liquide thermodurcissable assurant la performance et la durabilité du moteur. L'imprégnation, faite à température contrôlée pour faciliter l'écoulement et la polymérisation, n'implique pas de pressurisation. Cela suggère que la capillarité et la gravité jouent un rôle significatif. L'objectif global est d'évaluer laqualité de l'imprégnation. Cela requiert de caractériser, modéliser et simuler un procédé multi-matériaux et multi-physiques dans lequel transfert thermique, cinétique de polymérisation et écoulement capillaire sont fortement couplés. Les matériaux sont caractérisés (cinétique de polymérisation, viscosité, propriétés thermiques et de surface) pour modéliser leur comportement temporel et thermique. Ensuite, pour un cas unidirectionnel idéal, un montage expérimental original de suivi de l'imprégnation par prise en masse à température contrôlée est conçu et développé. Des essais de 20°C à 120°C permettent de mieux comprendre les phénomènes et l'influence des paramètres. Un modèle analytique simplifié est optimisé pour correspondre aux expériences. Pour compléter, une simulation anisotherme 2D couplée est réalisée sur un domaine homogénéisé, fournissant les gradients de polymérisation et thermiques et leur impact sur la dynamique d'écoulement. Enfin, l'analyse est montée en échelle sur une bobine de type rotor. Un autre montage original basé sur les diélectriques est développé pour mesurer le flux de résine. La simulation de l’imprégnation de la bobine est présentée
In the mobility electrification context, the Renault Group assembles its own electric engines: the rotor is mainly composed of a steel core wound by insulated copper wires. The winding is immersed into a thermosetting resin bath ensuring the performance and durability of the motor. The impregnation occurs under controlled temperature to facilitate the flow and the polymerization. This process does not involve any pressurization. This suggests that capillary and gravity forces play a significant role. The global objective is to evaluate the impregnation quality. It requires characterizing, modeling and simulating a multi-materials andmulti-physics process in which heat transfer, polymerization kinetics and capillary-driven resin flow are strongly coupled. The materials are characterized (polymerization kinetics, viscosity, thermal and surface properties) to model their temporal and thermal behavior. Then, for an ideal unidirectional coil, an original temperaturecontrolled experimental resin weight intakefollow-up setup is designed and developed. Tests from 20°C to 120°C enable a deeper understanding of the phenomena andparameters’ influence. A simplified analytical model is optimized to match the experimental results. To complete, a coupled 2D anisothermal simulation is performed on a homogenized domain, providing the polymerization and thermal gradients and their impact on fluid dynamics. Finally, the analysis is up-scaled for a rotor-like coil. Another original dielectric-based setup is developed to measure the resin flow experimentally. The simulation of the coil’s impregnation is provided

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Louisy, Elodie. « Synthèse de composites à matrice polylactide par procédé RTM (Resin Transfer Molding) ». Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R037/document.

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Résumé :

Cette étude concerne l’élaboration de composites à matrice polylactide par procédé RTM (Resin Transfer Molding). Elle se focalise sur la polymérisation par ouverture de cycle (POC) in situ, du L-lactide, en procédé RTM avec comme objectif d’obtenir en une seule étape de synthèse, un composite présentant une matrice biosourcée, biodégradable et biocompatible, avec une bonne imprégnation des fibres par la matrice pour un taux de renfort élevé. Dans un premier temps, des essais préliminaires de polymérisation en masse (sans solvant) du L-lactide en ballon à l’échelle du gramme et en l’absence de renfort ont été réalisés. Ces expériences ont permis de déterminer les conditions initiales permettant l’obtention de matrices PLLA présentant le moins de L-lactide résiduel possible (conversions supérieures à 90 %) et les masses molaires les plus élevées (Mn = 70 000 - 100 000 g.mol-1). Ces caractéristiques sont en effet primordiales pour avoir des propriétés thermomécaniques optimales de la matrice PLLA et adaptées à des applications composites. Cette étude a été suivie d’essais de polymérisation, toujours à l’échelle du gramme, en présence de fibres de différentes natures afin d’étudier leur influence sur la polymérisation, les fibres présentant le moins d’influence étant les fibres de verre tissées (conversion et masses molaires supérieures à 90 % et 70 000 g.mol-1, respectivement). Les conditions expérimentales déterminées précédemment ont été transposées et ajustées pour l’élaboration, en procédé RTM, de composites polylactide/fibres de verre par polymérisation du L-lactide catalysée par l’octanoate d’étain. L’optimisation du procédé RTM a été réalisé en faisant varier la masse de monomère, la concentration en catalyseur, la quantité de fibres, le mode de chauffe de la cuve, la pression d’injection et la pression et température dans le moule. Les propriétés physico-chimiques et mécaniques de composites obtenus ont été également étudiées. Les composites obtenus présentent des conversions de plus de 95 % et des masses molaires pouvant atteindre 80 000 g.mol-1. Les conditions RTM n’influencent pas les propriétés thermiques (Tg = 50 °C ; Tf = 170 °C) et structurales (cristallisation en phase α) du polylactide matricielle. De plus les résistances à la traction et modules d’Young des composites PLLA/fibres de verre peuvent atteindre les 200 MPa et 6 GPa respectivement. La dernière partie concerne l’élaboration de composites à matrice PLLA par procédé RTM en présence de catalyseurs présentant une plus faible toxicité, afin de remplacer l’octanoate d’étain, catalyseur de référence pour la polymérisation du L-lactide qui présente cependant une certaine toxicité et qui pourrait dans un futur proche être proscrit des procédés industriels. Des catalyseurs à base de titane, zinc, magnésium et calcium ont ainsi été étudiés, mais seul le catalyseur de zinc conduit à un matériau satisfaisant pour une application composite (conversion supérieure à 90 % et Mn supérieure à 30 000 g.mol-1), bien que les propriétés mécaniques résultantes soient inférieures à celles obtenues avec le catalyseur d’étain (σ = 93 MPa et E = 3,3 GPa). Enfin, l’utilisation de fibres recyclées en tant que renfort a également été étudiée. Bien que les hautes conversions (95-98 %) et masses molaires (Mn jusqu’à 60 800 g.mol-1) aient été atteintes, les propriétés mécaniques résultantes sont bien inférieures à celles obtenues en présence de fibres de verre (σ = 65 MPa et E = 2,2 GPa)
This study deals with the development of polylactide based composites by RTM (Resin Transfer Molding). It focuses on the in-situ ring opening polymerization (ROP) of L-lactide in the RTM process in order to obtain, in a single step, a composite with a biobased, biodegradable and biocompatible matrix, presenting a good impregnation of the fibers by the matrix for a high reinforcement rate. First, preliminary mass polymerization tests (solvent-free) of L-lactide in flasks at the gram scale and in the absence of reinforcement were carried out. These experiments enable to choose the initial conditions enabling to reach high molecular mass PLLA matrices (Mn = 70 000 - 100 000 g.mol-1) containing the lowest residual L-lactide content (conversions up to 90 %). These characteristics are indeed essential to reach optimal thermomechanical properties of the PLLA matrix, suitable for composite applications. Polymerization tests on a gram scale in the presence of fibers of different kinds have then been carried out in order to evaluate their influence on the polymerization. Woven glass fibers display the least influence (conversion and molecular masses up to 90% and 70 000 g.mol-1, respectively). The experimental conditions determined above have been first transposed and adjusted for the production by RTM of polylactide/glass fiber composites obtained from L-lactide catalyzed by tin octoate. The RTM process was optimized by varying different experimental parameters such as the monomer mass, catalyst concentration, fiber quantity, tank heating, injection pressure and mold pressure and temperature. The physico-chemical and mechanical properties of the composites obtained were also studied. PLLA/glass fiber composites display conversions up to 95% and molar masses of up to 80 000 g.mol-1. The RTM conditions show no influence on the thermal (Tg = 50 °C; Tf = 170 °C) and structural (crystallization in the α phase) properties of the polylactide matrix. In addition, the tensile strength and Young's modulus of those composites can reach 200 MPa and 6 GPa respectively. The last part concerns the production of PLLA matrix composites by RTM process in the presence of catalysts presenting lower toxicity than tin octoate, the catalyst used industrially for the polymerization of L-lactide. Catalysts based on titanium, zinc, magnesium and calcium were consequently studied, but only the zinc catalyst leads to a material suitable for composite application (conversion and Mn up to 90% and 30 000 g.mol-1). Although the resulting mechanical properties are lower than those obtained with the tin catalyst (σ = 93 MPa and E = 3,3 GPa).Finally, the use of recycled fibers as the reinforcement instead of glass fibers was also studied in the presence of tin octoate. Although the high conversions (95-98%) and molar masses (Mn up to 60 800 g.mol-1) have been achieved, the resulting mechanical properties are much lower than those obtained in the presence of glass fibers (σ = 65 MPa and E = 2,2 GPa)

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Alruhban, Ayham. « Contribution à l'analyse de la déformabilité de renforts tricotés ». Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10103/document.

