Rozprawy doktorskie na temat „Tomographie par absorption des rayons X”
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Shi, Qihan. "Étude multiéchelle des composites par tomographie de rayons X". Paris, CNAM, 2003. http://www.theses.fr/2003CNAM0490.
Streszczenie:
Cette étude multiéchelle porte sur une méthode récente : la tomographie de rayons X, permettant de caractériser les matériaux essentiellement composites tels que les composites plastiques en bois, ou encore les élastomères. Grâce à cette technique, on pourra déterminer les propriétés physicochimiques et les comportements vis-à-vis de l'endommagement et de la viscoélasticité de nos matériaux. Mésoscopiquement, afin de nous rendre compte des capacités du scanner médical, une analyse d'homogénéité de phase est réalisée, celle-ci combinée à une étude statistique pouvant donner lieu à une révélation structurale comme dans le cadre d'un contrôle non destructif (CND) de défauts ou d'inclusions. Microscopiquement, une interprétation du phénomène de cristallisation induit par étirage et à basse température est également réalisée, ceci en suivant l'évolution de l'atténuation des rayons X. Macroscopiquement, les données apportées par les divers essais mécaniques conventionnels et in-situ (comme la rupture, la cavitation, la relaxation, ou encore le fluage statique et cyclique) sont comparées avec les résultats tomographiques. On terminera par une discussion sous forme de tableau comparatif entre la tomographie et les autres méthodes microscopiquesIn this dissertation, one presents a multiscaled research by the X-ray computerized tomography to characterize the wooden plastic materials and rubbers about their physicochemical and viscoelastic properties, as well as their damage and fracture behaviours. At mesoscopic level, the homogeneous study on phase and the non-destructive control on defects and inclusions demonstrate the powerful capacity of our medical scanner. On the microscopic scale, the phenomena of crystallisation by tension and under the low temperature have been interpreted by the linear coefficient of X-rays attenuation. From macroscopic point of view, the data obtained from various mechanical tests such as fracture, cavitations, relaxation and creep have been compared with tomographic results. Finally, a table is shown to compare the CT with other microscopic method
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Cazasnoves, Anthony. "Représentation par maillage adapté pour la reconstruction 3D en tomographie par rayons X". Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0121/document.
Streszczenie:
La tomographie 3D par rayons X, utilisée tant pour le diagnostic médical que pour le contrôle non-destructif industriel, permet de reconstruire un objet en 3D à partir d’un ensemble de ses projections 2D. Le volume de reconstruction est usuellement discrétisé sur une grille régulière de voxels isotropes ce qui implique une augmentation de leur nombre pour atteindre une bonne résolution spatiale. Une telle représentation peut donc engendrer des coûts calculatoires et un volume mémoire de stockage particulièrement conséquents. Ce manuscrit présente une méthode permettant de discrétiser l’espace 3D de reconstruction de façon pertinente directement à partir de l’information structurelle contenue dans les données de projection. L’idée est d’obtenir une représentation adaptée à l’objet étudié. Ainsi, en lieu et place d’une grille voxélisée, on a recourt ici à un maillage tétraédrique épousant la structure de l’objet : la densité de mailles s’adapte en fonction des interfaces et des régions homogènes. Pour batir un tel maillage, la première étape de la méthode consiste à détecter les bords dans les données de projections 2D. Afin d’assurer une segmentation efficace et de bonne qualité, nous proposons d’exploiter le formalisme des tests statistiques pour paramétrer de façon optimale, automatique et rapide le filtre de Canny. L’information structurelle ainsi obtenue est ensuite fusionnée dans l’espace de reconstruction afin de construire un nuage de points échantillonnant les interfaces 3D de l’objet imagé. Pour ce faire, on procède à une rétroprojection directe des images de bords 2D pour obtenir une cartographie brute des interfaces 3D recherchées. Au moyen d’un filtrage automatisé par méthode statistique, on sélectionne les points les plus représentatifs, délimitant les interfaces avec précision. Le maillage adapté est finalement obtenu par tétraédrisation de Delaunay contrainte par ce nuage de points. Une reconstruction tomographique peut alors être réalisée sur une telle représentation en utilisant des schémas itératifs usuels pour lesquels les modèles de projecteur/rétroprojecteur sont adaptés. Nos expérimentations montrent qu’à partir d’un nombre restreint de projections sur 360° – i.e. 30 – notre méthode permet d’obtenir un nuage de points en très bonne adéquation avec les interfaces de l’objet étudié. La compression obtenue tant en termes de nombre d’inconnues à estimer qu’en espace mémoire nécessaire pour le stockage des volumes reconstruits est importante - jusqu’à 90% - attestant ainsi de l’intérêt de cette discrétisation. Les reconstructions obtenues sont prometteuses et les maillages générés de qualité suffisante pour envisager leur utilisation dans des applications de simulations – éléments finis ou autres3D X-Ray computed tomography reconstruction is a method commonly used, nowadays, in both medical and non destructive testing fields to reconstruct a 3D object from a set of its 2D projections. The reconstruction space usually is sampled on a regular grid of isotropic voxels, thus inducing an increase in the number of cells used in order to get a satisfactory spatial resolution. This representation hence have a direct impact on the growth in computational cost of each reconstruction iteration and imposes the storage of volumes of considerable memory storage footprints. This dissertation introduces an approach to build an adapted sampling of the object of interest directly from a sparse dataset of projections and prior to any tomographic reconstruction. Instead of the usual voxel lattice, we make use of a tetrahedral mesh that tightly fits the object structure : cells density increases close to its interfaces and decreases in homogeneous regions. To create such a mesh, the first step of this work consists in the detection of edges in the 2D projection images. Segmentation quality being paramount for further stages, we introduce a statistical approach to automatically select crucial parameters of the selected edge detector - Canny's filter. This structural information then is merged within the 3D volume of reconstruction as a pointcloud adequately sampling the 3D interfaces of the studied object. To do so, we perform a direct backprojection of the 2D edge maps to obtain a rough 3D map of the desired interfaces. The points composing the cloud are placed according to this map by automated filtering of the rough map. This automation is attained by statistical approach. The adapted mesh is finally obtained by classical constrained Delaunay tetrahedralization algorithm on this cloud. CT reconstruction is performed on this new sampling by using usual iterative algorithms for which suitable models of projector/backprojector are proposed. Our experiments show that, using a sparse dataset - e.g. 30 projections - our method provides pointclouds tightly sampling the object interfaces. The compression achieved in the number of unknowns to estimate and in memory consumption for volume storage is sizable, vouching for the relevance of this sampling. Produced reconstructions are promising and the quality of meshes sufficient to contemplate their use in simulation applications, such as finite element methods
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Mandolini, Tommaso. "Microstructural evolution of polymineralic aggregates deformed under high pressure and temperature : an in-situ and post-mortem study on olivine+serpentine". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILR047.
