Tesi sul tema "Énergie de déformation élastique"
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Shi, Hailong. "Recrystallization of 2D dimensioned Copper (Cu) foils and graphene nanosheets (GNSs) reinforced Cu matrix laminated composites". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0096.
Abstract (sommario):
La recristallisation est le processus des métaux déformés à froid qui se produit lors du traitement thermique. La texture de recristallisation contribue à l'anisotropie des propriétés mécaniques et physiques. Motivés par la minimisation des produits, les matériaux 2D et les composites stratifiés sont de plus en plus demandés pour des applications. Ainsi, à des fins scientifiques et techniques, des recherches sur la recristallisation de tels matériaux sont nécessaires pour comprendre les mécanismes sous-jacents. Dans ce travail, des feuilles de Cu et des composites stratifiés à matrice de Cu renforcé de nanofeuilles de graphène (GNS) avec des épaisseurs de Cu de 10 μm et 30 μm ont été fabriqués. La recristallisation a été étudiée de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique par SEM-EBSD pour l'observation de microstructure, rayonnement neutronique et synchrotron pour l'analyse de texture et rayonnement synchrotron in situ pour l'évaluation de la déformation du réseau. Les données obtenues ont été analysées dans le cadre de la cristallographie combinée à l'élasticité et à l'énergie de surface. Les résultats ont montré que le comportement de recristallisation de Cu était grandement affecté par l'épaisseur de la feuille de Cu et l'ajout des GNSs. Pour les feuilles de Cu de 10 μm sans GNSs, elles ont subi une transition de la texture de laminage à froid à une texture de recristallisation dominée par des composants Cube tourné RD et Copper tourné φ2. La transition a été contrôlée par des facteurs intrinsèques microstructuraux et extrinsèques géométriques d'échantillons. Les orientations des germes sont héritées des orientations de déformation. Ceux avec des facteurs de Taylor faibles (Cube, Goss et Brass) ont montré une préférence de taille. La croissance post-nucléation a été affectée par la contrainte d'élasticité thermique biaxiale et l'énergie de surface. En raison de leurs effets opposés, les orientations ayant des modules biaxiaux et une densité d'énergie de surface modérés (S, Copper, Brass et composants de recristallisation) ont survécu, résultant en une texture mixte à la fin de la recristallisation. Les joints Σ3 cohérents entre les nouvelles composantes ont stabilisé leur croissance en consommant les autres séparés par des joints aléatoires à grand angle. Une fois le Cu fritté en masse, sa texture était dominée par les orientations des grains à croissance anormale. Les effets des GNSs sur la recristallisation des feuilles de Cu dépendaient également de l'épaisseur de la feuille de Cu. Pour les feuilles de 10 μm d'épaisseur, l'effet des GNSs se manifeste après le frittage des échantillons à des températures élevées (> 700 ℃). Au lieu de créer beaucoup de contraintes à l'expansion des feuilles de Cu adjacentes, les GNSs ont fonctionné comme une barrière empêchant la pénétration des grains de Cu développés, entraînant la stabilisation de la texture de recristallisation représentée par les deux composantes tournées. Pour le composite Cu/GNS avec une épaisseur de Cu de 30 μm, les résultats ont montré qu'une forte orientation Cube était produite dans le composite Cu/GNS au lieu des orientations individuelles non Cube dans l'empilement de Cu pur sans GNSs. Une analyse détaillée de l'état de déformation de Cu dans le composite Cu/GNS a révélé que le comportement d'expansion anisotrope du GNS qui est incompatible avec celui de Cu imposait de multiples contraintes élastiques aux feuilles, entraînant un état isocontrainte biaxiale dans la couche en surface et un état de déformation en compression uniaxiale dans la couche centrale. L'anisotropie élastique du Cu favorise la croissance des grains orientés Cube pour minimiser l'énergie totale de déformation. Les résultats du présent travail fournissent des informations quantitatives détaillées sur la recristallisation de feuilles de Cu et de composites stratifiés, ce qui contribue à approfondir la compréhension du comportement de recristallisation des matériaux 2DRecrystallization is the intrinsic process of cold-deformed metallic materials that occurs inevitably during the thermal treatment. The produced recrystallization texture contributes to the anisotropy of the mechanical and physical properties. Motivated by the minimization of modern products, 2D materials and laminated composites are increasingly demanded by many applications. Thus, for both scientific and engineering purposes, investigations on the recrystallization of such materials are needed to understand the underlying mechanisms. In this work, Cu foils and graphene nanosheets (GNSs) reinforced Cu matrix laminated composites with Cu foil thicknesses of 10 μm and 30 μm were fabricated, and the recrystallization features were thoroughly investigated from microscale to macroscale by means of SEM-EBSD for microstructure observation, neutron and synchrotron radiation for texture analysis and in-situ synchrotron radiation for lattice strain evaluation. The obtained data were analyzed in the frame of crystallography combined with crystal elasticity and surface energy. The results showed that the recrystallization behavior of the Cu foils were greatly affected by the Cu foil thickness and the addition of the GNSs. For the 10 μm thick Cu foils without GNS, they underwent a transition from the cold-rolling texture to a recrystallization texture dominated by RD-rotated Cube and φ_2-rotated Copper components. The transition was screened by both intrinsic microstructural and extrinsic sample geometrical factors. The orientations of the nuclei were mainly inherited from the deformation orientations. Those with low Taylor factors (Cube, Goss and Brass) demonstrated size preference. The post-nucleation growth was affected by the biaxial thermal elastic constraint and surface energy. Due to their opposite effects, the orientations having moderate biaxial moduli and surface energy density (S, Copper, Brass and recrystallization components) survived, resulting in a mixed texture at the completion of recrystallization. The coherent Σ3 boundaries between the new components stabilized their growth through consuming the other oriented crystals separated by random high-angle boundaries. When sintered into bulk, the texture of the Cu was dominated by the orientations of the abnormally grown grains. The effects of GNSs on the recrystallization of Cu foils were also Cu foil thickness dependent. For the 10 μm thick foils, the effect of the GNSs manifested after the samples were sintered to high temperatures (> 700 ℃). Instead of creating much constraint to the expansion of the adjacent Cu foils, the GNSs worked as a barrier preventing the penetration of the grown Cu grains, resulting in the stabilization of the recrystallization texture represented by the two rotated components. For the Cu/GNS composite with Cu foil thickness of 30 μm, the results evidenced that a strong Cube orientation was produced in the Cu/GNS composite instead of the individual non-Cube orientations in the pure Cu stack without GNSs. Detailed strain-state analysis of the Cu foils in the Cu/GNS composite revealed that the anisotropic expansion behavior of the GNS that is incompatible with that of the Cu foils imposed multiple elastic constraints to the foils, resulting in a biaxial isostrain state in the surface layers and a uniaxial compressive strain state in the central layer. The elastic anisotropy of Cu favors the growth of the Cube oriented grains to minimize the total strain energy. The results of the present work provide quantitative and detailed information on recrystallization of thin Cu foils and laminated composite, which contributes to deepening the understanding of recrystallization behaviour of 2D materials. The mechanisms revealed are useful for analysing abnormal grain growth in elastically strained materials and can also be applied to fabrication process for texturization or even monocrystallization
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Quennouz, Nawal. "Déformation et transport d'un filament élastique dans un écoulement cellulaire visqueux". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066183.
Abstract (sommario):
Ce travail porte sur l’étude de la déformation et le transport d’un filament élastique dans un écoulement cellulaire visqueux. Pour cette étude nous avons utilisé un système expérimental modèle simple constitué d’un filament élastique centimétrique de géométrie et d’élasticité contrôlées et d’un écoulement constitué d’un réseau de points de stagnation. Dans un premier temps, nous avons caractérisé l’instabilité de flambage du filament à l’approche d’un point de stagnation. Nous avons ainsi montré que cette instabilité est contrôlée par le nombre élasto-visqueux Sp qui compare l’intensité relative des forces visqueuses qui tendent à déformer le filament et des forces élastiques qui cherchent à le maintenir droit. Nous avons ensuite mis en évidence que les paramètres liés à la dynamique de la fibre évoluant librement à la surface de l’écoulement sont des paramètres cruciaux déterminant si le filament flambe ou pas à l’approche d’un point de stagnation. Cette analyse s’est aussi appuyée sur des simulations numériques modélisant le même système en collaboration avec Michael Shelley. La caractérisation de ces différents paramètres et de leur influence sur l’instabilité de flambage permet ainsi la prédiction de l’existence ou non d’un évènement de flambage à partir du nombre élasto-visqueux Sp et des paramètres dynamiques du filament. Enfin nous nous sommes intéressés à la manière dont la déformation du filament et sa taille influent sur ses propriétés de transportWe study the deformation and transport of an elastic filament in a viscous cellular flow. We used a simple experimental model system consisting of a one centimeter long elastic filament with controlled geometry and elasticity and a viscous flow formed by a lattice of stagnation points. First, we characterized the buckling instability of the filament approaching a stagnation point. We have shown that this instability is controlled by the elasto-viscous number Sp which compares the relative intensity of the viscous forces deforming the filament and the elastic forces resisting the deformation. Then, we showed that the parameters related to the dynamics of the fiber transported are crucial in the prediction of the buckling probability. In parallel to the experimental analysis, numerical simulations were performed in collaboration with Michael Shelley. The characterization of the dynamical parameters and their influence on the buckling instability allows the prediction of a buckling event as a function of the elasto-viscous number Sp and the dynamical parameters linked to the transport of filament accros the lattice. Finally, we investigated how the deformation and the size of the filament affect its transport properties
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Aïssani, Amel. "Sur la déformation d'un fil élastique et sur l'étude d'une équation intégro-différentielle". Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Aissani.Amel.SMZ0036.pdf.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse est divisé en deux parties indépendantes. Dans la première partie, on a traité quelques problèmes d'obstacle relatifs à la déformation d'un fil élastique. Au départ, on a étudié la position d'équilibre d'un seul disque et puis de deux disques identiques rigides roulant sur un fil élastique. On a démontré contrairement à ce qu'on s'attendait intuitivement que le minimum de l'énergie dans le cas de deux disques identiques n'est pas toujours atteint quand les deux disques se stabilisent au milieu du fil et au même niveau et cela quand le poids des disques dépassent une valeur critique. Ensuite, on a étudié la position d'équilibre de trois disques identiques dans le cas où ces trois derniers touchent le fil élastique, on a démontré que la position d'équilibre correspond au cas où les trois disques adoptent une position symétrique au milieu du fil. Le dernier problème traité dans cette partie est sur l'étude de la position d'équilibre d'un carré sur un fil élastique, dans ce cas on a démontré que dans l'état d'équilibre le carré peut adopter une position en s'inclinant sur le côté du fil et cela dépend de la valeur de son poids. Dans la deuxième partie on a étudié une équation intégro-différentielle de Voltera de type convolutif relative à la théorie quantique. Au début on a déterminé les conditions pour que la solution de cette équation soit bornée par une certaine valeur. Par la suite, on a donné des exemples en dimensions 2 et 3 et on a vu que ces conditions sont fortes. Sur le fait que la solution ne peut être déterminer explicitement dans tous les cas, ceci nous a conduit à utiliser une méthode numérique en exécutant un programme Maple en dimensions 2 et 3. On a clôturé cette partie en donnant la forme intégrale à notre équation en dimensions 3 qui est d'une grande importance dans la théorie quantique. Enfin, on a donné une série d'exemples de noyau admissibles dont les calculs étaient faits par le programme.
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Fouad, Saïd. "Sur quelques problèmes relatifs à la déformation d'une membrane élastique par des boules rigides". Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Fouad.Said.SMZ9947.pdf.
Abstract (sommario):
Dans ce mémoire nous traiterons quelques problèmes d'obstacle qui sont un peu particuliers ; en effet, dans un problème d'obstacle on cherche assez souvent une fonction u qui minimise une certaine intégrale I(v) = ∫ [omega] f(x,v,[nabla]v)dx dans une classe de fonctions K, v : [omega] [flèche à droite]IR ou K est déterminé par les conditions aux bords de u et une inégalité v(x) ≥ [Psi](x), ou [Psi] est donnée. Si par exemple I(v) est l'intégrale de Dirichlet qu'on peut regarder comme l'énergie élastique d'une membrane, on cherche, ensuite, à trouver la surface minimale d'énergie limitée par un certain contour et contrainte de rester au-dessus de l'obstacle { (x,z) [élements de] IRn+1 : z = [Psi](x), x [élement de] [omega] }. Le type de problèmes étudiés ici est different, en effet, la forme de l'obstacle est donnée, mais sa position dans l'espace est inconnue dans le problème
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Quinson, Renaud. "Caractérisation et modélisation de la déformation non élastique des polymères amorphes à l'état solide". Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0107.
Abstract (sommario):
Ce travail concerne la déformation non élastique des polymères amorphes à l'état vitreux. A partir de l'étude du recouvrement de la déformation de plusieurs polymères, deux composantes de la déformation non élastique ont été clairement distinguées. Pour des temps d'observation classiques, la composante anélastique se recouvre à des températures inférieures à la température de transition vitreuse tandis que la composante plastique se recouvre seulement au dessus de celle-ci. Le suivi de l'évolution de ces deux composantes lors d'un essai à vitesse de déformation imposée a permis de mettre en évidence l'amplitude non négligeable de la déformation anélastique. Par ailleurs, l'augmentation de la mobilité moléculaire, du niveau d'énergie et de la densité des échantillons déformés a pu être associée à cette seule composante anélastique de la déformation. Le rôle de la pression hydrostatique sur la contrainte d'amorçage de la déformation plastique a été caractérisé à partir de l'utilisation de plusieurs types d'essais mécaniques. En outre, le caractère mécaniquement activé des mouvements moléculaires responsables de la déformation non élastique a été révélé à partir de l'essai d'anti-relaxation de contrainte. Nos différents résultats expérimentaux ont permis de vérifier et de préciser la description et la modélisation des mécanismes de déformation non élastique, dans le cadre d'une théorie proposée par Perez et al. . Ce modèle reposant sur des bases physiques a alors permis de reproduire correctement plusieurs aspects de la déformation non élastique et, notamment, l'amplitude et la cinétique d'activation et de recouvrement de la déformation anélastique. L'ensemble de ce travail devrait conduire à une plus grande maîtrise des lois de comportement de ces matériaux[This study deals with the non elastic deformation of amorphous polymers in the glassy state. Two components of the non elastic deformation are clearly identified through the study amorphous polymers deformation recovery. For classical experimental times, the anelastic component recovers below the glass transition temperature whereas the plastic component recovers above this temperature only. During a constant strain rate test, it is observed that the anelastic component of the applied strain can be very important. Moreover, the increase of molecular mobility, energy and density observed on deformed samples appears to be due to this anelastic component of the deformation only. The hydrostatic pressure on the stress which corresponds to the appearance of plastic deformation has been studied through several mechanical tests. Besicles, the mechanical activation of molecular motions which are responsible of the non elastic deformation bas been observed with an anti-stress relaxation test. Our various results allow us to specify and extend the description and the modelisation of the non elastic deformation which has been previously proposed by Perez et al. . This physical model simulates the non elastic behaviour of three amorphous polymers correctly, and, in particular, the amplitude and the kinetics of the activation and recovery of the anelastic deformation. This study should bring better knowledge of the behaviour laws of those polymers. ]
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Porzucek, Kathy. "Approche métallurgique de la déformation non élastique de mélanges à base polypropylène renforcés élastomère". Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10084.