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Résumé :

Lors des procédés de fabrication des matériaux composites de type «RTM» (Resin Transfer Moulding) des résines sont injectées au travers du renfort préalablement mis en forme. La maîtrise de la mise en forme du renfort sec dans le moule est essentielle pour la maîtrise des défauts. De nombreuses études couvrent des domaines très larges associés à cette étape pour les renforts tissés, alors que peu de travaux ont porté sur la déformabilité des renforts tricotés lors de cette phase de préformage, malgré leur grande extensibilité et leur potentialité en tant que renforts de matériaux composites. Le comportement macroscopique des textiles techniques est essentiellement dû à un effet de structure. Dans le cadre de ces travaux sont détaillés l'élaboration et la conception de renforts tricotés afin de bien comprendre les paramètres spécifiques à ces structures textiles. Puis une étude expérimentale du comportement mécanique est conduite en traction uni axiale. Au travers de l'utilisation de méthodes de mesure des déformations sans contact l'analyse du comportement dans le sens colonnes et rangées est menée. Associé à la détermination du comportement, des essais de préformage de renforts secs tricotés sont réalisés sur un banc spécifique. L'analyse des résultats en termes d'avalement, d'efforts d'emboutissages et des déformations dans le fil montre la spécificité de la déformabilité de ces structures, comparativement aux renforts tissés. En vue de qualifier la faisabilité de cette étape de mise en forme de ces renforts tricotés, une corrélation entre le comportement en traction et le comportement lors du procédé est proposée
During the manufacturing process of composite materials, such as «RTM» (Resin Transfer Moulding); resin is injected through the preformed reinforcement. The mastery of dry reinforcement layout in the mold is essential for defects control. Many studies cover wide areas related to this step for woven reinforcements, while few studies have focused on the deformability of knitted reinforcements at forming stage in spite of their significant extensibility and their potential as reinforcements of composite materials. The macroscopic behavior of the technical textiles is mainly due to their structural effect. In this research, the development and detailed design of knitted reinforcements in order to understand the specific parameters as textile structures are carried out. An experimental study of the uniaxial tensile mechanical behavior is conducted. The mechanical behavior of knitted structures in different orientations is analyzed by using contactless deformation measurements. In association with the characterization of in-plan behavior, forming tests of dry knitted reinforcements are performed on a special rig. Analysis of the results in terms of shortening, forming forces and local deformations shows the specificity of the deformability of these structures compared with woven reinforcements. To describe the formability of the knitted reinforcements, a correlation between the tensile and forming behavior is given

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Louisy, Elodie. « Synthèse de composites à matrice polylactide par procédé RTM (Resin Transfer Molding) ». Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2019. http://www.theses.fr/2019LILUR037.

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Résumé :

Cette étude concerne l’élaboration de composites à matrice polylactide par procédé RTM (Resin Transfer Molding). Elle se focalise sur la polymérisation par ouverture de cycle (POC) in situ, du L-lactide, en procédé RTM avec comme objectif d’obtenir en une seule étape de synthèse, un composite présentant une matrice biosourcée, biodégradable et biocompatible, avec une bonne imprégnation des fibres par la matrice pour un taux de renfort élevé. Dans un premier temps, des essais préliminaires de polymérisation en masse (sans solvant) du L-lactide en ballon à l’échelle du gramme et en l’absence de renfort ont été réalisés. Ces expériences ont permis de déterminer les conditions initiales permettant l’obtention de matrices PLLA présentant le moins de L-lactide résiduel possible (conversions supérieures à 90 %) et les masses molaires les plus élevées (Mn = 70 000 - 100 000 g.mol-1). Ces caractéristiques sont en effet primordiales pour avoir des propriétés thermomécaniques optimales de la matrice PLLA et adaptées à des applications composites. Cette étude a été suivie d’essais de polymérisation, toujours à l’échelle du gramme, en présence de fibres de différentes natures afin d’étudier leur influence sur la polymérisation, les fibres présentant le moins d’influence étant les fibres de verre tissées (conversion et masses molaires supérieures à 90 % et 70 000 g.mol-1, respectivement). Les conditions expérimentales déterminées précédemment ont été transposées et ajustées pour l’élaboration, en procédé RTM, de composites polylactide/fibres de verre par polymérisation du L-lactide catalysée par l’octanoate d’étain. L’optimisation du procédé RTM a été réalisé en faisant varier la masse de monomère, la concentration en catalyseur, la quantité de fibres, le mode de chauffe de la cuve, la pression d’injection et la pression et température dans le moule. Les propriétés physico-chimiques et mécaniques de composites obtenus ont été également étudiées. Les composites obtenus présentent des conversions de plus de 95 % et des masses molaires pouvant atteindre 80 000 g.mol-1. Les conditions RTM n’influencent pas les propriétés thermiques (Tg = 50 °C ; Tf = 170 °C) et structurales (cristallisation en phase α) du polylactide matricielle. De plus les résistances à la traction et modules d’Young des composites PLLA/fibres de verre peuvent atteindre les 200 MPa et 6 GPa respectivement. La dernière partie concerne l’élaboration de composites à matrice PLLA par procédé RTM en présence de catalyseurs présentant une plus faible toxicité, afin de remplacer l’octanoate d’étain, catalyseur de référence pour la polymérisation du L-lactide qui présente cependant une certaine toxicité et qui pourrait dans un futur proche être proscrit des procédés industriels. Des catalyseurs à base de titane, zinc, magnésium et calcium ont ainsi été étudiés, mais seul le catalyseur de zinc conduit à un matériau satisfaisant pour une application composite (conversion supérieure à 90 % et Mn supérieure à 30 000 g.mol-1), bien que les propriétés mécaniques résultantes soient inférieures à celles obtenues avec le catalyseur d’étain (σ = 93 MPa et E = 3,3 GPa). Enfin, l’utilisation de fibres recyclées en tant que renfort a également été étudiée. Bien que les hautes conversions (95-98 %) et masses molaires (Mn jusqu’à 60 800 g.mol-1) aient été atteintes, les propriétés mécaniques résultantes sont bien inférieures à celles obtenues en présence de fibres de verre (σ = 65 MPa et E = 2,2 GPa)
This study deals with the development of polylactide based composites by RTM (Resin Transfer Molding). It focuses on the in-situ ring opening polymerization (ROP) of L-lactide in the RTM process in order to obtain, in a single step, a composite with a biobased, biodegradable and biocompatible matrix, presenting a good impregnation of the fibers by the matrix for a high reinforcement rate. First, preliminary mass polymerization tests (solvent-free) of L-lactide in flasks at the gram scale and in the absence of reinforcement were carried out. These experiments enable to choose the initial conditions enabling to reach high molecular mass PLLA matrices (Mn = 70 000 - 100 000 g.mol-1) containing the lowest residual L-lactide content (conversions up to 90 %). These characteristics are indeed essential to reach optimal thermomechanical properties of the PLLA matrix, suitable for composite applications. Polymerization tests on a gram scale in the presence of fibers of different kinds have then been carried out in order to evaluate their influence on the polymerization. Woven glass fibers display the least influence (conversion and molecular masses up to 90% and 70 000 g.mol-1, respectively). The experimental conditions determined above have been first transposed and adjusted for the production by RTM of polylactide/glass fiber composites obtained from L-lactide catalyzed by tin octoate. The RTM process was optimized by varying different experimental parameters such as the monomer mass, catalyst concentration, fiber quantity, tank heating, injection pressure and mold pressure and temperature. The physico-chemical and mechanical properties of the composites obtained were also studied. PLLA/glass fiber composites display conversions up to 95% and molar masses of up to 80 000 g.mol-1. The RTM conditions show no influence on the thermal (Tg = 50 °C; Tf = 170 °C) and structural (crystallization in the α phase) properties of the polylactide matrix. In addition, the tensile strength and Young's modulus of those composites can reach 200 MPa and 6 GPa respectively. The last part concerns the production of PLLA matrix composites by RTM process in the presence of catalysts presenting lower toxicity than tin octoate, the catalyst used industrially for the polymerization of L-lactide. Catalysts based on titanium, zinc, magnesium and calcium were consequently studied, but only the zinc catalyst leads to a material suitable for composite application (conversion and Mn up to 90% and 30 000 g.mol-1). Although the resulting mechanical properties are lower than those obtained with the tin catalyst (σ = 93 MPa and E = 3,3 GPa).Finally, the use of recycled fibers as the reinforcement instead of glass fibers was also studied in the presence of tin octoate. Although the high conversions (95-98%) and molar masses (Mn up to 60 800 g.mol-1) have been achieved, the resulting mechanical properties are much lower than those obtained in the presence of glass fibers (σ = 65 MPa and E = 2,2 GPa)

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Demirel, Mustafa. « Contribution à l'optimisation des mesures de température et de déformations par capteur à fibre optique à réseau de Bragg : application au procédé de fabrication des composites par infusion de résine ». Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440938.

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Résumé :

Dans une première partie, nous rappelons que les procédés de fabrication de matériaux composites peuvent être suivis avec l'emploi de capteurs à fibre optique à réseau de Bragg (FBG) mesurant la température et la déformation in situ au coeur des matériaux. Dans une seconde partie, nous détaillons le principe et la physique du capteur FBG ainsi que ses différentes sensibilités. La métrologie du capteur FBG est traitée dans le but d'optimiser les incertitudes de mesure associées. Celles-ci interviennent à différents niveaux de la chaîne d'acquisition : au niveau du matériel d'interrogation, du traitement du spectre acquis, ou de l'étalonnage. Pour améliorer le traitement du spectre brut du FBG, nous évaluons les incertitudes découlant de l'échantillonnage, des conditions d'acquisition et des méthodes de recherche ou des modèles mathématiques d'ajustement. Concernant l'étalonnage, un banc de micro-traction mécanique de fibre optique et thermique a été réalisé dans le but d'étalonner les capteurs. Des spécificités du capteur comme la non-linéarité des réponses, la sensibilité croisée et la dérive thermique sont abordées. Puis, nous présentons ce qui est observé lorsque la fibre est introduite dans le matériau par rapport à l'arrangement des capteurs dans l'environnement de composite. L'intrusivité de la fibre optique sera évaluée en fonction de plusieurs paramètres en vue d'être réduite. Il est également question du découplage de la température et de la déformation car le capteur est sensible aux deux grandeurs. Une revue documentée des différentes techniques de la littérature est proposée. Parmi les techniques de découplage, deux sont retenues : celle qui combine un thermocouple et un FBG, et celle basée sur des réseaux de différentes longueurs d'onde superposés sur une même fibre. Le capteur FBG est appliqué au suivi déformation/température lors de la cuisson de résines époxydes utilisées dans les composites. Enfin, les capteurs FBG sont introduits dans le procédé de fabrication de composite à infusion de résine LRI (Liquid Resin Infusion) afin de suivre les cycles de températures et de déformations au cours de la cuisson. La dernière partie traite de la mesure de gradient de température ou de déformation à partir de la réponse complète du capteur de Bragg. Une méthode d'identification de gradient s'inspirant de la méthode directe dite de T-Matrix permettant de simuler les spectres est proposée. Après avoir validé la méthode de chemin inverse sur des cas purement numériques, l'identification des gradients est testée sur des moyens expérimentaux permettant d'appliquer un gradient thermique ou mécanique au capteur FBG.