Streszczenie:
Aux limites des plaques tectoniques, la lithosphère est déformée et la déformation peut se localiser jusqu'à l'échelle kilométrique, avec formation de zones de cisaillement. Cela suggère que la résistance de la lithosphère est localement réduite. La formation de couches interconnectées de minéraux plus faibles mécaniquement est un mécanisme potentiel pour parvenir à un tel affaiblissement dans la lithosphère. Les péridotites serpentinisées sont couramment présentes dans et aux limites de plaques tectoniques. Elles sont principalement composées des minéraux serpentine et d'olivine, la serpentine étant généralement considérée comme étant plus déformable que l'olivine aux taux de déformation géologiques. La déformation devrait donc se distribuer préférentiellement dans la serpentine plutôt que dans l'olivine. Cela peut conduire à la formation de couches faibles interconnectées (IWL, pour « interconnected weak layer » en anglais) de serpentine, où la contrainte se localise.Ce travail est basé sur l'investigation microstructurale pour comprendre l'accommodation de la déformation dans les roches. Des agrégats d'olivine+serpentine sont utilisés comme proxy pour les péridotites partiellement serpentinisées. Ces agrégats sont déformés en torsion sous haute pression (HP, > 2 GPa) et hautes températures (HT, > 300°C) à un taux de déformation équivalent de 10-4 s-1. Les expériences sont couplées avec de la tomographie in-situ par contraste d'absorption de rayons X. J'obtiens des informations microstructurales en 2D et 3D sur la connectivité et l'orientation de la fabrique de la serpentine, plus déformable. La microscopie électronique est réalisée sur les échantillons post mortem pour relier les observations de tomographie en rayons X aux propriétés plastiques des phases.Je décris tout d'abord les procédures spécifiques, expérimentales et d'analyses d'images in situ, pour la déformation sous haute pression. Ensuite, j'étudie la déformation des agrégats sous un cisaillement croissant à plusieurs échelles d'observation. Le but principal est d'observer la formation et le développement des IWL. Les relations entre la morphologie et les propriétés plastiques des phases dans la roche sont étudiées pour comprendre la localisation de la déformation dans la péridotite partiellement serpentinisée.Les principaux résultats montrent que le régime de déformation dans les agrégats d'olivine + serpentine peut être décrit comme semi-fragile, la phase dominante olivine (plus résistante mécaniquement) présentant principalement une déformation fragile, tandis que la phase serpentine (plus déformable) montre un style de déformation ductile. Un cisaillement γ d'environ 4-5, une teneur en serpentine de 20 % en volume, et une fraction initiale de grands clusters (volumes de serpentine) > 15 % en volume, sont des conditions pour une configuration IWL dans les agrégats d'olivine + serpentine. Inversement, à une teneur en serpentine d'environ 10 % en volume, la configuration IWL ne se produit pas, indépendamment du cisaillement ou de la distribution de taille des clusters initiaux de serpentine. Dans ce cas, un comportement de type « load bearing framework » (LBF) est observé où les grains d'olivine se bloquent et sont broyés lors de la déformation, entraînant une réduction de la taille des grains. Ces grains réduits pourraient accommoder une grande partie de la déformation dans la roche.Ces résultats suggèrent que des teneurs en serpentine > 10 vol.% ou ca. 20 vol.% définissent un seuil clé pour des changements cruciaux dans la morphologie de la serpentine dans les péridotites serpentinisées déformées. Celui-ci pourrait correspondre à des changements importants dans la rhéologie et les propriétés mécaniques de la roche.Enfin, au vu de ces résultats je donne des perspectives sur la localisation de la déformation et l'initiation des zones de cisaillement dans la lithosphèreAt plate tectonic boundaries, the lithosphere is deformed and strain localization occurs up to kilometers-scale, which can manifest in form of shear zones. The strain localization suggests the strength of the lithosphere is locally weakened. The formation of interconnected layers of weaker minerals in the lithosphere is a potential mechanism to achieve such weakening. Serpentinized peridotite is commonly found within and between tectonic plates. It is mainly composed of olivine and serpentine minerals. The latter is generally accepted to be weaker than olivine at geological strain rates. During deformation, strain is thus expected to preferentially partition into serpentine than into olivine. This can lead to the formation of interconnected weak layers (IWL) of serpentine where strain localizes.The present work is based on microstructural investigation to infer the strain accommodation in rocks. Olivine+serpentine aggregates with two compositions (10 and 20 vol.% serpentine) are used as a proxy for partially serpentinized peridotites. The aggregates are experimentally deformed in torsion at high pressures (HP, > 2 GPa) and high temperatures (HT, > 300°C) at an equivalent strain rate of 10-4 s-1. The experiments are coupled with in-situ absorption contrast X-ray tomography. I obtain 2D and 3D information on connectivity and structural layering in the microstructure of the ‘weak' serpentine. Electron microscopy is performed on recovered samples to link the in-situ X-ray tomography observations to the plastic properties of the phases.I first outline experimental and image-data processing procedures specific to in-situ HP experimental deformation. Then, I study the deformation of the aggregates with increasing shear deformation at multiple scales of observations. The main aim is to observe the onset and development of IWL in its microstructure. The relations between the morphology and plastic properties of the phases in the rock are investigated to understand the strain localization in serpentinized peridotite.The main results show the deformation regime in olivine+serpentine aggregates can be described as semi-brittle, with the dominant phase of olivine (‘stronger') mainly displaying brittle deformation, whereas the serpentine (‘weaker') showing a dominant ductile-style deformation. A strain γ of ca. 4-5, serpentine content of ca. 20 vol.%, and initial fraction of large clusters >15 vol.% determine the condition for IWL configuration in the olivine+serpentine aggregates. Conversely, at serpentine content of ca. 10 vol.%, IWL do not occur, independently of strain or initial clusters size distribution of serpentine. This is more consistent with a load-bearing framework (LBF) behavior, where the stronger olivine grains are jammed, and during deformation crush one another, leading to grain size reduction and accommodating much of the deformation in the rock. These findings suggest contents of serpentine >10 vol.% or ca. 20 vol.% define a threshold for crucial changes in the morphology, connectivity, percolation, of the weak serpentine in serpentinized peridotites under shear. This may lead to important changes in deformation behavior and mechanical properties of the rock.In light of these findings, I give some perspectives for strain localization and shear zones initiation in the lithosphere
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Wils, Patricia. "Tomographie par rayons X : correction des artefacts liés à la chaîne d'acquisition". Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00708545.
