Tesi sul tema "Propriétés physico-Mécaniques et hygro-Thermiques"
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Daher, Suzanne. "Optimisation de la formulation d'un béton de chanvre : effet des interactions physico-chimiques entre les particules végétales et le liant". Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2022. http://www.theses.fr/2022AMIE0041.
Abstract (sommario):
Le béton de chanvre est l'un des matériaux de construction biosourcés le plus en vogue en France. Il est souvent utilisé comme matériau de remplissage et/ou d'isolation, dans un système éco-constructif. Compte tenu de sa forte porosité, ce béton présente des performances thermiques et hygriques particulièrement intéressantes. Toutefois, alors que son niveau d'isolation thermique s'améliore lorsqu'on diminue sa densité, ce béton de chanvre voit parallèlement ses propriétés mécaniques diminuer. C'est la raison pour laquelle, il est nécessaire d'optimiser sa formulation, afin d'obtenir le meilleur compromis entre ses performances mécaniques, hygriques et thermiques, selon le domaine d'emploi (porteur et/ou isolant). La première piste d'optimisation envisagée consiste à faire varier le taux de granulats végétaux dans la composition du béton, mais aussi la nature et la quantité de liant utilisé. Le travail de cette thèse a pour objectif l'étude des propriétés mécaniques, thermiques et hygriques d'un béton de chanvre en fonction de sa formulation. Dans ce mémoire, on s'intéresse à la faisabilité de matériaux de construction légers à base de particules de chanvre et d'un liant à base de chaux, qui présentent de bonnes performances mécaniques. L'objectif principal ici est de réduire la concentration des ions Ca2+ libres responsables de la dégradation des particules végétales par minéralisation, et qui, par conséquent, induisent la perte de performance mécanique du matériau composite final. Pour y parvenir, une fraction du liant de base a été remplacée par du métakaolin qui interagit avec ces ions Ca2+ suivant une réaction pouzzolanique, afin d'empêcher leur migration vers les particules végétale. Dans un premier temps, nous avons étudié l'influence de différents pourcentages de métakaolin sur les liants témoins à base de chaux: chaux NHL5 et chaux préformulée Tradical PF70. Une étude préliminaire de caractérisation mécanique, en compression et en flexion, a permis suivant une approche "performantielle" de définir une formulation optimale des liants utilisés pour la fabrication des bétons étudiés. Ainsi, les matériaux composites finis sont testés pour différents pourcentages en volume (2V et 3V) de particules de chanvre. Les résultats de la caractérisation des propriétés physico-mécaniques de ces matériaux sont présentés et argumentés. Il en ressort une relation étroite entre la teneur en métakaolin et les propriétés physico-mécaniques du béton de chanvre, qui résulte de la réaction pouzzolanique. Des analyses microscopiques au MEB couplées à l'EDX ont montré une diminution de la zone de transition à l'interface particules de chanvre-liant, mais aussi une faible migration des ions Ca2+ responsables de la minéralisation des particules végétales. Puis, nous avons comparé les performances hygro-thermiques des bétons de chanvre formulés comprenant respectivement 2 volumes et 3 volumes de particules végétales pour un volume de liant, sans ou avec 20% de métakaolin, pourcentage optimal défini précédemment. Cette étude est particulièrement utile pour établir les proportions adéquates d'adjuvants à utiliser dans les bétons destinés aux travaux de rénovation ou aux constructions neuves. D'une manière générale et en fonction de la formulation, on obtient un matériau bon, voire excellent régulateur de l'humidité ambiante, avec des performances thermiques intéressantes pour l'isolation des bâtiments. Ce travail de caractérisation complète les nombreux travaux déjà réalisés sur les bétons biosourcés avec différents types de végétaux, et doit permettre d'alimenter les bases de données indispensables pour la simulation du comportement d'une paroi ou de l'enveloppe d'un bâtiment sous différents climats et garantir le confort des occupantsHemp concrete is one of the most popular bio-based building materials in France. It is often used as a filling and / or insulation material, in an eco-construction system. Given its high porosity, this concrete has particularly advantageous thermal and hygric performance. However, the lighter this hemp concrete, the higher its level of thermal insulation, while its mechanical properties decrease. This is why it is necessary to optimize its formulation, in order to obtain the best compromise between its mechanical, hygric and thermal performance, depending on the field of use (carrier and / or insulator). The first optimization approach considered consists in varying the rate of plant aggregates in the composition of the concrete, but also the nature and quantity of binder used. The objective of this thesis is to study the mechanical, thermal and hygric properties of a hemp concrete according to its formulation. In this thesis, we are interested in the feasibility of lightweight building materials based on hemp particles and a lime-based binder, which present good mechanical performances. The main objective is to overcome the migration process of free Ca2+ to the lumen of hemp particles that are responsible for their degradation and which, consequently, induce the loss of mechanical performance of the final composite material. To achieve this, a fraction of the base binder is replaced by metakaolin. First, we studied the influence of different percentages of metakaolin on the carbonation of two lime-based control mortars: NHL5 lime and Tradical PF70 pre-formulated lime. Then, we measured their mechanical resistances in compression and flexion in order to define an optimal formulation. Thus, the finished composite materials are tested for different volume percentages (2v and 3v) of hemp particles. The results of the characterization of the physico-mechanical properties of the specimens are presented and argued. A close relationship between the metakaolin content and the physico-mechanical properties of the hemp concrete has been observed, due to the additional hydration products derived from pozzolanic reaction mechanism. The MEB and EDX analyses have shown the enhancement of hemp particles-binder Interfacial Zone Transition, while the pozzolanic reaction leads to reduce the migration process of free Ca2+ to lumen of vegetable particles thus reducing their mineralization. Then, we compared the hygro-thermal performances of hemp concretes formulated with respectively 2 volumes and 3 volumes of plant particles for one volume of binder, without or with 20% metakaolin, the optimal percentage defined previously. This study is particularly useful to establish the adequate proportions of admixtures to be used in concretes intended for renovation works or new constructions. Generally speaking, and depending on the formulation, we obtain a material that is a good or even excellent regulator of ambient humidity, with interesting thermal performances for the insulation of buildings. This characterization work completes the many works already carried out on biobased concrete with different types of plants, and should make it possible to feed the databases essential for the simulation of the behavior of a wall or of the envelope of a building under different climates and guarantee the comfort of the occupants
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Fontaine, Florian. "Composites à matrice carbone-oxyde et carbone-nitrure : thermodynamique de l'élaboration et son impact sur les propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques des composites". Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14217/document.
Abstract (sommario):
Les composites carbone/carbone présentent de propriétés thermomécaniques à hautes températures qui les rendent particulièrement adaptés à l’ablation ou à la friction. Leur sensibilité à l’oxydation dès 400°C a conduit à envisager leur dopage en éléments réfractaires inoxydables ou à température d’oxydation élevée. Le procédé sol-gel a permis d’introduire environ 1 % volumique d’oxyde ou de nitrure de titane ou d’aluminium dans leur matrice. Les nitrures sont obtenus par nitruration carbothermique des films d’oxydes. Deux types de sols ont été utilisés : des sols « standard » et des sols enrichis en saccharose. Le saccharose est ajouté pour prévenir la consommation du pyrocarbone lors de la nitruration. Il a par ailleurs une influence sur l’avancement de la nitruration. Les composites chargés sont ensuite densifiés par voie gazeuse, ce qui induit des transformations de phases prévues par la thermodynamique : les films de nitrure de titane sont partiellement carburés (formation de carbonitrure), et les films d’oxyde de titane sont réduits (formation d’oxycarbure). Les dépôts à base d’aluminium sont plus stables et ne subissent aucune transformation. La diffusivité thermique des composites réalisés est faiblement impactée par les charges introduites, alors que les résistances en traction/compression sont sensiblement augmentées. Par ailleurs, une rigidification des composites est observée. Leur cinétique d’oxydation est ralentie. Les composites enrichis en alumine et nitrure d’aluminium présentent des vitesses de perte de masse divisées par 2 par rapport à la référence C/C. Toutes ces propriétés sont liées directement ou non à la composition des sols, et plus particulièrement à sa teneur en saccharose. Il a en effet été montré que les sols qui en contiennent ont tendance à gélifier en surface du composite, ce qui gêne la diffusion des gaz précurseurs au cœur du composite lors de la densification. La porosité finale s’en trouve modifiée. Cette dernière a une influence non négligeable sur le comportement en compression, la diffusivité thermique et la cinétique d’oxydation des composites élaborésCarbon/carbon composites exhibit excellent mechanical and thermal properties at high temperature that make them espe-cially suitable for ablation or friction pieces. Their sensitivity toward oxidation above 400°C has lead to the will of doping them with refractory ceramics that are nonoxidizable or with a high oxidation temperature. The sol-gel process allowed to introduce 1 % in volume of titanium or aluminum oxide or nitride in the matrix. Nitrides are obtained by carbothermal nitridation of the oxide films. Two types of sols were used: the “standard” ones and those with extra sucrose. Sucrose is added to prevent pyrocarbon consumption during the nitridation. Furthermore, it was shown that it has an impact on the nitridation rate. Charged composites are then densified by Chemical Vapor Infiltration, which induces phases transforma-tions that were predicted by thermodynamics: titanium nitride films are partially carburized (formation of titanium carbonitride) and titanium dioxide films are reduced (formation of titanium oxycarbide). Aluminum-based films are more stable and don’t undergo any transformation. Thermal diffusivity of the as-synthesized composites is not much modified by the addition of these ceramics while the tensile and compressive strength are slightly increased. By the way, composites are hardened. Their oxidation kinetics is slowed down. Aluminum-rich composites exhibit a weight loss divided by two compared to the C/C reference. All those properties are directly, or not, linked to the composition of the sols, in particular to their sucrose content. Indeed, it was shown that sucrose-containing sols rather jellify on the surface of the composite, thus preventing the diffusion of precursor gases to the heart of the pieces. The final porosity is then modified. The porosity has an important impact on the compressive strength, thermal diffusivity and oxidation kinetics of the synthesized composites
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Bohnke, Isabelle. "Etude expérimentale et théorique des traitements thermiques du bois. Caractérisation physico-mécanique des bois traités". Paris, ENMP, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844044.
Abstract (sommario):
Le bois est connu pour être un matériau complexe, car hétérogène, anisotrope et hygroscopique. Lorsqu'il est soumis à un type particulier de traitements thermiques, appelé rétification et consistant en une pyrolyse ménagée à basses températures (200-280°C), il présente une diminution notable de son caractère hydrophile, une meilleure stabilité dimensionnelle et une résistance accrue aux attaques des micro-organismes. Le présent travail est consacré d'une part à l'étude expérimentale de ces traitements thermiques, c'est-à-dire la mesure des températures pour différents rayons dans un cylindre de bois traité en bain pour lequel on a fait varier les paramètres suivants : essence de bois, diamètre, humidité initiale du barreau, température de consigne et nature du bain ; d'autre part à la modélisation des phénomènes de transfert de chaleur et de masse prenant en compte la conduction, la vaporisation de l'eau contenue dans le bois, la décomposition chimique du bois, et les variations de la densité, du taux d'humidité, de la conductibilité thermique et de la capacité calorifique. Pour chercher à optimiser les conditions dans lesquelles le traitement se déroule et qui conditionnent la qualité finale du produit, nous avons cherché à caractériser les propriétés physico-mécaniques du bois traité par une méthode de contrôle non destructif par spectroscopie ultrasonore. En complément de cette méthode, nous avons utilisé d'autres méthodes de caractérisation : vibrations forcées de poutres, essais statiques de flexion et de compression et analyse thermo-mécanique. Tous les résultats de ces analyses concordent et mettent en évidence pour les bois étudiés (hêtre, peuplier, douglas) une variation discontinue des propriétés aux alentours de 240°C pour un temps de traitement de 15 mn. Nous avons pu également remarquer une fragilisation du matériau massif, mais fortement minimisée quand le matériau de départ est humide et traité en bain.
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Basrour, Skandar. "Contribution à l'étude des propriétés physico-chimiques et électroniques des alliages amorphes de SiGe:H déposés par PECVD". Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10072.
Abstract (sommario):
Nous traitons de l'etude des proprietes physicochimiques et electroniques de couches minces de a-sige: h preparees par pecvd. Des mesures nucleaires telles que l'erda (elastic recoil detection analysis) et le rbs (rutherford backscatering spectroscopy) nous ont permis de connaitre les compositions absolues des elements presents et de deduire leur profil de concentration en profondeur. Les liaisons hydrogene ont ete etudiees par spectroscopie infra-rouge et effusion thermique d'hydrogene. Nous avons constate que la temperature de substrat au cours des depots est un parametre crucial pour l'incorporation d'hydrogene. Ces materiaux ont un gap modulable (decroissance lineaire avec le taux de ge en phase solide). Les defauts profonds ont ete etudies par resonance paramagnetique electronique, deflexion photothermique et photoluminescence. L'incorporation du germanium entraine un accroissement important de ces defauts. Grace a la photoluminescence nous avons place le defaut neutre a 0,85 ev de la bande de conduction pour les echantillons jusqu'a 40% de ge. Pour cette gamme d'alliage, le defaut majoritaire demeure la liaison insatisfaite sur le silicium
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Khay, Ismail. "Etude physico-chimique des interfaces chaux/chanvre/argile : Impact sur la rhéologie des mortiers et sur les propriétés mécaniques, thermiques et hydriques du matériau composite". Limoges, 2012. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/03feab96-e977-420f-b23c-f2c8dec95df3/blobholder:0/2012LIMO4055.pdf.
Abstract (sommario):
La compréhension de différents phénomènes physico-chimiques mis en jeu lors de la formulation et la mise en forme d’un matériau composite à base d’une matrice minérale et de fibres cellulosiques, permet de mieux optimiser l’élaboration et la consolidation finale ainsi que de corréler les observations microstructurales avec les propriétés d’usage des composites. Le comportement rhéologique du mortier étudié dépend du pH du milieu, de la nature et de la surface spécifique des minéraux argileux. L’utilisation d’une charge minérale qui contient de la chamotte, apporte un effet pouzzolanique au mélange et sa présence participe à la stabilisation du matériau composite. L'introduction de fibres dans une matrice minérale modifie le caractère fragile de la matrice minérale et conduit à un comportement non linéaire endommageable, caractéristique d'un matériau composite. Un traitement des fibres à la soude permet d’individualiser les microfibrilles : cela augmente la rugosité des fibres, signe d'une interface fibre/matrice réduite. En revanche, ces microfibrilles sont très sensibles à l’eau. L’introduction de fibres de chanvre dans une matrice minérale baisse considérablement la valeur de la conductivité thermique du composite. Ces fibres cellulosiques présentent un caractère hygroscopique important, entraînant une modification de l’absorption d’eau par capillarité. Ainsi, ces matériaux composites sont bien plus résistants aux cycles de gel/dégelUnderstanding the different physical and chemical phenomena involved during the formulation and shaping processes for a composite material made of a mineral matrix and cellulose fibers, leads to a better optimization of the elaboration and the final consolidation, and also to establish the correlations between the microstructures and the physical properties of the composites. The rheological behavior of studied mortar depends on the pH of medium, the nature and the specific surface area of clay minerals. When calcined clay mineral is present, it provides a pozzolanic effect to the mixture and participates in the stabilization of the composite material. Adding fibers to mineral matrix modifies the fragile character of the mineral matrix to a nonlinear endommageable behavior, which is characteristic of a composite material. A treatment of fibers with sodium hydroxide allows to individualize microfibrils: it increases the fibers roughness, indicating a reduced interface between the fibers and the matrix. However, these microfibrils are very sensitive to water. Addition of hemp fibers decreases the thermal conductivity of the composite. These cellulosic fibers present significant hygroscopic properties, resulting in a change of water absorption by capillarity. So, these composite materials are resistant to freeze / thaw cycles
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Sani, Rababe. "Étude des transformations microstructurales de mélanges argile/Combustibles Solides de Récupération (CSR) lors de la cuisson : relations entre propriétés physico-chimiques, mécaniques et thermiques". Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0005/document.