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Rochette, Jean-Benjamin. « Vulcanisation de caoutchoucs en considérant le transfert thermique et la cinétique de l'enthalpie : modélisation, effet des paramètres expérimentaux, applications ». Saint-Etienne, 1989. http://www.theses.fr/1989STET4005.

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Résumé :

Etude de la cinétique par calorimétrie isotherme, par balayage et avec une méthode mixte et mesuré des paramètres cinétiques et thermiques. Effet de la variation de ces paramètres sur la progression de température au plan médian de plaques et sur les profils de température et d'avancement de la réticulation. Application à des composés sandwichs caoutchouc-acier

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Parvathaneni, Keerthi Krishna. « Characterization and multiscale modeling of textile reinforced composite materials considering manufacturing defects ». Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai, 2020. http://www.theses.fr/2020MTLD0016.

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Résumé :

L’influence des porosités induites par les procédés de fabrication sur les propriétés mécaniques des composites textiles a été étudiée à la fois par caractérisation expérimentale et par modélisation multi-échelle. En particulier, les porosités ont été caractérisés en termes de fraction volumique, taille, forme et distribution, et les effets de chaque caractéristique sur les propriétés mécaniques des composites textiles ont été analysés. De nombreuses plaques de composites textiles ont été fabriquées par le procédé Resin Transfer Molding (RTM). Ainsi, un renfort textile en verre interlock 3D a été imprégné par une résine époxy injectée sous une pression constante pour générer différents types de porosités. Des essais mécaniques ont été réalisés pour examiner la dépendance du module et de la résistance en traction des composites par rapport au taux de porosité total, intra-toron et inter-toron et également par rapport aux caractéristiques géométriques des porosités. Des analyses au microscope électronique ont été effectuées pour obtenir des informations locales sur les fibres (diamètre et distribution) et les porosités intra-toron (rayon, rapport d’aspect et distribution). A partir de ces résultats, un nouvel algorithme a été développé pour générer le Volume Elémentaire Représentatif (VER) qui est statistiquement équivalent au composite contenant les porosités. De plus, l’effet de la morphologie, du diamètre et de la distribution spatiale des porosités (homogène, aléatoire et concentré) sur les propriétés homogénéisées des torons a également été étudié par la méthode des éléments finis. La tomographie par rayons X a été utilisée pour extraire la géométrie méso-échelle réelle en trois dimensions et les porosités intra-toron. Ensuite, ces données ont été utilisées pour créer un modèle numérique à l’échelle mésoscopique (VER) et prédire les propriétés élastiques des composites avec porosités. Une étude paramétrique utilisant une méthode numérique multi-échelle a été effectuée pour étudier l’effet de chaque caractéristique des porosités, c.-à-d. le taux volumique, la taille, la forme, la distribution et la localisation sur les propriétés élastiques de composites. Ainsi, la méthode multi-échelle proposée permet d’établir une corrélation entre les porosités à différentes échelles et les propriétés mécaniques des composites textiles
The influence of void-type manufacturing defects on the mechanical properties of textile composites was investigated both by experimental characterization and by multiscale modeling. In particular, voids characteristics such as not only void volume fraction but also its size, shape, and distribution have been characterized for textile composites and their effect on the mechanical properties have been analyzed. Several textile composite plates were fabricated by the resin transfer molding (RTM) process where 3D interlock glass textile reinforcement was impregnated by epoxy resin under a constant injection pressure to generate different types of voids. A series of mechanical tests were performed to examine the dependency of tensile modulus and strength of composites on the total void volume fraction, intra & inter-yarn void volume fraction, and their geometrical characteristics. Microscopy observations were performed to obtain the local information about fibers (diameter and distribution), and intra-yarn voids (radius, aspect ratio and distribution). Based on these results, a novel algorithm was proposed to generate the statistically equivalent representative volume element (RVE) containing voids. Moreover, the effect of void morphology, diameter and spatial distribution (homogeneous, random and clustering) on the homogenized properties of the yarns was also investigated by the finite element method. X-ray micro-computed tomography was employed to extract the real meso-scale geometry and inter-yarn voids. Subsequently, this data was utilized to create a numerical model at meso-scale RVE and used to predict the elastic properties of composites containing voids. A parametric study using a multiscale numerical method was proposed to investigate the effect of each void characteristic, i.e. volume fraction, size, shape, distribution, and location on the elastic properties of composites. Thus, the proposed multiscale method allows establishing a correlation between the void defects at different scales and the mechanical properties of textile composites

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Lecointe, Damien. « Caractérisation et simulation des processus de transferts lors d'injection de résine pour le procédé RTM ». Phd thesis, Université de Nantes, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00528926.

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Résumé :

Le procédé Resin Transfer Molding est une technologie de fabrication de pièces en matériaux composites. Une compréhension et une modélisation des phénomènes physiques qui interviennent dans certaines étapes de la fabrication apportent une contribution importante à la maîtrise de ce procédé. Les travaux abordés dans cette étude se situent dans le cadre d'un programme plus général visant le contrôle et le pilotage du RTM. Tout d'abord, une caractérisation de la perméabilité des renforts dans la direction perpendiculaire aux plis va compléter les résultats obtenus dans des études préalables sur les perméabilités planes. Ensuite, nous étudierons de près les transferts thermiques durant l'injection et la cuisson. Pour cela, plusieurs étapes sont nécessaires: caractérisation des propriétés thermiques (avec notamment le développement d'un montage destiné à mesurer les conductivités thermiques dans le plan des fibres), étude théorique et étude expérimentale à l'aide d'un moule instrumenté. Des simulations numériques permettront alors de valider les modèles développés. Ces travaux devront ensuite servir de base à l'amélioration du logiciel de simulation LCMFLOT. Enfin, une première étape vers l'optimisation du remplissage a été réalisée afin de pouvoir piloter les machines d'injection en imposant une vitesse d'imprégnation constante pendant le remplissage. Cette optimisation est basée sur l'exploitation des résultats de simulation.

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Burger, Nicolas. « Amélioration de la conductivité thermique des résines époxy par incorporation de charges conductrices ». Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0183/document.

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Résumé :

L’industrie aéronautique et aérospatiale fait appel à des technologies de plus en plus avancées. Plus concrètement, dans certains matériaux tels que les panneaux de satellites, la dissipation de chaleur est une réelle problématique pour les ingénieurs, pour éviter une dégradation prématurée des matériaux. En d’autres termes, l’amélioration de la conductivité thermique de certains matériaux composites constituant un satellite est devenue un enjeu majeur. Ce travail de thèse a notamment permis d’étudier et de comprendre un peu plus en détails, les mécanismes de transfert thermiques par conduction. Plus précisément, certains paramètres, telle que l’influence des interfaces, la distance moyenne inter-particulaire ou toute modification dans la régularité d’une structure cristalline, se sont révélés être particulièrement préjudiciables pour améliorer la conductivité thermique. L’état de dispersion, la fonctionnalisation des charges ou les nanoparticules n’entraînent pas nécessairement une augmentation de la conductivité thermique, mais peuvent éventuellement impacter sur d’autres propriétés, telle que la conductivité électrique. En revanche, certains paramètres intrinsèques à la charge, telle que la taille des particules, le facteur de forme, la surface spécifique, la cristallinité ou la morphologie, sont essentiels pour améliorer la conductivité thermique d’un matériau à matrice polymère. Ce travail a également permis d’illustrer la complexité du mécanisme de conduction thermique, par l’intermédiaire des résultats obtenus et hypothèses formulées dans la suite de ce mémoire. Par ailleurs, dans le cadre de cette thèse, les matériaux considérés sont des composites à base de polymères époxy, très utilisés dans les applications spatiales. L’objectif de cette thèse est, avant tout, d’améliorer la conductivité thermique des résines époxy par incorporation de charges conductrices. Nous proposons également une étude originale, basée sur l’alignement et la structuration de charges conductrices, pour mettre en évidence l’importance de l’anisotropie sur la conductivité thermique. Plusieurs charges ont été étudiées, révélant le graphite et le graphène comme les charges les plus intéressantes. L’objectif industriel de cette thèse a ainsi été largement atteint, grâce à une étude approfondie de ces charges
Aerospace and Aeronautics applications require more and more high-performance technology. More specifically, in some advanced materials such as radiator panels in satellites, the heat dissipation is a real concern for engineers, in order to avoid any premature degradation or any other negative behavior of the material. Hence, improving the thermal conductivity of some satellite’s components has become an important issue. This PhD work helped us studying and understanding in details the heat transfer mechanisms by conduction. More precisely, some parameters, such as the influence of interfaces, the mean inter-particle distance or any modification in the linearity of a crystalline structure, were revealed to be pretty detrimental for improving the thermal conductivity. The dispersion state, fillers functionalizations or nanoparticles did not necessarily show an enhancement of the thermal conductivity, but could eventually impact on other properties, such as electrical conductivity. However, some intrinsic parameters of the filler, such as the particle’s size, the aspect ratio, the specific surface area, the crystallinity or the morphology of the filler, are essential to enhance the thermal conductivity of an epoxy-based material. This work allowed us to illustrate the complexity of the thermal conduction mechanisms, through the results obtained and the assumptions made in the following manuscript. Besides, in the context of this PhD work, the materials considered here are epoxy-based composites, widely used in satellites applications. The main objective of this work is therefore to improve the thermal conductivity of epoxy resins by incorporating thermally-conductive fillers. An original study is also proposed here, based on structured and aligned thermally-conductive fillers, in order to highlight the importance of the anisotropic aspect of thermal conductivity. Several fillers were then studied, revealing graphite and graphene as most interesting particles. The industrial objective of this PhD work has been amply achieved, through a thorough study of these particles

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Fontanier, Jean-Charles. « Développement d'un système réactif pour composites acryliques par procédé RTM ». Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI024.