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Ouedraogo, Théodore. "La déformation élastique artérielle au cours de la flexion articulaire : aspects biomécaniques et approche physiologique". Reims, 2003. http://www.theses.fr/2003REIMM201.
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Akrout, Mohsen. "Contribution à l'étude par éléments finis du retour élastique des tôles en emboutissage et déformation plane". Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0082.
Abstract (sommario):
Cette thèse a fait l'objet de l'élaboration d'un logiciel de calcul par Eléments finis qui permet de simuler l'emboutissage en déformation plane des tôles minces et de prévoir leur retour élastique. La formulation est Lagrangienne réactualisée avec des éléments finis de type coque en déformation plane et cisaillement transverse. L'efficacité de ce type d'élément avec les champs de déplacements et de rotations indépendants et linéaires a été montrée. Le problème des décharges numériques a été résolu en introduisant le concept de réversibilité plastique dans l'intégration de la loi de comportement en repère co-rotationnel. L'action des outils est introduite par une méthode de pénalisation incrémentale cohérente avec une loi de frottement de type Coulomb. Ce logiciel a été validé par des essais expérimentaux effectués au laboratoire et d'autres sur sites industriels. Il a permis ensuite une étude des différents paramètres qui influent sur le retour élastique d'une tôle après emboutissageThis work has consisted to develop a software using a finite element formulation to simulate the sheet plane strain deep drawing and to obtain its springback. The updated Lagrangian formulation is used with shell finite elements in plane strain and transverse shearing. The efficiency of this element with independent degrees of freedom (two translational displacements and one rotation) has been shown. The numerical unloading problem was cleared up by introducing the plastic reversibility concept in the behaviour law integration expressed in a co-rotational reference. The tools action is introduced by an incremental penalization method coherent with the Coulomb friction law. This software was validated with experimental tests carried out in the laboratory and others in industrial factories. It allows a study of different parameters that have an effect on sheet springback after deep drawing
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El, Khouzai El Mostapha. "Ecoulements transitoires en conduite élastique et viscoélastique : Influence relative de la déformation longitudinale de la paroi". Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0051.
Abstract (sommario):
L'étude concerne l'analyse de l'influence sur les écoulements transitoires en conduite élastique ou viscoélastique de la déformation réelle de la paroi y compris le déplacement longitudinal ceci en fluide parfait ou fluide visqueux {newtonien). Une formulation générale a été ainsi développée permettant rendre en compte outre les déformations de flexion et cisaillement ainsi que les termes d'inertie de la conduite, la déformation longitudinale, déformation négligée dans les études antérieures. Des développements asymptotiques ont été établis facilitant l'analyse directe des points singuliers de l'écoulement (front d'onde primaire, front de diffusion) cela pour les différents cas considérés (fluide newtonien ou parfait, conduite élastique ou viscoélastique). Le cas général a été traité numériquement par inversion numérique directe du système d'équations exprimé dans l'espace des transformées de LAPLACE-CARSON. Un cas type a été traité concernant une conduite semi-infinie ancrée à l'origineThe study concerns the analysis of the influence on transient flows of a real pipe deformation of thin walled tubes, with longitudinal displacement in perfect and viscous fluids, A general treatment already has been developed which allows to account on one side, for the flexure and shear deformation, and on other side for the inertia of the pipe and the longitudinal deformation which will be neglected in the previous studies. The asymptotic development has been established in order to facilitate the direct analysis of flows singularities (primary wave front, diffusion front) in relation to different cases considered (Newtonian or perfect fluid, elastic or viscoelastic pipe), The general case has been treated numerically, by direct numerical inversion of the system of equations Expressed in the space transform LAPLACE-CARSON. A t ypical case has been treated concerning semi-infinite pipe fixed at the origin
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Sin, Ousphea. "Étude en deux dimensions de l'effet du taux de déformation sur la limite élastique de l'acier structural". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11237.
Abstract (sommario):
L’évaluation de la résistance probable des éléments dissipatifs d’énergie sismique lors du
dimensionnement parasismique des charpentes d’acier au Canada repose sur la limite élastique
probable de l’acier. Les taux de déformation élevés dans les éléments dissipatifs au
cours d’un tremblement de terre ont pour effet d’augmenter la limite élastique de l’acier
dans ces éléments. Le comportement dynamique de l’acier étudié par le biais d’essais uniaxiaux
conventionnels ne permettent pas nécessairement de valider le comportement d’un
élément dissipateur d’énergie sismique pouvant être sollicité selon deux dimensions. Les
cadres contreventés excentriques, où le lien ductile subi des déformations biaxiales par les
effets combinés du cisaillement et de la flexion en est un exemple.
Le projet de recherche présenté dans ce mémoire de maîtrise vise à évaluer l’effet du
taux de déformation sur la limite élastique de l’acier structural de grade 350W lors de
sollicitations impliquant un état planaire de contrainte. La conception d’une éprouvette
cruciforme optimale en acier basée sur des recommandations proposés dans la littérature et
sur des analyses par éléments finis a été effectuée. Six essais de traction uniaxiaux et quatre
essais de traction équibiaxiaux sur éprouvettes cruciformes ont été réalisés à différents
taux de déformation entre 0.0001/sec et 2.4/sec. Durant ces essais, les déformations
moyennes à travers la partie centrale des éprouvettes ont été mesurées par un système de
potentiomètre conçu dans le cadre de ce projet. Quatre essais biaxiaux sur éprouvettes
cruciformes selon des rapports de déformation distincts ont également été réalisés à un
taux de déformation quasi-statique. Chaque essai a été simulé numériquement à l’aide d’un
modèle éléments finis dans lequel la limite élastique a été calibrée afin de reproduire le
comportement observé lors des essais. Le critère d’écoulement plastique de Von Mises ainsi
qu’une formulation d’écrouissage non-linéaire ont été adoptés lors des analyses numériques.
Les modèles calibrées ont permis de déterminer la limite élastique dynamique observée lors
de chaque essai.
Les résultats des analyses confirment que la limite élastique de l’acier augmente en fonction
du taux effectif de déformation. Sept lois de prédiction de la limite élastique de l’acier ont
été étudiées. Trois lois ont permis de représenter la limite élastique dynamique de l’acier
testé dans la plage des taux de déformation étudiée. La loi qui semble la mieux adaptée
à être implémentée dans un logiciel de modélisation a été identifiée. La loi de Drysdale et
Zak utilisé dans le logiciel ADINA ne permet pas d’évaluer correctement le comportement
dynamique observé lors des essais impliquant un taux élevé de déformation. Une étude
numérique préliminaire sur le lien ductile est également présentée dans ce mémoire.
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Chow, Wang. "Développement d'une méthode in situ pour mesurer les champs de déformation élastique et totale à l'échelle du grain". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLC003/document.
Abstract (sommario):
Au cours des dernières deux décennies, la modélisation micromécanique a été largement développée afin de relier directement la microstructure réelle d’un matériau à ses propriétés macroscopiques (mécanique, thermique, électrique, etc.). Les lois de plasticité cristalline visent à prédire les comportements locaux et macroscopiques et/ou les changements de la microstructure lors d’un chargement thermomécanique. Cependant, étant donné l’échelle des mécanismes que ces modèles décrivent, les mesures sont difficiles à réaliser et l’identification des paramètres devient délicate. Il est également nécessaire d’utiliser des données expérimentales à l’échelle du grain. L’objectif de l’étude présentée ici est de développer une procédure robuste pour obtenir au moins deux réponses mécaniques locales distinctes d’un matériau à l’échelle du grain.Les champs total et élastique ont été sélectionnés et ensuite mesurés en même temps à chaque niveau de chargement successif lors d’essais de traction avec décharges. Le champ total a été déterminé par Corrélation d’Images Numériques (CIN) et le champ élastique a été calculé à partir de la mesure de Diffraction des Rayons X (DRX). Deux échantillons oligo-cristallins en alliage d’aluminium (5052) ont été utilisés dans cette étude. Le dispositif et méthode expérimental a été développé pour effectuer simultanément la CIN, la DRX et l’essai de traction in-situ dans un diffractomètre à rayons X. En plus des résultats et des analyses, les incertitudes ont également été quantifiéesMicromechanical modelling was widely developed during the past 20 years as they enable ones to make direct links between the actual microstructure of a material and its macroscopic properties such as mechanical, thermal, electrical, etc. Crystal plasticity models aim at predicting local and macroscopic behaviours and/or changes of the microstructure during thermomechanical loading. However, the parameters of these models are difficult to identify, because the mechanisms they describe are at a small scale and are thus complicated to measure. For this reason, the crystalline model identification requires the use of experimental data at the grain scale. The objective of the study presented here is to develop a robust procedure to obtain at least two distinct local mechanical responses of a material at the grain scale.The total and elastic strain fields have been chosen to be characterised referring to the research interest and the adaptability of experimental methodologies. When samples were subjected to simple tensile loadings and unloadings, strain fields were measured on the sample surface simultaneously at each successive level. Total strain fields were determined by the Digital Image Correlation technique (DIC) while elastic strain fields were calculated from the X-ray diffraction (XRD) measurements. Two oligo-crystalline samples of an aluminium alloy (5052) has been prepared and used in this study. The experimental device and methodology was designed and developped to perform DIC, XRD and tensile tests in-situ in an X-ray diffractometer. The total and elastic strain fields of two samples through in situ tension experiments were obtained. Besides results and analysis, the corresponding uncertainties during each measurement were quantified as well
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Ouali, Nourdine. "Etude de la déformation non élastique (faible et forte contrainte) de polymères amorphes monophases et polyphases base PMMA". Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0044.
Abstract (sommario):
Des échantillons de PMMA et de mélanges base PMMA ont été étudiés par spectrométrie mécanique dynamique et essais de plasticité. Concernant le PMMA, les résultats expérimentaux issus de la spectrométrie mécanique (domaine linéaire de la relation "Contrainte-Défonhatiort" ont 'été interprétés sur la base du modèle physique proposé par PEREZ et al. Afin d'interpréter les résultats expérimentaux dans le domairte de la plasticité (relation « contrainte-Déformation » non-linéaire), une extension de ce modèle intégrant la notion "d' Activation Thermomécanique" est proposée. Une description unitaire de la déformation non élastique de polymères amorphes, à toutes contraintes, devient alors possible. Dans le cas des mélanges base PMMA; devant l'incapacité des modèles de comportement mécanique des systèmes composites proposés dans la littérature, à donner une interprétation précise de nos résultats. Nous avons été amenés à développer une analyse tout à fait originale du couplage mécanique des deux phases constituant ces matériaux. Ceci nous a permis de rendre compte de la variation du module statique comme de la contrainte d'écoulement plastique en fonction du taux d'inclusions. Ainsi avons-nous pu confirmer les caractéristiques morphologiques des mélanges étudiés et mettre en évidence l'existence d'une interphase terpolymere entre les inclusions et la matrice, évaluer sa composition et son épaisseurPMMA and PMMA- based blends samples have be en studied by dynamic mechanical spectrometry and high stress mechanical tests. Concerning PMMA, experimental results obtained from dynamic mechanical spectrometry (linear dependence of "Stress vs Strain"), were interpreted in the frame of the physical model of PEREZ et al. In order to interpret experimental results in the plasticity domain (the « Stress-Strain » relation is no more linear), an extension of this model, with the notion of « thermo mechanical activation » is proposed. A unitary description of non elastic strain in amorphous polymers, for all stress then becomes possible. In the case of PMMA-based blends, faced which the enability of the models of mechanical behaviour of composite systems available in the literature to give a precise interpretation of experimental results, we have been lead to develop a very original analysis of the mechanical coupling of the two phases constituting these materials. This enabled us to describe the variations of the static modulus as well as the plastic flow stress, as function of inclusion ratio. Thus, it was possible for us to confirm the morphological characteristics of the blends studied, to show evidence of an interphase terpolymer, between inclusions and matrix, and to evaluate its composition and width
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Khavandi, Alireza. "Etude de la déformation non élastique de composites unidirectionnel verre-résine époxyde : prévision du comportement mécanique (module dynamique, fluage)". Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0004.
Abstract (sommario):
Les caractéristiques mécaniques de plus en plus élevées des matériaux composites ont conduit, ces dernières années, à les substituer aux matériaux métalliques dans de nombreuses applications. Les débouchés industriels de ces matériaux sont cependant étroitement liés à une meilleure connaissance de leur comportement en service. Ceci implique la conservation des caractéristiques fonctionnelles des structures composites soumises à des sollicitations mécaniques et environnementales prolongées de travail est une contribution à l’étude du comportement thermo-mécanique d’un matériau composite unidirectionnel verre-époxyde. Il repose sur l'utilisation de techniques expérimentales de j caractérisation des propriétés viscoélastiques. L'analyse par spectrométrie mécanique révèle l'existence 1 de plusieurs relaxations mécaniques. La relaxation principale α associée à la transition vitreuse apparaît comme un bon indicateur de la mobilité moléculaire et de l'état microstructural du polymère. L'influence du renfort sur le comportement dynamique du composite a été étudiée. Des essais de fluage ont été effectués sur la résine et sur le composite, dans des directions déviées par rapport à l'orientation des fibres. Le caractère non linéaire de la viscoélasticité propre à la résine époxyde est également apparent pour le composite. On décrit le comportement viscoélastique de la résine au moyen du modèle physique de Perez. L'homogénéisation du matériau composite est effectuée au moyen d'un modèle série-parallèle ou d'un modèle auto-cohérent à trois phases, de façon répétitive, afin de tenir compte de la morphologie particulière du système (distribution non uniforme des fibres de verre dans la matrice, présence d'une interphase). Le modèle prédit correctement la réponse dynamique en torsion. Par contre, il surestime le fluage sous sollicitation de traction transversale. L'hypothèse de l'existence d'une interphase à propriétés spécifiques est l'objet de mesures de nano indentation. Les résultats sont confrontés à ceux d'une modélisation par éléments finis destinée à faire la part des influences mécanique et rhéologique sur le gradient des propriétés mécaniques apparentesThose last years, mechanical properties of composite materials have led technologists to substitute them to metallic materials in many applications. Industrial materials are however linked to the best knowledge of their behaviour in service. This implies the conservation of functional characteristics of composite structures when submitted to mechanical solicitations and various environments. This work is a contribution to study of the thermomechanical behaviour of unidirectional glass epoxy composites. The main experimental techniques involve viscoelastic properties. Mechanical spectrometry reveals the existence of several mechanical relaxation. The α relaxation associated to the glass-rubber transition appears as a good indicator of the molecular mobility and microstructure of polymer. The influence of the reinforcement on the dynamic behaviour of the composite has been studied. Tests of creep have been carried out on the matrix and composite with deviated directions in respect to the orientation of the fibers. Nonlinear character of the viscoelasticity behaviour is also observed with the composite. A physical model previously developed on molecular basis has been used to describe the viscoelasticity behaviour of the matrix. The non-homogeneous dispersion of fibers in the composite material is carried out using the self-consistent model with three phases repeated in three stages which the purpose to take into account the particular morphology of the system. In torsion the model correctly predicts the dynamic mechanical response. However such as approaches overestimates the creep under transverse traction solicitation. The hypothesis of existence of an interface with specific properties as used in this description has been specified with the nano indentation technique and supported by finite elements calculations. To sum, the viscoelastic behaviour of unidirectional glass-epoxy resin composites is clearly analysed through mechanical spectrometry and creep tests by taking into account the morphology. This approach is tentatively improved to consider the high stress nonlinear regime as well
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Dinh, Anh Tuan. "Comportement élastique linéaire et non-linéaire du bois en relation avec sa structure". Phd thesis, AgroParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00720245.