Streszczenie:
L'imagerie cone-beam computed tomography (CBCT) est une méthodologie de contrôle non destructif permettant l'obtention d'images volumiques d'un objet. Le système d'acquisition se compose d'un tube à rayons X et d'un détecteur plan numérique. La recherche développée dans ce manuscrit se déroule dans le contexte industriel. L'objet est placé sur une platine de rotation et une séquence d'images 2D est acquise. Un algorithme de reconstruction procure des données volumiques de l'atténuation de l'objet. Ces informations permettent de réaliser une étude métrologique et de valider ou non la conformité de la pièce imagée. La qualité de l'image 3D est dégradée par différents artefacts inhérents à la plateforme d'acquisition. L'objectif de cette thèse est de mettre au point une méthode de correction adaptée à une plateforme de micro-tomographie par rayons X d'objets manufacturés poly-matériaux. Le premier chapitre décrit les bases de la physique et de l'algorithmie propres à la technique d'imagerie CBCT par rayons X ainsi que les différents artefacts nuisant à la qualité de l'image finale. Le travail présenté ici se concentre sur deux types d'artefacts en particulier: les rayonnements secondaires issus de l'objet et du détecteur et le durcissement de faisceau. Le second chapitre présente un état de l'art des méthodes visant à corriger le rayonnement secondaire. Afin de quantifier le rayonnement secondaire, un outil de simulation basé sur des techniques de Monte Carlo hybride est développé. Il permet de caractériser le système d'acquisition installé au laboratoire de façon réaliste. Le troisième chapitre détaille la mise en place et la validation de cet outil. Les calculs Monte Carlo étant particulièrement prohibitifs en terme de temps de calcul, des techniques d'optimisation et d'accélération sont décrites. Le comportement du détecteur est étudié avec attention et il s'avère qu'une représentation 2D suffit pour modéliser le rayonnement secondaire. Le modèle de simulation permet une reproduction fidèle des projections acquises avec le système réel. Enfin, le dernier chapitre présente la méthodologie de correction que nous proposons. Une première reconstruction bruitée de l'objet imagé est segmentée afin d'obtenir un modèle voxélisé en densités et en matériaux. L'environnement de simulation fournit alors les projections associées à ce volume. Le volume est corrigé de façon itérative. Des résultats de correction d'images tomographiques expérimentales sont présentés dans le cas d'un objet mono-matériaux et d'un objet poly-matériaux. Notre routine de correction réduit les artefacts de cupping et améliore la description du volume reconstruit.
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Zhang, Tao. "Imagerie multi-résolution par tomographie aux rayons X : application à la tomographie locale en science des matériaux". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00876871.
Streszczenie:
L'objectif de cette thèse étudie puis d'implémenter une méthode de reconstruction sur la tomographie aux rayons X qui permette de scanner des gros échantillons avec une bonne résolution qui permettrait de scanner l'intérieur d'un cylindre(tomographie locale) et caractériser des matériaux réels. Notre méthode peut être réalisé pour améliorer la quantitative et la qualitative d'image de fantôme. Dans cette thèse, cet méthode est utilisé sue les matériaux cellulaires. Nous avons réalisé des essais in situ en tomographie aux rayons X sur le mousse ERG et les sphères creuses. Un comparaison entre les résultats d'Élément Finis et des essais réels montre le mécanisme d'endommagement de ces matériaux.
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Thibaudeau, Christian. "Développement d'algorithmes de reconstruction statistique appliqués en tomographie rayons-X assistée par ordinateur". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2010. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1539.
Streszczenie:
La tomodensitométrie (TDM) permet d'obtenir, et ce de façon non invasive, une image tridimensionnelle de l'anatomie interne d'un sujet. Elle constitue l'évolution logique de la radiographie et permet l'observation d'un volume sous différents plans (sagittal, coronal, axial ou n'importe quel autre plan). La TDM peut avantageusement compléter la tomographie d'émission par positrons (TEP), un outil de prédilection utilisé en recherche biomédicale et pour le diagnostic du cancer. La TEP fournit une information fonctionnelle, physiologique et métabolique, permettant la localisation et la quantification de radiotraceurs à l'intérieur du corps humain. Cette dernière possède une sensibilité inégalée, mais peut néanmoins souffrir d'une faible résolution spatiale et d'un manque de repère anatomique selon le radiotraceur utilisé. La combinaison, ou fusion, des images TEP et TDM permet d'obtenir cette localisation anatomique de la distribution du radiotraceur. L'image TDM représente une carte de l'atténuation subie par les rayons-X lors de leur passage à travers les tissus. Elle permet donc aussi d'améliorer la quantification de l'image TEP en offrant la possibilité de corriger pour l'atténuation. L'image TDM s'obtient par la transformation de profils d'atténuation en une image cartésienne pouvant être interprétée par l'humain. Si la qualité de cette image est fortement influencée par les performances de l'appareil, elle dépend aussi grandement de la capacité de l'algorithme de reconstruction à obtenir une représentation fidèle du milieu imagé. Les techniques de reconstruction standards, basées sur la rétroprojection filtrée (FBP, filtered back-projection), reposent sur un modèle mathématiquement parfait de la géométrie d'acquisition. Une alternative à cette méthode étalon est appelée reconstruction statistique, ou itérative. Elle permet d'obtenir de meilleurs résultats en présence de bruit ou d'une quantité limitée d'information et peut virtuellement s'adapter à toutes formes de géométrie d'acquisition. Le présent mémoire se consacre à l'étude de ces algorithmes statistiques en imagerie TDM et à leur implantation logicielle. Le prototype d'imageur TEP/TDM basé sur la technologie LabPET[indice supérieur TM] de l'Université de Sherbrooke possède tous les pré-requis pour bénéficier de ces nombreux avantages.
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Laloum, David. "Tomographie par rayons X haute résolution : application à l'intégration 3D pour la microélectronique". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY067/document.