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Le contexte environnemental actuel conduit les constructeurs automobiles à diminuer les émissions globales de CO2. Afin de répondre à cet objectif, plusieurs voies sont accessibles mais l’allègement de la structure du véhicule apparaît comme la solution la plus prometteuse grâce à la substitution des pièces métalliques par des matériaux composites et plus particulièrement des composites thermoplastiques à matrices acryliques. Cette étude s’est donc intéressée à développer et caractériser plusieurs formulations à base acrylique afin d’identifier les différents leviers (choix du monomère / condition de polymérisation) permettant d’atteindre une polymérisation rapide (< 3 à 5 min) adaptée aux hautes cadences de l’industrie automobile. Le moulage par transfert de résine (RTM) ayant été choisi comme procédé de mise en œuvre, une seconde étape de travail a été de caractériser l’évolution de la viscosité au cours de la polymérisation. En disposant des mesures cinétiques et rhéologiques, il a aussi été possible, par modèle inverse, de proposer un suivi in-situ de la polymérisation via la corrélation des données par des mesures diélectrométriques. Puis, dans une optique d’amélioration de la tenue chimique du PMMA, la synthèse d’un polymère réversible présentant alternativement une structure tridimensionnelle et une structure linéaire a été réalisée. Ainsi, grâce à la préparation d’un comonomère présentant des fonctions Diels-Alder, il a été possible d’obtenir un polymère ayant la capacité d’emprunter les propriétés de résistance chimique des réseaux thermodurcissables tout en conservant l’aptitude à la transformation des thermoplastiques. Enfin, une dernière étude s’est portée sur le renforcement du PMMA par mélange avec différents polymères. Ainsi, grâce à un choix judicieux de polymères présentant des caractéristiques physico-chimiques intéressantes, il a été possible d’améliorer significativement la tenue en température mais également la résistance au choc de la matrice acrylique développée
Nowadays, polymer matrix composites are widely used for aerospace, automotive, railway and sport industries. For similar structural properties, these materials coul be very attractive since they could be 30 to 40% lighter than metallic counterparts. In the current context of environmental development issues, thermoplastic-based composites, (in our case acrylic matrix based one), can be considered as they can be easily recycled as opposed to thermoset-based ones. Furthermore, they could exhibit good mechanical properties, i.e. stiffness and impact resistance, enabling them to be relevant for many applications. Manufacturing structural composites requires to produce parts without defects having complex geometries. For this purpose Resin Transfer Molding (RTM) has been selected to process such composites. Indeed, it corresponds to a low temperature closed-mold process allowing for manufacturing complex continuous fiber-based-reinforced parts. However, it requires precursors with a very low viscosity (η < 1 Pa.s) to ensure a good impregnation of the dry preform. To be cost effective, fast reactive systems have also to be selected. Thermoplastic polymers which own a very high viscosity in molten state cannot be directly used. Our strategy is to design an acrylic-based reactive formulation exhibiting a very low initial viscosity, i.e. about 100 mPa.s and which can subsequently polymerizes via a free radical mechanism once the mold is filled and the preform fully impregnated. Therefore, our main objective is to optimize curing conditions (especially thermal initiator ratios and temperature) of RTM-compatible acrylic-based reactive formulations to lead to suitable composite parts with high conversion rate, low residual monomer content and relevant process cycles

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Orliac, Jean-Guillaume. « Analyse et simulation du comportement anisotrope lors de la mise en forme de renforts tissés interlock ». Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00823359.

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Résumé :

Afin de pouvoir prédire le comportement des renforts de composites 3D interlock au cours d'un procédé de mise en forme, il est nécessaire de connaitre la position des mèches dans le renfort durant la phase de préformage du procédé. Les travaux présentés ici traitent de la simulation du préformage de renforts 3D épais à l'aide d'un élément fini hexaédrique semi-discret spécifique. En utilisant le principe des travaux virtuels, on distingue le travail interne virtuel dû à la tension des mèches des autres travaux virtuels. La raideur due aux tensions de mèches, qui constitue la contribution principale de la rigidité du matériau, est prise en compte à l'aide de barres incluses dans les éléments. Les rigidités dues aux autres sollicitations, comme la compression transverse, les cisaillements ou les frottements inter-mèches, sont décrites par un matériau continu additionnel. La combinaison de ce modèle discret du premier ordre et d'un matériau continu hyperélastique anisotrope dit du second ordre, pour formuler le comportement du matériau va permettre la simulation du préformage des renforts tissés épais. Conjointement aux travaux sur la simulation, des travaux expérimentaux pour l'identification des paramètres matériau de la loi de comportement ont été définis et réalisés. Ces paramètres concernent les deux parties de la formulation du comportement.

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Michel, Denis Paul. « Transferts de chaleur et de masse dans un bois résineux : application au séchage du pin maritime ». Bordeaux 1, 1985. http://www.theses.fr/1985BOR10536.

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Ernault, Estève. « Thermo-oxydation de résines époxy/amine ». Thesis, Paris, ENSAM, 2016. http://www.theses.fr/2016ENAM0060/document.

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Résumé :

Les résines époxy/amine obtenues grâce au mélange d’un prépolymère époxy et d’un durcisseur amine, sont utilisées dans divers domaines d’applications : peinture, potting de composés électroniques... L’objectif de cette thèse est la prédiction de la durée de vie de trois résines : DGEBA ou DGEBU/cycloalipahtique diamine, DGEBA/aliphatique diamine, soumises à un vieillissement thermo-oxydant. Pour cela, une étude multi échelle de l’oxydation est réalisée à différentes conditions de température (de 110°C à 200°C) et de pression d’oxygène (0,2 bars et 50 bars). A l’échelle moléculaire, la spectroscopie IRTF a montré la formation d’amides et de carbonyles. A l’échelle macromoléculaire, les coupures de chaînes semblent prédominantes lorsque le durcisseur est une diamine cycloaliphatique. En revanche, lorsque le système contient des séquences méthylènes portées par des segments flexibles, elles peuvent induire un mécanisme de réticulation qui peut prédominer. Ces résultats gouvernent l’évolution des propriétés fonctionnelles : la fragilisation mécanique et la dégradation des propriétés diélectriques de DGEBA/cycloaliphatique diamine se produit pour des temps d’exposition inférieurs à ceux observés pour DGEBA/aliphatique diamine. L’extrapolation des durées de vie est réalisée grâce à une modélisation cinétique basée sur un schéma mécanistique de l’oxydation des trois résines. La résolution de ce schéma cinétique permet la modélisation de l’ensemble des résultats expérimentaux (concentration en produits d’oxydation, coupures de chaînes et réticulation) pour une oxydation homogène ou bien sur des échantillons épais présentant un gradient d’oxydation. Les contraintes mécaniques engendrées lors de l’oxydation d’un échantillon épais (3 mm) de DGEBA/cycloaliphatique diamine ont été simulées afin de prédire la fissuration spontanée
Epoxy/amine resins are thermoset materials made of epoxy prepolymer and amine hardener. Those materials are used in several industrial applications, such as paint or to encapsulate electronics. The main goal of this work is to predict lifetime of three resins: DGEBA or DGEBU/cycloaliphatic diamine, DGEBA/aliphatic diamine, in thermo-oxidative environment. In order to achieve this, a multi scale study of the oxidation is done, at several temperatures (from 110°C to 200°C) and oxygen partial pressures (0,2 bars et 50 bars). At molecular scale, the formation of amides and carbonyls has been noticed. At macromolecular scale, chain scission has been observed in epoxy/cycloaliphatic diamine but in DGEBA/aliphatic diamine cross linking seems to be predominant. Those properties are directly related to functional properties: mechanical and dielectric break down appear later in DGEBA/aliphatic diamine than in epoxy/cycloaliphatic diamine. The extrapolation of life is possible thank to kinetic modelling, based on chemical mechanistic scheme. The resolution of this kinetic scheme allowed us to model all experimental data (concentration of oxidation products, chain scission and cross linking), either in homogenous oxidation and in thick samples (3 mm). Stresses induced by oxidation in a thick sample of DGEBA/cycloaliphatic diamine have been simulated thanks to Matlab ® and finite elements by Abaqus ®

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Lutz, Vincent. « Carbon nanotubes as nanofillers or fibers for multifunctional epoxy-based composites ». Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0039.

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Résumé :

L’utilisation de composites à matrice thermodurcissable et fibres continues est en constante progression dans le secteur aéronautique, ferroviaire, et automobile. Afin d’améliorer les composites obtenus, notamment leur résistance à l’impact et leur conductivité électrique, des nanocharges organiques ou inorganiques peuvent être ajoutées. Les nanotubes de carbone (CNT) font partie des candidats les plus prometteurs pour le renforcement de composites à multi-échelle. Cependant, il s’avère difficile de contrôler la dispersion, la répartition et l’orientation des CNT, après les avoir mélangés aux prépolymères. Une nouvelle stratégie d’insertion des CNT dans un composite consiste à combiner des fibres de CNT avec des fibres de carbone. L’orientation et l’organisation structurelle des CNT au sein de la fibre permettent d’obtenir d’excellentes propriétés mécaniques et électriques. Dans notre étude, les propriétés de fibres contenant exclusivement des CNT, obtenues par direct spinning, ont été comparées à celles de fibres de carbone (non-ensimées, ensimées, et CNT en surface). Différentes interfaces entre les fibres de CNT, fibres de carbone et deux types de matrices époxy (de TG très différentes) ont été générées et testées par des essais de fragmentation de fibre dans la matrice. La contrainte de cisaillement interfaciale fibre/matrice a été évaluée afin de déterminer l’influence des diverses fibres et ensimages sur les performances mécaniques de composites à matrice organique et à fibres continues. En outre, la nature de l’adhésion et la qualité de l’interphase entre la matrice et la fibre ont été caractérisées par plusieurs techniques d’analyses et d’observations à multi-échelles
Nowadays, polymer-matrix composites reinforced with carbon fibers are increasingly used in the whole transport sector (aerospace, automotive and railway industries). However, the obtained parts still suffer from low impact resistance and low damage tolerance. To improve these properties, the matrix precursors have to be combined with organic or inorganic compounds to lead to multi-phased matrices. Among them, carbon nanotubes (CNT) are especially promising for targeting multi-scale reinforcement. Since high quality of the parts are required, continuous-fibers-reinforced composites can be produced by resin transfer molding (RTM) which also offers a reduced cost if compared with high temperature- and high pressure-based processes. However, RTM requires a very low viscosity of the polymer precursors and CNT-filled precursors are far too viscous to be injected on dry performs. In addition, this strategy does not allow for a control of the CNT location and orientation in the final part. In this study, innovative ways have been developed to insert CNT in the preform with local positioning and defined orientation. Deliveries of CNT in the matrix, from a neat carbon multi-nanotubes fiber produced by direct spinning, or from a CNT grown on carbon fiber were investigated in two types of epoxy matrices (with very different TG). Different polymer matrix/fiber interfaces have been generated using neat carbon multi-nanotubes fiber, CNT grown on carbon fiber and conventional carbon fiber, with or without sizing. A fine mechanical characterization of various fibers and particularly the measurement of single fiber interfacial properties have been performed in order to determine mechanical performance of continuous fiber reinforced composites. In addition, the nature of adhesion and quality of matrix/fiber interface have been fully evaluated by different multi-scale analyses and suitable microstructural observations

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Azaar, Khalid. « Réticulation de plaques de résines thermodurcissables : modélisation, expérimentation et applications ». Saint-Etienne, 1992. http://www.theses.fr/1992STET4001.