Abstract (sommario):
Le bois est un matériau complexe, hétérogène et anisotrope. Ses propriétés mécaniques varient fortement en fonction de l'essence et de l'échelle considérées. Pour mieux comprendre le comportement du bois en fonction de sa structure, nous proposons dans le cadre de cette thèse une étude expérimentale à l'échelle des tissus qui est réalisée sur plusieurs types de bois : bois de peuplier, y compris bois de tension et bois d'épicéa. Compte tenu des faibles dimensions des échantillons testés, les mesures de déformation sont effectuées " sans contact " afin de s'assurer de ne pas perturber l'échantillon en cours de l'essai.Les premières séries de mesures sont réalisées sur les trois zones (tendue, normale, opposée) et selon les 3 directions matérielles (longitudinale, radiale et tangentielle) d'une tige de peuplier inclinée. Les résultats obtenus permettent de comparer des comportements mécaniques du bois de peuplier dans toutes les zones considérées en fonction de ses propriétés microscopiques.Les deuxièmes séries de mesures sont réalisées en compression, grandes déformations, dans la chambre d'un ESEM (Microscope électronique à balayage environnemental) sur du bois feuillu (peuplier) et sur du bois résineux (épicéa). Grâce aux images obtenues en période d'essai, du domaine élastique jusqu'à la densification, la réponse de chaque type du bois à la même sollicitation est illustrée.Enfin, une partie de la modélisation numérique par la MPM (Materiel Point Method) est proposée dans notre projet envisagé comme prolongement de ce travail. Il permettra de simuler le comportement mécanique du bois en grande déformation.
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Demonchy, Charles-Edouard. "Etude de réactions et d'états isobariques analogues dans le système 8He+p à basse énergie à l'aide de la cible active MAYA". Caen, 2003. http://www.theses.fr/2003CAEN2071.
Abstract (sommario):
Les développements récents des faisceaux exotiques, et en particulier avec le dispositif SPIRAL du GANIL, nous ont permis d'initier l'étude, dans l'9He, de l'inversion de couches, déjà observée dans les isotones N=7 pour le 11Be et le 10Li. Une partie du travail est consacré à l'étude et au développement d'un détecteur servant aussi de cible (cible active) appelé MAYA, ainsi qu'au développement des outils informatiques nécessaires à son exploitation. L'9He a été étudié par la détermination des propriétés de ses états isobariques analogues (IAS) dans l'9Li. Les caractéristiques de ces états IAS sont obtenues par l'analyse des résonances dans les sections efficaces de diffusion élastique, du système 8He+p entre 2 et 3. 9 MeV/n. Une étude rapide des réactions (p,d) et (p,t) est aussi présentée. Cette étude a permis, par la comparaison des résultats expérimentaux et des calculs de diffusion potentielle avec résonances, une assignation de spin et parité pour deux états de l'9He.
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Loevenbruck, Anne. "Déformation active du domaine Nord Luzon, Philippines, et de Taiwan". Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112099.
Abstract (sommario):
Cette thèse a pour objet les mécanismes et processus tectoniques impliqués à court et à longs termes dans la déformation active de deux chaînes de montagnes, la Cordillère Centrale de Luzon et la Chaîne Centrale de Taiwan, associées à la zone de subduction de Manille. La Cordillère Centrale de Luzon, construite sur l'arc volcanique, se situe à l'extrémité nord de la faille Philippine, un grand décrochement sénestre. L'étude de cette chaîne a pour but de caractériser la déformation permanente actuelle et les processus tectoniques impliqués. Les données GPS sont tout d'abord utilisées pour établir une modèle cinématique qui décrit quantitativement le système tectonique complexe de Luzon. L'interprétation d'images SAR et l'analyse de données de terrain montrent d'autre part que le relief de la Cordillère Centrale est formé par un système chevauchant, actuellement réactivé avec une composante sénestre dans le prolongement de la faille Philippine. Cette étude suggère enfin que ces structures chevauchantes sont liées à la subduction de la ride océanique de Scarborough. La Chaîne Centrale de Taiwan est le prisme d'accrétion formé au fur et à mesure de la convergence de la marge continentale chinoise entraînée dans la subduction de Manille. Les déformations transitoires au cours du cycle sismique sont examinées le long du front chevauchant occidental qui a été rompu par le séisme de Chi-Chi en 1999. La distribution de glissement cosismique en profondeur est déterminée par inversion des déplacements en surface mesurés par GPS et corrélation d'images SPOT. Un bilan des déformations transitoires permet d'en examiner les implications en termes de cycle sismique et de proposer un modèle tectonique. Les hétérogénéités de glissement cosismique peuvent être expliquées par des variations de blocage intersismique, suggérant que le taux de couplage sur le front ouest de Taiwan augmente vers le nord et vers la surface, soit globalement dans la direction de convergence des plaquesThis thesis aims to study the mechanisms and tectonic processes involved in long and short terms active deformation of two mountain ranges, the Central Cordillera of Luzon and the Central Range of Taiwan, both along the Manila subduction zone. The Central Cordillera of Luzon, built along the related volcanic arc, extends at the northern extremity of the left-lateral Philippine fault. This study of this chain aims to characterize the present permanent deformation and the involved tectonic processes. GPS data are first used to define a kinematic model which quantitatively describes the complex tectonic system of Luzon. The interpretation of SAR images and the analysis of field data then show that the relief of the Central Cordillera is built by a thrusting system, now reactivated with a left-lateral component in the northern extension of the Philippine fault. This study suggests that the shortening structures are related to the subduction of the oceanic Scarborough ridge. The Central Range of Taiwan is the accretionary wedge built as the Manila subduction zone leads the continental China margin to converge toward the volcanic arc. Transient deformations of the seismic cycle are examined along the western thrust front, broken in 1999 during the Chi-Chi earthquake. The coseismic slip distribution is first calculated by inversion of the surface displacements measured by GPS and SPOT images correlation. The analysis of the whole seismic cycle transient deformations allows then to examine the implications of this coseismic slip distribution and to propose a tectonic model for Taiwan. The coseismic slip heterogeneities are finally explained by the variations of the interseismic locking, suggesting that the coupling along the western thrust front of Taiwan increases toward north and toward surface, that is globally in the plate motion direction
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Zasada, Ilona. "Théorie de la rétrodiffusion élastique incohérente d'électrons lents par un complexe adsorbat-substrat partiellement ordonné". Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10251.
Abstract (sommario):
Ce travail presente une theorie de la diffusion multiple coherente et incoherente d'electrons lents par une surface monocristalline recouverte d'une couche adsorbee partiellement ordonnee. En meme temps que la theorie de la diffusion multiple, elle met en uvre une description statistique de la couche adsorbee a travers un formalisme d'operateurs nombre d'occupation. Une expression de l'intensite incoherente est obtenue en effectuant les deux approximations suivantes: 1) l'onde incidente effective illuminant un atome est remplacee par sa moyenne sur l'ensemble des configurations; 2) le terme de fluctuation de l'onde retrodiffusee est remplace par son developpement au premier ordre par rapport a la fluctuation de l'amplitude de diffusion de la couche adsorbee. L'intensite incoherente apparait alors comme une forme hermitienne des amplitudes de diffusion effectives des atomes adsorbes dont les coefficients sont les transformees de fourier sur le reseau bidimensionnel des fonctions de correlations de paires. L'etude des intensites incoherentes necessite donc la connaissance des fonctions de correlation de paires. Celles-ci sont etudiees dans le cadre d'une theorie de champ moyen auto-coherent dans laquelle les effets de correlation sont pris en compte a l'aide d'un potentiel d'interaction de paires renormalise. Enfin, un calcul numerique des intensites retrodiffuses par une couche de monoxyde de carbone adsorbee sur la face (111) du platine est effectue. La sensibilite des differents parametres caracterisant l'arrangement des atomes adsorbes par rapport a la maille du reseau 2d de surface et la distribution statistique de ces atomes sont etudies
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Benoit, Jean-Pierre. "Étude expérimentale et théorique d'une turbulence homogène soumise à des effets couplés de rotation et de déformation plane". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0026.
Abstract (sommario):
L'étude théorique des caractéristiques anisotropes d'une turbulence homogène soumise à des gradients moyens plans est abordée dans l'espace spectral. Différents couplages du taux de rotation/déformation sont examinés de part et d'autre du cas central de cisaillement pur. La résolution du problème linéaire est réalisée sur l'équation du spectre de la fluctuation de vitesse. La solution numérique est détaillée dans le cas des écoulements elliptiques afin de faire le lien avec les études de stabilité de ces écoulements périodiques. L'approche non linéaire porte sur l'équation du tenseur spectral d'ordre 2. Une fermeture du type EDQNM est utilisée pour décrire l'évolution des corrélations triples. Le calcul du terme non linéaire de l'équation de Craya est simplifié en utilisant une décomposition en harmoniques sphériques pour le tenseur d'ordre 2. L'étude expérimentale, menée parallèlement, fournit les évolutions anisotropes des tensions de Reynolds pour les cas de couplage suivants: déformation pure plane, déformation dominante, cisaillement pur et rotation dominante. Les résultats linéaires donnent les tendances de l'anisotropie. Par contre, le calcul non linéaire se heurte à un problème de réalisabilité du tenseur spectral. Cet écueil tend à prouver que le degré de troncature des séries d'harmoniques sphériques, choisi égal à 2, pour une simplification de la modélisation, est trop bas
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Belhadj, Ahmed Abdelwahed. "Contribution à l’amélioration de la rectitude dans l’obtention de produits longs : application aux abouts de rails". Thesis, Paris, ENSAM, 2013. http://www.theses.fr/2013ENAM0066/document.
Abstract (sommario):
Les produits longs se distinguent par une dimension, généralement la longueur plus importante que la hauteur et la largeur, à titre d'exemple les rails de chemin de fer. Ces produits sont obtenus par déformation plastique à chaud puis refroidissement. Au cours du processus de fabrication, l'hétérogénéité du refroidissement et de la déformation plastique induisent un défaut géométrique de rectitude. Pour parachever la rectitude du produit, un redressage à froid est alors nécessaire. Souvent des dresseuses à galets sont utilisées pour corriger la rectitude du centre de produit, cependant, il reste les abouts. Ces derniers sont redressés au moyen d'une presse à partir de l'image de leurs profils obtenus par mesurage optique. La procédure de mesure/redressage est répétée jusqu'à la conformité du produit. Le temps de réalisation est variable, il dépend de l'apprentissage des paramètres clés liés à la géométrie et au matériau du produit à redresser. Compte tenu des exigences de plus en plus sévères sur la rectitude des produits longs d'une part et une volonté d'augmenter la productivité d'autre part, l'objet de ce travail de recherche consiste à optimiser le procédé de redressage des abouts de produits longs. Dans un premier temps, les déformations élastiques générées au cours du mesurage d'un produit long ont été filtrées. Ensuite, les erreurs des moyens de mesure ont été séparées de la mesure du produit au moyen d'une analyse couplée ce qui a permis une meilleure évaluation de la rectitude du produit. Par ailleurs, en se basant sur l'image du profil du produit, une méthodologie de redressage semi-automatique a été mise en place. Cette dernière est essentiellement basée sur une interaction entre la métrologie et la mécanique et représente une contribution à l'automatisation du procédé de redressage des abouts des produits longsLong workpieces are characterized by one dimension, usually length is larger than the height and width, for example, railway rails. These products are obtained by hot rolling and then cooling. During manufacturing process, heterogeneity of cooling and plastic deformation induced straightness error. In order to correct this geometrical error, cold straightening process is necessary. Usually, straightening machines are used to correct the straightness of the workpiece center however; the ends' sides were still not straightened. Based on the optical measurement profile, these ends are straightened by mechanical press. The measuring/straightening closed loop is repeated until the straightness of the product is conformed. The process time depends on the knowledge of key parameters related to geometry and material of workpiece. The objective of this research work is to optimize straightening process of the ends of long workpieces. As a first step, the elastic deformation generated during the measurement of long workpiece has been filtered. Then, a coupled analysis of measurement was used to separate error of machine measurement from workpiece measurement, which allowed a better assessment of workpiece straightness profile. Furthermore, based on straightness profile, a semi-automatic straightening methodology has been developed. It is essentially based on an interaction between metrology and mechanics and it is a contribution to the automation of straightening process for ends parts of long workpieces
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Solle, Julien. "Contribution à la caractérisation expérimentale et à la modélisation des champs de pression, de deformations et de contraintes induits par un contact élastique entre composants mécaniques". Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4133/document.
Abstract (sommario):
L'objectif du travail présenté dans ce mémoire de thèse est d'évaluer par des mesures les champs de pression, de déformation et de contraintes induits par un contact élastique localisé entre deux pièces mécaniques. Après avoir exploré les différentes méthodes existantes, un constat a été fait : la grande majorité des techniques de mesure passent par l'évaluation de grandeurs physiques seulement indirectement liées aux grandeurs recherchées. En cherchant une approche plus directe, l'idée de caractériser la déformation de la surface de contact entre deux pièces a permis de trouver un moyen de mesure : la microscopie confocale chromatique. Ainsi, en mesurant, cette surface, par transparence, et en utilisant la théorie des potentiels de Boussinesq et Cerrutti, il a été possible d'une part de calculer le champ de pression au contact entre les pièces mais aussi d'évaluer les autres champs élastiques associés. Cette approche a aussi permis de mettre au point une méthode de simulation de contact localisé originale et performante s'appliquant à toute géométrie de contactThe aim of this thesis is to evaluate pressure, strain and stress fields induced by a localized contact between mechanical parts. As the different methods have been explored, it appeared that all existent methods just measure physical quantities only indirectly related to the data of interest. By searching a more direct method, the idea of characterizing the deformation of the surface of contact between parts allowed to find a way of measurement: chromatic confocal microscopy. Thus, measuring this surface by transparency and using Boussinesq and Cerrutti potential theory allows first to calculate the pressure field at the contact between the parts but also to evaluate the other associated elastic fields. This approach also helped to develop an original and highly simulation method of localized contact applying to any contact geometry
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Bernard, Denis. "La mesure de la partie réelle de l’amplitude nucléaire élastique proton-antiproton à une énergie dans le centre de masse de 546 GeV". Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112165.