Abstract (sommario):
La valorisation des co-produits riches en matières organiques et inorganiques comme additifs dans des formulations à base d’argile peut améliorer à la fois les performances mécaniques et thermiques des produits de terre cuite, de même que le bilan énergétique des procédés de fabrication de ces matériaux. Cette étude a porté sur l’incorporation de combustibles solides de récupération (CSR) dans un mélange de fabrication des produits de terre cuite pour le génie civil en étroite collaboration avec l’entreprise TERREAL dans le cadre du projet LabCom RESPECTc financé par l’ANR.Premièrement, deux CSR ont été sélectionnés et utilisés comme additifs pour améliorer les produits issus des deux gisements de mélange argileux nommés ML et MC de chez TERREAL. L’influence de la nature, du taux d’incorporation des CSR, de la granulométrie des CSR et de la nature de la matrice argileuse sur les propriétés physico-chimiques, mécaniques et thermiques des mélanges argileux/CSR a été étudiée entre 30°C et 1100°C. Dans tous les cas, l’ajout de CSR a permis d’améliorer le caractère isolant des produits de terre cuite, en diminuant leur conductivité thermique. L’ajout de CSR a aussi permis d’améliorer les propriétés mécaniques des produits, en fonction du type et du taux de CSR ajouté, du taux et de la nature (forme, taille et distribution) de la porosité créée. L’étude a démontré que les interactions entre les minéraux argileux et les éléments inorganiques des CSR avaient un impact important sur les propriétés mécaniques et thermiques. Les résultats ont montré que l’ajout de 4% en masse du CSR15-1 contenant un taux de cendres de 65,7% en masse a conduit à une augmentation de la résistance mécanique du matériau à base de la matrice argileuse ML de l’ordre de 32%. Ensuite, un modèle cinétique du frittage basé sur les variations dimensionnelles des matériaux entre 650°C et 1000°C a été développé à partir de l’analyse thermomécanique (ATM) des mélanges (avec ou sans CSR). L’objectif a été de mieux comprendre les mécanismes du frittage mis en jeu. Le modèle développé a montré une bonne adéquation avec les données expérimentales. Les résultats ont montré que l’étape du frittage thermique de ces mélanges se fait en présence d’une phase liquide et que l’ajout de CSR a permis d’accélérer la densification des matériaux. Cela a conduit à une diminution de la température usuelle de cuisson des produits de terre cuite permettant ainsi un gain énergétique non négligeable. Finalement, une étude environnementale a été réalisée lors de la cuisson des mélanges argileux/CSR. Cette étude a particulièrement été focalisée sur la contribution de CSR au bilan énergétique et à l’impact des émissions des gaz critiques tels que le CO2, le CO et l’HCl. Les résultats ont montré que les émissions de CO2 et de CO lors de la cuisson des mélanges argileux/CSR ont augmenté en raison de la décomposition thermique de la matière organique des CSR et que moins de 50% en masse du chlore a été transformé en HCl (18-31 ppm). Le bilan énergétique effectué a montré que l’ajout de CSR au sein des matrices argileuses ML ou MC compense une part non négligeable du gaz naturel usuellement utilisé comme combustible au cours de la cuisson de ces matériaux. Cela s’est traduit par une économie d’énergie thermique et une réduction des émissions de CO2 provenant de la décarbonatation de la matrice argileuseThe valorization of co-products rich in organic and inorganic materials as additives in formulations based on clay matrix can improve both the mechanical and thermal performances of ceramic materials as well as the energy balance of the manufacturing processes of these products. This study focused on the incorporation of Solid Recovered Fuels (SRF) into the clay ceramics for civil engineering in close collaboration with TERREAL as part of the ANR funded LabCom RESPECTc project. Firstly, two SRF were selected and used as additives to improve the properties of ceramic materials from to clay mixture deposits named ML and MC from TERREAL. The influence of the nature, the amount of SRF, the grain size of SRF and the nature of clay matrix on the physico-chemical, mechanical and thermal properties of the clay/SRF mixtures were studied between 30°C and 1100°C. In all cases, the addition of SRF into the clay mixture (ML or MC) has enhanced the insulating nature of the ceramic materials by reducing their thermal conductivity. The addition of SRF has also improved the mechanical properties of the ceramic materials, depending on the nature and the amount of SRF added, the rate and the nature (shape, size and distribution) of the porosity created. The study demonstrated that interactions between clay minerals and inorganic elements of SRF have a significant effect on mechanical and thermal properties. The results showed that the addition of 4 wt.% of SRF15-1 containing an ash content of 65.7 wt.% into clay matrix ML led to increase the mechanical strength of the material based on the clay matrix ML of the order of 32%. Then, a kinetic model of thermal sintering based on the dimensional variations of ceramic materials between 650°C and 1000°C was developed from thermomechanical analysis (TMA) of the clay mixtures (with or without SRF). The main objective is to better understand the mechanism of the thermal sintering involved. The model developed showed a good adequacy with the experimental data. The results showed that the thermal sintering step of these mixtures is carried out by the presence of a liquid phase and that the addition of SRF has accelerated the densification of ceramic materials. This has led to decrease the usual firing temperature of ceramic materials, allowing a significant energy savings. Finally, an environmental assessment was carried out during the firing of clay/SRF mixtures. This study was particularly focused on the contribution of SRF to the energy balance and impact of critical gas emissions such as CO2, CO and HCl. The results showed that CO2 and CO emissions during firing of clay/SRF mixtures increased due to the thermal decomposition of the organic matter of SRF and that less than 50 wt.% of chlorine was converted to HCl (18-31 ppm). The energy balance showed that the addition of SRF into the ML matrix compensates for a significant part of the natural gas usually used as fuel during firing of these ceramic materials. This was reflected by a thermal energy saving and reduction of CO2 emissions from the decarbonatation of the clay matrix
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Bohnke, Isabelle. "Étude expérimentale et théorique des traitements thermiques du bois. Caractérisation physico-mécanique des bois traités". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844044.
Abstract (sommario):
Le bois est connu pour être un matériau complexe, car hétérogène, anisotrope et hygroscopique. Lorsqu'il est soumis à un type particulier de traitements thermiques, appelé rétification et consistant en une pyrolyse ménagée à basses températures (200-280°), il présente une diminution notable de son caractère hydrophile, une meilleure stabilité dimensionnelle et une résistance accrue aux attaques des micro-organismes. Le présent travail est consacré d'une part à l'étude expérimentale de ces traitements thermiques, c'est-à-dire la mesure des températures pour différents rayons dans un cylindre de bois traité en bain pour lequel on a fait varier les paramètres suivants : essence de bois, diamètre, humidité initiale du barreau, température de consigne et nature du bain ; d'autre part à la modélisation des phénomènes de transfert de chaleur et de masse prenant en compte la conduction, la vaporisation de l'eau contenue dans le bois, la décomposition chimique du bois, et les variations de la densité, du taux d'humidité, de la conductibilité thermique et de la capacité calorifique. Pour chercher à optimiser les conditions dans lesquelles le traitement se déroule et qui conditionnent la qualité finale du produit, nous avons cherché à caractériser les propriétés physico-mécaniques du bois traité par une méthode de contrôle non destructif par spectroscopie ultrasonore. En complément de cette méthode, nous avons utilisé d'autres méthodes de caractérisation : vibrations forcées de poutres, essais statiques de flexion et de compression et analyse thermo-mécanique. Tous les résultats de ces analyses concordent et mettent en évidence pour les bois étudiés (hêtre, peuplier, douglas) une variation discontinue des propriétés aux alentours de 240° pour un temps de traitement de 15 mn. Nous avons pu également remarquer une fragilisation du matériau massif, mais fortement minimisée quand le matériau de départ est humide et traité en bain.
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Sani, Rababe. "Étude des transformations microstructurales de mélanges argile/Combustibles Solides de Récupération (CSR) lors de la cuisson : relations entre propriétés physico-chimiques, mécaniques et thermiques". Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0005.
Abstract (sommario):
La valorisation des co-produits riches en matières organiques et inorganiques comme additifs dans des formulations à base d’argile peut améliorer à la fois les performances mécaniques et thermiques des produits de terre cuite, de même que le bilan énergétique des procédés de fabrication de ces matériaux. Cette étude a porté sur l’incorporation de combustibles solides de récupération (CSR) dans un mélange de fabrication des produits de terre cuite pour le génie civil en étroite collaboration avec l’entreprise TERREAL dans le cadre du projet LabCom RESPECTc financé par l’ANR.Premièrement, deux CSR ont été sélectionnés et utilisés comme additifs pour améliorer les produits issus des deux gisements de mélange argileux nommés ML et MC de chez TERREAL. L’influence de la nature, du taux d’incorporation des CSR, de la granulométrie des CSR et de la nature de la matrice argileuse sur les propriétés physico-chimiques, mécaniques et thermiques des mélanges argileux/CSR a été étudiée entre 30°C et 1100°C. Dans tous les cas, l’ajout de CSR a permis d’améliorer le caractère isolant des produits de terre cuite, en diminuant leur conductivité thermique. L’ajout de CSR a aussi permis d’améliorer les propriétés mécaniques des produits, en fonction du type et du taux de CSR ajouté, du taux et de la nature (forme, taille et distribution) de la porosité créée. L’étude a démontré que les interactions entre les minéraux argileux et les éléments inorganiques des CSR avaient un impact important sur les propriétés mécaniques et thermiques. Les résultats ont montré que l’ajout de 4% en masse du CSR15-1 contenant un taux de cendres de 65,7% en masse a conduit à une augmentation de la résistance mécanique du matériau à base de la matrice argileuse ML de l’ordre de 32%. Ensuite, un modèle cinétique du frittage basé sur les variations dimensionnelles des matériaux entre 650°C et 1000°C a été développé à partir de l’analyse thermomécanique (ATM) des mélanges (avec ou sans CSR). L’objectif a été de mieux comprendre les mécanismes du frittage mis en jeu. Le modèle développé a montré une bonne adéquation avec les données expérimentales. Les résultats ont montré que l’étape du frittage thermique de ces mélanges se fait en présence d’une phase liquide et que l’ajout de CSR a permis d’accélérer la densification des matériaux. Cela a conduit à une diminution de la température usuelle de cuisson des produits de terre cuite permettant ainsi un gain énergétique non négligeable. Finalement, une étude environnementale a été réalisée lors de la cuisson des mélanges argileux/CSR. Cette étude a particulièrement été focalisée sur la contribution de CSR au bilan énergétique et à l’impact des émissions des gaz critiques tels que le CO2, le CO et l’HCl. Les résultats ont montré que les émissions de CO2 et de CO lors de la cuisson des mélanges argileux/CSR ont augmenté en raison de la décomposition thermique de la matière organique des CSR et que moins de 50% en masse du chlore a été transformé en HCl (18-31 ppm). Le bilan énergétique effectué a montré que l’ajout de CSR au sein des matrices argileuses ML ou MC compense une part non négligeable du gaz naturel usuellement utilisé comme combustible au cours de la cuisson de ces matériaux. Cela s’est traduit par une économie d’énergie thermique et une réduction des émissions de CO2 provenant de la décarbonatation de la matrice argileuseThe valorization of co-products rich in organic and inorganic materials as additives in formulations based on clay matrix can improve both the mechanical and thermal performances of ceramic materials as well as the energy balance of the manufacturing processes of these products. This study focused on the incorporation of Solid Recovered Fuels (SRF) into the clay ceramics for civil engineering in close collaboration with TERREAL as part of the ANR funded LabCom RESPECTc project. Firstly, two SRF were selected and used as additives to improve the properties of ceramic materials from to clay mixture deposits named ML and MC from TERREAL. The influence of the nature, the amount of SRF, the grain size of SRF and the nature of clay matrix on the physico-chemical, mechanical and thermal properties of the clay/SRF mixtures were studied between 30°C and 1100°C. In all cases, the addition of SRF into the clay mixture (ML or MC) has enhanced the insulating nature of the ceramic materials by reducing their thermal conductivity. The addition of SRF has also improved the mechanical properties of the ceramic materials, depending on the nature and the amount of SRF added, the rate and the nature (shape, size and distribution) of the porosity created. The study demonstrated that interactions between clay minerals and inorganic elements of SRF have a significant effect on mechanical and thermal properties. The results showed that the addition of 4 wt.% of SRF15-1 containing an ash content of 65.7 wt.% into clay matrix ML led to increase the mechanical strength of the material based on the clay matrix ML of the order of 32%. Then, a kinetic model of thermal sintering based on the dimensional variations of ceramic materials between 650°C and 1000°C was developed from thermomechanical analysis (TMA) of the clay mixtures (with or without SRF). The main objective is to better understand the mechanism of the thermal sintering involved. The model developed showed a good adequacy with the experimental data. The results showed that the thermal sintering step of these mixtures is carried out by the presence of a liquid phase and that the addition of SRF has accelerated the densification of ceramic materials. This has led to decrease the usual firing temperature of ceramic materials, allowing a significant energy savings. Finally, an environmental assessment was carried out during the firing of clay/SRF mixtures. This study was particularly focused on the contribution of SRF to the energy balance and impact of critical gas emissions such as CO2, CO and HCl. The results showed that CO2 and CO emissions during firing of clay/SRF mixtures increased due to the thermal decomposition of the organic matter of SRF and that less than 50 wt.% of chlorine was converted to HCl (18-31 ppm). The energy balance showed that the addition of SRF into the ML matrix compensates for a significant part of the natural gas usually used as fuel during firing of these ceramic materials. This was reflected by a thermal energy saving and reduction of CO2 emissions from the decarbonatation of the clay matrix
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Pan, Jing. "Effet de la température et de l'agitation sur les propriétés rhéologiques des bétons fluides à rhéologie adaptée". Thèse, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/7567.
Abstract (sommario):
Résumé : Le climat local, le transport avec l’agitation entre l’endroit de bétonnage et le site de fabrication du béton influencent fortement les propriétés du béton frais et durci. Selon les particularités du béton autoplaçant (BAP), le maintien de l’homogénéité et l’ouvrabilité du BAP avant la mise en place est très important. Les propriétés des BAP sont généralement plus sensibles à la température et au transport par rapport à celles des bétons conventionnels. Une meilleure compréhension de l’effet de la température et de l’agitation sur la performance des BAP est nécessaire pour prévoir les conséquences du changement du climat (température) et de l’effet du transport (temps et vitesse d’agitation), puis pour donner des précautions à suivre afin de répondre à la demande des BAP pour un bon rapport performance-coût. De manière pragmatique, il s’avère nécessaire d’utiliser la méthode du mortier de béton équivalent (MBE) afin d’analyser rapidement les influences de la température et de l’agitation sur les propriétés rhéologiques, calorimétriques et mécaniques des BAP. Cinq températures (8, 15, 22, 29 et 36°C) et deux vitesses d’agitation (6 et 18 tr/min) ont été étudiées sur les MBE. Ensuite, quelques compositions spécifiques (type d’adjuvant et ajout cimentaire) ont choisies afin de vérifier avec des températures compasse entre 8 à 36°C et les agitations différentes (2 et 6 tr/min) sur les BAP destinés aux travaux de bâtiment (BAP-B) sans agent entraîneur d’air et sur des bétons semi-autoplaçant destinés aux travaux d’infrastructures (BSAP-I) avec agent entraîneur d’air. La fluidité initiale des MBE et BAP a été fixée en faisant varier la demande en SP, la température et l’agitation. Les résultats montrent qu’il y a un effet important de la température et de l’agitation sur l’efficacité des adjuvants, la fluidité, la teneur en air, les propriétés rhéologiques, calorimétriques et mécaniques des MBE et des BAP. Pour prévoir la performance de MBE à différentes températures, une équation mathématique est proposée pour déduire la demande en SP, la demande en AEA, le flux maximal et la résistance en compression à 1 jour en fonction des mêmes propriétés sur MBE à 22°C et de la température. Enfin, une corrélation linéaire a été trouvée entre les MBE et les BAP sur ces mêmes propriétés.Abstract : The local climate, the transport of agitated concrete after manufacturing but before being cast strongly influence the properties of the fresh and hard concrete. It’s important to keep the stability and workability of the self-consolidating concrete (SCC) because of its special characteristics. Compare to the normal concrete, the properties of SCC are generally more sensitive to the temperature and the transport. Therefore it’s necessary to understand the effects of the temperature and the agitation on the performance of the SCC in order to predict the consequences of climate change (temperature) and transport (time and speed of agitation), and then to give the better precautions with a good performance-cost report. In this study, the concrete mortar equivalent (CEM) method is used to quickly analyze the influences of the temperature and the agitation on the rheological, calorimetric and mechanical properties of the SCCs. Five temperatures (8, 15, 22, 29 and 36°C) and two agitation speed (6 and 18 tr/min) are varied in CEMs. And then, some compositions (type of adjuvant and supplementary cementing material) are chosen to be valued with the temperature (8-36°C) and the agitation (2 and 6 tr/min) in SCCs for the building without air-entraining admixture (AEA) and semi-flowable SCC for infrastructure with AEA. The initial slump flow of CEM and SCC is fixed, but the demand superplasticizer, the temperature and the agitation were varied. The results show that there are the effects of temperature and agitation on the effectiveness of admixture, the slump flow, the air content, the rheological, calorimetric and mechanical properties of CEM and SCC. A mathematical equation is proposed to predict the performance of SCC at different temperatures for the SP and AEA requirement, the maximum of heat flow and the compressive strength at one day by these same properties of SCC at 22°C and by the temperature. Finally, a good linear correlation is found between CEM and SCC for these properties.