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Résumé :

La méthode couplant l'expérimentation et la modélisation est utilisée pour étudier les phénomènes de la réticulation des résines thermodurcissables. Les modèles prennent en compte, non seulement l'acte réactionnel exothermique, mais aussi les transferts thermiques par conduction à l'intérieur du matériau et par convection à l'interface moule-huile ou résine-air. La comparaison avec l'expérience montre que les modèles numériques décrivent de façon convenable les phénomènes. De plus, ils fournissent davantage de renseignement que les expériences : les profils de température et le degré d'avancement de la réaction développée dans l'échantillon. Les conditions industrielles imposant les temps de cuisson les plus courts possibles, il faut réduire l'élévation de température due à l'exothermicité de la réaction. Des méthodes sont proposées pour régler la chaleur en faisant varier la température de l'huile ou son agitation et le coefficient de transfert thermique à l'interface moule-huile

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Razafindrakoto-Andrianasolo, Voahangi. « Amorçage de la polymérisation des résines époxy et des formulations époxy-amine par des complexes amine-halo ou pseudohaloborane ». Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10112.

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Résumé :

La premiere partie du travail est consacree a la synthese et caracterisation des complexes amine tertiaire-halo et pseudohaloborane, du type r#3n-bx#3 avec x=f, cl, br, ncs. En particulier une voie de synthese plus efficace a ete mise au point pour la preparation des complexes r#3n-b(ncs)#3, avec des rendements de l'ordre de 60%, utilisant la catalyse par transfert de phase. L'etude de la decomposition thermique et sous l'humidite de l'air des complexes a montre la formation exclusive de l'acide borique et du sel d'ammonium quaternaire r#3nh#+,bx#4#-. Lors de l'etude de la reactivite des complexes sur le dgeba et la formulation dgeba-dda, les complexes r#3n-b(ncs)#3 se sont averes les plus performants. Ils se presentent non seulement comme des amorceurs latents (temperature de debut de reaction t=80-110c), un des objectifs recherches, et conduisent aussi a l'obtention des meilleures proprietes physico-chimiques du reseau reticule (la plus haute tg mesuree tg=162c). Par consequent, ces complexes pseudohalogenes r#3n-b(ncs)#3 peuvent etre des amorceurs potentiels de substitution des derives de l'uree (monuron,) qui posent des problemes de toxicite et de conservation en industrie. L'amorcage de la polymerisation du dgeba commence par une complexation de b(ncs)#3 sur une fonction epoxy avec liberation de l'amine tertiaire du complexe. Par additions successives d'autres fonctions epoxydes sur ce complexe, il se forme alors des derives b(or)#4#-. Ces oxydes de bore generent un carbocation responsable de la propagation de la reaction. La polymerisation du dgeba est de ce fait cationique. Dans le cas des composes isothiocyanates, la formation du cycle oxazolidone et du thirane par reaction de ncs#- sur la fonction epoxy a ete mise en evidence. Par ailleurs, dans une formulation dgeba-dda, la polycondensation depend aussi a la fois de la temperature et de la stabilite des amorceurs. De ce fait, elle se trouve en competition avec l'homopolymerisation du dgeba dans le milieu reactionnel

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Plesu, Valentin. « Etude de la réticulation des résines thermodurcissables en prenant en compte le transfert thermique et la chaleur dégagée par l'acte réactionnel : modélisation et perfectionnement ». Saint-Etienne, 1993. http://www.theses.fr/1993STET4014.

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Résumé :

La méthode couplant l'expérimentation et la modélisation, développée dans le laboratoire stéphanois, est spécialement utilisée pour étudier les mécanismes intimes de la réticulation des résines thermodurcissables. Le processus est complexe puisqu'il comporte un transfert thermique par conduction et par convection, associé à un acte réactionnel exothermique dont la vitesse varie avec la température. L'analyse numérique et l'informatique sont capables de fournir une grande quantité de résultats et le problème actuel est de les classer et de les présenter dans une forte assimilable. Remarquons, entre autres : le flux thermique et son profil développé au travers de la résine et du moule, les profils de température et d'état de cuisson. Le flux thermique mesuré à l'interface matériau thermodurcissable-moule peut être utilisé dans la surveillance du processus de cuisson. Dans la thèse est également étudié le rôle des paramètres opérationnels (l'épaisseur du matériau thermodurcissable et du moule, la température du bain chauffant, le coefficient de transfert thermique et la nature du matériau du moule), des paramètres thermiques (chaleur spécifique et conductivité thermique) et des paramètres du modèle cinétique

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Chalmin, Louis-Andre Odile. « Propriétés réductrices du dithionite de sodium dans des conditions de transfert de phase ». Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO19061.

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Résumé :

Deux approches sont envisagees : la catalyse par transfert de phase et la fixation de l'anion dithionite sur polymere. L'etude comparative des proprietes extractantes de differents agents de transfert a montre la superiorite du cation methyl trioctylammonium. Reduction d'aldehydes et de cetones par le dithionite de na dans les conditions de transfert de phase. Reduction par l'anion dithionite fixe sur resines echangeuses d'ions

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Samet, Naïm. « Évaluation ultrasonore des propriétés d'une résine et détection de porosité à l'aide d'un transducteur multiéléments : application aux matériaux composites en cours de fabrication ». Le Havre, 2012. https://theses.hal.science/tel-00786143/document.

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Résumé :

Les études expérimentales menées au LOMC sur le procédé de fabrication des matériaux composites RTM (Resin Transfer Moulding), montrent l’apparition de bulles, à différentes échelles, au cours de la diffusion de la résine dans le réseau fibreux. Elles se déplacent pendant le processus, certaines se résorbent, d’autres persistent et diminuent ainsi la qualité globale du produit fini. Le sujet de cette thèse consiste à étudier l’apparition des bulles le long de fibres enfermées dans un canal de production. L’utilisation de mesures ultrasonores permet de suivre le front de liquide lors de son déplacement. Au moyen de ces mesures, l’apparition et l’évolution des bulles sont reliées aux processus qui les génèrent pour tenter de trouver des améliorations à la technique de mise en forme. Par traitement des signaux, des bulles sont détectées et leur évolution est suivie sur le trajet d'écoulement de la résine. Trois parties principales sont abordées au cours de cette thèse. Dans la première partie le comportement des ondes ultrasonores interagissant avec la résine en cours de polymérisation a été étudié. La deuxième partie consiste à étudier les conditions de détections de bulles en utilisant un transducteur multiéléments au sein de la résine. Dans la dernière partie, le suivi d’évolution des bulles dans le matériau composite en cours de fabrication a également été réalisé. Le but est de quantifier les concentrations de bulles relativement au taux de fibres et de résine. En perspective, des techniques d’imagerie ultrasonore utilisant l’effet Doppler ou encore des propriétés de l’acoustique non linéaire pourraient être envisagées. Le développement des techniques de contrôles d’END (Evaluation Non Destructive) lors de la réalisation de matériaux composites vise à permettre une meilleure compréhension des phénomènes et à compléter les bases de données utilisées lors des simulations numériques
The experimental studies conducted in the LOMC on the manufacturing of composite materials by use of the RTM (Resin Transfer Molding) process, show the appearance of bubbles at different scales, during the diffusion of the resin into the fiber matrix. They move during the process, a few are absorbed; others persist and alter the overall quality of the finished product. The subject of this thesis is to study the appearance of bubbles along fibers enclosed in a production channel. The liquid front is followed as it moves by ultrasound techniques. The appearance and the evolution of the bubbles are related, through these measures, to the processes that generate them in order to try and find improvements to the fabrication techniques. The bubbles are detected by signals processing and their evolution is followed in the flow path of the resin. Three main parts are discussed in this thesis: in the first part the behavior of ultrasonic waves interacting with the resin during polymerization is studied. The conditions for bubbles detection within the resin, by use of a phased array transducer, are discussed in the second part. The last part presents the monitoring of the evolution of the bubbles in the composite material during the manufacturing process was also performed. The aim is to quantify the concentration of bubbles relative to the rate amount of fiber and resin. In perspective, imaging techniques using the Doppler effect or nonlinear ultrasonic properties could be considered. The development of control techniques of NDT (Nondestructive Evaluation) during the production of composite materials is to should lead to a better understanding of the phenomena and to complete the feeding of the databases used in numerical simulations

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Hugues, Christelle. « Elaboration de nouveaux liants pour peintures antisalissures marines : modification et caractérisation de résines acryliques, formulation et propriétés des revêtements ». Toulon, 2003. http://www.theses.fr/2003TOUL0006.