Streszczenie:
Les travaux de ce doctorat concernent le développement d'une technique de caractérisation non destructive encore peu utilisée dans le domaine de la microélectronique : la tomographie par rayons X dans un microscope électronique à balayage. Cet instrument a été utilisé pour l'analyse haute résolution d'interconnexions métalliques, telles que les piliers de cuivre ainsi que les vias traversants, utilisées dans le cadre de l'intégration 3D pour connecter verticalement plusieurs puces entre elles. Les contributions les plus significatives de ces travaux sont : (1) l'amélioration des capacités d'analyse offertes par l'instrument. De nombreuses études – simulations et expériences – ont été menées afin de déterminer et améliorer les résolutions 2D et 3D de ce système d'imagerie. Il a été montré que la résolution 2D de ce système d'imagerie pouvait atteindre 60 nanomètres. La qualité des images acquises et reconstruites a également été améliorée à travers l'implémentation d'algorithmes de reconstruction itératifs et de nombreuses méthodes d'alignement des radiographies. (2) La réduction du temps d'analyse d'un facteur 3 à travers l'implémentation d'algorithmes de reconstruction contraints tels que la méthode de reconstruction basée sur la minimisation de la variation totale. (3) La mise en place d'algorithmes de correction efficaces pour l'élimination d'artéfacts de reconstruction liés à la polychromaticité du faisceau de rayons X utilisé. (4) La mise en application de l'ensemble de ces algorithmes sur des cas réels, rencontrés par des technologuesIn this thesis, an original non-destructive 3D characterization technique has been developed : the X-ray tomography hosted in a scanning electron microscope. This instrument is not widely used in the microelectronics field. This computed tomography (CT) system has been used for the high resolution analysis of metallic interconnections such as copper pillars and through silicon vias (TSVs). These components are widely used in the field of 3D integration to make vertical stacks of interconnected chips.The most significant contributions of this thesis are : (1) the enhancement of the analytical capabilities of the instrument. Many studies – simulations and experiments – have been performed in order to determine and improve the 2D and 3D resolutions of this imaging system. It has been shown that the 2D resolution of this instrument can reach 60 nanometers. The quality of the projections and reconstruction has also been improved through the implementation of iterative reconstruction algorithms and various projections alignment methods. (2) The reduction of the scanning time by a factor 3 through the implementation of constrained reconstruction techniques such as the reconstruction method based on the total variation minimization. (3) The application of effective correction algorithms for removing reconstruction artefacts due to the polychromaticity of the X-ray beam. (4) The application of all these reconstruction methods and algorithms on real cases encountered by materials engineers
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Arrio, Marie-Anne. "Dichroisme circulaire magnetique d'aimants a base moleculaire par absorption des rayons x". Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA112140.
Streszczenie:
Le but de cette etude est de mieux comprendre, a l'echelle atomique, le mecanisme d'echange a l'origine de l'interaction magnetique dans des aimants a base moleculaire. Mon travail a comporte trois volets: la synthese des echantillons, les mesures d'absorption des rayons x et une partie theorique pour l'interpretation des resultats experimentaux. Les aimants a base moleculaire que j'ai synthetises et etudies sont des cyanures bimetalliques de formules csa#i#ib#i#i#i(cn)#6. Xh#2o et a#i#i#3b#i#i#i(cn)#6#2. Yh#2o (a#i#i=cu#i#i, ni#i#i, co#i#i, fe#i#i, mn#i#i et cr#i#i). Ces materiaux sont ferro- ou ferrimagnetiques suivant la nature de l'ion de transition divalent a#i#i. J'ai mesure le dichroisme circulaire magnetique aux seuils l#2#,#3 des elements de transition a l'origine des proprietes magnetiques. Il s'agit d'experience d'absorption de rayons x a basse energie (500 a 1000 ev), en lumiere polarisee effectuees a lure et a brookhaven. Cette technique donne acces aux moments magnetiques portes par l'atome absorbant. En utilisant les modeles developpes par thole, j'ai extrait des mesures de dichroisme magnetique des informations specifiques aux ions metalliques a#i#i: fonction d'onde de l'etat fondamental (a#i#i est compose a 90% de 3d#n et 10% de 3d#n#+#1l), champ cristallin et charge effective de l'ion (n#d = n + 0,1) et moment magnetique porte specifiquement par l'ion (les contributions d'orbite et de spin ont ete determinees separement)
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Fosso, Philippe. "Etude in-situ de l'endommagement des matériaux composites à matrice organique par tomographie à rayons X". Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0250.
Streszczenie:
La première partie de l'étude a consisté à équiper un scanner ND8000 de machines d'essais mécaniques permettant de procéder à des observations in-situ de l'endommagement. Pour ce faire, des micro-machines de traction, de compression, et de délaminage mode I ont été conçues et construites. Elles fonctionnent à l'intérieur de l'orifice du scanner et sont capables d'appliquer des sollicitations monotones. Leur fonctionnement est compatible avec celui du scanner. Ainsi leur influence sur l'atténuation aux rayons X qui permettent de caractériser les matériaux étudiés est très faible. La seconde partie de l'étude a consisté à étudier l'influence de l'état de contraintes mécaniques sur l'endommagement des élastomères et des matériaux composites à fibre de verre et matrice organique. Cette étude est traduite par une analyse des modifications de structure, de la création du dommage, de sa composition et de son évolution au cours des différentes phases du chargement mécanique, à travers l'analyse des profils d'atténuation acquis a ces différentes phases et par la technique d'analyse d'images. Ces deux points constituent l'originalité de ce travail. Une étude comparative de l'état d'endommagement en mesures in-situ, sous contrainte et hors contraintes, est menée et permet de mettre en évidence l'influence de l'état de contraintes mécaniques sur la composition de la zone endommagée et sur la densité tomographique, qui est lie à la microstructure de la zone endommagée. Pour compléter et approfondir les analyses, des études sont menées avec les techniques de contrôle non destructifs telles que la radiographie classique, la transparence, la micrographie et la fractographie. L’utilisation conjointe de la tomographie, de la radiographie et de la transparence permettent de montrer que la zone endommagée en compression a une forme elliptique tridimensionnelle qui est conservée pendant les différentes phases d'évolution de l'état de contrainte mécanique. Ce caractère tridimensionnel de la zone endommagée impose l'utilisation d'une expression du taux de restitution d'énergie par unité de volume endommagée et non celle du taux de restitution pour décrire le comportement du composite. La forme du front de délaminage dans les matériaux composites verre/époxy est parabolique. La taille et la forme de la parabole sont fonction du niveau de chargement et du matériau. Les résultats obtenus sont confrontes a un modèle analytique trouve dans la littérature.