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Thai, Khac Chien. "Etude de l'endommagement de l'interface acier-béton à l'aide de techniques non-destructives : Comportement sous sollicitations mécaniques, thermiques et physico-chimiques". Thesis, Rennes, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAR0012/document.
Abstract (sommario):
Le béton armé associe la bonne résistance à la traction de l’acier à la grande résistance à la compression du béton. Toutefois, cette association ne présente un réel intérêt que s’il y a une bonne adhérence à l’interface des deux composants (béton et armatures). Or de nombreuses agressions accidentelles ou environnementales sont susceptibles d’altérer cette adhérence et rendre impossible le transfert des efforts entre les deux composants. L’objectif de notre thèse est d’étudier les propriétés de l’interface acier béton et de caractériser son endommagement sous l’effet de sollicitations mécaniques, thermiques et physicochimiques. Les principales sollicitations retenues dans cette étude concernent l’effet des températures élevées, l’effet de la carbonatation, l’effet des alternances de gel/dégel et l’effet de la corrosion.Au cours de cette étude, nous avons utilisé différentes techniques non destructives de caractérisation des matériaux et nous avons mis au point des dispositifs originaux de mesures simultanées de la résistance à l’arrachement et l’évaluation des discontinuités générées au cours des sollicitations. Parmi les paramètres d’influence de l’adhérence, nous avons examiné l’effet de la nature des barres d’acier (barre lisse ou barre haute adhérence), l’incidence de leur diamètre et l’effet de la longueur d’ancrage. Les résultats obtenus mettent en évidence les interventions respectives du collage physico-chimique et du frottement mécanique ainsi que l’effet de la résistance du béton dans le mode de ruine des éprouvettes de béton armé. Les différentes phases de dégradation de l’interface ont été identifiéesReinforced concrete combines the good tensile strength of steel with the high compressive strength of concrete. However, this association is of real interest if there is a good adhesion at the interface of the two components (concrete and reinforcement). However, accidental or environmental attack may alter the adhesion and make it impossibleto transfer forces between the two components. The aim of this dissertation is to study the properties of the steel concrete interface and to characterize its damage due to mechanical, thermal, and the physicochemical attacks. The main demands included in this study concern the effect of high temperatures, the effect of carbonation, the effect of alternating freeze / thaw and the effect of corrosion. In this study, we used different non-destructive techniques for the material characterization and we have developed original devices for simultaneous measurements of the pull-out resistance and for evaluation of discontinuities. Among the influencing parameters of adhesion, we examined the effect of the nature of the steel bars (smooth bar or deformed bar), the effect of their diameter and of the embedment length. The results highlight the respective interventions of the physicochemical bonding, the mechanical friction and the effect of the concrete strength in thefailure mode of reinforced concrete specimens. The different phases of interface degradation have been identified
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Marc, Teodor paul. "Conception et réalisation de structures routières à hautes performances". Thesis, Artois, 2011. http://www.theses.fr/2011ARTO0214/document.
Abstract (sommario):
La thèse de doctorat analyse l'étude des facteurs d'influence qui, par de grandes variations de température, mettent souvent en danger les structures routières, surtout celles avec des couches bitumineuses, en vue de déterminer les propriétés thermo-physiques (conductivité thermique, chaleur spécifique, diffusivité thermique, effusivité thermique et émissivité) et de concevoir et réaliser des couches d'asphalte avec des caractéristiques thermo-physiques et physico-mécaniques supérieures.Pratiquement, les études mises en évidence dans la thèse sont axées principalement sur la détermination des caractéristiques thermiques des enrobés bitumineux, des caractéristiques qui visent à lutter contre les facteurs d'influence résultant des conditions environnementales auxquelles les structures routières sont soumises constamment dans les étapes de construction, réparation, et au cours de leur durée de service. Grâce à la connaissance de la distribution de température dans chaque couche bitumineuse composant de la structure routière, les sollicitations qui apparaissent dues aux variations de température peuvent être contrôlées. Les fluctuations quotidiennes et saisonnières de la température de l'air, l'intensité de la radiation solaire, les matériaux qui composent les couches de la structure routière par leur géométrie et les conditions de surface sont quelques uns des facteurs les plus importants qui mettent en danger de manière significative la stabilité de la structure de la route.Des contributions positives ont été apportées quant à l'amélioration des caractéristiques thermiques par la conception et la mise en oeuvre des enrobés bitumineux dans la composition desquels on a utilisé, en plus de matériaux de base, des cendres volantes en remplaçant partiellement ou totalement le filler. Cela aide à obtenir de meilleures propriétés thermo-physiques qui ont un effet favorable sur les caractéristiques physiques et mécaniques.A base des résultats expérimentaux, on a formulé des conclusions intéressantes et en même temps extrêmement précieuses pour le domaine des infrastructures routières, qui ont ouvert sur une gamme de possibilités pour de nouvelles recherches dans ce domaineThe doctoral thesis analyses certain factors of influence that, through large temperature variations, frequently have a negative impact upon road pavements, especially the bituminous layers, with a view to determine the thermal-physical properties (thermal conductivity, specific heat, diffusive thermal, thermal effusion and emissivity) and to design and realize asphalt layers with better thermo-physical, and physical and mechanical characteristics.Practically, the studies highlighted in the thesis focus mostly on determining the thermal characteristics of asphalt mixtures, characteristics which help to combat the influence factors resulting from environmental conditions to which road structures are subject continuously road in the construction and repair stages, as well as during their service life. Due to being aware of temperature distribution in each bituminous layer of the road structure, the stresses occurring from variations of temperature can be controlled. The daily and seasonal fluctuations of air temperature, the intensity of solar radiation, the materials that make up the road structure layers by their geometry and surface conditions are some of the most important factors that significantly endanger the stability of the road structure.Positive contributions have been made on improving the thermal characteristics through designing and realizing asphalt mixtures in the composition of which, in addition to basic materials, flying ash was used as partial or total replacement for filler. This helps to obtain higher thermo-physical properties that have a favorable effect on physical and mechanical characteristics.Based on experimental results, some interesting and in the same time extremely valuable conclusions have been formulated opening a range of opportunities for further research in the field of road infrastructures
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El, Fgaier Faycal. "Conception, production et qualification des briques en terre cuite et en terre crue". Thesis, Ecole centrale de Lille, 2013. http://www.theses.fr/2013ECLI0023/document.
Abstract (sommario):
La réduction de la consommation énergétique dans le secteur de bâtiments présente aujourd’hui une priorité primordiale dans les politiques des pays industrialisés. En France, le secteur du bâtiment consomme environ 43 % de l’énergie finale et contribue pour près d’un quart aux émissions nationales de gaz à effet de serre [ADEME]. Il se positionne comme un acteur clé pour parvenir à résoudre les inquiétants défis environnementaux auxquels nous devons faire face. Face à ces véritables défis, l’augmentation des niveaux d’exigence des réglementations thermiques s’est poursuivie et intensifiée pendant les 40 dernières années, jusqu’à la naissance de la réglementation thermique 2012, qui a permis de construire des bâtiments basse consommation (BBC) qui équivaut à 50 kWh/m².an. Cette nouvelle réglementation plus exigeante constitue une incitation forte à l'innovation des matériaux, produits et systèmes d'enveloppe. Dans ces conditions, l’amélioration des performances hygrothermiques des matériaux de construction aura des retombées économiques et environnementales conséquentes. C’est dans ce contexte que ce travail a été mené. Il vise à étudier et à améliorer les performances des produits de l’entreprise Briqueteries du Nord (BdN). Il est réparti sur deux axes principaux : le premier consiste à l’étude de l’inertie thermique et du pouvoir hygroscopique des briques en terre crue. Le second axe vise à élaborer des solutions possibles concernant l’amélioration de la résistance thermique des briques en terre cuite. Ce travail de recherche a été réalisé au laboratoire de l’Ecole Centrale de Lille avec une étroite collaboration avec l’université d’Artois et l’entreprise (BdN)Nowadays, the reduction of energy consumption in buildings industry represents a major issue in industrialized countries’ policies. In France, the building sector consumes about 43% of final energy and accounts for nearly a quarter of the national emissions of greenhouse gas emissions [ADEME]. It is considered as a key factor to overcome the environmental challenges we have to face.In front of these significant challenges, the thermal regulations requirements were seriously intensified during the last 40 years until the notification of the thermal regulation 2012. This latter enable the construction of low energy buildings (BBC) whose consumption is equivalent to 50 kWh/m² per year on average. This new regulation provides a strong incentive for innovation of materials, products and envelope systems. Under these conditions, improving hygrothermal performance of building materials will allow a substantial economic and environmental benefits. This work was conducted in this context. It aims to study and improve the performance of the company Briqueteries du Nord (BdN) products. It is divided in two main axis: the first consists on studying the thermal inertia and hygroscopic capacity of unfired clay bricks. However, the second axis aims to develop possible solutions for improving the thermal resistance of fired clay bricks. This research was conducted in the laboratory of the Ecole Centrale de Lille with close collaboration with the University of Artois and the BdN company
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Bour, Yves. "Matériaux composites à fibres courtes : Relation entre facteur d'orientation et propriétés mécaniques et thermiques". Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Bour.Yves.SMZ9906.pdf.
Abstract (sommario):
Le comportement physico-chimique d'un matériau composite à fibres courtes est fortement dépendant de l'orientation de ces dernières. Ce travail, basé sur une méthode d'orientation de fibres de carbone par champs magnétiques consiste à élaborer des matériaux composites anisotropes contenant des taux de fibres d'environ 20%. Dans ce but, une compréhension des phénomènes physiques présents dans la méthode d'orientation sous champs est nécessaire. Une modélisation présentée dans ce travail permet de résoudre l'équation du mouvement d'une fibre seule soumise à un champs à composantes statique et oscillante. De plus, les différents paramètres influençant l'orientation sont évalués. L'anisotropie des matériaux élaborés sous champs est évaluée de façon non destructive à l'aide d'un système d'acquisition couplé à un logiciel de traitement des images. Une procédure de filtrage de l'image a été mise au point de façon à déterminer précisément la fonction de distribution en orientation des fibres. Une méthode de mesure de la conductivité thermique en régime permanent est utilisée afin d'évaluer l'orientation des fibres en trois dimensions. Une bonne corrélation est établie entre l'orientation mesurée par analyse d'image et celle déduite de la conductivité thermique. Néanmoins, il faut constater que les modèles théoriques étudiés sont insuffisants pour déduire le facteur d'orientation de la conductivité thermique mesurée. Enfin, l'influence de l'orientation des fibres sur le module d'élasticité du matériau est mesurée pour différentes natures de fibres et pour différentes résines époxydes (on constate que le gain en module est également corrélé avec le facteur d'orientation). Les résultats sont en accord avec certains modèles théoriquesThe behavior of short fibers composite materials depends strongly of the orientation of the fibers. Using magnetic fields, anisotropic composite materials have been elaborated which contained up to 20 vol% of carbon fibers. One aim was to gain a better understanding of the process of orientation in the magnetic field. A model has been formulated to describe the movement of a single fiber which is exposed to a static and an oscillating magnetic field. Other parameters such as viscosity of the liquid polymer, temperature and fiber length were examined as well. The degree of anisotropy of the materials is measured by microscopy coupled to an optical imaging system, this work leading to define a procedure of filtering the image in order to obtain precisely the fiber orientation distribution (function). As well as the thermal conductivity was measured which is related to the three-dimensional orientation. The results from optical and thermal measurements correlate well, but the theoretical models to interpret the thermal conductivity are not yet reliable enough to allow the degree of orientation to be reduced from the measurements. Regarding the mechanical properties the increase of the YOUNG's modulus was measured and correlated with the fiber orientation distribution. Between the mechanical models tested some are found to agree well with the experiments
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MALOU, ZAHIR. "Etude de l'optimisation des proprietes mecaniques et thermiques des materiaux poreux de type betons cellulaires". Cergy-Pontoise, 1996. http://www.theses.fr/1996CERG0013.
Abstract (sommario):
Les betons cellulaires commercialises actuellement sont des materiaux constitues de pores spheriques et regulierement repartis. Ils presentent un comportement mecanique et thermique isotrope. Sans reglage particulier, on obtient naturellement des materiaux anisotropes sur le plan mecanique et thermique. Ce comportement anisotrope du materiau est du a la configuration geometrique de la porosite (forme, repartition et orientation des pores). En effet, les pores presentent un aplatissement uniaxial perpendiculairement au sens de l'expansion. Ce phenomene d'anisotropie peut se reveler avantageux pour l'optimisation des performances des betons cellulaires. En comparaison a des materiaux isotropes constitues de pores spheriques, l'anisotropie peut en effet permettre, a porosite egale, l'amelioration des performances mecaniques du materiau dans le sens parallele a l'aplatissement des pores, et celle des performances thermiques dans le sens perpendiculaire. Notre etude s'articule principalement autour de deux axes. Le premier consiste en la modelisation des proprietes mecaniques et thermiques d'un materiau poreux, constitue de pore de forme anisotrope (ellipsoides), en fonction des parametres geometriques de la porosite (taux de vide, coefficient de forme des pores). Pour cela nous avons utilise une technique d'homogeneisation basee sur une resolution par elements finis. Le second axe est experimental et concerne l'etude de l'optimisation des proprietes des betons cellulaires par le biais des parametres de composition de ces derniers. En dernier lieu nous avons compare les resultats de la modelisation et ceux obtenus experimentalement
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Perez-Perez, Maria-Cristina. "Structure et propriétés mécaniques et de transfert des films comestibles à base de caséinate de sodium". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2001_PEREZ_PEREZ_M_C.pdf.
Abstract (sommario):
Le caséinate de sodium (CS) possède des propriétés fonctionnelles particuliérement intéressantes. Le CS a été choisi comme matière première pour l'étude et la mise au point de films comestibles. La fabrication des films homogènes, transparents et flexibles est basée sur la dispersion du CS en milieux aqueux et l'incorporation des plastifiants (e. G. Glycérol, sorbitol). La solution filmogène a été évaluée, ainsi que les propriétés d'hydratation, les propriétés barrière à l'eau et aux gaz, la résistance mécanique, le comportement thermique et optique des films. En parallèle, des études structurales (microscopie électronique à balayage, microscope environnemental, rugosité et RMN) ont été aussi exécutées pour expliquer des transferts de vapeur d'eau liés à la mobilité des protons. Les propriétés thermiques du système CS-plastifiant-eau ont été caractérisées par l'analyse enthalpique différentielle modulée (MDSC) et l'analyse thermomécanique dynamique (DMTA). La perméabilité à la vapeur d'eau des films de CS augmente proportionnellement avec la teneur en plastifiant et des variations de l'humidité relative ambiante. Les films CS - sorbitol étaient plus perméables que les films CS - glycérol. L'effet de l'humidité relative sur la perméabilité au C02 et à l'02 a été démontrée. Ainsi, cette augmentation se traduit par une diminution des propriétés barrière à la vapeur d'eau, de la résistance mécanique et du module d'élasticité des matériaux, qui peut être reliée aux variations de la température de transition vitreuse du CS. Ces observations sont attribuées aux différences de masse molaire et à la quantité de groupements hydrophiles qui règle les interactions protéine - plastifiant et protéine - protéine dans le film. La température de transition vitreuse des films de CS plastifiés par de l'eau, du glycérol ou du sorbitol a été modélisée selon le modèle de Couchman - Karasz ; un comportement linéaire a été obtenu pour décrire l'effet plastifiant sur une base molaire.
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Adlani, Ahmed El. "Contribution à l'étude des transformations physico-chimiques de bitumes français et américains". Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10129.
Abstract (sommario):
Le comportement thermophysique (sous différentes pressions) de deux séries de bitumes (français et américains) a été étudié à l'aide de méthodes spécifiques d'analyses : enthalpique différentielle, thermobarométrique et thermodilatométrique. Dans le domaine des températures d'usage, des transformations ont e��té mises en évidence. Des domaines de stabilité en pression et température ont pu être déterminés ; ils permettent de caractériser les bitumes. Des différences de comportement thermique ont été observées en fonction, d'une part de la classe d'appartenance, d'autre part du mode d'élaboration. Dans le cas ou les bitumes vérifient le modèle thermique de Van der Waals, les volumes libres ont été déterminés dans chaque état stable. Pour les bitumes américains, les coefficients de dilatation thermique isobare et de compressibilité isotherme ont été mesurés. L'histoire thermique des bitumes apparaît comme un facteur primordial. Ceci a été principalement mis en évidence par l'existence d'un phénomène d'hystérésis thermobarométrique au cours des cycles thermiques qui conduit à une densification des bitumes et qui est attribué à une variation importante des valeurs du coefficient de compressibilité isotherme. Enfin, une corrélation du phénomène de densification avec les données chimiques a été obtenue
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Bourret, Julie. "Élaboration de céramiques alvéolaires à base de kaolin : propriétés thermiques et mécaniques". Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/feab8bd8-27be-4c21-839a-aaaa32034cba/blobholder:0/2012LIMO4058.pdf.