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Résumé :

A l'heure actuelle, la prévention contre le développement des salissures sur les matériaux en milieu marin principalement assurée par des peintures antisalissures qui demeurent le moyen de lutte le plus fiable techniquement et économiquement. La haute toxicité des peintures à base d'organoétain a conduit à de nouvelles voies de recherches en termes de revêtements à propriétés bactéricides. Cette étude consiste en la préparation de nouveaux liants pour peintures antisalissures. Notre recherche est axée sur des liants possédant deux propriétés caractéristiques : une propriété bactéricide apportée par les sels d'ammonium tertiaire et une propriété d'érodabilité liée à la présence de groupements hydrophiles de la résine acrylique sélectionnée. Le cahier des charges du procédé de synthèse concerne essentiellement le nombre d'étapes qui doit être très limité, puisque à terme, l'objectif est de synthétiser ce liant lors de la formulation de la peinture. Nous avons donc opté pour une modification chimique d'une résine acrylique en une étape, qui nous permettrait de lier de façon non covalente le sel d'ammonium tertiaire sur les chaînes polymère. Cette réaction entre la résine acrylique et les sels d'ammonium tertiaire est une réaction de transfert de proton. Nous avons dans un premier temps étudié cette réaction de complexation par transfert de proton entre les sites acides de la résine et trois amines tertiaires de type diméthylalkylamine. Les analyses par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier et RMN'H nous ont permis de déterminer la nature du complexe (par liaison hydrogène ou transfert de proton total avec formation d'espèces ioniques), ainsi que sa stoechiométrie. Le degré d'avancement a pu être évalué par les mêmes techniques. Les caractéristiques physico-chimiques des liants ainsi préparés et des revêtements correspondants ont ensuite été étudiées. Les températures de transition vitreuse ont été déterminées par analyse enthalpique différentielle et par analyse mécanique dynamique. Les perméabilités des vernis correspondants ont été étudiées par spectroscopie d'impédance électrochimique. Dans la dernière partie, les propriétés d'érosion et l'efficacité antisalissure des revêtements ont été étudiées. Il a été montré que l'érosion en mode statique des films préparés à partir de liants complexés, dépend de la longueur de la chaîne aliphatique de l'amine utilisée. Cette même correspondance a été établie pour l'efficacité antisalissure de revêtements formulés à partir de résines complexées. Les essais d'érosion en mode dynamique ont permis de mettre en évidence la caractère autopolissant des peintures formulées à base de résine acrylique et d'amine tertiaire. Lors des immersions en milieu naturel marin, certains des revêtements ont montré leur capacité à inhiber le dépôt des balanes, résultat confirmé par des tests biologiques. Cette caractéristique contribue de façon évidente à l'action anti-salissure de nos revêtements
Concem about the environmental effects of tin-based antifouling paints has led to the development of new coatings with bactericidal properties. This study consists in preparing new binders for antifouling paints. Our research is focused on binders having two characteristics: a bactericidal property brought by tertiary ammonium salts and an erodability related to the presence of hydrophilic groups on the selected acrylic resin. The challenge is that the synthesis process requires few steps in order to obtain the desired binder during the formulation. . So we select a one-step chemical modification of an acrylic resin by tertiary amines, which would enable us to bind or Iink the tertiary ammonium salt on the polymer chains by a non-covalent bond. . This reaction of complexation between the acrylic resin and tertiary amines is based on a proton-transfer reaction. Three dimethylalkylamines were used such as the dimehtyloctylamine, dimethyldodecylamine and the dimethylhexadecylamine. Initially, FTIR and 1H-NMR studies were performed on the complexed resin in order to determine the nature of the complex (hydrogen bonded or ionic species) and its stoichiometry. The extent of reaction was assessed using the two previous techniques. Secondly, the physicochemical characteristics of the binders and the corresponding coatings were studied. The glass transition temperatures were determined by means of differential scanning calorimetry and dynamic-mechanical analysis. The permeabilitiy and solubility of the corresponding vamishes in synthetic seawater were studied by electrochemical impedance spectroscopy. In the last part, the properties of erosion and the antifouling efficiency of the coatings were studied. It was shown that in static mode, the erosion of films prepared from complexed binders, decreased as the Iength of the aliphatic chain of the amine used increased. The same evolution was established for the antifouling efficiency of coatings formulated from complexed resins. Tests of erosion in dynamic mode highlighted the self-polishing character of the paints containing the acrylic resin and the tertiary amines. During immersions in marine environment, some of the coatings have revealed a good efficiency against the settlement of bamacles. This result was confirmed by in-vitro biological tests. These later properties, such as the self-polishing behaviour and an efficiency against barnacles, have pointed out the use of our coatings in marine antifouling paints

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Mahmoud, Akrama. « Phénomènes de transfert dans un procédé d'électrodéionisation de solutions diluées de cuivre : étude expérimentale et modélisation ». Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL084N.

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Ce travail porte sur la compréhension et la modélisation, tant expérimentale que numérique, de l' électro-déionisation sur trois résines échangeuses de cations fortement acides sur un pilote de laboratoire pour traiter en continu des solutions synthétiques faiblement concentrées en cuivre simulant des eaux de rinçage de procédés galvaniques de dépôt de cuivre. Avant d'appréhender ce procédé hybride qu'est l'électrodéionisation et qui comporte une combinaison de résines échangeuses d'ions et d'électrodialyse, nous avons étudié les mécanismes de transport d'ions dans le lit de résine et la membrane à l'aide du modèle cinétique de J. Janssen et al. . Les conditions opératoires à mettre en œuvre pour optimiser l'électrodéionisation ont été recherchées et ont permis d'établir la faisabilité de ce procédé. Les effets de la hauteur du lit, le taux de réticulation, la densité de courant et la concentration en cuivre dans la solution d'alimentation ont été étudiés. A partir des résultats expérimentaux de l' électrodéionisation, la conductivité spécifique du lit a été estimée à l'aide d'un modèle qui consiste à calculer les champs de potentiel dans la cellule par résolution de l'équation de Laplace à l'aide du logiciel FEMLAB
The work is devoted to comprehension and modeling, as weIl experimental as numerical, of the electro- deionization on three strong-acid cations exchangers on a pilot at lab scale for copper removal from dilute synthetic solutions of copper simulating rinsing waters issued from galvanic processes. Electrodeionization is a hybrid process based on a combination of ion exchange and electrodialysis. Before apprehending this hybrid process the ~echanisms of transport of ions in the resin bed and the membrane using a kinetic model of J. Janssen et al. Were studied. The operating conditions to implement to optimize the electrodeionization were sought and made it possible to establish the feasibility of this process. The effects of the height of the bed, the cross-linking degree, the density of current and the copper concentration in feed solution were studied. From the experimental results of the electrodeionization, the specific conductivity of the bed was estimated using a model which consists in calculation of the potential fields in the cell by integration of the Laplace equation using FEMLAB TM software

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Peillex-Tran, Anh Van. « Contribution à l'étude des interactions micro-ondes-matière condensée : application à quelques exemples de la chimie organique ». Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10235.

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Le chauffage micro-onde s'accompagne souvent d'une diminution considerable des durees de reaction et d'une amelioration de la purete des produits. Ce sont ces avantages qui entrainent une utilisation de plus en plus large de ce systeme de chauffage. Cependant, plusieurs parametres tels que la nature du materiau soumis au rayonnement ou le mode de propagation des ondes peuvent remettre en question la superiorite des micro-ondes sur le chauffage thermique. Les travaux presentes dans ce memoire consistent en l'etude du comportement de la matiere condensee soumise aux micro-ondes ou a un chauffage thermique traditionnel et se divisent en deux parties. La premiere partie aborde la polymerisation du systeme dgeba/3dcm via differentes methodes d'estimation du changement de structure de la resine. La seconde partie presente l'etude de diverses reactions organiques (esterification, sulfonation, reactions de diels-alder, synthese de l'hmf) toujours sous les deux modes de chauffage. L'influence de la cavite resonnante utilisee, de la puissance incidente et des gradients de temperature au sein du milieu reactionnel est egalement etudiee. Les resultats obtenus permettent de conclure, en premier lieu, a une repartition plus homogene de l'energie vehiculee par les micro-ondes a l'interieur des echantillons. Nous avons observe d'autre part une amelioration significative de la cinetique de certaines reactions, un meilleur rendement et une bonne purete des produits lors de l'activation sous micro-ondes moyennant une configuration precise du protocole operatoire

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Loisel, Bernard. « Etude cinétique de polymères thermostables : application aux matériaux de structure (préimprégnés) et à la microélectronique (photoréactivité) ». Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20198.

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Les travaux s'articulent selon 4 parties: etude bibliographique des polymeres thermostables. Modification des structures en vue d'obtenir des proprietes specifiques. Etude cinetique thermique d'imidization et de reticulation de preimpregnes: polyimide/fibre de carbone par calorimetrie differentielle a balayage et methode thermomecanique. Cinetique photochimique de reticulation de polyimides photosensibles. Photosensibilite de structures acetyleniques

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Kasseh, Abdeslam. « Transferts de la silice colloi͏̈dale d'une phase aqueuse à une phase organique ; synthèse d'enveloppes polymères réticulées autour des nanoparticules ». Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20160.