Abstract (sommario):
Nous mesurons la partie réelle de l'amplitude nucléaire élastique proton-antiproton à l'avant à une énergie dans le centre de masse de 546 GeV en utilisant l'interférence avec l'amplitude Coulombienne. Nous avons pris les données au collisionneur SPS du CERN, avec une optique spéciale de façon à détecter des diffusions élastiques avec un très faible angle de déflection. Nous étalonnons tout d'abord les différents détecteurs. Nous reconstruisons ensuite les trajectoires des particules chargées dans les chambres à fils. La mesure des acolinéarités horizontale et verticale entre le proton et l'antiproton permet de sélectionner efficacement les événements élastiques. Nous mesurons l'efficacité des chambres à partir des données elles même grâce à la redondance de l'information. Nous simulons l'acceptance de l'appareillage, l'effet de l'inefficacité et de la résolution des détecteurs, et les effets de faisceau par une méthode de Monte-carlo. Nous corrigeons alors la distribution de la valeur de la quasi-impulsion transférée, et un ajustement fournit la valeur du rapport de la partie réelle et de la partie imaginaire de l'amplitude égal à 0. 25 ±0. 04. Les relations de dispersion établissent une liaison entre les parties réelle et imaginaire de l'amplitude nucléaire. La plupart des modèles décrivant l'amplitude nucléaire comportent uniquement une partie symétrique de croisement à haute énergie et prédisent une valeur du rapport à 546 GeV proche de 0. 13. Notre mesure, plus élevée à trois déviations standard, constitue l'indication d'une physique nouvelle à haute énergie, compatible ] avec un oddéron
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Bazalgette, Loïc. "Relations plissement / fracturation multi échelle dans les multicouches sédimentaires du domaine élastique / fragile : accommodation discontinue de la courbure par la fracturation de petite échelle et par les articulations : Possibles implications dynamiques dans les écoulements des réservoirs". Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20142.
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Bénard, Michel. "CComparaison élastique de courbes à l'aide de distances bâties sur des modèles stichastiques et déterministes". Cachan, Ecole normale supérieure, 1997. http://www.theses.fr/1997DENS0009.
Abstract (sommario):
Cette thèse traite de la comparaison de courbes en traitement d'images. Dans la première partie, nous construisons une distance à partir d'un modèle de déformation stochastique d'une courbe fermée par des similitudes aléatoires. Nous étudions le déplacement entre la courbe initiale et la courbe déformée. Partant d'un modèle de courbe discret, nous établissons le modèle limite continu, qui est identifie a une diffusion stochastique, solution d'une équation différentielle stochastique. Lors de la démonstration nous mettons en évidence les types pertinents de variances des similitudes. Nous donnons une méthode de simulation du déplacement aléatoire, puis argumentons pour une modification du déplacement afin d'avoir des déplacements à barycentre nul. Ces déplacements modifies ne sont plus des diffusions. Nous utilisons ensuite une inégalité de grande déviation pour déduire de ce type de déplacement une distance entre courbes. Nous montrons alors que par le choix d'une fonction de variance particulière, on retrouve une distance entre courbes déjà utilisée en traitement d'images, bien que trouvée d'après d'autres prémisses, jetant ainsi un pont entre des méthodes purement déterministes, et une méthode stochastique. Dans la deuxième partie, nous partons d'une distance déjà établie et montrons le besoin d'un algorithme multi-échelles pour le calcul des paramètres optimaux. Nous décrivons des méthodes qui permettent d'accélérer les processus de minimisation, et dégageons un critère permettant de savoir s'il faut ou non utiliser une analyse multi-résolutions. Des exemples d'application sont donnés
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Eslami, Javad. "Étude de l'endommagement à court et long terme d'une roche poreuse". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL006N/document.
Abstract (sommario):
Parmi les différents phénomènes responsables de la déformation à court et long terme des roches poreuses, on s’intéresse dans ce travail à l’endommagement d’un calcaire oolitique en régime semi-fragile et sous différentes conditions hydriques. Dans ce but, nous avons élaboré un dispositif expérimental permettant de mesurer les vitesses des ondes ultrasonores et les déformations ainsi que d’écouter les émissions acoustiques sur le même échantillon, sous chargement mécanique et sous différentes conditions hydriques. En particulier, le dispositif expérimental permet de mesurer simultanément, les vitesses des ondes ultrasonores selon 3 directions de propagation (axiale, latérale et hors axe) et 3 polarisations différentes (P et 2 S perpendiculaires), ceci quasi-instantanément, ce qui in fine permet d’enregistrer les évolutions des vitesses des ondes ultrasonores en continu pendant le chargement. Ces mesures de vitesses permettent d’évaluer le tenseur acoustique à tout moment et donc de suivre en continu l’évolution de l’état d’endommagement de la roche. Le comportement endommageable à court et long terme du calcaire est modélisé à l’aide d’un modèle phénoménologique qui est basé sur une généralisation macroscopique des mécanismes microscopiques mis en évidence par les études expérimentaux (glissement-ouverture des fissures existantes, nucléation de nouvelles fissures, propagation et coalescence de fissures). Le modèle à court terme reproduit assez bien le comportement expérimental instantané de la roche (courbes contrainte-déformations et évolution des modules élastiques). Le modèle de comportement à long terme, découplé dans sa formulation du modèle à court terme, permet de reproduire qualitativement les courbes de fluage expérimentalesAmong the different phenomena responsible for the short and long term deformation of porous rocks, we have studied in this work the damage of an oolithic limestone in the semi-brittle regime and under different hydrous conditions. For this purpose, we have developed an experimental device allowing the simultaneous and continuous measurement of strains and elastic wave velocities, as well as acoustic emissions, on the same sample under mechanical loading and under different hydrous conditions. Particularly, the experimental setup allows simultaneous and continuous measurement of the five elastic wave velocities in 3 different directions of propagation (axial, lateral and off-axis) and 3 different directions of polarization (P and 2 perpendicular S), this almost instantaneously. These velocity measurements allow to assess the acoustic tensor at any time and thus to continuously monitor the evolution of the damage of the rock. The short and long term damage behavior of the limestone is modelled thanks to a phenomenological model which is based on a macroscopic generalization of the microscopic mechanisms highlighted by the experimental study (sliding-opening of existing cracks, nucleation of new cracks, propagation and coalescence of cracks). The short-term model reproduces very well the instantaneous behavior (stress-strain curves and evolution of elastic moduli). The long-term model, whose formulation is uncoupled from the short-term model, allows reproducing qualitatively the experimental creep curves
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Haddag, Badis. "Contribution à la modélisation de la mise en forme des tôles métalliques : application au retour élastique et à la localisation". Phd thesis, Paris, ENSAM, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002780.
Abstract (sommario):
Ce travail de recherche, qui s'inscrit dans le cadre d'un projet Européen, se propose d'étudier le comportement des tôles métalliques lors des opérations de mise en forme. Les applications visées sont la prédiction, au moyen de la simulation numérique du procédé, des défauts majeurs tels que le retour élastique et la localisation des déformations. A cette fin, une modélisation phénoménologique du comportement a été retenue. Un modèle de comportement élasto-plastique a été considéré, dans lequel deux modèles d'écrouissage sont introduits pour reproduire l'anisotropie induite lors de trajets complexes de chargement. En particulier, le modèle microstructural de Teodosiu-Hu, basé sur l'évolution des structures de dislocations, a été sélectionné afin de bien prendre en compte les phénomènes de transition liés aux changements de trajets de déformation. Ce modèle a été enrichi par la suite, en le couplant au modèle d'endommagement de Lemaitre-Chaboche, afin de reproduire la chute de la contrainte d'écoulement à l'approche de la rupture du matériau. De plus, pour modéliser la limite de ductilité des tôles métalliques, le critère de localisation par bandes de cisaillement de Rice a été introduit, dans le cadre d'une formulation complètement tridimensionnelle en grandes déformations. La modélisation développée tient ainsi compte de nombreux phénomènes tels que l'anisotropie plastique initiale, celle induite par écrouissage, l'adoucissement généré par l'endommagement et enfin la localisation des déformations. Pour permettre l'exploitation de cette modélisation dans le cadre de la simulation numérique des procédés de mise en forme, une implantation numérique robuste et efficace a été réalisée dans un code de calcul par éléments finis. Différents schémas d'intégration ont été testés et comparés afin de retenir le meilleur compromis entre précision et temps de calcul. A des fins de validation, cette modélisation a d'abord été appliquée à la simulation d'essais rhéologiques à trajets directs et séquentiels. En comparaison avec les courbes expérimentales, les prédictions obtenues ont bien montré toute la capacité du modèle élasto-plastique à écrouissage microstructural à reproduire les phénomènes de transition observés sur des trajets séquentiels. Par la suite, l'application de cette modélisation à l'étude du retour élastique a mis en évidence les effets de plusieurs paramètres (rhéologiques, numériques ou liés au procédé). En particulier, il a été montré, à travers une application spécifiquement déterminée, que l'influence d'un modèle d'écrouissage avancé, tel que le modèle microstructural, pouvait se révéler importante dans certaines applications. Enfin, une analyse de la localisation des déformations a été menée en utilisant le critère de Rice conjointement au modèle élasto-plastique couplé à l'endommagement. Cette étude a montré la capacité de cette approche à prédire les courbes limites de formage, ainsi que l'orientation des bandes de localisation, sur des trajets de chargement directs et séquentiels.
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Leiva, Daniel Rodrigo. "Étude de l'élaboration de nanocomposites à base de magnésium pour le stockage d'hydrogène par broyage à haute énergie et déformation plastique sévère". Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10040.
Abstract (sommario):
Les alliages nanocrystallines et les nanocomposites à base de magnesium sont des matériaux prometteurs pour le stockage d'hydrogène dans l'état solide, pour offrir une plus grande sécurité et efficaté de stockage que le H2 aux états gazeux ou liquide. Dans ce travail, la synthèse et l'élaboration de ces matériaux par les techniques de broyage à haute énergie (HEBM – High-energy Ball milling) et de déformation plastique sévère (SPD – Severe Plastic Deformation) ont été étudiés. Nanocomposites à base de MgH2 et de Mg2FeH6 ont été préparés par broyage réactif sous atmosphère d'hydrogène (une technique de HEBM) sous plusieurs conditions, pour obtenir une meilleure compréhension des effets des différents paramètres d'élaboration sur la synthèse des hydrures. De plus, l'utilisation des techniques de SPD de torsion sous haute pression (HPT – High-pressure Torsion) et extrusion en canal angulaire (ECAP – Equal Channel Angular Pressing) ont été explorés pour composer des routes d'élaboration de mélanges réactifs à base de Mg pour le stockage de H2. Les matériaux preparés par les différentes méthodes ont été caracterisés par des techniques d'analyse structurale comme, parmi d'autres, difraction de rayons-X, microscopie optique, microscopie electronique en transmission et à balayage. Le comportement pendant la désorption a été étudié par calorimetrie différentielle de balayage, et des échantillons séléctionnés on été soumis à cycles d'absorption et désorption de H2 pour mesures cinétiques. La corrélation des résultats pour les plusieurs systèmes à base de Mg a permis l'obténtion d'un meilleur contrôle de la synthèse des nanocomposites et une meilleure connaissance du potentiel d'utilisation des techniques de SPD pour composer des routes d'élaboration en envisageant les applications pour le stockage d'hydrogèneMg-based nanocrystalline alloys or nanocomposites are promising materials for hydrogen storage in the solid state, being more effective and safe storing media than pressurized or liquefied hydrogen. In this work, the synthesis and processing of theses materials by high-energy ball milling (HEBM) and severe plastic deformation (SPD) were studied. MgH2- and Mg2FeH6- based nanocomposites were prepared by reactive milling under hydrogen atmosphere using different conditions in order to clarify the effects of several processing parameters in the hydride synthesis. Beside this, the use of the SPD techniques of high-pressure torsion (HPT) and equal-channel angular extrusion (ECAP) was explored to compose processing routes for Mg-based reactive mixtures for hydrogen storage. The materials prepared by the different methods were characterized by structural analysis techniques as, among others, X-ray diffraction, optical microscopy, scanning and transmission electron microscopy. The desorption behavior was studied by differential scanning calorimetry and selected samples were submitted to H-sorption cycles for kinetic measurements. The correlation of the results for the different Mg-based systems has promoted a better control of the synthesis of the nanocomposites by reactive milling and also a better knowledge of the potential of use of the SPD techniques in the composition of processing routes aiming hydrogen storage applications
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El, Housseini Hiam. "Modélisation du comportement d'un bicouche (élastique - viscoélastique) sous l'effet du retrait dans la couche viscoélastique". Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523173.
Abstract (sommario):
Une modélisation de la courbure d'une dalle bicouche armée est présentée. La première couche est formée d'un matériau armé stable en voile de verre, à comportement élastique linéaire. La seconde est une couche en "matières plastiques" à base de FVC, dont le comportement est viscoélastique. L'instabilité de la structure est due au retrait induit dans la couche viscoélastique après la fabrication. Le modèle utilisé est le Modèle Multiphasique des Matériaux Multicouches appelé "modèle M4". Il propose une modélisation alternative des structures multicouches, par rapport aux deux grands courants, bidimensionnels et tridimensionnels. Une solution analytique, à coût numérique réduit, est proposée. Le comportement de la couche viscoélastique est identifié à un modèle de Zener. Les différentes caractéristiques du modèle sont déterminées, en se basant sur des séries d'essais expérimentaux simples, inspirés par le comportement réel du matériau. Le problème à résoudre est donc celui de l'évolution de la géométrie de ce bicouche (Elastique - Viscoélastique) avec le temps, ainsi que le rôle de chaque paramètre dans cette évolution.
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Daghbouj, Nabil. "Implantation ionique d'hydrogène et d'hélium à basse énergie dans le silicium monocristallin". Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30018/document.