Abstract (sommario):
L'élaboration de matériaux argileux fortement poreux par des procédés peu coûteux et respectueux de l'environnement offre une voie d'accès prometteuse à la mise au point d'isolants thermiques performants, expliquée par la faible conductivité thermique de l'air (0,026 W. M⁻¹. K⁻¹) et de certains phyllosilicates comme le kaolin (1 W. M⁻¹. K⁻¹). Cependant, la structure en feuillets des argiles peut conférer au matériau final un caractère anisotrope à l'échelle macroscopique. Au cours de ce travail, des mesures de la conductivité thermique par différentes techniques expérimentales et du module d'Young ont été effectuées sur des matériaux composés de kaolinite et de muscovite élaborés par pressage ou extrusion. Les résultats obtenus ont permis de corréler les variations de ces propriétés avec les transformations minéralogiques intervenant au cours d'un traitement thermique et de souligner l'importance du procédé de mise en formesur l'anisotropie et les valeurs intrinsèques de la partie solide. L'influence d'une quantité importante de porosité a également été étudiée par l'intermédiaire de mousses présentant des taux de porosité compris entre 55 et 95 %, fabriquées à partir d'un kaolin mélangé en voie acqueuse à un émulsifiant puis consolidées par traitement thermique. Des valeurs très faibles de la conductivité thermique (0,054 W. M⁻¹. K⁻¹ pour 95% de porosité) ont été obtenues pour ces matériaux tout en garantissant une tenue mécanique acceptable (lois de comportement en compression). Une comparaison des valeurs expérimentales avec celles issues de modèles analytiques a permis de montrer l'importance de l'interconnexion des cellules sur les propriétés macroscopiquesCandidate materials for thermal insulation combine a solid phase of low thermal conductivity (<1 W. M⁻¹. K⁻¹) with a high pore volume fraction. This work concerns the preparation of ceramic foams exhibiting such characteristics using kaolin clay as the starting material. Processing involves a surfactant to stabilize the foam while remaining low cost and environmentally friendly. The properties of a clay-based material are sensitive to the orientation of the clay particles and, with thermal treatment, mineralogical transformations. Measurements of thermal conductivity and Young's modulus were made on textured kaolonite/muscovite samples obtained by extrusion, uniaxial or isostatic pressing and cut in different directions. An initial study revealed anisotropy at the macroscopic scale up to a factor of 3 related to the forming conditions and the amount of muscovite. However, with thermal treatment, this factor is progressively removed by transformations such as dehydroxylation and formation of mullite. In the last part, the pore volume fraction (Vp) was varied in the kaolin based foam by modifying the incorporated clay amount in the starting mixture. After thermal treatment at 1100̊ C, measurements of the thermal conductivity revealed a decrease from 0. 23 W. M⁻¹. K⁻¹ at Vp=0. 57 to 0. 054 W. M⁻¹. K⁻¹ at Vp=0. 95 in close agreement to predictions by the Hashin-Shtrikman upper bound, a cubic pore model and numerical simulation. The effective Young's modulus, obtained from mechanical compression tests, also decreases with pore volume fraction as described by Ashby's relation. However, the mechanical strengh was sufficient for handling even the more porous kaolin based foams
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Mohaine, Siyimane. "Etude des propriétés thermiques et mécaniques des bétons isolants structurels incorporant des cénosphères". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0030/document.
Abstract (sommario):
Dans le domaine de l’isolation thermique du bâtiment, les évolutions réglementaires (RT2012)et normatives (NF BPE : Béton à Propriétés Thermiques, septembre 2016) incitent à évoluer vers des bétons isolants et structurels (BIS). La maîtrise de leur conductivité thermique est primordiale. Il est possible, en plus de faire appel à un squelette granulaire léger, de jouer sur la nature de la pâte en utilisant des inclusions qui apporteraient un pouvoir isolant supplémentaire : les cénosphères. Dans un contexte de facilité de mise en oeuvre, à ces propriétés est rajouté le critère auto plaçant des bétons. On parle alors de Bétons Isolants Structurels Autoplaçants (BISAP). La maitrise et la validation de ces nouvelles formules dans le respect d’une approche prescriptive a nécessité la caractérisation des matériaux à différentes échelles (de l’inclusion à l’échelle de l’ouvrage) en développant des approches expérimentales et numériques. Leur comportement à l’état frais et à l’état durci a été analysé. Les conductivités thermiques mesurées placent ces nouveaux bétons dans la catégorie Bétons Isolants Structurels au sens du nouveau référentiel. Le modèle numérique développé permet d’approcher correctement les valeurs expérimentales. D’autre part, la sensibilité des BISAP incorporant des cénosphères à plusieurs indicateurs de durabilité (porosité accessible à l’eau, perméabilité,carbonatation et retrait) a également été étudiée. L’influence des microsphères est plus ou moins notable en fonction du mécanisme abordéIn the field of building thermal insulation, regulatory (RT2012) and standards (NF BPE: Béton à Propriétés Thermiques, September 2016) evolutions are encouraging the use of insulating structural concrete (BIS). The control of their thermal conductivity is essential. It is possible, in addition to using lightweight aggregates, to modify the composition of the cement paste by using hollow inclusions (fly ash cenospheres) to bring an additional thermal insulating potential. In a context of improved workability, to these properties is added the criterion of self-compacting concrete. The validation of these new formulas required the characterization of materials at different scales (from inclusion scale to building scale) by implementing experimental and numerical approaches. Their properties at fresh and hardened state were analyzed. The measured thermal conductivities place these new concretes in the Category of Structural Insulating Concrete in the sense of the new standard. The developed numerical model allowed approaching the experimental measurements correctly. The effect of cenospheres’ incorporation into cement paste on several durability indicators was also characterized
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Betene, Ebanda Fabien. "Etude des propriétés mécaniques et thermiques du plâtre renforcé de fibres végétales tropicales". Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2012. http://www.theses.fr/2012CLF22298/document.
Abstract (sommario):
Le plâtre est un matériau de grande disponibilité et très connu pour ses qualités : il est favorable à la protection de l’environnement, assez malléable, de faible densité, aux propriétés fonctionnelles remarquables (coupe-feu, isolant thermique, régulateur de l’hygrométrie des enceintes), décoratif, ... Ce qui justifie l’intérêt accordé à ce matériau pour les constructions. Sa grande fragilité préoccupante est à l’origine des travaux de recherches dans le monde entier en vue de son renforcement. Les fibres de verre et de sisal sont les renforts les plus utilisés à ce jour. Le renforcement par des fibres végétales est de plus en plus recherché. La texture micro structurale poreuse du plâtre favorise son caractère d’isolant thermique. Les textures mises en œuvre jusqu’à présent sont limitées à des porosités comprises entre 30 et 55%. La réduction du coût de ce matériau pour une large utilisation est encore possible et souhaitée. Deux leviers sont exploités dans ce travail, notamment un allègement de la masse de plâtre pour augmenter le taux de porosité et un renforcement de la tenue mécanique par incorporation de fibres végétales produites localement. L’objectif de ce travail est d’évaluer les caractéristiques mécaniques, thermiques et hygrométriques d’un matériau constitué de plâtre pris, à grande porosité, renforcé d’une nouvelle fibre végétale : le Rhecktophyllum Camerunense (RC), une fibre des forêts humides équatoriales. La fibre de sisal, d’utilisation connue pour le renforcement du plâtre, sert de référence à des fins de comparaison. Une série d’expérimentations est menée à cet effet. Une caractérisation physico-chimique des constituants est effectuée, des essais mécaniques de traction et de flexion sont effectués sur les constituants et les matériaux composites plâtre/fibres résultants, la cinétique d’adsorption d’humidité par les constituants et le matériau fibreux est suivie. Le comportement thermique des matériaux plâtre et plâtre/fibres est aussi mesuré. Les fibres utilisées, le sisal et le RC, sont à fort taux de cellulose (entre 49 et 78,8%), la fibre de RC est tubulaire avec 35,5% de porosité. Le plâtre est gâché à l’eau déminéralisée à un rapport massique E/P égal à 1 à partir de la poudre de semihydrate β. Sa microstructure cristalline est constituée de cristaux de gypse sous forme d’aiguilles enchevêtrées avec des vides intercristallins. Sur le plan du comportement mécanique, les résultats obtenus révèlent que le plâtre se montre fragile et présente un module d’élasticité en traction de 1,72 GPa, une résistance à la traction de 0,86 MPa et un allongement à la rupture de 1,16%. En flexion trois points, son module d’élasticité est de 0,64 GPa et sa contrainte à la rupture, de 0,13 MPa. La fibre de sisal est raide et fragile. Son module d’élasticité est compris entre 9 et 21 GPa, elle admet un allongement à rupture de 3 à 7%. Par contre, la fibre de RC est assez ductile avec un module d’Young moyen de 0,7 GPa et un allongement à rupture de 24,2%. L’adhésion du plâtre sur les fibres est faible : il adhère plus sur le sisal que sur le RC. Le sisal renforce mieux le plâtre par une augmentation plus sensible du module d’élasticité de 42,5%, contre 16,3% pour le RC, ce dernier lui apportant plutôt une grande ductilité élastique. Les fibres de RC apportent le maximum de renforcement en traction au plâtre lorsqu’elles sont tissées en unidirectionnel et en flexion lorsqu’elles sont uniformément réparties dans le volume suivant la direction longitudinale de la structure. (...)The plaster is a material of high availability and very known for its qualities : it is favourable to the protection of the environment, quite malleable, of low density, its functional properties are remarkable (firewall, thermal insulation, regulator of the hygroscopy of enclosures), decorative, ... What justifies the interest attached to this material for constructions. Its great alarming brittleness is at the origin of the research tasks in the whole world for its strengthening. The glass fibers and sisal are the more used reinforcements to this day. The strengthening by plant fibers is more and more researched. The microstructure of the plaster is porous ; that promotes its heat insulation character. The textures implemented so far are limited to porosities ranging between 30 and 55%. The reduction of cost of this material for a wide use is still possible and desired. Two levers are exploited in this work, in particular a lightening of the plaster weight to increase the proportion of air voids and a reinforcement of the mechanical resistance with locally produced fibers. The objective of this work is to evaluate the mechanical, thermal and hygrometrical characteristics of a material made up of harden plaster, with high porosity, strengthened by a new plant fiber : the Rhecktophyllum Camerunense (RC), a fiber of humid equatorial forests. The sisal fiber, of known use for the strengthening of the plaster, serves as a reference for comparison purposes. A serie of experiments is conducted to this effect. A physicochemical characterization of constituents is performed. Mechanical tests of tensile and of bending are performed on the constituents and the resulting plaster/fiber composite materials. The kinetic adsorption of moisture by the constituents is followed. The thermal behaviour of plaster and plaster/fiber is also measured. The fibers used, sisal and RC are with high rates of cellulose (between 49 and 78.8% ), the fiber of RC is tubular with 35.5 % of porosity. The plaster is dissolved in demineralized water to a mass ratio W/P equals to 1 from the powder of semihydrate β. Its crystalline microstructure is composed of gypsum crystals in the form of needles tangled with the empty intercristallins. As far as the mechanical behavior is concerne, the result reveals that the plaster is weak, its Young’s modulus in tensile is 1.72 GPa, its tensile strength is 0.86 MPa and its elongation at break is 1.16 %. In three points bending test, its modulus of elasticity is 0.64 GPa and its constraint at break is 0.13 MPa. The sisal fiber is stiff and fragile. Its Young’s modulus is between 9 and 21 GPa, it admits an elongation at break of 3 to 7 %. On the other side, the fiber of RC is quite ductile : the means of Young’s module is 7 GPa and the elongation at break is 24.2 %. The adhesion of the plaster on the fiber surface is low : it adheres more on the sisal than on the RC. The sisal strengthened better the plaster with a sensitive increase of the Young’s modulus of 42.5 %, against 16.3 % for the RC. But the RC fiber gives rather high elastic ductility. The fibers of RC deliver maximum capacity in tensile to the plaster when they are woven into unidirectional. They offer high capacity in bending when they are uniformly distributed inside the volume according to the longitudinal direction of the structure. (...)
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Imbert, Claire. "Matériaux à propriétés mécaniques et thermiques améliorées sous pression hydrostatique en utilisation aquatique". Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20019.
Abstract (sommario):
Les matériaux aujourd'hui utilisés pour l'isolation thermique en milieu aquatique sous pression hydrostatique sont soit des mousses souples à base de caoutchoucs, soit des mousses rigides, notamment syntactiques, selon la profondeur. Ces matériaux souples ont été analysés par des tests mécaniques et thermiques classiques. Cependant, les protocoles et valeurs relevées ont été adaptés à l'usage final du produit, et plus particulièrement à l'environnement aquatique en surface et en profondeur. Les relations entre les différentes caractéristiques (structures et propriétés) de ces matériaux ont été étudiées afin de définir les propriétés adéquates selon des critères pertinents. Pour mettre en évidence les propriétés thermiques sous pression hydrostatique, un outil de test a de plus été développé : une enceinte de test hyperbare innovante, pour l'évaluation de la résistance thermique et de l'épaisseur sous pression d'eau entre 0 et 50 m de profondeur. Les points forts et faibles des matières classiquement utilisées ont été clairement établis. L'analyse de ces résultats a permis d'identifier un concept de matériau composite propre à l'usage défini. Une matière innovante a été conçue en fonction : une mousse syntactique. En variant le type de particules additionnées à une matrice thermoplastique élastomère, la structure cellulaire a été affinée pour obtenir un comportement identique en milieu aquatique, en surface comme en profondeur. En parallèle de sa production industrielle, cette matière a été testée afin d'identifier les relations entre structures et propriétésMaterials nowadays used for thermal insulation in aquatic environment under hydrostatic pressure are either rubber flexible foams or rigid foams, especially syntactic foams, depending on depth. These flexible materials were analyzed through classical mechanical and thermal tests. However, methods and results were adapted to the final usage of the product, particularly to the aquatic environment at the surface and under depth. Relationships between structures and properties characteristics were studied to define appropriate properties within relevant criteria. Moreover, to underline thermal properties under hydrostatic pressure, a testing instrument has been developed: an innovating hyperbaric test chamber, dedicated to under water pressure thermal resistance and thickness measurements, from 0 to 50 m depth. Strengths and weak points of these classical materials have been clearly established. Results analysis lead to a new concept of composite material for the defined usage. This innovating material, a syntactic foam, has been developed. By varying the particle type added to a thermoplastic elastomer matrix, the cellular structure has been refined in order to obtain a similar behaviour in aquatic environment, at the surface like in depth. This material has been tested, parallel to its industrial production, to identify relationships between structures and properties
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Ezbakhe, Hassan. "Caractéristiques thermiques et mécaniques de matériaux poreux utilisés comme isolants simples ou porteurs". Lyon 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LYO10024.
Abstract (sommario):
Etude de l'influence des parametres morphologiques sur les caracteristiques thermiques et mecaniques des materiaux poreux utilises comme isolants simples ou porteurs. Choix d'isolants classiques (le polyurethane comme isolants simples, le verre expanse comme isolants porteurs). Analyse de la structure poreuse et interet que peut presenter une forte porosite fermee sur leur conductivite thermique; etude du comportement hygrometrique des verres expanses; on constate qu'une matrice solide "compacte" et une porosite fermee importante presente un grand interet au plan du comportement hygroscopique. Modele tenant compte des differentes porosites confronte aux resultats experimentaux. Proposition d'une methode originale de determination de coefficient de conduction de la matrice solide. Influence de la nature des gaz inclus dans les pores fermes. Courbe caracteristique de variation de la resistance a la compression en fonction de la conductivite thermique
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Tchofo, Dinda Patrice. "Étude d'un réseau bidimensionnel à maille hexagonale à deux sites dans un substrat double-quadratique : diagramme de phase, structure et dynamique des parois, effets de taille finie". Dijon, 1991. http://www.theses.fr/1991DIJOS061.