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Freud, Nicolas. "Modélisation et simulation de systèmes d'imagerie par rayons X ou gamma". Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0061/these.pdf.
Streszczenie:
Cette thèse est consacrée à la mise au point d'un code de calcul permettant de simuler rapidement des images radiologiques réalistes en prenant en compte les principaux paramètres physiques à l'œuvre dans une chaîne d'imagerie par rayons X ou gamma. Dans la première partie, nous effectuons un tour d'horizon de l'état de l'art en matière de simulation des phénomènes de transport de rayonnement. Cette étude nous conduit à choisir une approche déterministe et à rechercher des solutions algorithmiques spécifiques, dédiées à la simulation d'images radiologiques et limitées dans un premier temps à la prise en compte du rayonnement directement transmis. Les solutions proposées, qui mettent l'accent sur la vitesse d'exécution et la robustesse, sont implémentées dans un code appelé VXI (Virtual X-ray Imaging). VXI permet d'effectuer aisément des simulations dans des configurations d'imagerie réalistes (spectre polychromatique, objets de géométrie complexe. . . ). La deuxième partie de cette thèse aborde la simulation du rayonnement diffusé par les objets inspectés. Nous proposons une méthode déterministe pour simuler le rayonnement diffusé d'ordre 1 sans recourir à une architecture de calcul parallèle. Cette méthode est validée en comparant les résultats qu'elle fournit avec ceux que donne le code de Monte Carlo Geant4This PhD thesis is devoted to the development of a computer code enabling to simulate in a short time realistic radiological images, taking into account the main physical parameters acting in an X- or gamma-ray imaging chain. In the first part, we carry out a general survey of the state of the art in the field of radiation transport simulation. This study leads us to choose a deterministic approach and to seek specific algorithms, devoted to the simulation of radiological images and, at first, accounting only for the directly transmitted radiation. The proposed solutions, which emphasize execution speed and robustness, are implemented in a code named VXI (Virtual X-ray Imaging). VXI makes it easy to carry out simulations in realistic imaging configurations (polychromatic spectrum, objects with complex geometry. . . The second part of this thesis broaches the simulation of the radiation scattered by the inspected objects. We propose a deterministic method to simulate first-order photon scattering without having recourse to a parallel computing architecture. This method is validated by comparing its results with the ones given by the Monte Carlo code Geant4
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Freud, Nicolas Babot Daniel. "Modélisation et simulation de systèmes d'imagerie par rayons X ou gamma". Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=freud.
Streszczenie:
Thèse doctorat : Génie des Matériaux : Villeurbanne, INSA : 2003.Chap. 2 et 4 rédigés en anglais. En appendice, 1 article rédigé en anglais intitulé "Optimal calibration via virtual X-ray imaging for dual-energy techniques : application to glass wool", issu du Colloque "Six international Conference on quality control by artificial vision" et paru dans la revue "SPIE", vol. 5132, 2003, p. 422-432. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 143-155.
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Bonnin, Anne. "Étude d'un système portable d'inspection par rayonnement X utilisant les effets combinés d'absorption multi-énergies, de diffusion et diffraction X sur la matière". Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0112/these.pdf.
Streszczenie:
Les travaux proposés portent sur la caractérisation par rayons X des matériaux, en vue d'une discrimination des explosifs par rapport aux matériaux communs. Trois méthodes d'analyses utilisant les rayons X sont décrites : la méthode de transmission multi-énergies, la diffusion Compton et la diffraction. Ces trois méthodes sont abordées sous un angle théorique puis expérimental. Le mémoire se compose de quatre parties. Après une présentation du contexte général de l'étude, les phénomènes physiques mis en jeu et les propriétés des matériaux concernés sont donnés. Dans une seconde partie consacrée à la transmission, le principe d'imagerie 2D multi-énergie est présenté. Puis, nous développons une approche d'imagerie 3D bi-énergie, qui permet une représentation des matériaux dans une base de densité et numéro atomique effectifs. Cette approche rend possible la discrimination d'un certain nombre de matériaux explosifs. Dans la troisième partie, la diffraction des rayons X est abordée, en vue d'identifier les matériaux par leur signature spectrale. Les cristallins et semi-cristallins sont reconnus, mais pas les amorphes. La quatrième partie s'intéresse à la diffusion Compton. Nous avons testé différentes méthodes d'acquisition : pinhole, masques codés et une méthode par balayage avec un faisceau de rayons X filiforme. Ces techniques permettent d'obtenir des images d'objets. Le dispositif étant d'un même côté de l'objet, il est particulièrement intéressant dans certaines situations de terrain. En synthèse, nous discutons de la complémentarité des informations issues de ces différentes techniques en vue de spécifier les caractéristiques d'un système portable permettant des analyses de terrainThis thesis is focused on the discrimination between explosives and common materials by X-rays. Three X-ray based methods are described: multi-energy transmission, Compton scattering and diffraction. These three methods are discussed from a theoretical and experimental point of view. The memory consists of four parts. After describing the general context of the study, the physical phenomena and the properties of the involved materials are given. In a second part devoted to transmission, the principle of multi-energy 2D imaging is presented. Then, we develop an approach to dual-energy 3D imaging, which allows a representation of materials in a database of effective density and atomic number. This approach allows to discriminate a numbers of explosives. In the third part, the X-ray diffraction is discussed in order to identify materials by their spectral signature. The semi-crystalline and crystalline materials are recognized, but not amorphous ones. The fourth part focuses on Compton scattering. We tested different methods of acquisition: pinhole, coded masks and a X-rays scanning technique using a pencil beam. These techniques allow to obtain images of objects. The device is placed on the same side of the object, which is particularly interesting in practical field. In summary, we discuss the complementarity of information extracted from these differents techniques to specify the characteristics of a portable system for land analysis
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MA, QING. "Etude structurale des verres semiconducteurs as#xte#1##x par absorption et diffusion anormale des rayons x". Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066667.