Abstract (sommario):
L'implantation d'hydrogène à forte dose est utilisée dans le procédé Smart Cut(tm) afin de transférer des couches de silicium assez épaisses (>200 nm) sur un autre substrat. En utilisant l'implantation à très basse énergie, la co-implantation d'H et d'He pour des doses totales bien plus faibles que celles requises lorsque l'hydrogène est implanté seul ouvre la voie à un transfert de couches beaucoup plus minces (< 50 nm). Cependant, les phénomènes mis en jeu ainsi que les mécanismes responsables de l'interaction, près de la surface libre du wafer, entre l'H et l'He, et les interstitiels et les lacunes qu'ils génèrent, restent à ce jour largement incompris. Dans ce travail, nous avons tout d'abord déterminé l'effet de la réduction des énergies d'implantation d'H et d'He sur la formation et le développement, lors d'un recuit, des cloques qui se forment à partir de micro-fissures en l'absence d'un raidisseur collé à la plaque implantée. Une approche basée sur la comparaison entre les caractéristiques dimensionnelles des cloques obtenues expérimentalement et la simulation par éléments finis, nous a permis de déterminer la pression et la quantité d'He et d'H2 hébergées dans ces cloques. En comparant ces résultats avec les doses d'ions implantées, nous avons pu mettre en évidence l'absence d'exo-diffusion d'He et d'H lors d'un recuit quelle que soit la distance entre la surface et les profils d'ions implantés, qui montre une forte efficacité des cloques à préserver les molécules. Nous avons pu identifier, puis expliquer, la différence en efficacité de coalescence des cloques en fonction de leurs positions en profondeur en la reliant à la variation de l'augmentation d'énergie élastique des cloques par rapport à leur surface. Nous avons ensuite étudié le rôle du dommage ionique, c'est-à-dire des défauts résultants de la co-implantation d'He et d'H, sur la formation et l'évolution thermique de la microstructure du silicium implanté. Cette étude a été menée soit en fonction de l'ordre d'implantation, soit en fonction de la position nominale en profondeur du profil d'He par rapport au profil d'H, soit en fonction du ratio entre les doses d'implantation d'He et d'H. Nous avons montré que la distribution en profondeur de l'H n'est jamais affectée par la co-implantation d'He. L'He est toujours piégé dans la zone où le dommage est maximal. Lorsque le dommage est maximal dans la zone du profil d'H, l'He y diffuse et y est piégé dans des nano-bulles et/ou des microfissures. Mais si le dommage généré dans la zone où est distribué l'He est supérieur à celui généré autour du profil d'H, l'He reste piégé en dehors du profil d'H dans des nano-bulles. L'He contenue dans des nano-bulles, quelle que soit leur distribution en profondeur, ne contribue pas à la pressurisation des cloques ce qui ralenti la coalescence des cloques. Finalement, nous avons pu proposer différents scénarii permettant de rendre compte des similarités et des différences mises en évidence tant avant recuit qu'après recuit, à basse ou plus haute température selon le type d'implantation réaliséThe high dose hydrogen ion implantation is used in the Smart Cut (tm) process to transfer relatively thick (i.e. >200 nm) Si layers from a donor substrate onto a host material. Hydrogen and helium co-implantation at low energies for a much lower total fluence opens the way for transferring extremely thinner (i.e. <50 nm) layers. However, the phenomena and the mechanisms responsible for the interaction, close to a wafer surface, between H, He, silicon interstitials and vacancies they generate remain poorly understood. First, we studied the effect of reducing the ion energies during both H and He implantations onto the formation and the development of blisters during annealing. Blisters were formed from the micro-cracks since a stiffener was not bonded to the implanted wafer. An approach, based on the comparison between experimentally obtained size characteristics of blisters with the finite element method simulations, allowed us to deduce the pressure inside blister cavities and the fraction of the implanted fluences used to pressurize them. We showed that even when implanted at very low energy, H and He atoms do not exo-diffuse out of the implanted region during annealing. We were able to identify, and then relate the efficiency of blister coalescence to a variation in the elastic energy of blisters as a function of their depth position. In a second part, we studied the role of the damage, produced by He and H coimplantation, on the formation and the thermal evolution of the microstructure of the implanted silicon. These investigations were realized as a function of either the order of co-implantation, or the nominal position of the He profile with respect to the H one, or the ratio between He and H fluences. We showed that the H depth distribution was never affected by He co-implantation. Helium was always trapped at the depth where the damage was maximum. When the damage was highest within the H profile, He diffused and was trapped there in the nano-bubbles and /or the blister cavities. However, when the damage was higher within the He profile than within the H one, He remained trapped in the nano-bubbles outside the H profile. Helium contained in the nano-bubbles, whatever their depth distribution, did not contribute to a pressurization of blister cavities that slowed down their coalescence. Finally, we have proposed various scenarios accounting for the similarities and the differences evidenced both before and after annealing at low or higher temperatures depending on the type of realized implantation
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BELHADJ, AHMED Abdelwahed. "Contribution à l'amélioration de la rectitude dans l'obtention de produits longs : application aux abouts de rails". Phd thesis, Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00973531.
Abstract (sommario):
Les produits longs se distinguent par une dimension, généralement la longueur plus importante que la hauteur et la largeur, à titre d'exemple les rails de chemin de fer. Ces produits sont obtenus par déformation plastique à chaud puis refroidissement. Au cours du processus de fabrication, l'hétérogénéité du refroidissement et de la déformation plastique induisent un défaut géométrique de rectitude. Pour parachever la rectitude du produit, un redressage à froid est alors nécessaire. Souvent des dresseuses à galets sont utilisées pour corriger la rectitude du centre de produit, cependant, il reste les abouts. Ces derniers sont redressés au moyen d'une presse à partir de l'image de leurs profils obtenus par mesurage optique. La procédure de mesure/redressage est répétée jusqu'à la conformité du produit. Le temps de réalisation est variable, il dépend de l'apprentissage des paramètres clés liés à la géométrie et au matériau du produit à redresser. Compte tenu des exigences de plus en plus sévères sur la rectitude des produits longs d'une part et une volonté d'augmenter la productivité d'autre part, l'objet de ce travail de recherche consiste à optimiser le procédé de redressage des abouts de produits longs. Dans un premier temps, les déformations élastiques générées au cours du mesurage d'un produit long ont été filtrées. Ensuite, les erreurs des moyens de mesure ont été séparées de la mesure du produit au moyen d'une analyse couplée ce qui a permis une meilleure évaluation de la rectitude du produit. Par ailleurs, en se basant sur l'image du profil du produit, une méthodologie de redressage semi-automatique a été mise en place. Cette dernière est essentiellement basée sur une interaction entre la métrologie et la mécanique et représente une contribution à l'automatisation du procédé de redressage des abouts des produits longs.
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Houdellier, Florent. "Contribution au développement du CBED et de l'holographie HREM pour l'analyse des déformations de couches épitaxiées". Toulouse, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAT0014.
Abstract (sommario):
Les couches minces épitaxiées sur substrat subissent une déformation élastique, liée à la différence de paramêtres cristallins, accompagnée ou pas de ségrégation chimique. Ces différents effets influent directement sur les propriétés des couches minces épitaxiées (caractéristiques d'émission dans les puits quantiques, transport et anisotropie magnétique. . . ). Ils sont au cœur d'une recherche tant fondamentale qu'appliquée visant à ajuster les propriétés par la maîtrise des états de déformation des systèmes épitaxiés. Les techniques expérimentales susceptibles de déterminer les paramétres cristallins des couches épitaxiées fournissent pour la plupart des informations partielles car moyennées sur l'ensemble de la couche ou sur sa surface. La microscopie électronique en transmission (MET) permet de sélectionner précisément les zones étudiées, ce qui est un avantage considérable en présence d'hétérogénéités. En particulier des mesures d'une très grande précision peuvent ainsi être obtenues par la diffraction électronique en faisceau convergent (CBED). Le but de ce travail est d'optimiser les techniques de mesure des déformations de couches minces avec une résolution spatiale de l'ordre du nanométre. Nous avons choisi d'étudier l'état de déformation de couches minces épitaxiées dans les systémes SiGe=Si et GaInAs=GaAs. Les diagrammes CBED sur des sections transverses révélent une trés forte déformation dans la couche et nous observons dans le substrat des modifications du profil des lignes de HOLZ en fonction de la distance de la zone diffractante à l'interface couche/substrat. Nous interprétons cette évolution comme caractéristique d'un phénoméne de relaxation de la contrainte épitaxiale de la couche du à la faible épaisseur de l'échantillon. Cet effet dépend de nombreux paramétres, tels que l'épaisseur de l'échantillon, le misfit et la distance de la zone diffractante à l'interface couche/substrat. Afin de remonter à la déformation, nous avons développé une nouvelle méthode de mesure basée sur la combinaison de calculs par éléments finis et de simulations dynamiques obtenues grâce à un formalisme original développé au cours de ce travail appelé formalisme TDDT (Théorie dynamique dépendante du temps). Les effets de relaxation élastique ont pu aussi être mis en évidence dans les échantillons préparés en vue plane. Leur état de déformation a pu être déterminé à partir du CBED, et les simulations TDDT rendent bien compte de tous les contrastes observés. Ces différentes mesures de déformation ont été comparées à des études réalisées par holographie électronique en configuration HREM permettant de combiner les caractérisations structurales (déformations) et chimique à l'échelle atomique. Ce travail a grandement bénéficié de l'utilisation d'un microscope TEM-FEG doté d'un correcteur d'aberration sphérique et d'un filtre en énergieEpitaxial thin layers undergo an elastic strain, related to the difference in lattice parameters, accompanied or not by chemical segregation. These various effects influence directly the properties of the epitaxial thin layers (emission in quantum wells, transport and magnetic anisotropy. . . ). They interest both fundamental research and applications aiming at adjusting the properties of epitaxial layers through the control of their state of strain. Most of the experimental techniques used to determine the lattice parameters in epitaxial layers only provide information averaged over the whole layer or its surface. On the contrary, Transmission electron microscopy (TEM) makes it possible to precisely select the studied zones, which is a considerable advantage in the presence of heterogeneities. In particular very accurate measurements can be obtained by convergent beam electron diffraction (CBED). This work aims at developing reliable methods to measure the strain in thin layers with a spatial resolution of the order of a nanometer. The selected systems for this study were SiGe=Si and GaInAs=GaAs epitaxial thin layers. CBED patterns obtained on cross-sectional specimens reveal a very heavy deformation in the layer and we observe, in the substrate, a strong evolution of the HOLZ line profile as a function of the distance between the studied zone and the interface. We showed that this evolution results from a free surface relaxation effect occurring in thin foils of strained specimens. This effect depends on many parameters, such as the thickness of the sample, the misfit and the distance between the studied zone and the interface. In order to retrieve the strain in the specimen, we developed a new method based on the combination of finite elements calculations and dynamical simulations obtained using an original formalism developed during this work and referred as TDDT (Time-Dependent Dynamical Theory). Elastic relaxation could also be observed in samples prepared in plan-view. The state of strain was thus determined in the various specimens through the comparison of simulated and experimental line profiles : remarkable agreements have been reached. These various measurements were compared with studies carried out by electron holography in HREM configuration making it possible to combine structural and chemical characterizations at an atomic scale. This works benefited from the use of a TEM-FEG instrument fitted with both a spherical aberration corrector and an energy filter
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Pelloux-Gervais, David. "Caractérisation par méthodes nucléaires avancées de boîtes quantiques d'In(Ga)As épitaxiées sur silicium". Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00838787.
Abstract (sommario):
L'intégration de semiconducteurs III-V à gap direct sur silicium est un enjeu de taille pour le développement de l'optoélectronique. En effet, si le silicium est aujourd'hui à la base de la microélectronique, la nature indirecte de son gap en fait un très mauvais émetteur de lumière. Parmi les matériaux candidats à l'intégration, l'In(Ga)As présente l'avantage d'un gap direct plus faible que le silicium, favorisant un comportement de puits de potentiel pour les paires électrons-trous. En revanche, le fort désaccord paramétrique entre les deux matériaux fait de la croissance épitaxiale d'In(Ga)As sur silicium un sérieux défi pour le physicien. Cette thèse est focalisée sur l'étude par faisceaux d'ions de boîtes quantiques (BQs) d'In(Ga)As épitaxiées sur silicium et de leur encapsulation ultérieure par du silicium. L'analyse par rétrodiffusion élastique à haute énergie (RBS) a permis de quantifier la composition des îlots d'In(Ga)As et de la couche cap de Si. Des phénomènes d'exo-diffusion d'indium et la présence d'espèces en excès ont été mis en évidence. En pratiquant l'analyse en géométrie de canalisation (RBS-C), nous avons pu caractériser l'épitaxie des BQs sur le substrat ainsi que celle de la couche cap. La deuxième technique utilisée dans ce travail est l'analyse par rétrodiffusion élastique à moyenne énergie (MEIS), qui permet de profiler composition, défauts cristallins, et déformation avec une résolution sub-nanométrique au voisinage de la surface de la cible. Les spectres MEIS en modes aléatoire et canalisé ont permis d'obtenir le profil de composition et de défauts du plan de BQs. Enfin, la déformation du cristal d'In(Ga)As par rapport au monocristal de silicium du substrat a été étudiée grâce à l'effet de blocage du flux d'ions rétrodiffusés qui permet d'observer les ombres des axes et des plans cristallographiques.
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Aït, Hocine Nourredine. "Approche globale de la mécanique de la rupture appliquée aux élastomères : validation expérimentale et numérique d'une expression de l'intégrale J sous une forme multiplicative d'une fonction de la densité d'énergie de déformation et d'une fonction de géométrie". Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-192.pdf.
Abstract (sommario):
La rupture des matériaux caoutchoutiques peut être étudiée en utilisant les modèles de la mécanique de la rupture. Ces modèles sont basés sur une approche globale caractérisée par le paramètre énergétique j dont la valeur critique j#c régit l'amorçage d'une fissure préexistante. Un des principaux avantages de ce type d'approche est que le paramètre j peut être évalué expérimentalement indépendamment des singularités de contrainte en pointe de fissure. Cette étude fait référence aux notions de cette approche et à leur utilisation pour la détermination de j. Nous présentons principalement une étude comparative du paramètre énergétique j obtenu expérimentalement, en utilisant l'expression d'Andrews modifiée, et numériquement à partir de l'intégrale de contour de Rice. Nous comparons ces approches avec le modèle de Rivlin et Thomas et nous développons une procédure rapide permettant un calcul approche de j. Les résultats expérimentaux sont obtenus à partir des essais de rupture effectués, à la température ambiante, sur des éprouvettes s. E. N. T (éprouvette à fissure latérale) et d. E. N. T (éprouvette à double fissure latérale)Deux types de matériaux caoutchoutiques sont testés : l'e. P. D. M. Et le polybutadiène. Le paramètre énergétique j expérimental est déterminé par l'application d'une méthode originale (critère de séparation) développé antérieurement au laboratoire. La simulation numérique est réalisée à l'aide du code d'éléments finis ansys v 5. 0, en élasticité non linéaire et en grandes déformations. Les résultats ont mis en évidence l'influence des dimensions finies de l'éprouvette sur le paramètre j. Nous avons particulièrement vérifié la validité de la méthode de séparation et celle de l'expression de j mis sous une forme multiplicative d'une fonction de géométrie et d'une fonction tenant compte uniquement de la non linéarité du comportement. La valeur critique j#c de j régit bien, a priori, la rupture des matériaux étudiés
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Compagnon, Didier. "Deux points de physiologie des arcades dentaires humaines : perception buccale de la dureté pour des produits à déformation élastique; mesure de l'egression de la première molaire supérieure humaine, en l'absence de dent antagoniste". Clermont-Ferrand 1, 1991. http://www.theses.fr/1991CLF1DD01.