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Trois methodes distinctes sont developpees pour transferer en solvant organique des nanoparticules monodispersees de silice initialement en phase aqueuse. Sont abordes successivement: - le double transfert: eau-alcool (n-propanol, n-butanol) puis alcool-1,2-dichloroethane, par distillation azeotropique a volume constant. - le transfert entre deux phases immiscibles: eau-2,6-dimethyl-4-heptanone assiste par un tensioactif cationique (bromure de dodecyl dimethyl benzyl ammonium). - le transfert entre deux phases miscibles: eau-methanol puis methanol-acetonitrile, par centrifugation. On s'est efforce dans chaque cas d'analyser le mecanisme de la stabilisation. Le propos de la deuxieme partie de ce travail reside dans la synthese et la caracterisation d'enrobages. La copolymerisation radicalaire de precurseurs acryliques, mono et bifonctionnels est amorcee par le persulfate de sodium dans l'acetonitrile contenant la silice colloidale precedemment transferee. La reaction est conduite en presence d'oxygene et en son absence, en fonction de la temperature (30 a 60c), du rapport amorceur/monomere et du degre de reticulation (2,5 a 7%). La matiere organique retenue a la surface des particules est determinee par le dosage du carbone. La taille des particules et l'epaisseur hydrodynamique des depots sont evalues par diffusion quasi-elastique de la lumiere et a partir d'agrandissement de cliches obtenus par microscopie electronique a transmission. La structure du copolymere depose est egalement apprehendee au travers de mesures de mobilite electrophoretique, de densite et de viscosite par comparaison aux silices vierges. L'incidence de l'enrobage sur les caracteristiques de surface et de compacite des agglomerats de particules est abordee par adsoprtion d'azote et de vapeur d'eau au regard du mode de dessiccation

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Antonetti, Pierre. « Etude physico-chimique de la dégradation thermique des résines échangeuses d'ions d'origine nucléaire : recherche des conditions limitant le transfert de pollution, application aux câbles électriques ». Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11012.

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L'interet pour la protection de l'environnement est tel, que parmi les differentes preoccupations, la gestion des dechets (nucleaires ou non) arrive au troisieme rang derriere la pollution de l'eau et celle de l'air. Parmi les dechets nucleaires, on trouve les resines echangeuses d'ions, composes chimiques solides, principalement utilises au cours des operations de demineralisation de l'eau du circuit de refroidissement des reacteurs electronucleaires, ainsi que des piscines de stockage du combustible usage et pour lesquelles il n'existe pas de traitement industriel. L'objectif de l'etude est de determiner les conditions d'un traitement thermique conduisant a la production d'un residu de moindre volume, contenant toute la radioactivite. Pour cela, nous avons principalement travaille sur des resines cationiques de type amberlite irn 77 en presence des deux traceurs chimiques cobalt et cesium responsables de 90 % de l'activite detectee sur ce type de dechet. L'analyse des resultats, issus des experiences menees a cinq temperatures (350\c, 385\c, 400\c, 450\c, 550\c), nous amene a proposer le protocole suivant : le produit a traiter doit etre prealablement essore (une quantite importante d'eau entraine un depart des elements), l'atmosphere ne doit pas contenir d'oxygene et doit etre neutre (nous proposons l'azote), la temperature de traitement est fixee a 350\c avec un temps de sejour de 30 minutes. Ces conditions de traitement, validees sur des lots de resines en presence du radiotraceur 1 3 7cs, permettent de reduire le volume du dechet de 63 % tout en piegeant 99,93 % de l'activite.

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Festes, Gilles. « Etude des phénomènes physiques limitant les transferts d'images en lithographie optique submicronique ». Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0027.

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Résumé :

Le but de cette etude est de mettre en evidence les phenomenes physiques limitant le transfert lithographique. Par une connaissance des limitations, des solutions sont proposees pour ameliorer les performances en resolution et le controle des dimensions des motifs transferes. La technique lithographique est divisee en trois systemes elementaires: le systeme optique, le systeme resine (et developpeur) et le systeme substrat. Entre ces trois systemes, differents transferts d'images s'operent. Des methodes de caracterisation originales ont permis d'etudier chaque systeme independamment les uns des autres. Le transfert optique est caracterise par le contraste et par le gradient d'intensite de l'image aerienne. La qualite de l'image est limitee par les aberrations geometriques et la diffraction lumineuse. Des budgets en profondeur de champ et des regles de dessin intra-niveau sont definis. Le film de resine, qui est le support de l'etape lithographique, est caracterise par ses proprietes physiques. Differents phenomenes, tels que les effets d'absorption, de densite et de diffusion du compose photosensible sont mis en evidence. Leurs consequences sur la formation de l'image latente et sur le developpement des motifs sont etudiees. A partir des differentes notions de contraste, les parametres du procede (conditions de recuit et temps de developpement) sont optimises. Enfin, le transfert lithographique est etudie en vraie grandeur pour des substrats avec topographie (niveau grille d'un transistor sur structure locos). Les phenomenes de reflexions parasites sur le substrat ont des consequences desastreuses sur la qualite du transfert lithographique. Differentes solutions (resine ou substrat) sont presentees pour reduire l'importance des effets de proximite inter-niveaux. Des regles de dessin sont definies pour chaque cas

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Remond, Romain. « Approche déterministe du séchage des avivés de résineux de fortes épaisseurs pour proposer des conduites industrielles adaptées ». Phd thesis, ENGREF (AgroParisTech), 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001132.

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Résumé :

Les sécheurs connaissent des difficultés pour sécher les avivés d'épicéa de fortes épaisseurs avec les séchoirs industriels classiques. Notre étude a pour ambition d'améliorer les connaissances sur le séchage des avivés de résineux de fortes épaisseurs par une approche déterministe. Le code numérique TransPore, développé par Patrick Perré, de part sa capacité à simuler les transferts couplés de chaleur et de masse dans une planche de bois, est placé au cœur de notre approche. Notre démarche scientifique a nécessité la mise en place de deux outils : - un dispositif expérimental a été mis en place pour obtenir des informations descriptives sur les transferts de masse s'effectuant dans la planche au cours de son séchage, et sur les contraintes mécaniques engendrées par le séchage. Ce dispositif mesure en continu l'épaisseur des avivés, les fentes de surface, et le champ de teneur en eau dans la planche par atténuation de rayons X ; - une unité de calcul des contraintes de séchage a été développée et greffée à TransPore (version 1D) pour aborder l'aspect qualitatif du séchage. La formulation mécanique adoptée est monodimensionnelle, et elle prend en compte la courbure éventuelle de la planche pour, par exemple, simuler un séchage dissymétrique. Les résultats expérimentaux ont ensuite été confrontés aux résultats théoriques pour confirmer et valider les résultats prédits par la simulation numérique. La comparaison s'est avérée souvent très probante, tant au niveau des transferts couplés de chaleur et de masse qu'au niveau de l'évaluation des contraintes de séchage. Ce travail se termine par l'utilisation du code TransPore comme outil d'aide à la compréhension des mécanismes couplés qui rendent le séchage des fortes épaisseurs particulièrement difficile. Cet outil a montré également sa capacité à guider ses utilisateurs dans le développement de nouvelles conduites de séchage. Cette dernière application ouvre une voie prometteuse vers l'optimisation des tables de séchage.

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Lagouge, Matthieu. « Conception de microsystèmes à base d'actionneurs en SU8 pour la manipulation de micro-objets en milieu liquide et transfert vers milieu quasi-sec ». Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00084755.

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Résumé :

Le développement des technologies microsystèmes a permis l'apparition de composants capables de manipuler et d'effectuer des mesures sur des microobjets, en utilisant des techniques variées. Ces travaux présentent une contribution aux outils de manipulation de microobjets, en s'appuyant sur des actionneurs en résine SU8 et des microcanaux gravés dans le silicium.
Le premier système proposé est une microsonde en silicium polycristallin et en résine SU8 dotée d'une pointe, dont la fonction est de descendre dans un microcanal et effectuer des mesures électriques sur des microobjets. Après une phase de conception, un compterendu de la fabrication et des tests sont proposés.
Cette première étape permet de poursuivre sur un système d'extraction de microobjets d'un milieu liquide vers un milieu sec. Celuici comporte un système de convoyage diélectrophorétique et un actionneur en résine SU8 et or. La conception, la fabrication, et les tests ont permis finalement de démontrer le potentiel en terme d'automatisation d'un tel microsystème.

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Fakhouri, Bakri. « Paramètres définissant l'absorption de l'eau dans le bois : stockage des cristaux d'iode dans le bois et sa libération contrôlée dans l'eau ». Saint-Etienne, 1993. http://www.theses.fr/1993STET4008.

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Résumé :

La méthode couplant l'expérimentation et la modélisation est utilisée pour comparer les transferts de l'eau dans l'épicéa et le pin sylvestre, au-dessus et au-dessous du point de saturation des fibres. Les paramètres intéressant l'absorption de l'eau et la désorption sont spécialement étudiés, en considérant la diffusion dans le matériau anisotrope. La possibilité du stockage de l'iode dans le bois et de sa libération dans l'eau a été établie. En utilisant la méthode précédente, la cinétique de l'absorption de l'iode par le bois a été décrite. La cinétique de libération de l'iode dans l'eau en immergeant le bois précédemment traité dans l'eau est déterminée par l'expérience et le modèle. La diffusion de l'iode avec trois diffusivités principales le long des axes principaux de diffusion est considérée. Les cas de l'immersion successive du bois traite dans des volumes d'eau sont étudiés

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Jomaa, Ghassan. « Étude des dégagements gazeux survenant pendant la coulée de pièces d’Aluminium ». Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0068.