Streszczenie:
La structure des semi-conducteurs vitreux as#xte#1##x a ete etudiee par diffusion anomale des rayons x et par spectroscopie d'absorption des rayons x. Cette etude donne une image claire de l'ordre local dans ces verres et de son evolution avec composition. L'ordre a moyenne distance pour le verre as#2te#3, qui correspond a une composition critique, a ete defini par une analyse detaillee des facteurs de structure partiels. Nos resultats montrent sans ambiguite que: 1) les atomes d'arsenic (as) sont tri-coordines dans tout le domaine de composition. Nous n'avons aucune evidence de sites d'arsenic hexacoordines dans les verres riches en tellure, contrairement aux hypotheses etablie par cornet et rossier a partir de ses donnees de xps; 2) les atomes de tellure sont dicoordines dans tous les verres riches en arsenic (x > 0. 4) alors que cette coordination atteint brutalement la valeur 2. 4 a la composition stchiometrique as#2te#2. Ceci indique qu'une large proportion ( 50%) d'atomes de tellure sont tricoordines dans ce verre. Ce pourcentage d'atomes de tellure tricoordines reste par la suite quasiment constant lorsque la concentration en tellure argumente. De ce point de vue, la composition stchiometrique as#2te#3 est un seuil de percolation; 3) le desordre chimique est persistant dans tout le domaine de compositions etudie. Il se manifeste par l'existence de paires homopolaires as-as et te-te dans la premiere sphere de coordination. A la difference de phases cristallines et dont les structures sont chimiquement ordonnees, la structure du verre as#2te#3 ne presente pas cet ordre chimique et les paires as-as et te-te existent dans une meme proportion dans la premiere sphere de coordination. La composition stchiometrique as#2te#3 n'est pas un seuil d'ordre chimique dans l'etat vitreux alors que cela est le cas des verres sulfures et selenies; 4) les nombres de liaisons homopolaires (as-as et te-te) ou heteropolaires evoluent de facon monotone avec composition. Cependant lors de l'etude de la dependance de ce parametre en fonction de la composition nous observons un changement de pente a la composition stchiometrique as#2te#3; 5) l'analyse de l'ordre a moyenne distance dans l'alliage as#2te#3 nous a permis de proposer plusieurs unites structurales. A partir de ces resultats nous avons pu expliquer un bon nombre de comportements specifiques et uniques dans plusieurs proprietes physiques, comme la temperature de transition de vitreuse, la tendance a la formation vitreuse, et la conductivite electrique
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Abbasi, Kévin. "Etude de L'endommagement en fluage de cuivre par tomographie à rayons X et polissages successifs". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00966919.
Streszczenie:
Les modèles basés sur la mécanique des milieux continus prévoient généralement une déformation à la rupture plus élevée, ainsi qu'une durée de vie en fluage beaucoup plus longue que les valeurs observées expérimentalement. Cette thèse met en évidence deux aspects de cette problématique en analysant l'endommagement à l'aide de tomographie in situ à rayons X de synchrotron et reconstruction 3D de la structure polycristalline par polissages successifs.L'endommagement en termes de fraction surfacique des cavités a été identifié dans les couches de reconstructions tomographiques perpendiculairement à l'axe de déformation. L'évolution de la fraction surfacique des cavités a été comparée avec le modèle de prédiction de Cocks et Ashby. Ce dernier surestime la durée de vie en fluage et sous-estime l'état de l'endommagement. L'importance de l'hétérogénéité initiale de l'endommagement et l'effet de localisation de l'endommagement est également souligné. L'amplitude de la plus grande fluctuation surfacique augmente de façon parabolique en fonction de la fraction surfacique moyenne.Une méthode de sectionnement sériel améliorée basée sur la profilométrie de surface a été développée. Elle permet la mesure précise de l'épaisseur du matériau enlevée localement. Les analyses ont montré que l'emplacement des cavités par rapport aux joints de grains et l'orientation cristallographique des grains au voisinage est similaire pour les échantillons déformé par différents mécanismes de fluage. La population relative des cavités de fluage présente aux joints de grains simples est supérieure à celle présente aux joints triples. Les cavités trouvées aux joints triples, cependant, sont plus grandes.
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Lenoir, Nicolas. "Comportement mécanique et rupture dans les roches argileuses étudiés par micro tomographie à rayons X". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10025.
Streszczenie:
Dans le cadre des etudes de faisabilite du stockage des dechets radioactifs en couches geologiques profondes, l'etude de l'evolution de la permeabilite de la couche hote en fonction de l'endommagement est primordiale. Ce travail a consiste d'une part, a etudie experimentalement l'endommagement de deux roches argileuses (marne de beaucaire et argilite de l'est) a l'aide des techniques de micro tomographie a rayons x, et d'autre part, a developper une installation trixiale haute pression adaptee aux mesures de permeabilite sur des roches de tres faibles permeabilites. Des installations triaxiales originales ont ete realisees afin de caracteriser sous chargement deviatoire l'endommagement des roches argileuses a l'aide de la micro tomographie a rayons x sur une ligne synchrotron a l'esrf (grenoble). L'endommagement localise et son evolution en cours d'essai, ont ainsi pu etre caracterises a une echelle fine (de l'ordre de la dizaine de microns). Les techniques de correlation d'images numeriques etendues aux images tridimensionnellles ont ete utilisees pour mesurer les champs incrementaux de deformation et ont montre leur interet dans l'etude de l'endommagement localise dans les geomateriaux et notamment de son evolution. Enfin, une installation triaxiale haute pression a ete realisee pour mesurer l'evolution de la permeabilite de l'argilite de l'est en fonction du niveau de contraintes (isotrope et deviatoire) appliquees. Sa particularite est la petite taille des echantillons (cylindres de 10mm de diametre et 20mm de hauteur) afin de reduire les temps d'essaisWITHIN THE FRAMEWORK OF FEASABILITY STUDIES OF UNDERGROUND REPOSITORIES FOR RADIOACTIVE WASTE, THE STUDY OF PERMEABILITY EVOLUTION WITH DAMAGE OF THE HOST LAYER IS CRUCIAL. THE GOALS OF THIS WORK WERE : (i) TO CHARACTERIZE EXPERIMENTALLY THE DAMAGE OF TWO CLAYEY ROCKS (BEAUCAIRE MARL AND EAST SHALE) WITH X-RAY MICRO TOMOGRAPHY, (ii) TO DEVELOPP A HIGH PRESSURE TRIAXIAL SET-UP ADAPTED TO PERMEABILITY MEASUREMENT ON VERY LOW PERMEABILITY ROCKS. A NUMBER OF ORIGINAL TRIAXIAL DEVICES HAVE BEEN REALISED TO CHARACTERIZE DAMAGE OF CLAYEY ROCKS, UNDER DEVIATORIC LOADING, WITH X-RAY MICRO TOMOGRAPHY ON A SYNCHROTRON BEAMLINE AT THE ESRF (GRENOBLE). LOCALIZED DAMAGE AND ITS EVOLUTION HAVE BEEN CHARACTERIZED AT A FINE SCALE (OF ORDER OF TEN MICRONS). DIGITAL IMAGE CORRELATION TECHNIQUES, EXTENDED TO 3D IMAGES, HAVE BEEN USED TO MEASURE INCREMENTAL STRAIN FIELDS FROM TOMOGRAPHIC IMAGES. WE DEMONSTRATED THAT THESE TECHNIQUES ARE VERY USEFUL IN THE STUDY OF THE LOCALIZED DAMAGE OF GEOMATERIALS AND ESPECIALLY FOR THE INITIATION. A HIGH PRESSURE TRIAXIAL DEVICE HAS BEEN REALISED TO MEASURE PERMEABILITY EVOLUTION OF THE EAST SHALE AS A FUNCTION OF APLLIED STRESS (ISOTROPIC AND DEVIATORIC). THE PARTICULARITY OF THIS SET-UP IS THE SMALL SIZE OF THE TEST SPECIMEN (CYLINDER OF 10MM IN DIAMETER AND 20MM IN HEIGHT) WHICH ALLOWS SIGNIFICANT REDUCTION OF TEST DURATION
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Abbasi, Kévin. "Etude de L’endommagement en fluage de cuivre par tomographie à rayons X et polissages successifs". Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2013. http://www.theses.fr/2013EMSE0706/document.