Abstract (sommario):
Deux aspects de physiologie orofaciale ont été examinés: A- La perception de la dureté a été étudiée par des méthodes psychophysiques, à partiri de cinq séries d'échantillons aux duretés variées, ont été contrôlées. Les seuils différentiels et l'estimation de la grandeur ont été établis pour dix sujets il n'est pas apparu de différence significative entre la sensibilité au niveau des incisives et des molaires. Le seuil différentiel varie entre 4 et 11% selon la gamme de dureté, et il existe une nette supériorité de l'appareil manducateur par rapport à l'extrémité digitale lors des épreuves de discrimination de la contrainte. B- Une étude de l'égression de la 1ère molaire supérieure privée d'antagoniste a été menée chez les sujets au parodonte sain et chez d'autres atteints de pathologie parodontale. Nos résultats montrent, pendant les premières années suivant l'extraction, que l'égression est principalement due à la croissance parodontale, et c'est seulement plus tard ou en présence de pathologie parodontale que le franchissement du plan d'occlusion est dû principalement à l'éruption active.
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Bassa, Bruno. "Contribution à l'étude d'éléments finis de type coque sans degrés de liberté en rotation ou à formulation solide pour des simulations numériques de l'emboutissage et du retour élastique". Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00716446.
Abstract (sommario):
La thèse présente une méthodologie pour construire des éléments finis de type " solide-coque " avec intégration réduite en vue des applications à la simulation de la mise en forme tel que l'emboutissage des tôles où ces éléments finis doivent présenter de bonnes aptitudes à modéliser la flexion mais également les situations de laminage de la tôle. A partir des éléments volumiques à 8 nœuds et 3 degrés de liberté par nœud (les 3 composantes du déplacement), un neuvième nœud est rajouté au centre de l'élément. Ce neuvième nœud n'est pourvu que d'un seul degré de liberté, le déplacement le long de la direction de l'épaisseur. Cette direction privilégiée a un nombre de points d'intégration supérieur ou égal à 3 mais l'intégration est réduite au centre de l'élément diminuant très sensiblement les temps CPU par rapport à une intégration complète. Un soin particulier a été pris pour contrôler tous les modes à énergie nulle dus à l'intégration réduite. Ce nœud supplémentaire permet une distribution linéaire de la déformation normale. Avec les lois de comportement complètement 3D ces nouveaux éléments solide-coque donnent des résultats similaires en flexion à ceux obtenus avec des éléments coques et état plan de contrainte. Le neuvième nœud joue le rôle d'un paramètre supplémentaire pour l'interpolation quadratique du déplacement dans la direction de l'épaisseur. Ce degré de liberté a une signification physique et un effort équivalent à une pression normale peut être prescrit. Dans les situations de pression normale et dans le cas du contact, la contrainte normale obtenue est physique ce qui n'est pas le cas de nombreux éléments solide-coque de la littérature. Le pincement ou le laminage des tôles est correctement modélisé. Pour valider ces éléments, un module d'emboutissage en U avec passage et laminage de la bande de tôle sur des rouleaux a été construit au laboratoire. La comparaison entre les efforts d'emboutissage calculés et mesurés est très bonne ainsi que la géométrie des bandes de tôle obtenue après retour élastique.
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Lechartier, Audrey. "Influence de la transformation martensitique induite par la déformation sur le comportement mécanique d’aciers inoxydables duplex". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI107/document.
Abstract (sommario):
Les aciers inoxydables duplex présentent une combinaison intéressante entre des propriétés mécaniques élevées, une faible conductivité thermique et un coût relativement faible. Ils sont couramment employés dans le domaine du bâtiment comme rond à béton, application qui requière notamment une résistance élevée (Rm > 950 MPa) et une ductilité importante (A% > 15). Cette thèse a pour objectif d’améliorer le compromis résistance / allongement, en développant de nouvelles nuances duplex présentant une transformation martensitique induite par la plasticité (effet TRIP) aux caractéristiques contrôlées. L’optimisation de ce compromis a nécessité en particulier une compréhension détaillée des mécanismes de transformation et de déformation plastique associés à chaque phase : la ferrite (BCC), l’austénite (FCC) et la martensite (BCC).L’influence de la transformation martensitique sur le comportement mécanique est étudiée pour quatre alliages duplex de stabilité variable de la phase austénitique en fonction de leur composition chimique. L’influence d’une microstructure multiphasée sur la cinétique de transformation est déterminée grâce à l’élaboration de trois nuances modèles représentant respectivement une nuance duplex et es deux compositions représentatives de ses constituants austénite et ferrite. L’utilisation de plusieurs techniques de caractérisation à différentes échelles a permis de décrire à la fois les mécanismes de transformation de phase et leur cinétique en fonction de la déformation, donnant ainsi accès à leur influence sur le comportement mécanique. L’étude des champs cinématiques a mis en évidence l’impact de la phase martensitique sur la répartition des déformations dans la microstructure multi-phasée. Finalement l’utilisation d’un modèle mécanique prenant en compte explicitement la transformation martensitique a permis de reproduire le comportement mécanique d’un alliage duplexDuplex stainless steels offer an attractive combination of high mechanical properties, low thermalconductivity and a relatively low cost. They are increasingly used as structural materials such as inthe construction sector as concrete reinforcement bars, where both high strength (Rm > 900 MPa)and high elongation to failure (A% > 15 %) are required. This thesis aims at improving the strength/ elongation compromise by developing new duplex stainless steel compositions experiencing a wellcontrolledmartensitic transformation induced by plasticity (TRIP effect). The optimisation of thiscompromise has required a good understanding of the transformation mechanisms and of plasticdeformation associated with each phase : ferrite (BCC), austenite (FCC) and martensite (BCC).The influence of martensitic transformation on mechanical behavior has been studied in four duplexgrades of variable austenite stability as a function of their chemical composition. The influence ofmultiphase microstructure on martensitic transformation kinetics has been determined by makingthree alloys respectively representative of a duplex grade and its two constituents (austenite andferrite). Using multiple characterization techniques at different scales has allowed determiningboth the transformation mechanisms and its kinetics as a function of strain, giving thus accessto the influence of transformation on the mechanical behavior. The study of kinematic fields hashighlighted the impact of the martensitic phase on the distribution of deformations. Finally, theuse of a mechanical model taking explicitly into account the phase transformation has allowed theduplication of the mechanical behavior of a duplex stainless steel
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Tampon, Benjamin. "Qualification expérimentale de la μTPC LNE-IRSN-MIMAC comme instrument de référence pour les mesures en énergie et en fluence de champs neutronique entre 27keV et 6,5 MeV". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY083/document.
Abstract (sommario):
En France, les références associées à la fluence neutronique et aux grandeurs dosimétriques dérivées sont détenues par le Laboratoire de Métrologie, de micro-irradiation et de Dosimétrie des Neutrons (LMDN) de l’IRSN. Afin d’améliorer la définition des références en énergie et en fluence des champs neutroniques monoénergétiques de l’installation AMANDE,le LMDN s’est engagé dans le projet de développement d’un détecteur gazeux μTPC (microTime Projection Chamber) appelé LNE-IRSN-MIMAC en collaboration avec le LPSC.Dans une précédente thèse, la mesure de champs neutroniques entre 27 keV et 565 keV a été réalisée. L’objectif de ce travail de thèse est d’étendre la gamme de mesure au-delà de 1 MeV.Le choix du gaz, le développement d’une méthode d’analyse indépendante de l’utilisateur et la caractérisation du détecteur ont ainsi permis de valider la capacité du détecteur LNE-IRSN-MIMAC à réaliser des mesures dans des champs neutroniques monoénergétiques entre 250 keV et 6,5 MeV avec une précision de 3% en énergie et de 2,5% en fluenceIn France, the references associated to the neutron fluence and the deriva-ted dosimetric quantities are under the responsability of the micro-irradiation and neutronmetrology and dosimetry laboratory (LMDN)of IRSN. In order to improve the definition ofreferences in fluence and energy of the monoenergetic neutron fields, produced at AMANDEfacility, a micro-TPC gaseous detector, called LNE-IRSN-MIMAC, is developping in collabo-ration with LPSC.In a previous work, the detector was qualified for neutron fields in the energy rangebetween 27 keV and 565 keV. The objective of the present work is to extend the range of theμTPC above 1 MeV. The choice of the gas, the development of an analysis method and thedetector characterization allowed to validate the detector capacity to perform measurements inmonoenergetic neutron fields ranging from 250 keV up to 6,5 MeV with a relative uncertaintyof 3% and 2,5% respectively in energy and fluence
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Jiang, Chennan. "Damage accumulation and recovery in Xe implanted 4H-SiC". Thesis, Poitiers, 2018. http://www.theses.fr/2018POIT2251/document.
Abstract (sommario):
Le carbure de silicium (SiC) est un matériau qui est considéré comme un semi-conducteur à large bande interdite ou une céramique suivant ses applications en microélectronique ou comme matériau nucléaire. Dans ces deux domaines d'application les défauts générés par l'implantation/irradiation d'ions (dopage, matériau de structure) doivent être contrôlés. Ce travail est une étude des défauts générés par l'implantation de gaz rares suivant les conditions d'implantation (fluence et température). La déformation élastique a plus particulièrement été étudiée dans le cas d'implantation de xénon à des températures pour lesquelles la recombinaison dynamique empêche la transition amorphe. Un modèle phénoménologique basé sur le recouvrement des cascades a été proposé pour comprendre l'évolution de la déformation maximale avec la dose. Des observations complémentaires en particulier par microscopie électronique à transition nous ont permis de préciser la nature des défauts créés et d'étudier leur évolution sous recuit. La formation de cavités a été observée pour des conditions sévères d'implantation/recuit ; ces cavités sont de nature différente (vide ou pleine) suivant la répartition du xénon. Cette étude est également reliée aux propriétés de gonflement sous irradiation, gonflement qui doit être anticipé dans les domaines d'application du SiCSilicon carbide is a material that can be considered as a wide band gap semiconductor or as a ceramic according to its applications in microelectronics and in nuclear energy system (fission and fusion). In both fields of application defects or damage induced by ion implantation/ irradiation (doping, material structure) should be controlled. This work is a study of defects induced by noble gas implantation according to the implantation conditions (fluence and temperature). The elastic strain buildup, particularly in the case of xenon implantation, has been studied at elevated temperatures for which the dynamic recombination prevents the amorphization transition. A phenomenological model based on cascade recovery has been proposed to understand the strain evolution with increasing dose and for different noble gases. In addition, with the help of transmission electron microscopy the evolution of defects under subsequent annealing was studied. The formation of nanocavities was observed under severe implantation/annealing conditions. These cavities are of different nature (full of gas or empty) according to the xenon and damage distribution. This study is also linked to swelling properties under irradiation that should be projected in the SiC application fields
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Girault, Baptiste. "Étude de l'effet de taille et de structure sur l'élasticité de composites W/Cu nanostructurés en couche mince". Phd thesis, Université de Poitiers, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00457334.
Abstract (sommario):
Les lois régissant le comportement mécanique des matériaux cristallins présente une forte dépendance à la microstructure de ces derniers, et notamment, à la taille des cristallites lorsqu'ils atteignent l'échelle nanométrique. Le contrôle de la structuration des échantillons est assuré par la stratification de matériaux immiscibles, tungstène et cuivre, de réponse mécanique élastiquement isotrope et anisotrope, respectivement. La caractérisation des films réalisés par dépôts en phase vapeur a été réalisée par analyse combinée de clichés de microscopie électronique et données de diffraction et diffusion des rayons X. L'instrumentation alors mise en oeuvre afin d'accéder à la réponse élastique est la traction in situ de films minces de type composite W/Cu supportés, couplée à la diffraction des rayons X. Ce travail de recherche témoigne de la forte complémentarité entre les caractérisations microstructurales de microscopie électronique et de diffraction des rayons X, nécessaires à l'interprétation des résultats des essais de traction in situ, notamment en termes de modélisation. Il a ainsi pu être mis en évidence le caractère dispersoïde des fines couches de cuivre déposées et ainsi qu'une répartition particulière des orientations préférentielles au sein des couches de tungstène, <110> et <111>. Les résultats obtenus sur composites W/Cu à dispersoïdes quasi-isotrope de cuivre et lamellaires ont très clairement révélé un effet de structure et de taille sur les sous-couches de tungstène. Une étude plus approfondie du domaine élastique au sein de composites lamellaires a non seulement révélé que son étendue présentait une forte dépendance aux contraintes résiduelles, mais aussi que l'apparition des dislocations au sein des couches de cuivre entraînait un transfert de charge vers les couches de tungstène, conduisant à la fissuration en mode II.
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Elmay, Wafa. "Développement de nouveaux alliages biocompatibles instables mécaniquement à bas module d'Young". Phd thesis, Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00915166.
Abstract (sommario):
Les alliages de titane β-métastables biocompatibles suscitent un intérêt croissant pour les applications médicales grâce à leur comportement superélastique et/ou effet mémoire de forme, leur excellente résistance à la corrosion et leur bonne aptitude à la déformation à froid. Dans le cadre de cette thèse, un alliage superélastique Ti-26Nb et un alliage à mémoire de forme Ti-24Nb ont été élaborés en creuset froid en semi-lévitation magnétique et ont fait l'objet d'une caractérisation approfondie sur le plan microstructural et mécanique. Les mécanismes de déformation activés lors d'une sollicitation mécanique ont été identifiés pour les deux alliages au moyen d'essais de traction couplés à des mesures in-situ en diffraction des rayons X. Une procédure d'optimisation basée sur des traitements thermo-mécaniques nano-structurants a été développée pour augmenter simultanément la résistance mécanique et la superélasticité tout en conservant un bas module élastique. Un ensemble de propriétés qui conditionne la réussite de la pose d'implant en améliorant la qualité de transfert des contraintes à l'interface os/implant. Les évolutions microstructurales à l'origine de l'optimisation de ces propriétés ont été étudiées par diffraction des rayons X, microscopie électronique à transmission et essais mécaniques. Ce travail se conclut par une introduction à la modélisation micromécanique du comportement du Ti-26Nb. Les caractéristiques cristallographiques de la transformation martensitique ont été déterminées en se basant sur la théorie de Ball et James. L'influence de l'orientation cristallographique sur le comportement mécanique des monocristaux a été étudiée.
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BAZALGETTE, LOIC. "Relations plissement/fracturation multi échelle dans les multicouches sédimentaires du domaine élastique/fragile :Accommodation discontinue de la courbure par la fracturation de petite échelle et par les articulations. Possibles implications dynamiques dans les écoulements des réservoirs". Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007923.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse est dédié à l'étude des liens génétiques existant entre les plis et les fractures formés dans la croûte terrestre superficielle, i.e., dans le domaine élastique/fragile. Ce problème est abordé à la fois d'un point de vue académique et dans la perspective d'une amélioration de l'exploration et de la production des réservoirs naturels (eau et hydrocarbures). Les principaux résultats de ce travail sont les suivants :
- Une classification originale des relations entre plis et fractures est établie sur la base d'études comparatives de terrain. La cinématique et les origines mécaniques des différentes associations observées sont discutées, ainsi que de possibles implications au niveau de la dynamique dans les réservoirs plissés fracturés sont proposées.