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Résumé :

La fabrication de pièces automobiles en aluminium des formes complexes telles que les culasses de moteur par le procédé de fonderie est effectuée par l'insertion de noyaux en sable durci par des résines (liants) organiques dans un moule métallique et la coulée d'un métal en fusion dans ce moule. Sous l'effet de la température élevée du métal, les résines organiques se décomposent et produisent des dégagements gazeux qui altèrent la qualité des pièces à fabriquer. Jusque tout récemment, la maîtrise des dégagements gazeux survenant pendant le procédé du moulage était basée sur des essais expérimentaux. L'objet du présent travail est d'étudier les dégagements gazeux par simulation numérique. Pour ce faire, nous avons proposé plusieurs modèles numériques. Nous avons introduit un modèle cinétique pour la décomposition thermique des résines organiques. Nous avons développé un modèle général d'écoulements multiphasiques en milieux poreux en utilisant la méthode de prise de moyenne volumique. Quatre modèles de dégagements gazeux, représentant l'écoulement et le transport de gaz dans le noyau sous différents scénarios, sont donnés à partir du modèle général. Des modèles sont également développés pour décrire le couplage de transferts thermiques dans le moule et la pièce à fabriquer avec les dégagements gazeux dans le noyau. L'implémentation des différents modèles dans le logiciel libre OpenFOAM a permis d'obtenir un outil de simulation capable de simuler les dégagements gazeux sous différents scénarios et d'étudier l'impact de plusieurs facteurs tels que le type des résines, la forme de noyau, la perméabilité de sable sur l'évolution de la pression du gaz dans le noyau
The manufacture of automotive aluminum parts with complex shapes such as cylinder heads of the engine by the casting process is carried out by the insertion of cores made with sand hardened using organic resins (binders) in a metal mold and pouring of molten metal in this mold. As a result of the high temperature of poured metal, organic resins undergo thermal decomposition (pyrolysis) and produce gases which impair the quality of the parts to be manufactured. Until recently, the study of gas emissions occurring during the casting process was based on experimental tests. The purpose of this work is to study the gas emissions by numerical simulation. To do this, we proposed several numerical models. We introduced a kinetic model for the thermal decomposition of organic resins. We have developed a general model of multiphase flow in porous media using the method of volume averaging. Four models of gas emissions representing flow and transport of gas in the core under different scenarios are given from the general model. Models are also developed to describe the coupling of the heat transfer in the mold and the casting with gas emissions in the sand core. The implementation of the various models in the free software OpenFOAM provides a simulation tool that allows to simulate gas emissions under different scenarios and to study the impact of several factors such as the type of resins, core shape, the permeability of the sand on the evolution of the pressure of gas in the core

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Jomaa, Ghassan. « Étude des dégagements gazeux survenant pendant la coulée de pièces d’Aluminium ». Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0068.

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Résumé :

La fabrication de pièces automobiles en aluminium des formes complexes telles que les culasses de moteur par le procédé de fonderie est effectuée par l'insertion de noyaux en sable durci par des résines (liants) organiques dans un moule métallique et la coulée d'un métal en fusion dans ce moule. Sous l'effet de la température élevée du métal, les résines organiques se décomposent et produisent des dégagements gazeux qui altèrent la qualité des pièces à fabriquer. Jusque tout récemment, la maîtrise des dégagements gazeux survenant pendant le procédé du moulage était basée sur des essais expérimentaux. L'objet du présent travail est d'étudier les dégagements gazeux par simulation numérique. Pour ce faire, nous avons proposé plusieurs modèles numériques. Nous avons introduit un modèle cinétique pour la décomposition thermique des résines organiques. Nous avons développé un modèle général d'écoulements multiphasiques en milieux poreux en utilisant la méthode de prise de moyenne volumique. Quatre modèles de dégagements gazeux, représentant l'écoulement et le transport de gaz dans le noyau sous différents scénarios, sont donnés à partir du modèle général. Des modèles sont également développés pour décrire le couplage de transferts thermiques dans le moule et la pièce à fabriquer avec les dégagements gazeux dans le noyau. L'implémentation des différents modèles dans le logiciel libre OpenFOAM a permis d'obtenir un outil de simulation capable de simuler les dégagements gazeux sous différents scénarios et d'étudier l'impact de plusieurs facteurs tels que le type des résines, la forme de noyau, la perméabilité de sable sur l'évolution de la pression du gaz dans le noyau
The manufacture of automotive aluminum parts with complex shapes such as cylinder heads of the engine by the casting process is carried out by the insertion of cores made with sand hardened using organic resins (binders) in a metal mold and pouring of molten metal in this mold. As a result of the high temperature of poured metal, organic resins undergo thermal decomposition (pyrolysis) and produce gases which impair the quality of the parts to be manufactured. Until recently, the study of gas emissions occurring during the casting process was based on experimental tests. The purpose of this work is to study the gas emissions by numerical simulation. To do this, we proposed several numerical models. We introduced a kinetic model for the thermal decomposition of organic resins. We have developed a general model of multiphase flow in porous media using the method of volume averaging. Four models of gas emissions representing flow and transport of gas in the core under different scenarios are given from the general model. Models are also developed to describe the coupling of the heat transfer in the mold and the casting with gas emissions in the sand core. The implementation of the various models in the free software OpenFOAM provides a simulation tool that allows to simulate gas emissions under different scenarios and to study the impact of several factors such as the type of resins, core shape, the permeability of the sand on the evolution of the pressure of gas in the core

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Menard, Raphaël. « Synthèse de retardateurs de flamme phosphorés biosourcés pour résines époxy Synthesis of biobased phosphate flame retardants Synthesis of biobased phosphorus-containing flame retardants for epoxy thermosets Comparison of additive and reactive approaches From bio-based phosphorus-containing epoxy monomer to fully bio-based flame-retarded thermosets Synthesis of new flame-retardants by radical chain transfer copolymerization of glycidyl methacrylate and dimethoxy-phosphorylmethyl methacrylate ». Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCM0013.

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Résumé :

La toxicité avérée et le caractère bio-accumulatif des retardateurs de flamme halogénés usuels (PBDE) ont entrainé la mise en place de restrictions d'usage au sein de l'union européenne (REACH). Les retardateurs de flamme phosphorés (RFP) se sont imposés comme alternatives aux solutions halogénées pour leur moindre toxicité et leurs propriétés ignifugeantes adaptées à la composition chimique des résines époxy. Avec l'essor des résines époxy biosourcées, la dépendance aux ressources fossiles pour la synthèse des additifs en tout genre qui entre dans leur composition est devenue problématique. Ainsi, ces travaux s'inscrivent dans une dynamique de développement durable à travers la valorisation d'un composé biosourcé représentatif des structures phénoliques disponibles: le phloroglucinol. La fonctionnalisation directe du phloroglucinol par des groupements phosphates a permis de réaliser une première série d'additifs RFP biosourcés présentant une action ignifugeante prononcée en phase condensée qui réduit le pouvoir calorifique des matériaux ignifugés. A l'échelle macroscopique, une forte intumescence entraîne une décomposition partielle du matériau ignifugé par effet barrière du résidu formé. Cependant, ces additifs réduisent fortement les températures de transitions vitreuse et mécanique par plastification du réseau thermodurcissable. La fonctionnalisation en deux étapes du phloroglucinol a conduit à deux RFP biosourcés additif (P3SP) et réactif (P2EP1SP) de structures comparables. Nous avons ainsi pu mettre en évidence l'intérêt de l'approche réactive qui, en plus de garantir la durabilité des propriétés des matériaux ignifugés, permet une meilleure action en phase condensée qui entraîne une plus forte intumescence. L'approche réactive semblant plus performante, nous avons poursuivi avec la synthèse d'un dernier RFP biosourcé réactif (P2EP1P) dont la structure a été adaptée pour réduire l'effet plastifiant du groupement phosphoré. Enfin, l'étude de différents matériaux 100 % biosourcés contenant le RFP P2EP1P a montré que les inconvénients de l'approche réactive dus à la faible fonctionnalité du RFP réactif peuvent en partie être compensés par l'incorporation d'un co-précurseur époxy de haute fonctionnalité ou d'un agent de réticulation biosourcé aromatique
The toxicity and the bioaccumumulative character of the usual halogenated flame retardants(RFX) lead to uses restrictions of the main FRX (PBDE) in the EU as REACH. The phosphorus-containing flame retardants (FRP) are suitable for the epoxy thermoset because of their action on the hydroxyl groups. Moreover, the FRP are less toxic than the FRX. With the rise of the biobased epoxy thermosets, the dependence on fossil fuels for the additives synthesis has become problematic. Thus, these works are designed in a sustainable development approach through the valorization of a biobased compound which is representative of the biobased phenolic structures. The directe functionalization of the phloroglucinol with phosphate functions has achieved a first generation of biobased additives FRP which exhibit a significant action in the condensed phase and reduce the heat released during the thermal degradation of the fire retarded thermosets. This effect results in a strong intumescence at macroscopic scale and the expanded residue acts as a barrier and leads to a partial degradation of the thermoset. However, these additives plasticize the thermoset network and reduce the glass and the mechanical transition temperatures. A two-steps functionalization of the phloroglucinol leads to two new biobased FRP, an additive (P3SP) and a reactive (P2EP1SP), with similar chemical structures. We were able to highlight the benefit of the reactive approach which favors the condensed phase action and the intumescence. Moreover, the reactive approach ensures the durability of the flame retarded thermoset properties. Since the reactive approach seems more efficient than the additive one, an other reactive FRP was synthesized, whose the structure was optimized to reduce the plasticizing effect of the phosphorus-containing group. Finally, the study of different 100% biobased phosphorus-containing thermosets highlighted that the disadvantages of the reactive approach may be balanced by the incorporation of a high functionality epoxy precursor or an aromatic curing agent

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Perrin, Henri-F. « Étude des déformations de pièces composites induites par le procédé d'infusion de résine ». Phd thesis, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00667062.

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Résumé :

La maîtrise dimensionnelle des pièces composites représente un frein significatif à l'expansion large des matériaux composites. Ceci entraine une limitation de la complexité des pièces ainsi qu'une augmentation des assemblages de structure. Ces travaux s'intéressent en particulier aux déformations induites par le procédé d'infusion de résine. L'objectif étant d'améliorer la compréhension des interactions produit-procédé-ressources sur la géométrie finale de la pièce. Il a été mis en évidence, sur des pièces planes, un mécanisme de déformation spécifique au procédé d'infusion de résine résultant de l'interaction équipements d'infusion-pièce. Une analyse expérimentale a été mené afin d'identifier et de pondérer l'influence de paramètres procédé et ressources sur l'amplitude de gauchissement. A partir de ces résultats expérimentaux, un modèle de prédiction de l'amplitude de déformation a été mis en place et évaluer. Au vue du caractère spécifique du procédé d'infusion, des investigations ont été menés afin d'identifier la contribution de l'interaction équipements d'infusion-pièce sur des pièces en angle. Le renferment d'angle (ou " spring-in ") reste dominer par des contributions intrinsèques. Cependant, nos travaux ont mis en évidence une part non négligeable de l'angle mesuré résultant d'interactions avec les ressources. L'infusion de résine peut engendrer un transfert de contraintes significatif dans la pièce composite. Ces travaux permettent de les estimer en fonction de divers paramètres d'industrialisation.

Thèses sur le sujet « Transfert de résine »

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