Streszczenie:
Les modèles basés sur la mécanique des milieux continus prévoient généralement une déformation à la rupture plus élevée, ainsi qu'une durée de vie en fluage beaucoup plus longue que les valeurs observées expérimentalement. Cette thèse met en évidence deux aspects de cette problématique en analysant l’endommagement à l'aide de tomographie in situ à rayons X de synchrotron et reconstruction 3D de la structure polycristalline par polissages successifs.L’endommagement en termes de fraction surfacique des cavités a été identifié dans les couches de reconstructions tomographiques perpendiculairement à l’axe de déformation. L'évolution de la fraction surfacique des cavités a été comparée avec le modèle de prédiction de Cocks et Ashby. Ce dernier surestime la durée de vie en fluage et sous-estime l’état de l’endommagement. L'importance de l'hétérogénéité initiale de l’endommagement et l’effet de localisation de l’endommagement est également souligné. L'amplitude de la plus grande fluctuation surfacique augmente de façon parabolique en fonction de la fraction surfacique moyenne.Une méthode de sectionnement sériel améliorée basée sur la profilométrie de surface a été développée. Elle permet la mesure précise de l'épaisseur du matériau enlevée localement. Les analyses ont montré que l'emplacement des cavités par rapport aux joints de grains et l’orientation cristallographique des grains au voisinage est similaire pour les échantillons déformé par différents mécanismes de fluage. La population relative des cavités de fluage présente aux joints de grains simples est supérieure à celle présente aux joints triples. Les cavités trouvées aux joints triples, cependant, sont plus grandesPower law creep damage is one of the most intriguing unsolved phenomena of materials science. Models based on continuum mechanics generally predict a much higher strain to failure, as well as a much longer creep lifetime than experimentally observed values. This thesis highlights two aspects of this problematic by analyzing creep damage in copper using in situ synchrotron tomography and 3D reconstruction of the damaged polycrystal structure by serial sectioning.Damage in terms of the area fraction of voids was first identified in slices of tomographic reconstructions of creep deformed copper. The local and global evolution of cavities area fraction was checked against the Cocks and Ashby model and it was found that the model overestimates creep lifetime and underestimates damage development. The importance of the initial damage heterogeneity and the role of damage localization are also emphasized. It was found that the amplitude of the largest damage fluctuation increases parabolically as a function of cavity’s mean area fraction.An improved serial sectioning method based on surface profilometry was developed, which allows the accurate measurement of the removed local material thickness. The 3D reconstructions enabled identifying the creep voids and the grains of the polycrystal. It was shown that with the exception of the void shape, the relationship between void location at a given grain boundary and crystallographic orientation of the neighbor grains is similar in samples deformed by different creep mechanisms. The relative population of creep voids is higher at simple grain boundaries than at triple junctions. Voids found at a triple boundary, however, are larger
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Saur, Hugo. "Étude des microstructures par tomographie à rayons X : application aux roches clastiques à grain fin". Electronic Thesis or Diss., Pau, 2022. http://www.theses.fr/2022PAUU3005.
Streszczenie:
L’étude de la microstructure des roches est indispensable pour nos enjeux contemporains et futurs en matière d'énergie, d’ingénierie et de construction. D’autre part, cette étude permet de caractériser les processus de déformation géologique ayant conduit à l’état actuel des unités lithologiques. Les roches clastiques à grain fin, communément appelées "shales" en anglais, représentent environ deux-tiers de l’ensemble des roches sédimentaires. Les données 3D relatives aux grains de silt ou clastes inclus dans la matrice argileuse et poreuse de ce type de roche sont peu fréquentes. Ces données sont pourtant cruciales pour comprendre les propriétés anisotropes à l’échelle macroscopique mais aussi pour évaluer l’état de déformation de la matrice rocheuse. Mieux connaitre la microstructure de ces roches permettrait d’être prédictif quant à leurs propriétés mécaniques ou physiques indispensables pour les applications du secteur de l’énergie par exemple. La tomographie à rayons X (XCT) est une technique non destructive permettant d’obtenir une image 3D de la microstructure d'un objet. Une caractérisation géométrique directe des constituants des roches clastiques à grain fin est envisageable grâce à cette technique. Sur la base d'images XCT, cette thèse vise d’abord à développer des aspects méthodologiques pour étudier la fabrique de forme 3D des clastes ainsi que leur distribution spatiale. Ces aspects sont élaborés à partir de la méthode des moments d’inertie qui est appliquée sur les grains segmentés des images 3D numériques. Nous présentons ensuite des applications sur des roches à grain fin possédant une fabrique sédimentaire et sur des roches à grain fin déformées présentant une fabrique d’origine tectonique. Le premier volet applicatif de la thèse s’intéresse à une même unité lithologique ayant enregistrée différentes quantités de déformation. Des échantillons du bassin sud-pyrénéen et des échantillons issus d’un affleurement historique dans les Appalaches centrales ont été collectés. Nous apportons de nouvelles données sur l’évolution de la forme 3D des grains et des pores à l’échelle micrométrique et sur leur agencement dans la matrice rocheuse en fonction de la déformation. Les données obtenues permettent de discuter des mécanismes de déformation à l’échelle du grain des différentes phases minéralogiques. Cependant, la petite taille des échantillons imagés par XCT (≤ 2 mm de diamètre) soulève la question de la représentativité de ces analyses. Sur le chantier sud-pyrénéen, certains échantillons sont étudiés de manière plus approfondie pour vérifier l’homogénéité des résultats. Nous y montrons que les données XCT complètent les mesures indirectes pétrophysiques en permettant de décrire et de localiser les sous-fabriques intégrées dans une mesure globale de la fabrique. Les limites apparaissent lorsque la dimension caractéristique des structures de déformation avoisine la taille de l'échantillon imagé par XCT. Dans le second volet applicatif, des échantillons provenant de systèmes turbiditiques du bassin sud-pyrénéen sont analysés. Ces systèmes, lorsque déformés en tectonique compressive, présentent l’avantage d’enregistrer la même quantité de raccourcissement différemment exprimée dans les unités lithologiques qui les constituent. Les résultats obtenus à partir de la forme des clastes sont comparés à nos mesures magnétiques globales de la fabrique et montrent une bonne cohérence. La méthodologie présentée dans ce travail peut s’étendre à d'autres types de milieux poreux et granulaires pour une meilleure compréhension de l'influence de l'anisotropie structurale sur leurs propriétés macroscopiques et leur comportement mécaniqueThe study of the microstructure of rocks is essential for our contemporary and future challenges in energy, engineering and construction. Furthermore, this study allows us to characterize the geological deformation processes that led to the current state of geological formations. Fine-grained clastic rocks, commonly called "shales", represent about two-thirds of all sedimentary rocks. 