- Le rôle prédominant de zones de fractures appelées articulations sur l'accommodation de la courbure des plis est démontré par de nombreuses études de terrain. Une typologie de ces zones de fractures est proposée sur la base d'exemples naturels et leur origine mécanique est discutée. L'origine mécanique de ces articulations est précisée dans une étude expérimentale. On utilise des multicouches de paraffine cassante, sollicités dans un dispositif de chargement original. Ce dispositif permet une étude paramétrique des conditions de chargement et de la structure du multicouche, tout en autorisant l'observation en continu de la déformation. Les paramètres les plus importants contrôlant la distribution des articulations et leur évolution géométrique sont la pression de confinement et la friction interfaciale dans le multicouche.
- On présente en outre une étude de cas intégrant l'ensemble des résultats et des concepts. Il s'agit de l'anticlinal de la Montagna della Majella (Italie), qui représente un analogue de réservoir plissé/fracturé.
- Des implications des résultats précédents aux problèmes des écoulements dans les réservoirs sont discutées.
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Bassa, Bruno. "Contribution à l’étude d’éléments finis de type coque sans degrés de liberté en rotation ou à formulation solide pour des simulations numériques de l’emboutissage et du retour élastique". Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0113/document.
Abstract (sommario):
La thèse présente une méthodologie pour construire des éléments finis de type « solide-coque » avec intégration réduite en vue des applications à la simulation de la mise en forme tel que l’emboutissage des tôles où ces éléments finis doivent présenter de bonnes aptitudes à modéliser la flexion mais également les situations de laminage de la tôle. A partir des éléments volumiques à 8 nœuds et 3 degrés de liberté par nœud (les 3 composantes du déplacement), un neuvième nœud est rajouté au centre de l’élément. Ce neuvième nœud n’est pourvu que d’un seul degré de liberté, le déplacement le long de la direction de l’épaisseur. Cette direction privilégiée a un nombre de points d’intégration supérieur ou égal à 3 mais l’intégration est réduite au centre de l’élément diminuant très sensiblement les temps CPU par rapport à une intégration complète. Un soin particulier a été pris pour contrôler tous les modes à énergie nulle dus à l’intégration réduite. Ce nœud supplémentaire permet une distribution linéaire de la déformation normale. Avec les lois de comportement complètement 3D ces nouveaux éléments solide-coque donnent des résultats similaires en flexion à ceux obtenus avec des éléments coques et état plan de contrainte. Le neuvième nœud joue le rôle d’un paramètre supplémentaire pour l’interpolation quadratique du déplacement dans la direction de l’épaisseur. Ce degré de liberté a une signification physique et un effort équivalent à une pression normale peut être prescrit. Dans les situations de pression normale et dans le cas du contact, la contrainte normale obtenue est physique ce qui n’est pas le cas de nombreux éléments solide-coque de la littérature. Le pincement ou le laminage des tôles est correctement modélisé. Pour valider ces éléments, un module d’emboutissage en U avec passage et laminage de la bande de tôle sur des rouleaux a été construit au laboratoire. La comparaison entre les efforts d’emboutissage calculés et mesurés est très bonne ainsi que la géométrie des bandes de tôle obtenue après retour élastiqueThis thesis presents a methodology for developing under-integrated “solid-shell” finite elements for sheet forming simulations like deep drawing where these elements must offer a bending capability and sheet thinning conditions as well. Starting from 8-node elements endowing three degrees of freedom per node (three displacement components), a ninth node is added at the centre of the element. This extra node has just one degree of freedom: a displacement along the ‘thickness’ direction. Several integration points are distributed along this privileged direction (5 points, generally) but the in-plane reduced integration at the centre of the element decreases CPU costs compared to a full integration. A special care has been taken to control all zero-energy modes due to the reduced integration. This additional node allows a linear distribution of the normal strain. With fully-3D constitutive laws, these new solid-shell elements give similar bending results as those obtained with shell elements and a plane stress state hypothesis. This ninth node acts as an additional parameter for the quadratic interpolation of the displacement in the ‘thickness’ direction. The corresponding degree of freedom has a physical meaning and a force, equivalent to a normal pressure for instance, may be prescribed. In situations of a normal pressure and in the case of contact, the obtained normal stress is physically defined, which is not the case for many solid-shell elements found in the literature. The pinching (or the thinning) of sheets is properly modelled. To validate these elements, an apparatus for U-drawing tests with ironing or thinning on strip sheets has been built in the laboratory. The comparison between numerical and experimental punch force during sheet forming is pretty good as well as the geometry of blank after springback
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Ponchel, Arnaud. "Champs de déformation locaux autour d'éléments d'addition en solution solide dans les alliages ordonnés TiAl+X (X=Cr, Mn, Ni, Zr, Nb) : déterminations expérimentales et théoriques : application à l'étude de l'interaction soluté-dislocation". Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066563.
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Curtet, Émilien. "Évolution microstructurale et compréhension des mécanismes de déformation d'un acier austénitique stabilisé au titane pour les réacteurs de quatrième dimension". Thesis, Poitiers, 2019. http://www.theses.fr/2019POIT2293.
Abstract (sommario):
Les futurs réacteurs nucléaires de IVème Génération doivent répondre à de nouvelles exigences en matière de sureté, d’efficacité énergétique, et d’intégration dans le cycle du combustible nucléaire. Pour répondre à cette demande, le CEA développe de nouveaux concepts de réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium. Le matériau de gainage combustible candidat pour le cœur de ces réacteurs est l’acier 15-15Ti AIM1 (Austenitic Improved Material #1). Il s’agit d’un acier inoxydable austénitique avancé contenant 15% de chrome et 15% de nickel en masse, stabilisé au titane et utilisé à l’état faiblement écroui.Cet acier présente une singularité marquée de comportement : sa ductilité diminue fortement entre 20 et 200°C, ce qui se traduit par une diminution d’un facteur proche de 3 des allongements homogène et à rupture dans cet intervalle de température. Par ailleurs, l’effet du vieillissement thermique sur sa microstructure et son comportement mécanique reste peu connu aux températures les plus basses des conditions de service en réacteur, c’est-à-dire entre 400 et 600°C. Dans ce contexte, le but de cette thèse est double :- Améliorer notre compréhension des mécanismes de déformation responsables de la singularité de comportement constatée à 200°C ; - Etudier l’influence d’un vieillissement hors flux dans une gamme de température comprise entre 400 et 600°C sur les évolutions microstructurales et sur le comportement en traction incluant la singularité de comportement.Elucider l’origine de la singularité de comportement en lien avec les mécanismes de déformation a requis une approche multi-échelle regroupant des techniques comme les essais de traction, la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) et la Microscopie Electronique en Transmission (MET). Elles ont permis de révéler :- Une coexistence du maclage et du glissement de dislocations parfaites à 20°C ;- Une prédominance du glissement de dislocations parfaites associée à du glissement dévié à 200°C ;- Une hausse continue de l’Energie de Défaut d’Empilement (EDE) entre 20 et 200°C, avec des valeurs respectivement de 27 mJ/m² et de 46 mJ/m².Ainsi, nous avons pu établir que l’évolution des mécanismes de déformation entre 20 et 200°C s’explique par une compétition entre le maclage et le glissement dévié pour minimiser l’énergie totale du matériau. Il apparaît que l’activation du maclage à 20°C conduit à un durcissement important de la microstructure par effet Hall-Pech dynamique, ce qui se traduit par une ductilité élevée. Au contraire, l’activation du glissement dévié associée à la disparition du maclage à 200°C résulte en un durcissement limité de la microstructure responsable d’une localisation précoce de la déformation.Pour des vieillissements entre 400 et 600°C et des temps de maintien allant jusqu’à 1000 h, on ne perçoit pas d’indice notable de restauration. En revanche, des examens au MET permettent de déterminer un nouveau seuil d’apparition des carbures de titane (TiC) nanométriques pour un maintien isotherme de 5000 h à 500°C. En traction, on constate sur tous les états vieillis entre 400 et 600°C un gain à la fois en résistance mécanique (Rm) et en ductilité (Ag et At) par rapport à l’état initial écroui. Il est à noter que le gain très significatif en ductilité constatée sur toute la plage de température testée (entre 20 et 400°C) est couplé à une augmentation du coefficient d’écrouissage. Une hypothèse proposée pour expliquer cette évolution de comportement repose sur le rôle des TiC nanométriques (ou leurs précurseurs) susceptibles d’épingler les dislocations. Notamment, ils empêcheraient les dislocations initialement présentes dans l’acier de s’annihiler ou se recombiner avec les dislocations introduites par l’essai de tractionThe fourth generation of nuclear reactors must meet new requirements for safety, energy efficiency, and integration into the nuclear fuel cycle. The CEA is a primary actor in this field and is developing new concepts for sodium-cooled fast reactors. The fuel cladding material being considered for these reactors is 15-15Ti AIM1 steel (Austenitic Improved Material #1), which is an advanced austenitic stainless steel containing 15-wt% chromium and 15-wt% nickel, Ti-stabilized and slightly cold-worked. This steel exhibits a singular loss of ductility between 20 and 200°C: the uniform and total elongations (UE and TE) are reduced by a factor of 3 in this temperature range. In addition, the effect of thermal aging on the microstructure and mechanical behavior is poorly known in the lowest operating conditions that are between 400 and 600°C. In this context, the objectives of this Ph.D. thesis are: - Increase our knowledge of the deformation mechanisms involved in the singular behavior at 200°C ; - Study the influence of a thermal aging between 400 and 600°C on the microstructural evolutions and on the mechanical behavior, with particular attention on the singularity at 200°C. Examining the relation between the singular behavior at 200°C and the related deformation mechanisms required a multi-scale approach combining techniques such as tensile tests, Electron Backscatter Diffraction (EBSD), and Transmission electron Microscopy (TEM). The analyses revealed: - A coexistence of twinning and perfect slip at 20°C;- An extinction of twinning replaced by a predominance of perfect slip associated with cross-slip at 200°C;- A continuous increase of the Stacking Fault Energy (SFE) from 20 to 200°C. In particular, the measured values are respectively 27 mJ/m² and 46 mJ/m². The evolution of the deformation mechanisms of 15-15Ti AIM can be explained by a competition between twinning and cross-slip for releasing the strain energy of the material. At 20°C, both dislocation glide and twinning are active, and the twinning produces a “Dynamic Hall-Petch Effect”, which produces continual strain hardening of the microstructure even at high strains, which leads to high ductility. On the other hand, the stacking fault energy is high at 200°C, so twinning no longer occurs, but cross-slip becomes active. Thus, little strain hardening occurs at 200°C, which leads to the rapid onset of strain localization and reduced ductility.Samples that were aged between 400 and 600°C for 1000 hours exhibit no evidence of material recovery. However, TEM observations established a new threshold for the precipitation of nanometric titanium carbides after an isothermal treatment at 500°C for 5000 hours. Concerning the tensile properties, the aged states present a gain both in strength (especially in Ultimate Tensile Strength) and in ductility (UE, TE) compared to the initial cold-worked state. This gain in ductility is observed for all of the temperatures tested (between 20 and 400°C) and is accompanied by an increase of the strain hardening rate of the material. One plausible hypothesis to explain this improvement of the mechanical behavior relies on the nanometric titanium carbides formed during the aging process. These precipitates could prevent by pinning the initially present dislocations to recombine or annihilate with the dislocations introduced by the tensile test
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Gourragui, Ismail. "Modélisation numérique, optimisation et commande de machines à réluctance variable". Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Gourragui.Ismail.SMZ0642.pdf.
Abstract (sommario):
Le but de cette thèse est d'apporter une contribution à la modélisation numérique par la méthode des éléments finis de machines à réluctance variable (MRV), concevoir leurs formes, et développer des lois de commande non linéaires pour leurs optimisations et leurs contrôles. La première partie de cette étude concerne l'algorithme de couplage multiphysique du phénomène électromagnétique, de l'équation mécanique du rotor et l'équation des déformations élastiques du stator. Elle met surtout l'accent sur le calcul des pertes dues aux courants de Foucault et aux pertes dues à d'hystérésis en s'appuyant sur le modèle de Preisach. Après avoir mis en place les techniques nécessaires pour une modélisation performante et précise des MRV, ainsi que le couplage simultané des lois physiques nécessaires qui s'y appliquent, nous développons une nouvelle forme géométrique des MRV afin de maximiser l'accélération du rotor. L'objectif est de satisfaire l'industrie d'usinage à très grande vitesse. Cette thèse traite aussi l'optimisation multiobjectif des MRV. Il s'agit de maximiser l'énergie fournie par la machine tout en minimisant les pertes par effet Joule. Ce problème a été résolu par la méthode classique de la théorie du contrôle optimal et la solution peut être implantée à l'aide d'une méthode de tir. L'implantation de ces lois de commande nécessite la mesure en ligne de toutes les variables d'état, ce qui n'est pas toujours possible. Nous avons donc élaboré un observateur d'intervalles qui permet d'estimer l'état de la partie mécanique de notre système en présence d'un couple de charge considéré comme une entrée inconnueHe aim of this thesis is the study of the numerical modelling of switched reluctance motors, the optimization of their shape and their dynamics at high speed, and finally, the design of their control. The first part of this study is devoted to introduce a new algorithm of electro-magneto-mechanical coupling phenomenon by taking into account the moving mesh and material saturation. The calculation of eddy current losses, flux linkage and magnetic torque are carried out. On the other hand, the calculation of hysteresis losses by using a Preisach model is introduced. The subject of the second part is to design of a SRM 6/2 structure in order to maximize the average magnetic torque and to minimize eddy current losses. The result obtained is a new rotor shape, that we have named rotor with leading teeth. In the third part, this thesis deals with the design of the waveform currents. We suppose two objective costs, to maximize electromechanical energy conversion and to minimize the electrical loss. This problem is formulated into a multiobjective optimization task with certain constraints. Then the Pontryagin’s principle is applied. The optimality system obtained is solved with the shooting technique for numerical solution. However, the implementation of the control laws is difficult. We thus provide an interval observer of the system in presence of load torque by taking into account a nonlinear model of SRM
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Charitopoulos, Anastasios. "Computational Fluid Dynamics study of heavily loaded fixed-pad thrust bearings operating under thermoelastohydrodynamic regime". Thesis, Poitiers, 2020. http://www.theses.fr/2020POIT2285.