Abstract (sommario):
Nous étudions un modèle de réseau hexagonal à deux sites dans un potentiel de substrat double quadratique (DQ) par site. Nous déterminons un diagramme de phase détaillée du modèle dans la limite d'un réseau infini. Ce diagramme comporte des phases ayant des structures uni- et bi-dimensionnelles, et présente un comportement réentrant dans certaines régions de l'espace des paramètres. Ensuite nous déterminons et analysons le diagramme de phase pour des bandes de réseau de différentes tailles. Cette analyse fait apparaitre des effets de tailles typiques sur le diagramme de phase et suggère l'existence d'une modification intermédiaire de l'iodate de lithium durant la transition alpha-gamma dans ce matériau. Nous présentons un formalisme simple pour décrire les interfaces de type parois de domaines, dans lequel les positions atomiques sont exprimées explicitement en fonction de la répartition spatiale des parois au sein du réseau. Cette formulation est spécialement intéressante pour l'étude de la dynamique des parois dans un formalisme de variables collectives. La dynamique d'un système à une paroi (kink) est étudiée dans ce formalisme de variables collectives. Cette étude montre que les effets de discrétisation sur un kink DQ se manifestent parfois de façon étonnamment différente par rapport au comportement des autres systèmes qui supportent une structure de kink discret: il n'y a pas d'état lie associe au mouvement du centre de masse de kink dans le système DQ discret.
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Aussedat, Yahia Eve. "Comportement et endommagement du composite tisse Carbone/PMR15 soumis à des chargements mécaniques et thermiques". Paris, ENMP, 1997. http://www.theses.fr/1997ENMP0748.
Abstract (sommario):
Le composite tisse carbone/pmr15 est un composite a forte anisotropie. Il présente un caractère très particulier : la direction du dommage dépend de l'arrangement géométrique des constituants. On note comme principaux endommagements la fissuration transverse, la fissuration longitudinale et la rupture de fibre. Des essais de traction statique et de fluage à différentes températures réalises sur les empilements 908, 458 et 67. 58 font apparaître ces endommagements et particulièrement la fissuration transverse survenant dans la trame et la chaîne du tissu. C'est donc vers une modélisation vectorielle à deux directions d'endommagement que l'étude est orientée. Initialement a direction fixe, la modélisation évolue vers une modélisation plus complète permettant de rendre compte de l'effet unilatéral du dommage, et donc de la restauration de la rigidité du matériau lors d'essais de traction - compression. Pour certains types d'empilement, il est en plus nécessaire de tenir compte de la viscoplasticité du matériau. La fatigue oligocyclique est ensuite abordée. On présente d'abord le modèle utilise aussi bien pour des chargements thermiques que des chargements mécaniques. Ensuite les comparaisons experience-modelisation accompagnées d'une observation de l'endommagement sont présentées dans les différents cas.
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Devaux, Alexandre. "Etude de l'influence des traitements thermomécaniques et thermiques sur la microstructure et la tenue en fluage de l'alliage 718". Paris, ENMP, 2007. http://www.theses.fr/2007ENMP1477.
Abstract (sommario):
L’objectif de cette étude est d’améliorer la tenue en fluage de l’alliage 718 pour des applications sur disques de turbine, tout en maintenant les propriétés en fatigue et en traction comparables à celles obtenues avec le traitement thermomécanique de référence. Nous avons, dans ce contexte, développé un traitement de mise en solution optimisé comportant deux paliers et permettant de dissoudre la phase intergranulaire sans provoquer l’apparition de gros grains néfastes pour la tenue en fatigue. La limite d’élasticité et la tenue en fluage sont améliorées sur un large domaine de températures grâce à une fraction volumique de précipités ’’ plus élevée, et les propriétés en fatigue sont maintenues grâce à une fine taille de grain. L’étude du traitement thermomécanique « direct aged » a révélé un comportement en fluage relativement différent des autres gammes thermomécaniques, compte tenu de la présence de plusieurs mécanismes de fluage dans les conditions explorées. Ces mécanismes permettent d’expliquer l’influence plus ou moins marquée des microstructures étudiées en fonction des variations de température et de contrainte. Une attention particulière a été portée à l'analyse de la cinétique de précipitation de la phase durcissante ’’. L’étude de l’influence des paliers du vieillissement sur la précipitation et sur les propriétés mécaniques a mis en évidence l’existence d’optima de tailles de précipités. Ces études nous ont par ailleurs permis d’analyser le comportement en fluage de l’alliage à haute température en modélisant notamment l’influence du grossissement des précipités pendant l’essai de fluageThe aim of this study is to improve the creep properties of Alloy 718 used in turbine discs, without affecting the tensile and fatigue properties obtained with the standard thermomechanical treatment. In this context, an optimized two-stage solution heat treatment has been developed which partly dissolves the intergranular phase without causing the formation of coarse grains which impair fatigue performance. The higher volume fraction of ’’ precipitates improves the yield strength and creep properties over a wide temperature range, and fatigue properties are preserved by the fine-grained microstructure. The study of the direct aged thermomechanical treatment evidenced a creep behavior relatively different from those observed with other thermomechanical treatments, which suggests that different creep mechanisms are at play in the various conditions covered in this study. The different effects on the studied microstructures under greater and lesser stress and temperature variations confirm the presence of these creep mechanisms. This study also focuses on the kinetics of precipitation of the ’’ hardening phase. The study of the influence of the aging stages on ’’ phase precipitation and on the mechanical properties revealed that there are optimum precipitate sizes. This work also enabled us to analyze the creep behavior of Alloy 718 at high temperature by modeling, on the one hand, the influence of microstructural parameters on the minimum secondary creep rate and, on the other hand, the influence of precipitate coarsening during creep testing
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Chabi, Edem. "Étude de la formulation et des propriétés mécaniques et thermiques du béton de balles de riz". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0232/document.
Abstract (sommario):
Chacun s’accorde à reconnaître aujourd’hui que les activités humaines impactent significativement le climat de la planète. Le secteur de la construction est l’un des principaux responsables de cette situation car c’est le premier consommateur d’énergie et le deuxième émetteur de CO2 dans le monde. Il importe par conséquent de réaliser des bâtiments éco-respectueux, qui consomment peu d’énergie et émettent moins de gaz à effet de serre sur l’ensemble de leur cycle de vie. La présente étude s’intègre alors dans une problématique générale de développement de matériaux de construction innovants à impact environnemental réduit. Nous nous proposons ainsi d’utiliser la balle de riz comme granulat végétal dans une matrice cimentaire. L’objectif du travail est de proposer une méthode de formulation des bétons à bases de granulats végétaux et d’étudier le comportement mécanique et thermique du béton de balle de riz. Les essais de prise réalisés sur de la pâte de ciment pure formulée avec de l’eau issue de l’infusion de la balle de riz ont montré que ces granulats n’ont pas d’effet inhibiteur sur la prise du ciment. Pour confirmer cette hypothèse, une analyse chimique de la balle de riz a été réalisée et les résultats ont montré le taux d’extractibles des balles de riz est quasi nul contrairement à d’autres granulats végétaux tels que le chanvre et le bois. La méthode de formulation proposée consiste à déterminer la compacité du squelette végétal pour un mode de mise en œuvre déterminé, puis à formuler la pâte liante qui va occuper le volume poreux intergranulaire résiduel. La pâte est constituée du liant, de l’eau efficace, des additions et adjuvants éventuels, et de l’air piégé et/ou entrainé. Pour un volume d’air donné (et d’additions), les quantités de ciment et d’eau efficace sont alors ajustées pour atteindre les performances visées, sur la base de la loi de Féret. Cependant, pour ce type de béton, l’important volume d’air entrainé dépend (lui aussi) de la quantité de ciment et d’eau présents dans le mélange, de l’intensité du malaxage et du mode de coulage. Un modèle décrivant le volume d’air résiduel a été alors calibré à partir d’essais réalisés avec les constituants du béton que l’on souhaite fabriquer. Enfin le problème de la formulation est solutionné en recourant à un module d’optimisation numérique. Dans le but de valider le modèle, la méthode de formulation a été appliquée à cinq échantillons dont les résistances visées sont 0,5 ; 1 ; 2 ; 4 et 8 MPa. Les performances obtenues sont assez proches de celles visées. Par ailleurs il a été constaté que le mode de conservation des éprouvettes influe beaucoup sur les résistances mécaniques du matériau. En effet, une cure en condition dessiccation peut faire chuter les résistances mécaniques jusqu’à 60%. Les meilleures résistances obtenues ont été observées sur les éprouvettes conservées à 95 % de HR. Les mesures de la conductivité thermique ont montré que le béton de balle de riz constitue une très bonne alternative à des systèmes plus conventionnels en termes d’isolation thermique. La valeur moyenne de la conductivité thermique du béton de balle de riz varie en fonction du dosage en liant entre 0,070 W/(m.K) et 0,171 W/(m.K). L’évolution de la conductivité thermique en fonction de la masse volumique et du dosage en ciment est linéaireEveryone agrees today that human activities significantly affect the climate of the planet. The construction sector is one of the main contributors to this situation as it is the largest energy consumer and the second largest CO2 emitter in the world. It is therefore important to build eco-friendly buildings, which consume little energy and emit less greenhouse gases throughout their life cycle. The present study is then integrated into a general problem of development of innovative building materials with reduced environmental impact. We propose to use the rice husk as a vegetable aggregate in a cementitious matrix. The objective of the work is to propose a method for the mix design of concretes based on plant aggregates and to study the mechanical and thermal behavior of rice husk concrete. Setting tests on pure cement paste formulated with water resulting from the infusion of the rice husk showed that these aggregates had no inhibiting effect on the setting of the cement. To confirm this hypothesis, a chemical analysis of the rice husk was carried out and the results showed that the extractable ratio of rice husks is almost zero, unlike other plant aggregates such as hemp and wood. The proposed formulation method consists in determining the packing density of the plant skeleton for a given method of implementation and then in proportioning the binder paste which will occupy the residual intergranular pore volume. The paste is consisted of the binder, the effective water, the possible additions and admixture, and trapped air and/or entrained air. For a given volume of air (and additions), the quantities of cement and effective water are then adjusted to achieve the targeted performances, based on the law of Féret. However, for this type of concrete, the large volume of entrained air also depends on the quantity of cement and water present in the mixture, the intensity of the mixing and the casting mode. A model describing the volume of residual air was then calibrated from tests carried out with the components of the concrete that it is desired to manufacture. Finally, the problem of formulation is solved by using a numerical optimization module. In order to validate the model, the method for the mix design was applied to five samples with a target resistance of 0.5; 1; 2; 4 and 8 MPa. The performances obtained are quite similar to those targeted. In addition, it has been observed that the preservation mode of the specimens has a significant influence on the mechanical strength of the material. Indeed, a cure in desiccation condition can reduce the mechanical resistances up to 60%. The best resistances obtained were observed on the specimens preserved at 95 % RH. Measurements of thermal conductivity have shown that rice husk concrete is a very good alternative to more conventional systems in terms of thermal insulation. The average value of the thermal conductivity of the rice husk concrete varies depending on the binder dosage between 0.070 W/(m.K) and 0.171 W/(m.K). The evolution of the thermal conductivity as a function of the density and the cement dosage is linear
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Franbourg, Alain. "Influence d'un traitement à l'état fondu sur la structure cristalline et les propriétés mécaniques du poly(oxymethylène) et du poly(éther éther cétone) : relations : mise en oeuvre par injection/structure/propriétés". Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10091.
Abstract (sommario):
L'optimisation des performances d'un polymère, afin de répondre à un cahier des charges, nécessite d'établir les relations « mise en oeuvre-structure-proprietés ». L' étendue des phénomènes, mis en jeu lors de la transformation par injection, nous a obligés à focaliser cette étude sur des points spécifiques peu approfondis jusqu'à présent, principalement la température de traitement à l'état fondu (température d'injection). Des relations sont établies pour deux polymères semi-cristallins techniques aux comportements thermo-mécaniques différents, le poly(oxymethylène) et le poly(éther-éthercétone)
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Capsal, Jean-Fabien. "Elaboration et analyse des propriétés physiques de nanocomposites hybrides ferroélectriques". Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/835/.
Abstract (sommario):
L'objectif de ce travail de thèse est de réaliser une étude comparative de nanocomposites hybrides ferroélectriques. Deux matrices thermoplastiques ont été utilisées : le polyamide 11 et le poly(vinylidène fluoride trifluoroéthylène) 70-30. Les nano-objets introduits sont des nanoparticules de titanate de baryum (BaTiO3). Nous nous intéresserons tout particulièrement à l'influence des nanoparticules sur les propriétés physiques des composites en fonction de la taille des inclusions et de leurs fractions volumiques. L'évolution des propriétés pyroélectrique et piézoélectrique des nanocomposites en fonction du caractère électroactif ou non de la matrice est discutée. Dans le premier chapitre de ce mémoire, des éléments de rappel sur la ferroélectricité des polymères et des céramiques ainsi que sur la notion de connectivité des phases dans un composite sont présentés. Les composites étudiés sont de connectivité 0-3 ; une attention particulière est portée aux modèles phénoménologiques permettant de décrire les propriétés physiques de ces matériaux. Le deuxième chapitre est consacré à la présentation des techniques expérimentales utilisées ainsi qu'à la description du protocole d'élaboration des nanocomposites. La stabilité chimique et la structure physique des matériaux constitutifs des composites ont été analysées par Analyse Thermogravimétrique (ATG) et Analyse Calorimétrique Diatherme (ACD). Les propriétés mécaniques statique et dynamique de la matrice polyamide ont été suivies par des essais en traction et en cisaillement dynamique. Les propriétés diélectriques des matrices ont été caractérisées par Analyse des Courants Thermo Stimulés (CTS) et Spectrométrie diélectrique dynamique (SDD). L'influence de la fraction volumique phi de BaTiO3 700 nm sur les propriétés des composites est présentée dans le chapitre 3. Cette étude est réalisée avec les deux matrices. D'un point de vue mécanique, l'introduction de ces nanocéramiques a pour conséquence une forte augmentation du module G' ainsi que de G''. Lorsque la fraction volumique devient trop importante l'évolution d'un comportement ductile vers fragile est constatée. Les nanoparticules de BaTiO3 influencent peu la mobilité moléculaire de la phase amorphe. La diminution du saut delta Cp mesuré par ACD et la diminution de l'amplitude du mode associé à la manifestation diélectrique de la transition vitreuse mis en évidence par CTS indiquent une interaction à l'interface polymère/nanoparticules. L'introduction de BaTiO3 700 nm augmente la partie réelle et imaginaire de la permittivité diélectrique. L'évolution de epsilon' avec phi suit le modèle de Bruggeman jusqu'à phi = 45%. Au-delà de cette fraction volumique, la densification importante et les phénomènes d'agrégation modifient la connectivité des composites. .The piezoelectric activity of a hybrid ferroelectric nanocomposite, i. E. Polyamide 11/ Barium Titanate (BT), has been investigated for different loadings of BT particles. The BT volume fraction (phi) was ranging from 0. 024 to 0. 4 with a particle size of 50 nm, 100 nm, 300 nm and 700 nm. The influence of polarization mode on the piezoelectric behaviour has been studied. The magnitude of the poling field used in this study is in the same order of magnitude of the one used for bulk BT i. E. Significantly lower than for piezoelectric polymers. The optimum piezoelectric coefficient is reached when the amorphous phase of the polymeric matrix is in the liquid state i. E. ; for a polarization temperature higher than the glass transition and for time constant allowing macromolecular mobility. The composite piezoelectric activity decreases for particles size lower than 300 nm due to the loss of the tetragonal phase. The nanotexture of these particles has been investigated by TEM and HRTEM. A core shell structure has been observed. An increase of the longitudinal piezoelectric strain coefficient d33 with the raising of BT volume fraction was shown. Contrary to inorganic piezoelectric ceramics, the dielectric permittivity of hybrid composites remains moderate although the piezoelectric voltage coefficient of composites is bigger than ceramics
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Cérézo, Véronique. "Propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques d'un matériau à base de particules végétales : approche expérimentale et modélisation théorique". Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0037/these.pdf.
Abstract (sommario):
Ce mémoire de thèse est consacré à l'étude des propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques du béton de chanvre. Ce matériau est obtenu en mélangeant un liant à base de chaux, des particules végétales et de l'eau. Ces dernières possèdent une porosité intrinsèque importante, du fait de la présence de capillaires. Ceux-ci rendent les particules légères, compressibles et sensibles à l'eau. Le liant contient un mélange de chaux hydraulique et aérienne. Le mélange de ces deux constituants de nature et de caractéristiques très différentes conduit à un matériau dont les propriétés seront variables en fonction des concentrations volumiques de chaque constituant. De plus, ce matériau se distingue par un double réseau de pores, l'un de taille microscopique (10 à 40 mm) et l'autre de taille mésoscopique (< 1 mm). On montre expérimentalement que ces deux réseaux sont connectés. Du point de vue mécanique, le béton de chanvre se caractérise par un comportement élasto-plastique. La résistance en compression varie entre 0,25 et 1,15 MPa. Le module d'élasticité est compris entre 4 et 170 MPa. Ces valeurs sont modestes par rapport à celles des autres matériaux de construction. En revanche; ce matériau peut supporter des niveaux de déformations élevés (0,04 < esmax < 0,15). En s'appuyant sur les observations expérimentales, une modélisation par homogénéisation autocohérente est réalisée. Celle-ci permet d'obtenir un modèle prédictif de la valeur du module d'élasticité pour des formulations et des niveaux de compactage variables. Ensuite, une étude des transferts de chaleur et de masse au sein du matériau sous diverses hygrométries est menée. On a quantifié expérimentalement la sensibilité du matériau à l'hygrométrie ambiante HR. Des campagnes de mesures ont déterminé la conductivité thermique sèche et humide du béton de chanvre pour des formulations et des compacatges différents. Un modèle autocohérent est également mis en œuvre en utilisant deux types de motif générique. Il permet de retrouver les résultats expérimentaux avec une bonne fiabilité. Enfin, une caractérisation de l'absorption acoustique du béton de chanvre est initiée. Elle montre des niveaux d'absorption élevés sur toute la gamme de dosages étudiés (a > 0,5). Ce travail exploratoire met également en lumière un comportement proche de celui d'un milieu à double porositéThis thesis deals with the measurement of physical properties (mechanical, thermal, acoustical) of various formulations of concrete containing vegetable particles. Such material is made up with hemp shives mixed with lime binders. Shives are very porous considering the ratio of capillaries. That fact explains that particles are lightweight, sensible to water and they can be highly strained. The ductile binder is a mixed between hydraulic and aerated lime with sometimes a volume of sand. Depending on the binder proportion, three microstructures of concrete are determined. Moreover, this material presents a microscopic porosity (shives) and a macroscopic porosity. These networks are connected. Vegetable concrete presents a ductile behavior. . The maximum stress and the Young modulus are limited as compare to other building materials but the bearable level of strain is rhigh. A theoretical model made with self-consistent method allows to calculate the Young modulus as a function of the mixture proportion and the compactness level. A comparison with experimental measurements shows a good accuracy of the results. Then, the dry thermal conductivity of vegetable concrete is studied. Considering its high sensibility to water, the level of sorption and the impact on thermal conductivity are evaluated. A self-consistent method leads to a model of dry and wet conductivity taking into account the physical properties (proportions, compactness) and the hygrometry. Lastly, the sound absorption of vegetable concrete is measured. The values are high. This first step in the study of the acoustical properties shows a behavior, which can be compared to materials with a double porosity
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Bouillonnec, Jonathan. "Elaboration et étude des propriétés mécaniques et thermiques de matériaux constitués de nanotubes de carbone verticalement alignés". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30228/document.
Abstract (sommario):
Les tapis de nanotubes de carbone verticalement alignés sont des candidats potentiels pour des applications telles que les interconnexions ou les matériaux d'interface thermique. Ce travail de recherche porte sur la synthèse de tapis de nanotubes de carbone alignés selon le procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) d'aérosols liquides, sur l'élaboration de nanocomposites constitués de différentes nuances de matrices époxy infiltrées au sein de ces tapis, ainsi que sur l'étude des propriétés mécaniques et thermiques longitudinales et transverses des tapis secs eux-mêmes et des nanocomposites 1D formés. Les conditions de synthèse permettent notamment de faire varier les caractéristiques des tapis telles que leur épaisseur, leur masse volumique, le diamètre externe moyen des nanotubes de carbone (NTC), l'espace intertube et la teneur volumique en NTC, alors que leur structure cristalline peut être modifiée par le biais d'un traitement thermique à haute température. L'objectif principal de ce travail consiste à démontrer et quantifier l'effet de certaines caractéristiques des tapis de nanotubes de carbone sur les propriétés mécaniques et thermiques des différents types de tapis et matériaux composites obtenus. Les deux méthodes d'imprégnation mises en oeuvre, voie liquide et infusion, conduisent à des tapis de NTC alignés denses avec un alignement des NTC conservé et une répartition homogène des NTC au sein du système époxy. La fraction volumique en NTC s'avère être le paramètre-clé permettant d'exacerber, dans la direction longitudinale aux NTC, les propriétés mécaniques et thermiques des nanocomposites. Par ailleurs, les tapis de NTC et les nanocomposites voient leurs propriétés de conduction thermique longitudinale nettement exacerbées lorsque les NTC présentent une amélioration de leur structure cristalline. L'augmentation significative des performances apportées par les tapis de NTC verticalement alignés au sein de ces matériaux nanocomposites anisotropes par rapport aux matrices organiques non chargées est prometteuse et ouvre des pistes de réflexion visant à répondre aux nouvelles exigences de multifonctionnalité des secteurs de l'aéronautique et de l'aérospatialVertically aligned carbon nanotube carpets are potential candidates for applications such as interconnections or thermal interface materials (TIMs). This research work deals with the synthesis of aligned carbon nanotube carpets from the aerosol assisted chemical vapour deposition (CVD) technique, with the elaboration of nanocomposites made of different grades of epoxy matrix infiltrated within these carpets, as well as the study of both longitudinal and transverse mechanical and thermal properties of dry carpets themselves and 1D-nanocomposites separately. The synthesis conditions notably enable to vary characteristics of the differents carpets such as their thickness, their density, the mean external diameter of the carbon nanotubes (CNT), the intertube space and the CNT volume fraction, whereas their crystalline structure can be modified with a high temperature thermal treatment. The main goal of this work is to prove and quantify the effect of some of the characteristics of the carbon nanotubes carpets on both mechanical and thermal properties of the different kinds of CNT carpets and resulting composite materials. The two impregnation methods used, liquid way and infusion, lead to dense CNT carpets with a preserved alignment of the CNT and an homogeneous distribution of these latest within the epoxy system. The CNT volume content is evidenced as the key-parameter exacerbating the mechanical and thermal properties mainly in the longitudinal direction compared with the alignment axis of the CNTs. Moreover the mechanical and thermal conduction properties of the CNT carpets and the 1D-nanocomposites are clearly increased when the crystalline structure of the CNT is improved. The significant increasing of the properties brought by the vertically aligned CNT within these anisotropic 1D-nanocomposites compared with the only organic matrixes is promising and opens new pathways aiming to meet the latest specifications related to multifunctionnality in fields such as aeronautics and aerospace
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Comair, Fadi Georges. "Etude des propriétés thermiques et mécaniques des matériaux de construction : application à l'habitat du Moyen-Orient". Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10077.
Abstract (sommario):
L'objectif majeur de cette recherche est de tracer les orientations necessaires pour une reglementation thermique de l'habitat en climat mediterraneen. Au cours de ce travail, nous avons etudie les caracteristiques thermophysiques et mecaniques des materiaux de construction tels que les enduits, mortiers, revetements de facades mis en uvre dans les pays du moyen-orient. Les differentes valeurs de conductivite et diffusivite thermique ainsi que la resistance a la compression de ces materiaux ont ete presentees en fonction des parametres suivants: teneur en eau, masse volumique, taux de gachage et pourcentage d'ajout present dans le liant. L'application pratique de ces resultats dans la modelisation thermique des parois opaques du batiment nous a permis de definir les resistances thermiques adaptees pour maintenir les conditions de confort dans les differentes zones climatiques de la region consideree. En se basant sur ces resultats, nous avons suggere des recommandations pour la construction dans ces pays pouvant deboucher sur des solutions architecturales assurant un meilleur compromis entre les exigences thermique, mecanique et economique
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Lallam, Abdelaziz. "Corrélations entre les propriétés thermomécaniques de films diélectriques plastiques et les caractéristiques de composants passifs". Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO19054.
Abstract (sommario):
Etude physicochimique des films dielectriques (pp, pet, ps). Etude des variations dimensionnelles et capacitives des condensateurs en fonction de la temperature. Etude du coefficient de temperature et recherche de methodes de calcul theorique de ce parametre
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Verhaeghe, Benjamin. "Allègement de céramiques pour les arts de la table : Influence de la porosité sur les caractéristiques mécaniques et thermiques". Valenciennes, 2010. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/1b47986d-2f67-4418-beb9-e4762561eded.
Abstract (sommario):
Dans cette étude, des céramiques poreuses sont réalisées et caractérisées mécaniquement et thermiquement. La matrice céramique est à base de silicoaluminate densifiée par frittage. La nature de la matière première céramique et le cycle de frittage sont uniques dans tout ce travail. La porosité est obtenue par addition à la pâte céramique de différents agents poreux organiques calibrés en tailles et formes. Le taux de porosité total est compris entre 8 et 30%. Plusieurs procédés de mise en forme sont testés et permettent de contrôler la qualité de la porosité. Une porosité hétérogène est obtenue par mélange des porogènes avec la poudre atomisée. La porosité résultante est essentiellement distribuée autour des agglomérats d'atomisation. Une porosité assez homogène est apportée par un procédé innovant: Un porogène particulier est introduit au sein de la barbotine avant atomisation, conduisant à une microstructure où la porosité introduite (10µm) est localisée dans le granulat, tandis qu'une faible quantité de porosité subsiste entre eux. Les propriétés mécaniques (compression, flexion, ténacité) et thermiques (diffusivité thermique) sont déterminées puis analysées relativement aux qualités des phases poreuses réalisées. Parallèlement, différentes modélisations par éléments finis sont développées pour décrire l’impact des porosités sur les caractéristiques mécaniques et thermiques des pièces. Plusieurs porosités modèles sont choisies de façon à s’approcher au plus près des porosités expérimentalement réalisées. Les caractéristiques mécaniques et thermiques mesurées sont comparées aux résultats des modélisationsIn this study, porous ceramics are developed and mechanically and thermally characterized. The ceramic matrix is based on a silicoaluminate material then after densified by sintering. The nature of the ceramic material and sintering cycle is unique through all this work. Porosity is obtained by adding to the ceramic paste various organic porous agents calibrated in sizes and shapes. Total porosity rate is between 8 and 30%. Several preparation routes are tested allowing the control of the porosity quality. Heterogeneous porosity is obtained by mixing spray dried siliocaluminate powder with pore-forming agent. The obtained porosities are mainly distributed around the spray dried agglomerates. A relatively homogeneous porosity is provided by an innovative process: A particular porogen agent is introduced within the slurry before spray-drying and leads to specific microstructure consisting in pores (10μm) localized inside the aggregates, while a small amount of porosity remains between them. The mechanical properties (compression, bending, toughness) and thermal properties (thermal diffusivity) are determined and analyzed in regards to porous phases qualities. Meanwhile, various finite element modeling are developed to describe the impact of porosity on the mechanical and thermal properties. Several models of porosity are chosen as close as the experimentally realized porosities. The experimental mechanical and thermal characteristics are compared with modeling results
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Nyemeck, André Parfait. "Modélisation de la lubrification mixte et du comportement thermique des garnitures mécaniques". Poitiers, 2011. http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/2ece3128-ba75-4399-ac23-1f1d5f66069b.
Abstract (sommario):
Les garnitures mécaniques sont des composants utilisés pour assurer l'étanchéité d'arbres tournants. Elles sont constituées principalement de deux anneaux plans (le rotor et le stator), dont l'interface, qui constitue la barrière d'étanchéité, est lubrifiée par un film fluide. Le fonctionnement optimal est obtenu en minimisant à la fois la fuite et l'usure. Cela correspond à une épaisseur de film de l'ordre du micromètre, et à un régime de lubrification mixte. L'étude bibliographique présentant l'état de l'art a permis de justifier l'utilisation d'une approche multi-échelles pour traiter le problème de lubrification mixte. Une autre partie de cette bibliographie a permis d'identifier les modèles thermiques à mettre en œuvre. Le modèle multi-échelles développé pour l'étude de la lubrification mixte des garnitures mécaniques est ensuite présenté. Ce dernier utilise les surfaces numériquement générées et consiste à décomposer le domaine d'étude en plusieurs sous-domaines. L'équation de Reynolds prenant en compte la cavitation dans le fluide est résolue par la méthode des volumes finis à l'échelle micrométrique dans les sous-domaines de même que le contact normal hertzien des aspérités. Une échelle macroscopique est introduite pour connecter les conditions aux limites aux bornes des sous-domaines. Un champ de pression macroscopique est ainsi obtenu en assurant la conservation globale du débit. Ce modèle prend également en compte, à l'échelle macroscopique, le comportement Thermo-Elasto-HydroDynamique (TEHD) dans les garnitures mécaniques. La discrétisation des équations de chaleur et de déformation est effectuée grâce à la méthode des éléments finis pour une géométrie axisymétrique. La validation du modèle multi-échelles est faite avec un modèle déterministe de lubrification mixte, d'une part, et d'autre part avec un modèle TEHD pour surfaces lisses précédemment développé au laboratoire. L'influence des paramètres caractérisant le comportement de la garniture est analysée au travers d'une étude paramétrique. Cette étude a permis d'identifier les différents régimes de lubrification dans lesquels l'épaisseur du film lubrifiant est contrôlée par la hauteur des rugosités ou par les déformations thermoélastiques des facesMechanical seals are sealing components used in rotating shafts. They are basically a set of two rings (the rotor and the stator), separated by a lubricant film that must be impervious. The optimum operation is obtained by minimizing both leakage and wear. This corresponds to a film thickness of approximately one micrometer and to a mixed lubrication regime. The literature review justified the choice of a multiscale approach to model a mixed lubrication process. A part of this literature allowed identifying the thermal models to use. A model of a mixed lubrication in mechanical seals based on a multiscale approach is presented. This uses numerical surface roughness and consists in dividing the studied area into sub-domains. The Reynolds equation, which takes into account the fluid cavitation is solved by mean of finite volumes method, at fine scale of the sub-domains, as the hertzian contact asperities. The macroscale is introduced to connect the boundaries conditions of the sub-domains. Then, the macroscale pressure distribution is obtained insuring the mass conservation law. The model also takes into account, at the macroscale step, the Thermo-Elasto-Hydro-Dynamic (TEHD) behaviour in mechanical seals. The discretization of heat and elasticity equations is performed using the finite element method for axisymmetric geometry. The multiscale model is first validated by comparing in to a deterministic model, and then to the TEHD model previously developed at the Pprime laboratory. The influence of the parameters characterizing the mechanical seal behaviour is analyzed through the parametric study. In this study, the different lubrication regimes are identified. The lubricant film thickness is controlled by the roughness or by the thermoelastic deformation of the faces
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Gomez, Jean-Paul. "Caractérisation mécanique de composites à matrice d'alliages d'aluminium et renforts particulaires SiC ou Al2O3 (influence des traitements thermiques,études des contraintes résiduelles)". Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT032G.
Abstract (sommario):
Des alliages d'aluminium a durcissement structural (2014 et 6061) contenant 0, 10, 15 et 20% volumiques de particules al#2o#3 ou sic ont ete amenes a l'etat t6 et a l'etat recuit. L'influence du taux de renfort sur le comportement mecanique des composites a ete etudie en traction, flexion trois points sur eprouvette entaillee, compression dynamique et traction in situ sous microscope electronique a balayage. Pour etablir une correlation entre ces differents essais, l'evaluation des contraintes internes a ete effectue par diffraction des rayons x. La methode classique des sin2 n'etant pas applicable dans ce cas, les contraintes dans les composites ont ete evaluees en termes de contrainte de flexion equivalente sur l'alliage correspondant. Les contraintes de traction ou de compression developpees lors des traitements thermiques expliquent les differences entre les energies absorbees en compression dynamique, les valeurs des resiliences et les modes de propagations des fissures
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Nguyen, Thi Thuy Quynh. "Identification des propriétés morphologiques et hygrothermiques hétérogènes de nouveaux composites hautes performances soumis à des cycles de vieillissement thermo-hygro-mécaniques". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00978753.
Abstract (sommario):
Les nouveaux renforts NCF (Non Crimp Fabrics) sont adaptés aux procédés RTM (Resin Transfer Moulding) ou RIM (Resin Infusion Moulding) et permettent d'élaborer des structures aéronautiques complexes et de grande taille. Cependant, la présence de la couture peut conduire à une morphologie spécifique hétérogène du matériau avec un réseau 3D de zones riches en résine. Ces dernières, sous cycles de vieillissement hygrothermiques, sont à l'origine d'un état spécifique de fissuration. Ainsi, le présent travail se concentre sur la caractérisation morphologique et la fissuration d'une famille particulière des NCF - NC2® (Non Crimp New Concept), soumis au vieillissement hygrothermique cyclique. Pour cela, des cycles accélérés de vieillissement sont définis, diverses méthodes de caractérisation sont utilisées et différentes variables représentatives sont introduites. Au sujet de la morphologie du matériau, une hétérogénéité multi-échelles a été visualisée en surface et dans l'épaisseur en effectuant des coupes sous microscope 2D et de la reconstruction volumique sous tomographie 3D à RX. En ce qui concerne la fissuration hygrothermique, son initiation et son développement ainsi que sa morphologie ont été étudiés. L'influence de la morphologie et des paramètres de chargement au cours des cycles a été identifiée. De plus, afin de maîtriser le comportement des zones riches en résine, un couplage thermique/hygrothermique-mécanique à différents états de vieillissement du matériau a été décrit finement par des mesures de champs. Enfin, la tenue mécanique du matériau vieilli a été étudiée.