Abstract (sommario):
Dans la présente thèse sont étudiés les effets des déformations thermiques sur les performances des butées à patin fixe fonctionnant sous des charges et des températures élevées. Le travail présenté se compose de deux parties principales. Dans une première étape, afin d'identifier les mécanismes de génération de pression dans les butées à surfaces parallèles, les différentes théories proposées dans la littérature scientifique ont été évaluées. À cette fin, un modèle thermoélastohydrodynamique (TEHD) basé sur la Dynamique de Fluides Numérique (CFD) a été généré, en tenant compte tous les phénomènes physiques du lubrifiant, des solides et de leur interaction, qui ont été suggérés dans la littérature comme des phénomènes contribuant au mécanisme de génération de pression des butées à faces parallèles. L'importance de chaque théorie a été quantifiée et une modélisation finale a été proposée afin d’évaluer avec précision les performances d'une butée à faces parallèles. De plus, le modèle généré a été validé par rapport aux résultats expérimentaux de la littérature. La deuxième partie de la thèse utilise l'approche de modélisation proposée précédemment pour évaluer les conceptions contemporaines de butées, telles que les butées à surfaces texturées, revêtus, à poche et à plan incliné. En conclusion, les déformations thermiques des patins de la butée ou de la glissière sont établies comme le principal mécanisme de création de pression dans les butées à surfaces parallèles. En outre, elles contribuent de manière significative aux performances TEHD des butées texturées et revêtues. Au contraire, sur les butées à poche et à plan incliné, les déformations thermiques sont d'une importance négligeable, même à des charges et des températures de fonctionnement élevéesThe present Thesis investigates the effects of thermal deformations on the performance of fixed-pad thrust bearings operating under high loads and temperatures. The presented work consists of two main parts. Firstly, in order to identify the mechanisms of pressure build-up in parallel surface thrust bearings, the different theories proposed in the scientific literature have been evaluated. To this end, a CFD-based thermoelastohydrodynamic (TEHD) model has been generated, accounting for all the physical phenomena of the lubricant, of the solid domains and their interaction, which have been suggested in the literature as phenomena contributing to the pressure build-up mechanism of the parallel thrust bearing. The importance of each theory has been quantified and a final modelling approach has been proposed, for accurately evaluating the performance of a parallel thrust bearing. Furthermore, the generated model has been validated against experimental results of the literature. The second part of the Thesis utilises the previously proposed modelling approach to evaluate contemporary designs of thrust bearings, such as textured, coated, pocket and tapered-land bearings. In conclusion, the thermal deformations of the bearing pad are established as the main pressure build-up mechanism in parallel thrust bearings. Moreover, they contribute significantly to the TEHD performance of textured and coated bearings. Contrariwise, on pocket and tapered-land bearings, the thermal deformations are of negligible importance, even at high loads and operating temperatures
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Mlika, Rabii. "Nitsche method for frictional contact and self-contact : Mathematical and numerical study". Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI002/document.
Abstract (sommario):
Dans cette thèse, nous présentons et étudions une nouvelle formulation du problème de contact frottant entre deux corps élastiques se basant sur la méthode de Nitsche. Dans cette méthode les conditions de contact sont imposées faiblement, grâce à un terme additionnel consistant et stabilisé par un paramètre gamma. En premier lieu, nous introduisons, l’étude effectuée en petites déformations pour une version non biaisée de la méthode. La non-distinction entre une surface maître et une surface esclave permettera à la méthode d’être plus générique et applicable directement au problème d’auto-contact. Le cadre restrictif des petites déformations nous permet d’obtenir des résultats théoriques sur la stabilité et la convergence de la méthode. Ces résultats sont complétés par une validation numérique. Ensuite, nous introduisons l’extension de la méthode de Nitsche au cadre des grandes déformations qui est d’avantage pertinent pour les applications industrielles et les situations d’auto-contact. La méthode de Nitsche est formulée pour un matériau hyper-élastique avec frottement de Coulomb et se décline en deux versions : biaisée ou non. La formulation est généralisée à travers un paramètre theta pour couvrir toute une famille de méthodes. Chaque variante particulière a des propriétés différentes du point de vue théorique et numérique, en termes de précision et de robustesse. La méthode est testée et validée à travers plusieurs cas tests académiques et industriels. Nous effectuons aussi une étude de l’influence de l’intégration numérique sur la précision et la convergence de la méthode. Cette étude couvre une comparaison entre plusieurs schémas d’intégration proposés dans la littérature pour d’autres méthodes intégralesIn this thesis, we present and study a new formulation of frictional contact between two elastic bodies based on Nitsche’s method. This method aims to treat the interface conditions in a weak sense, thanks to a consistent additional term stabilized with the parameter gamma. At first, we introduce the study carried out in the small strain framwork for an unbiased version of the ethod. The non-distinction between a master surface and a slave one will allow the method to be more generic and directly applicable to the self-contact problem. The restrictive framework of small strain allowed us to obtain theoretical results on the consistency and convergence of the method. Then, we present the extension of the Nitsche method to the large strain case more relevant for industrial applications and situations of self-contact. This Nitsche’s method is formulated for an hyper-elastic material and declines in the two versions: biased and unbiased. We describe a class of methods through a generalisation parameter theta . Particular variants have different properties from a numerical point of view, in terms of accuracy and robustness. To prove the accuracy of the method for large deformations, we provide several academic and industrial tests. We also study the influence of numerical quadrature on the accuarcy and convergence of the method. This study covers a comparison of several integration rules proposed in the literature for other integral methods
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Pelloux-Gervais, David. "Caractérisation par méthodes nucléaires avancées de boîtes quantiques d'In(Ga)As épitaxiées sur silicium". Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0109.
Abstract (sommario):
L’intégration de semiconducteurs III-V à gap direct sur silicium est un enjeu de taille pour le développement de l’optoélectronique. En effet, si le silicium est aujourd’hui à la base de la microélectronique, la nature indirecte de son gap en fait un très mauvais émetteur de lumière. Parmi les matériaux candidats à l’intégration, l’In(Ga)As présente l’avantage d’un gap direct plus faible que le silicium, favorisant un comportement de puits de potentiel pour les paires électrons-trous. En revanche, le fort désaccord paramétrique entre les deux matériaux fait de la croissance épitaxiale d’In(Ga)As sur silicium un sérieux défi pour le physicien. Cette thèse est focalisée sur l’étude par faisceaux d’ions de boîtes quantiques (BQs) d’In(Ga)As épitaxiées sur silicium et de leur encapsulation ultérieure par du silicium. L’analyse par rétrodiffusion élastique à haute énergie (RBS) a permis de quantifier la composition des îlots d’In(Ga)As et de la couche cap de Si. Des phénomènes d’exo-diffusion d’indium et la présence d’espèces en excès ont été mis en évidence. En pratiquant l’analyse en géométrie de canalisation (RBS-C), nous avons pu caractériser l’épitaxie des BQs sur le substrat ainsi que celle de la couche cap. La deuxième technique utilisée dans ce travail est l’analyse par rétrodiffusion élastique à moyenne énergie (MEIS), qui permet de profiler composition, défauts cristallins, et déformation avec une résolution sub-nanométrique au voisinage de la surface de la cible. Les spectres MEIS en modes aléatoire et canalisé ont permis d’obtenir le profil de composition et de défauts du plan de BQs. Enfin, la déformation du cristal d’In(Ga)As par rapport au monocristal de silicium du substrat a été étudiée grâce à l’effet de blocage du flux d’ions rétrodiffusés qui permet d’observer les ombres des axes et des plans cristallographiquesThe integration on silicon of direct band gap materials such as some semiconductors from the III-V group is of a rising interest for tomorrow's optoelectronic devices. Although silicon is the raw material for many microelectronic devices, it has a poor light emitting efficiency due to his indirect band gap. Among the III-V family, the In(Ga)As compounds present the advantage of a smaller band gap than silicon, which encourage the confinement of electron-hole pairs. However, the large lattice mismatch between silicon and In(Ga)As is a serious limitation for the epitaxial integration. This PhD work has been focused on the ion beam study of In(Ga)As quantum dots (QDs) grown by epitaxy on silicon and of the QD capping by silicon. Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) has been used to quantify composition of both QDs and cap layer. Exo-diffusion and excess issues of some elements have been pointed out. The epitaxial relation between QDs and substrate have been investigated by ion channelling (RBS-C). Medium Energy Ion Scattering (MEIS) has also been used to obtain high resolution profiles of composition, defects and strain for both the QD plane and the capping layer. Direct space mapping of both crystals has also been achieved by MEIS thanks to the blocking effect
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Delannoy, Stéphanie. "Développement d’alliages de titane innovants à gradient de propriétés pour applications implantaires". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066653.
Abstract (sommario):
Les travaux effectués concernent le développement d’alliages de titane à gradient d’élasticité. Ils s’inscrivent dans le cadre du développement de matériaux dédiés à l’implantologie dentaire, en collaboration avec l’entreprise Biotech Dental. La discontinuité élastique constatée à l’interface os/implant a été mise en cause dans la survenue de phénomènes de résorption osseuse pouvant conduire à des échecs implantaires. L’abaissement du module en surface pourrait alors permettre un transfert des contraintes plus approprié, à l’origine d’une amélioration de l’ostéo-intégration. Un travail amont, basé sur la considération de paramètres électroniques et d’éléments de biocompatibilité, a permis de sélectionner des alliages pouvant présenter une grande variabilité élastique : le Ti-13Nb-13Zr (%m.) et le Ti-20Nb-6Zr (%at.). Une étude préliminaire menée sur des échantillons fins a permis de confirmer cette variabilité et d’associer les bornes élastiques à différentes microstructures. Nous avons alors développé des approches combinant des séquences de déformation et de traitements thermiques courts sur des échantillons massifs. Ainsi, sur le TNZ, une approche de déformation superficielle par grenaillage d’un état β-trempé a permis d’obtenir un gradient de 65 GPa à 85 GPa sur 400 µm. Une approche de dissolution préférentielle sur le Ti-13-13 a quant à elle conduit à un gradient de 75 GPa à 130 GPa sur 100 µm, par traitement thermique flash d’un état précipité préalablement grenaillé. Ces résultats ont donc validé les combinaisons matériau–stratégie–procédé conçues précédemment. Ils ont aussi permis une rationalisation des différentes approches possibles pour obtenir le gradientThe work carried out concerns the development titanium alloys with elastic gradient. They are part of the development of materials dedicated to dental implantology, in collaboration with the company Biotech Dental. The elastic discontinuity observed at the bone / implant interface has been called into question in the occurrence of bone resorption phenomena which can lead to implant failures. The lowering of the surface modulus could then allow a more appropriate transfer of stresses which would lead to an improvement of the osseointegration. An upstream work, based on the consideration of electronic parameters and biocompatibility elements, made it possible to select alloys which can exhibit a great elastic variability: Ti-13Nb-13Zr (wt.%) and Ti-20Nb-6Zr (at.%). A preliminary study carried out on laminated samples allowed to confirm this variability and to associate the elastic bounds obtained with different microstructural states. On the basis of these observations, we have developed approaches combining sequences of deformation and short heat treatments on massive samples. Thus, on the TNZ, a surface deformation approach by shot peening applied on a β-quenched state made it possible to obtain a gradient of 65 GPa to 85 GPa over 400 μm. And a preferential dissolution approach on the Ti-13-13 has lead to a gradient of 75 GPa to 130 GPa on 100 μm, via the realization of flash thermal treatments on massive samples in the precipitated state previously shot-peened. These results have thus validated the previously designed material - strategy - process combinations. They also allowed a rationalization of the different possible approaches to obtain the elasticity gradient
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Flerit, Frédéric Jean-Philippe. "La mécanique de l'extrusion et de l'extension continentale en Anatolie-Egée : comment la mécanique de la fracturation, basée sur des observations tectoniques et géodésiques (GPS), réconcilie la déformation continentale avec la tectonique des plaques". Paris, Institut de physique du globe, 2003. http://www.theses.fr/2003GLOB0010.
Abstract (sommario):
Nous utilisons les observations tectoniques et géodésiques (GPS) pour modéliser la déformation actuelle et l'évolution mécanique de l'Anatolie-Egée. Dans notre approche, la déformation de la lithosphère est localisée sur les failles connues, traitées comme des dislocations dans un milieu élastique. Nous montrons que deux processus tectoniques se superposent à l'échelle lithosphérique : l'extension associée à la subduction hellénique et l'extrusion de l'Anatolie associée à la propagation de la Faille Nord Anatolienne (NAF). Depuis que la NAF a pénétré en Egée, ces processus interagissent mécaniquement. Nous montrons qu'une vaste zone d'endommagement se développe en avant de la NAF pendant que la lithosphère relaxe des déformations élastiques long terme. La NAF est ainsi devenue une faille transformante sur 3/4 de sa longueur. Le comportement élastique simple de la lithosphère continentale explique l'équilibre mécanique entre la rotation rigide de l'Anatolie et la déformation de l'EgéeTectonic and geodetic observations (GPS) allow us to model the present-day deformation of the Anatolia-Aegean region and its mechanical evolution. In our approach, the deformation of the lithosphere is localised on known faults, treated as dislocations in elastic half-space. We show that two tectonic processes are superposed at the lithospheric scale : The extension associated with the Hellenic subduction and the extrusion of Anatolia associated with the propagation of the North Anatolian Fault (NAF). Since the NAF entered the Aegean, the two processes interact mechanically. We show that a large process zone forms at the front of the NAF, as the lithosphere relaxes long-term elastic strains. As a result the NAF has become a transform fault for 3/4 of its length. The simple elastic behaviour of the continental lithosphere explains the mechanical balance between the rigid rotation of Anatolia and the deformation of the Aegean
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Durinck, Julien. "Modélisation de la plasticité de la forsterite par calculs à l'échelle atomique et par dynamique des dislocations". Lille 1, 2005. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/9fd43a9a-26ef-450b-93e3-5ad8c43033b0.
Abstract (sommario):
L'étude de la déformation plastique de l'olivine constitue un point important dans la compréhension de la dynamique interne de la Terre. Ce minéral se déforme essentiellement par glissement de dislocations de vecteurs de Burgers [100] et [001] et, pour la première fois dans le domaine de la minéralogie physique, nous avons abordé le problème en adoptant une approche numérique. A l' échelle atomique, la question importante de l' anisotropie plastique peut être éclairée par l'approche des fautes d'empilement généralisées, calculées par ab initio, qui permet de remonter à la limite d'élasticité théorique. Cette méthode a également permis d'expliquer l'influence de la pression sur les mécanismes de déformation de l'olivine, récemment mise en évidence expérimentalement. Le modèle de Peierls-Nabarro constitue une alternative à la modélisation directe des cœurs de dislocation. Grâce à ce dernier, l'étalement du cœur et les contraintes de Peierls des dislocations de vecteurs de Burgers [001] et [100] ont pu être déterminées. A l'échelle mésoscopique, nous avons adapté une simulation tridimensionnelle de la dynamique des dislocations à la structure de l'olivine pour modéliser la plasticité du monocristal. Le modèle de formation et propagation de doubles décrochements permet de décrire la mobilité des dislocations soumises à de la friction de réseau et son utilisation a mis en évidence un effet de la contrainte sur l'anisotropie plastique. Les dislocations ne constituent pas des obstacles forts entre elles (pas de formation de jonction, ni d'interactions colinéaires) et le glissement dévié apparaît comme étant un mécanisme manquant qu'il faudra étudier en détail dans le futur.