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Diascorn, Noémie. "Élaboration et caractérisation d'aérogels superisolants thermiques hybrides à base de silice et de polyuréthane". Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0079/document.
Abstract (sommario):
Les aérogels sont des matériaux légers et mésoporeux très prometteurs en termes d'isolation thermique. Il est vraisemblable qu'ils ont un rôle majeur à jouer dans la réduction des déperditions thermiques à travers les enveloppes de bâtiment et celles des équipements électrodomestiques. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse est de développer un matériau conciliant une conductivité thermique très faible et des propriétés mécaniques compatibles avec une utilisation dans ce secteur applicatif, via un procédé d'hybridation organique-inorganique entre un aérogel de silice superisolant mais fragile et un aérogel de polyuréthane, également très isolant mais plus résistant aux sollicitations mécaniques. Dans une première partie, des aérogels de silice et de polyuréthane très performants ont été chacun élaboré par voie sol-gel en conditions douces dans un milieu réactionnel composé principalement d'acétonitrile, puis séchés au CO2 supercritique et caractérisés en termes de structure, morphologie, texture, conductivité thermique et compression uniaxiale. Un travail sur la formulation de l'aérogel de polyuréthane a permis d'atteindre un compromis thermo-mécanique très satisfaisant (conductivité thermique de 0,018 W.m-1.K-1, module élastique de 7,8 MPa) . Les matrices minérales et organiques ont ensuite été couplées, tout d'abord sous forme de composites (0,018 W.m-1.K-1, 6,1 MPa) à partir d'un lit granulaire de silice sèche. Un procédé d'hybridation a été mis en œuvre entre les matrices de silice et de polyuréthane, comportant deux étapes successives de fonctionnalisation de la matrice de silice (co-condensation puis greffage de surface et croissance contrôlée d'un réseau organique secondaire). L'étude de l'hybride obtenu par des observations MEB et XPS a été initiée et a montré l'existence d'une interface présentant une forte cohésion entre les deux matricesAerogels are light and mesoporous materials that appear very promising in terms of thermal insulation. They could play a great part in the future in the reduction of thermal losses through building and appliances envelopes. In this context, the goal of this thesis work is the development of a material combining a very low thermal conductivity and mechanical properties that are compatible with a use in this application sector, via an organic-inorganic hybridization process between a superinsulating - but fragile - silica aerogel, and a very insulating polyurethane aerogel with higher resistance to mechanical stress. In the first part, high performance silica and polyurethane aerogels have each been synthetized via a sol-gel route in mild conditions and in a reaction medium mainly consisting in acetonitrile, then dried in supercritical CO2, and characterized in terms of structure, morphology, texture, thermal conductivity and uniaxial compression. A work on the polyurethane aerogel formulation led to improved thermo-mechanical compromise (thermal conductivity 0.018 W.m-1.K-1, elastic modulus 7.8 MPa) . The mineral and organic matrixes were then coupled, at first in the form of composites (0.018 W.m-1.K-1, 6.1 MPa) based on a dry granular silica aerogel bead. An hybridization process was implemented between the silica and polyurethane phases, that included two successive steps of functionalization of the silica matrix (co-condensation followed by surface grafting and controlled growth of a secondary organic network). The obtained hybrid study was initiated via SEM and XPS analysis and showed a good cohesion at the interface between the polyurethane and the modified silica matrixes
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Bouajila, Jalloul. "Etudes physico-chimiques et analyses thermiques de précurseurs de polycondensation obtenus par polymérisation à l'état fondu". Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10092.
Abstract (sommario):
Les résines phénoliques sont connues par leur propriété thermostable, leur tenue à l'hydrométrie ainsi que leur haute durabilité et stabilité. Compte tenu de leur propriétés spécifique, elles sont utilisées dans l'industrie du bâtiment et du transport (avion, train et automobile). L'objectif de ce travail est d'étudier très finement, suivant les procédés de synthèses et les traitements thermiques, les structures chimiques des réseaux afin de corréler les données avec les propriétés finales des matériaux. La première partie de ce travail a été centrée sur la synthèse et la caractérisation des prépolymères (résols) préparés suivant différents procédés (R = Formol/Phénol (2,5 et 3,5) et types de catalyseur (LiOH, NaOH et Ba(OH)2). La quantification et l'avancement des réactions de condensation ont été suivis à l'état fondu par RMN 13C liquide, CLHP/UV/SM et CES/UV. Compte tenu de la large variété des composés possibles à se former dans les résols, une étude par CLHP/UV/SM/SM a conduit à la structure chimique de chacun des constituants présents au sein du mélange réactionnel. Dans une deuxième partie, les prépolymères ont été réticulés suivant deux cycles thermiques industriels. Une caractérisation des résines solides par IRTF et RMN 13C solide a permis de définir l'avancement de la réticulation et l'effet des paramètres entre les différentes résines. Les propriétés thermodynamiques des résines ont été étudiées par DSC jusqu'à 350ʿC avec l'aide du couplage ATG/IRTF. Les résiduels en monomères et en oligomères (n < 4) dans les résines thermodurcies, sont étudiés en lixiviat (eau et méthanol) par CLHP/UV/SM. La troisième partie est consacrée à l'étude de la dégradation thermique des résines sous différentes atmosphères (inerte et oxydante) et à différentes températures (25-850ʿC). La caractérisation des COV a été réalisée par TG/TCT/CPG/SM et ATG/IRTF. L'identification des résidus de la dégradation a été suivie par IRTF et RMN 13C solide.
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Triki, Abdelhafid. "Relation entre la démixtion et les propriétés mécaniques d'alliages Fe-Cr concentrés". Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0055.
Abstract (sommario):
La demixtion des alliages fecr par traitement thermique, en deux phases coherentes riches respectivement en fe et cr, s'accompagne d'une forte augmentation de la limite elastique. La demixtion est d'abord etudiee par microscopie electronique et diffusion de neutrons aux petits angles, puis l'influence de cette demixtion sur les proprietes mecaniques est etudiee par tests mecaniques macroscopiques, observation en microscopie d'echantillons deformes, et deformation in situ en microscopie electronique a transmission. Enfin, le durcissement observe est interprete. Les modeles existants, tenant compte essentiellement des effets elastiques, sont en bon accord avec l'alliage a 20% cr ou la demixtion se fait par germination-croissance. Dans le cas des 35% et 50% cr au contraire, qui demixtent par decomposition spinodale, les modeles de la litterature ne tiennent pas compte de l'effet de desordre chimique du au cisaillement par les dislocations. Cette contribution chimique est estimee, et complete les effets elastiques pour donner un bon accord avec l'experience
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Obeid, Hassan. "Durabilité de composites à matrice thermoplastique sous chargement hygro-mécanique : étude multi-physique et multi-échelle des relations microstructure-propriétés-états mécaniques". Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4044/document.
Abstract (sommario):
En raison de leurs excellentes propriétés spécifiques, les matériaux composites à matrice organique sont de plus en plus utilisés dans le secteur des transports. Durant leur vie en service, ces matériaux composites sont souvent soumis à des environnements hygroscopiques agressifs. Dès la phase transitoire du p processus de diffusion, l’absorption d’eau engendre des variations dimensionnelles ainsi que la plastification du réseau polymère, ce qui modifie son comportement mécanique. Ce travail est dédié à la caractérisation expérimentale des lois de comportement hygro-mécaniques des matériaux étudiés au cours d’un vieillissement humide. Des méthodes d’analyse numérique permettent d’identifier l’évolution de certaines propriétés matériaux dans la phase transitoire du processus. Parmi ces propriétés, une attention particulière est portée au coefficient de gonflement hygroscopique et au module de traction. Afin de simuler les observations expérimentales, on a mis en place un modèle multi-physique et multi-échelle tenant compte, non seulement du gonflement hygroscopique local au cours de la p hase transitoire de diffusion de l’humidité, mais aussi de la diminution du module élastique. Par ailleurs, les modèles hygro-mécaniques proposés sont étendus au cadre stochastique afin de considérer les incertitudes expérimentales. Les modèles sont implémentés dans le code éléments finis Abaqus® afin de réaliser des simulations numériques prédisant les champs de teneur en eau ainsi que les états mécaniques internes. L’approche proposée est validée sur la base des résultats expérimentaux et plusieurs études numériques sur le polyamide seul ou sur des composites sont présentéesDue to their excellent specific properties, composite materials with organic matrix are increasingly used in transport industry. During their lifetime, these materials can be subjected to aggressive hygroscopic environments. The moisture especially induces the plasticization of the polymer network, which affects its mechanical behavior, as well as dimensional changes occurring during the diffusion process. The purpose of this work is to experimentally characterize the hygro-mechanical behavior of the studied materials during aging under relative humidity conditions. Numerical analysis methods are implemented in order to identify the evolution of material properties during the transient stage of the process. Among these quantities, the present work consists in characterizing the hygroscopic expansion coefficient and the tensile modulus. It will be established that, in order to appropriately reproduce the experimental, it is necessary to develop a multi-physics and multi-scale approach accounting for the local swelling experienced by the polymer during the transient stage of the moisture diffusion process, as well as the decreasing of the elastic modulus. Moreover, some of the proposed hygromechanical models have been extended to the stochastic framework in order to take into account the experimental uncertainties. The proposed models are implemented in the finite element software Abaqus® enabling to perform numerical simulations leading to predictions of the moisture fields and the internal mechanical states. The proposed approach has been validated with the experimental data and several numerical studies involving neat polyamide resin and composites are proposed
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Rajhi, Ramzi. "Calcul des structures en thermo-élasto-plasticité cyclique, fiabilité et sensibilité aux paramètres matériaux". INSA de Rouen, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAM0002.
Abstract (sommario):
L'objectif de ce travail est de déterminer les sensibilités d'un modèle phénoménologique donné à ses propres paramètres. Notons que la démarche doit être indépendante du choix du modèle. Pour cela, trois modèles de comportement ont été considérés et appliqués chacun à deux cas de structures reflétant des situations industrielles réelles. Les modèles en question sont l'isotrope linéaire, le cinématique linéaire et le modèle de Chaboche à deux variables cinématiques. Les structures considérées sont : le Bi-tube et la structure VINIL (VIrole à NIveau Libre). Les paramètres matériaux ont été identifiés en tenant compte de deux aspects très importants : la dépendance à la température et les incertitudes des mesures. Auparavant, ces aspects ont été souvent négligés à cause du coût des réalisations expérimentales ou du manque des données statistiques. En premier temps, les densités de probabilités des paramètres matériaux ont été déterminés en tenant compte de la variabilité vis-à-vis de la température et la disparité vis-à-vis des aléas des tests d'identification. Ceci nous a permis d'exécuter des calculs de fiabilité pour une première structure : le Bi-tube. Les dérivations de l'indice de fiabilité par rapport aux moyennes des paramètres aléatoires nous ont permis de relever les valeurs des sensibilités aux divers paramètres en question. Nous avons pu constater que les techniques fiabilistes convergent toutes vers des résultats très proches, ce qui permet de conclure la convexité de l'état limite et d'affirmer la suffisance des calculs du type FORUM (First Order Reliability Method). En deuxième temps et étant donnée la difficulté d'appliquer des calculs fiabilistes à certains cas pratiques (VINIL), nous avons proposé de critiquer l'influence des paramètres des modèles phénoménologiques, non pas à travers les "sensibilités fiabilistes" mais en se basant sur les "sensibilités physiques". Afin de tenir compte de la non-constance des paramètres matériaux, le concept de sensibilités a du être étendu et des investigations à travers les mesures des fonctions ont été apportées. Ainsi, nous sommes arrivés à obtenir les résultats désirés sous deux formes : des sensibilités dépendantes de la température et des sensibilités dépendantes de l'ordre de la norme appliquée pour la "mesure" des paramètres matériaux. Une attention particulière est accordée à la comparaison des résultats de ces deux formes de sensibilités et nous avons montré qu'elles permettent toutes les deux d'obtenir les mêmes sensibilités critiques.
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Gomiero, Philippe. "Microstructure et propriétés mécaniques de l'alliage Al-Li-Cu-Mg(Zr) (2091)". Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0129.
Abstract (sommario):
L'objectif de ce travail est de correler l'evolution de la microstructure a l'evolution des proprietes mecaniques d'un alliage al-li-cu-mg (zr), type 2091, a l'etat sous revenu, en les comparant aux alliages modeles al li et al cu mg. Une etude fine de la microstructure de l'alliage a ete effectuee par microanalyse x, diffusion centrale en rayon x, microcalorimetrie et microscopie electronique en transmission. Elle a mis en evidence: i) une phase grossiere r en quantite non negligeable, qui diminue la teneur en solutes par rapport a la composition initiale; ii) une phase al#3li spherique de structure l1#2, et des zones gpb (plaquettes riches en cuivre et magnesium); iii) des lattes s semi-coherentes sur une structure dense et orientee de defauts de trempe. A partir de l'etude de l'evolution de la microstructure le durcissement structural mesure a pu etre correctement interprete a partir de modeles existants, en tenant compte entre autres d'un effet d'ordre pour la precipitation al#3li et d'un effet de module pour les zones gpb. Le durcissement d'ecrouissage est decrit par le modele d'ashby, en tenant compte de la localisation de la deformation. L'evolution des caracteristiques de l'effet portevin le chatelier en fonction du revenu est invoquee pour rendre compte de la chute de tenacite, en termes de dissipation plastique en tete de fissure
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Karami, Elham. "Effet de traitements thermiques modérés et de revêtement sur les propriétés vibratoires des bois d’Epicéa et de Mûrier". Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT340/document.
Abstract (sommario):
Le bois est couramment utilisé pour la fabrication d’instruments de musique. Les procédés employés consistent souvent en traitements modifiant le matériau en volume ou en surface. Ce travail s’est focalisé sur deux espèces employées dans les instruments à cordes et représentatives de différentes cultures: L’épicéa (Picea abies Karst.) utilisé en Europe et le Mûrier blanc (Morus alba L.) utilisé en Iran. Pour chacune l’effet d’un traitement thermique modéré (<150°C) et d’un revêtement par vernis sur plusieurs propriétés physiques et mécaniques ont été étudiés. Les principaux résultats sont les suivants. A la différence de l’Epicéa, le Mûrier présente un très faible degré d’anisotropie mécanique. Chez les deux espèces, le traitement thermique entraîne une forte chute dde l’amortissement, particulièrement dans la direction radiale pour l’Epicéa, ainsi que du taux d’humidité d’équilibre, sans dégradation marquée comme indiqué par la faible perte de masse. Toutefois, après reconditionnement à haute humidité, une part importante de la modification est récupérée. L’application d’un vernis à base solvent sur le Mûrier entraîne une rigidification continue, tandis que la forte augmentation de l’amortissement observée après l’application est suivie par un retour au bout d’environ 2 mois aux niveau du bois non traité. Pour l’Epicéa, des vernis à base d’huile siccative ont été appliqués et divers paramètres du procédé ont été testé. Dans ce cas la cintétique de stabilisation des propriétés est très lente et des variations notables continuaient à être observée au bout de 5 moisWood is commonly used for making musical instruments. During the process it is often subjected to treatments, that either modify its volume or its surface properties. Two species used for for string instruments were studied, representative of different cultures: Spruce (Picea abies Karst.) used in Europe and White Mulberry (Morus alba L.) used in Iran. For each of them the effect of thermal treatment at moderate temperature (<150°C) and of coating on various physical and mechanical properties was studied. The main results are as follows. In contrast to Spruce, Morus has a very low degree of mechanical anisotropy. For both species, thermal treatment induces a strong decrease in damping, especially in R direction for Spruce, and equilibrium moisture content, without marked degradation as indicated by the very small weight loss. However, after reconditioning at high humidity, a significant part of the changes is recovered. The application of a solvent-based varnish on Morus induces a continuous stiffening, while a very strong increase in damping after application is followed, after about 2 months, by a return to values close to those of untreated wood. For Spruce, siccative oil based varnish was applied and several parameters of the process were tested. In this case, the kinetics of property stabilisation are very slow and significant changes were still observable after 5 months
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Pinault, Mathieu. "Synthèse de nanotubes alignés par CVD d'aérosols : mécanismes de croissance et propriétés physico-chimiques". Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112109.
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Guinard, Caroline. "Influence des propriétés morphologiques et mécaniques des barrières thermiques sur la fissuration interfaciale induite par perçage laser impulsionnel". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM068/document.
Abstract (sommario):
De nombreuses pièces aéronautiques telles que les chambres de combustion sont percées d'une multitudes de trous de refroidissement. Ce perçage, généralement effectué par un laser de puissance peut induire des endommagements dans la matière percée. Sur les systèmes barrières thermiques, une fissuration pouvant conduire à l'écaillage de la barrière thermique se produit à l'interface céramique/sous-couche lors du perçage laser. Cette thèse présente des éléments de compréhension des phénomènes de formation et de propagation de la fissure interfaciale. Pour cela, un protocole spécifique a été utilisé, consistant en la réalisation de perçage interrompus. De plus, afin de comprendre l'influence de la sous-couche et de l'interface sous-couche / céramique sur cette fissuration, une large gamme d'échantillons aux propriétés morphologiques et mécaniques bien distincts ont été sélectionnés. Pour cela, la sous-couche a été modifiée par la variation des paramètres de projection, du procédé de projection ainsi que par des post traitements sur la sous-couche. Le lien entre ces interfaces et les endommagements liés au perçage laser sont présentés au travers d'observations 2D et 3D, destructives et non destructives ainsi que par l'étude des modifications des contraintes résiduelles avant et après perçage laser pour différentes barrières thermiques. De manière a réduire encore la fissure interfaciale, plusieurs stratégies de perçage sont étudiées via la variation de la puissance laser entre les différentes impulsions laser nécessaires pour percer le matériau multicouches. Les résultats obtenus offrent des perspectives intéressantes pour améliorer la résistance à la fissuration des pièces aéronautiquesMany aircraft engines parts such as combustion chambers are drilled with numerous cooling holes. These holes, generally performed by a high power laser machine can induce damages in the part materials. On thermal barrier coatings systems, cracking can lead to spalling of the coating occurs at the ceramic / bond-coat layer interface during laser drilling. This thesis presents elements of understanding of the interfacial crack formation end propagation phenomena. In this purpose, a specific protocol was used, consisting of interrupted drilling process. Moreover, in order to understand the influence of the bond coat and the ceramic / bond coat interface on cracking, a wide range of samples with specific morphological and mechanical properties were selected. With this in mind, the bond coat was modified by varying spraying parameters, spraying process and also by post treatments on the bond coat. The link between these interfaces and the associated damages due to laser drilling are presented through 2D and 3D observations, destructive and non-destructive, as well as the study of residual stress modification before and after laser drilling for several thermal barrier coatings systems. For further reducing the interfacial crack, several drilling strategies are considered through the laser peak power variation between the different laser pulses needed to drill through the multi-layer material. The results offer interesting perspectives for improving crack resistance of aeronautical engines parts
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Rault, François. "Mise en oeuvre et propriétés mécaniques, thermiques et de tenue au feu de filaments à base de polypropylène chargé en nanoparticules". Valenciennes, 2008. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/fdf2aa0d-1453-4fee-8b94-d1e493d57372.
Abstract (sommario):
Le textile français est une industrie très concurrencée où les différents acteurs cherchent à se démarquer en améliorant ou en apportant de nouvelles propriétés à leurs produits. Le coût restant une préoccupation majeure, le PP, polymère présentant un compromis coût / propriété intéressant, est donc largement utilisé. Différentes voies existent alors pour le fonctionnaliser. L’une d’elle consiste à lui adjoindre des charges. Toutefois, la taille et le taux de particules communément ajoutés pour atteindre des propriétés satisfaisantes provoquent des difficultés de mise en œuvre lors de l’étape de filage en voie fondue. De par leurs caractéristiques (taille et quantité nécessaire), les nanoparticules offrent une alternative intéressante à explorer. Des mélanges PP / Argile ont été préparés avec une extrudeuse bi-vis avant d’être filés. Une forte diminution des propriétés d’allongement des filaments en présence d’argile, imputable sans doute à sa faible délamination, nous à amener à envisager la réalisation de mélanges ternaires (PP / PA6 / Argile). La morphologie spécifique de tels mélanges a toutefois rendu impossible leur mise en œuvre sous forme de filaments pour un taux de charge supérieur à 1%. Des filaments de PP chargé en argile et en graphite ainsi que des filaments de PP chargé en nanoparticules à base de manganèse ont également été produits pour évaluer leurs propriétés thermiques et mécaniques. Toutes les nanocharges testées ont entraîné une amélioration de la stabilité thermique du PP sous air. Pour finir, les filaments réalisés ont été utilisés pour produire des étoffes maillées, dont les propriétés feu ont été étudiées à l’aide d’un calorimètre à côneThe french textile industry meets stiff competition. The firms try to differentiate themselves by improving or adding new properties to their products. The cost remaining a major concern, PP, polymer with an interesting compromise cost / ownership, is therefore widely used. Different ways exist to functionalize this polymer. One of them is to add fillers. However, the size and rate of particles commonly added to achieve satisfactory properties cause difficulties during the melt spinning process. Due to their characteristics (size and filler rate), nanoparticles offer an interesting alternative to explore. Blends PP / Clay were prepared with a twin-screw extruder before being spun. A strong decrease in the elongation properties of filaments in the presence of clay, probably due to its low exfoliation, brings us to consider the preparation of ternary blends (PP / PA-6 / Clay). However, it was not possible to spin these blends for a filler rate higher than 1 wt% due to their specific morphologies. Filaments of PP filled with clay and graphite and filaments of PP filled with based manganese nanoparticles have also been produced to assess their mechanical and thermal properties. Under air, thermal stability of PP has been improved with all tested fillers. And finally, the filaments made were used to produce knitted fabrics, whose fire properties have been studied with a cone calorimeter
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Rogier, Robert. "Matériaux composites à matrice d'aluminophosphate de calcium et à renforcement d'inclusions métalliques biocompatibles : étude des propriétés thermiques, élastiques et mécaniques". Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20202.
Abstract (sommario):
L'examen des differents materiaux utilises en chirurgie orthopedique pour les protheses de hanche a conduit a proposer la realisation d'un nouveau type d'implant. Ce materiau comprendrait une ame metallique rigide et un revetement externe de vitroceramique poreuse d'alumino-phosphate de calcium "cap" colonisable par le tissu osseux. Des composites a matrice de vitroceramique d'aluminophosphate de calcium "cap" et a renforcement d'inclusions particulaires biocompatibles (titane, alliage inoxydable "316l", alliage a base de cobalt et de chrome "788") pourraient etre inseres entre l'ame et son revetement afin de reduire l'effet des desequilibres elastique et thermique. De tels composites ont ete elabores par frittage conventionnel et par pressage a chaud, puis caracterises. Les proprietes thermiques et elastiques des materiaux obtenus par pressage a chaud sont intermediaires entre celles de la vitroceramique "cap" et du metal de renfort. Les proprietes mecaniques (contrainte de rupture et tenacite) sont peu differentes de celles de la matrice. Les evolutions de ces proprietes en fonction de la concentration en inclusions metalliques sont discutees et comparees avec celles prevues par des modeles theoriques
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Nigay, Pierre-Marie. "Etude des transformations microstructurales de mélanges argile/biomasse lors de la cuisson et relations avec les propriétés mécaniques et thermiques". Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2015. http://www.theses.fr/2015EMAC0001/document.
Abstract (sommario):
La valorisation de résidus agricoles, industriels ou urbains se révèle, à mesure des recherches et des avancées, un recours pertinent aux défis s’imposant à l’industrie de la terre cuite et au domaine de l’habitat. L’incorporation de résidus agricoles à travers des produits conventionnels a permis au long de cette étude une économie de ressource argileuse et d’énergie, tout en améliorant les performances mécaniques et thermiques à la base des matériaux de construction. Des matières végétales ajoutées au mélange argileux de fabrication entrainent une formation de porosité, durant la cuisson des produits, selon la libération d’espaces occupés par les particules, à des températures allant de 200 à 400°C. Les pores en formation adoptent alors les formes et les tailles de particules constitutives, en procurant une maitrise de la microstructure et des propriétés usuelles de la terre cuite. Les résidus agricoles à fines particules se décomposent au sein de la matrice argileuse et procurent, en réduisant la taille moyenne des pores, une amélioration des performances mécaniques de près de 40%. Les matières végétales à particules fibreuses suscitent en revanche une augmentation de l’anisotropie originelle de la microstructure et une amélioration notable de 40% des performances thermiques. La combustion de la matière organique assure, en prime, un apport énergétique au procédé de cuisson s’élevant à 35% des besoins en combustible et compensant un coût d’achat éventuel. L’incorporation de matières végétales au sein des produits de terre cuite apparait comme un succès sur le plan économique, environnemental et technique en raison d’une valorisation matière, entrainant une amélioration des performances usuelles, et d’une valorisation énergétique, accordant une réduction des consommations en gaz et des émissions en dioxyde de carboneWaste and biomass valorization appears, on a way of research and advances, as a relevant answer in the challenge offered to the clay bricks industry and housing field. Incorporations of agricultural wastes into clayey ceramic bodies accorded, along those investigations, raw material and energy savings, since improving the mechanical and thermal properties on the basis of every building material. Biomass incorporations amongst argillaceous mixtures induce a porosity formation through the firing process under a release, on a range of temperatures going from 200 to 400°C, of the material spaces previously filled by the organic particles. The porous cavities assume the sizes as well as shapes of the biomass particles and provide a microstructure control affording a functional properties command. The agricultural wastes including thin particles fade out into the clayey bodies and provide, through a median pore size reduction, an improvement of the mechanical strength up to 40%. Crops residues showing fibrous particles induce on the other hand an increase of microstructure and porous network anisotropy, leading to a tremendous improvement of nearly 40% in the insulation behavior. The biomass combustion provides a calorific contribution as well, to the industrial process of firing, surrounding 35% of the usual fuel requirements and supplies an eventual cost of agricultural wastes. Biomass incorporation into clayey ceramic appears as a success on economical, environmental and technical terms, according to the material purpose offering an improvement of the functional performances, and energy purpose assuming a diminution of gas consumptions or a reduction of carbon dioxide release
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Begag, Redouane. "Synthèse et propriétés physico-chimiques des carbogels de silice préparés par la méthode sol-gel (en catalyse acide) à partir de polyéthoxydisiloxane". Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10284.
Abstract (sommario):
Les travaux presentes dans ce memoire ont eu pour objectif la synthese des carbogels de silice transparents et monolithes en vue d'une application dans le double vitrage superisolant. Pour la preparation des carbogels de silice, il est fait appel a la technique sol-gel et au sechage supercritique a basse temperature. Les gels de silice sont synthetises a partir d'un melange de peds-px (polyethoxydisiloxane) et d'un solvant organique catalyse par un acide (hf). Puis, les gels sont seches dans les conditions supercritiques du co#2. Notre etude s'est portee sur la recherche des meilleures conditions de preparation permettant l'obtention des carbogels presentant de bonnes performances optiques et thermiques. Apres l'acetone, le nouveau solvant de synthese, l'etac, s'est distingue des autres solvants par sa grande solubilite dans le co#2 liquide et par les proprietes optiques et thermiques particulierement interessantes des carbogels obtenus a partir de ce solvant mis en jeu au cours de la synthese du gel. Les meilleurs resultats optiques et thermiques manifestes par les carbogels ont ete obtenus a partir d'un melange de 60% en p900 et 40% en etac. Ensuite, plusieurs tests ont ete tentes dans la preparation des carbogels in situ en se basant sur la formulation chimique du sol deja optimisee. L'extraction par le co#2 deja supercritique, mise au point pour une eventuelle industrialisation du protocole, s'est averee tres interessante au point de vue de la consommation en co#2 et de la duree d'extraction. Le carbogel de silice le plus performant a ete synthetise a partir d'un melange de p900 (60%) - etac(40%) - hf car il presente un t. R egal a 92,7%, un #v#n#h = 90,8% et un = 15 mw/m. K. Cette etude a ete financee par l'ademe et en partie par le contrat europeen joule ii ct92-0192 et la societe saint gobain vitrages
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Traore, Karfa. "Frittage à basse température d'une argile kaolinique du Burkina Faso : Transformations thermiques et réorganisations structurales". Limoges, 2003. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/390248c6-d1fd-43fc-b69a-a4110e0be600/blobholder:0/2003LIMO0004.pdf.
Abstract (sommario):
Ce travail décrit la transformation thermique et le frittage à basse température (1100°) de compositions à base d'une argile kaolinitique du Burkina Faso. L'argile utilisée est représentative des mélanges argileux utilisés dans ce pays pour la fabrication traditionnelle de poterie et de matériaux de construction. L'argile a été utilisée seule ou en mélange avec de la calcite. L'argile est caractérisée en ce qui concerne sa composition chimique et minéralogique. Nous avons aussi déterminé ses caractéristiques structurales, ce qui a montré que le fer, comme impureté majoritaire est inclus dans la structure de la kaolinite, en site octaédriques. L'étude des transformations thermiques subies par l'argile seule indique un comportement typique d'une argile kaolinitique peu organisée structuralement. Il a été possible de détailler les processus de transformations et de densification et de quantifier les énergies d'activation correspondantes. Néanmoins, pour ce type de matériau, la caractérisation du comportement intrinsèque du matériau lors du frittage, en utilisant la dilatométrie, doit être soustraite des observations expérimentales. Les mélanges argile-calcite sont intéressants puisqu'ils permettent d'augmenter la résistance mécanique malgrè la faible température de frittage. Ces mélanges sont transformés dès 950°C en un matériau partiellement recristallisé. On est en présence d'un processus frittage-friction avec formation successive de méta kaolinite et chaux, de géhlénite puis d'anorthite. Ces phases cristallisées sont sous forme de nodules microniques dans une matrice peu organisée structuralement et poreuse. La séquence de transformation a été caractérisée, ce qui a mis en évidence les transformations structurales préférentielles ainsi que les orientation mutuelles des réseaux cristallins. Les propriétés mécaniques de ces matériaux sont conditionnées par la nature très hétérogène de leur texture. Le réseau tridimensionnel de particules d'anorthite est partiellement interconnecté dans la matrice poreuse. Les propriétés mécaniques sont fortement reliées aux interconnections des cristallites ainsi qu'à la porométrie de la matrice. En particulier la ténacité et le module de Weibull sont en relation forte avec la prédominance de l'un ou l'autre de ces aspects de la textureThis work describes the thermal transformation and the sintering process at low temperature (1100°C) of ceramic compositions based on a selected kaolinitic clay from Burkina Faso. It is a very representative clay among those used in this country for the traditional manufacturing of pottery and brick wares or roof tiles. This clay was used as it or mixed with calcite to improve the properties the fired products. The chemical and mineralogical compositions of the clay were analysed as the structural characteristics of the kaolinitic phase, which include all the iron impurity in octahedral sites. The study of thermal transformations of the clay reveals typical thermal transformations very similar to that of a low crystallized kaolinite mineral. Thermal transformations and sintering processes were studied in more details to identify and quantify the mechanism involved, but for the dilatometry characterizations, the intrinsic material behaviour must be separated from the experimental results. We also study the clay-calcite mixes because they proved to increase the mechanical strength of products sintered at low temperature. Since 950°C, these mixes become recrystallized through a reaction- sintering mechanism, which follows a particular crystallization path : metakaolinite-gehlenite-anorthite. These crystallized phases are under the form of small nodules embedded in a silico-aluminate matrix, which is porous and weakly structurally organized. The crystallographic study of the transformation path of phases revealed specific structural transformations with preferential mutual orientations of cristallographic directions and the maintain of calcium atom positions. The mechanical strength of the sintered materials is controlled by the very heterogeneous character of the microstructure. In general, a three dimensional network of anorthite particles are partially interconnected in the matrix phase. The occurence and repartition of connections influence the mechanical properties, together with the porosity of the matrix phase
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Villiéras, Frédéric. "Étude des modifications des propriétés du talc et de la chlorite par traitement thermique". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1993_VILLIERAS_F.pdf.
Abstract (sommario):
Les conséquences d'un traitement thermique entre 400 et 1100°C sur les propriétés du talc et de la chlorite du gisement de Trimouns (Pyrénées, France) ont été étudiées par analyse thermique, diffraction des rayons X, spectroscopie IRTF, UV-visible, RPE, RMN, et par adsorption de gaz. Ces analyses ont permis de déterminer les mécanismes de réaction de la chlorite, les propriétés physico-chimiques des poudres calcinées aux différentes températures ainsi que les modifications de comportement en présence de minéralisateurs