3D data concerning silt-sized grains or clasts embedded in the porous clay-rich matrix of this type of rock are relatively scarce despite the fact that these data are crucial to understand the anisotropic properties of these rocks at the macroscale but also to evaluate the deformation state of the rock matrix. A better understanding of the microstructure of these rocks would allow us to predict their mechanical or physical properties, which are essential for applications in the energy sector, among others. X-ray computed tomography (XCT) is a non-destructive technique providing a 3D image of the microstructure of any object. A direct geometric characterization of the constituents of fine-grained clastic rocks is possible with this technique. Based on XCT images, this thesis aims first to develop methodological aspects to study the 3D shape fabric of silt particles and their spatial distribution. The moments of inertia of segmented grains from 3D digital images are used for this development. We then present applications on fine-grained rocks with a sedimentary fabric and on deformed fine-grained rocks with a tectonic fabric. The first application part of the thesis focuses on the same lithologic unit having experienced different amounts of deformation. Samples from the South Pyrenean Basin and samples from a historical outcrop in the Central Appalachians were collected. We provide new data on the evolution of the 3D shape of grains and pores at the micrometer scale and their arrangement in the rock matrix with respect to the deformation intensity. The obtained data allow discussing the deformation mechanisms at the grain scale of the different mineralogical phases. However, the limited size of the imaged samples by means of XCT (≤ 2 mm diameter) raises the question of the representativeness of these analyses. On the South Pyrenean site, some samples are studied in more detail to evaluate the homogeneity of the results. We show that the XCT data complement the indirect petrophysical measurements by providing access to localized sub-fabrics that are integrated in a bulk measurement of the rock fabric. The limits are reached when the characteristic length of the deformation structures are on the order of the sample size imaged by XCT. In the second application part, samples from turbiditic systems of the South Pyrenean basin are analyzed. These systems, when deformed in compressive tectonic settings, record the same amount of shortening differently expressed in the various siliciclastic matrices. The results obtained from the shape data of the clasts are compared to our bulk magnetic fabric measurements and show a good consistency. The methodology presented in this work can be extended to other types of porous and granular media for a better understanding of the influence of fabric anisotropy on their macroscopic properties and mechanical behavior
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Petit, Clémence. "Etude des propriétés mécaniques de matériaux cellulaires par la tomographie aux rayons X et par modélisation par éléments finis". Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0130/document.
Streszczenie:
Les matériaux cellulaires sont des échantillons à très forte porosité qui peuvent être décrits à deux échelles : la mésostructure et la microstructure. Le lien entre l'architecture des matériaux et les propriétés mécaniques a été largement étudié dans la littérature. Les caractéristiques microstructurales peuvent avoir une influence importante sur les propriétés macroscopiques. Le but de ce travail est de relier les caractéristiques architecturales et microstructurales des matériaux cellulaires à leurs propriétés mécaniques grâce notamment à la tomographie aux rayons X. Une nouvelle approche combinant l'imagerie 3D à plusieurs résolutions, le traitement d'images et la modélisation éléments finis a permis de prendre en compte la microstructure de la phase solide. Quatre matériaux cellulaires modèles ont ainsi été étudiés : des mousses d'aluminium, des structures cellulaires périodiques en alliage de cobalt-chrome, des échantillons de β-TCP et des composites hydroxyapatite/β-TCP. Les matériaux métalliques ont été fournis par des collègues d'autres laboratoires, tandis que les matériaux céramiques ont été fabriqués dans le cadre de cette étude. Pour chaque type de matériaux (métaux et céramiques), une structure régulière et une stochastique ont été comparées. Pour utiliser la méthode multi-échelle développée dans ce travail, les échantillons ont d'abord été scannés grâce à la tomographie locale dans laquelle l'échantillon est placé près de la source de rayons X. La tomographie locale permet de scanner la petite partie irradiée de l'échantillon et d'obtenir une image agrandie par rapport aux images à plus basse résolution. Ces images permettent d'observer certains détails de la phase solide non visibles à plus basse résolution. Différentes étapes de traitement d'images ont ensuite été mises en œuvre pour obtenir une image à basse résolution incluant les informations provenant des images à haute résolution. Ceci a été réalisé grâce à une série d'opération de seuillage et sous-résolution des images à haute résolution. Le résultat de ces différentes étapes de traitement d'images donne une image de l'échantillon initial à basse résolution mais qui inclut l'information supplémentaire décelée à haute résolution. Ensuite, des essais mécaniques in situ ont été réalisés dans le tomographe pour suivre à basse résolution l'évolution des échantillons pendant la déformation. Les images initiales citées plus haut ont été utilisées pour produire des maillages éléments finis. Des programmes Java ont été adaptés pour créer des fichiers d'entrée pour les modèles éléments finis à partir des images initiales et des maillages. Les images initiales contenant les informations à propos de la phase solide, les images des essais mécaniques et les modèles éléments finis ont permis d'expliquer le comportement mécanique des échantillons en reliant les sites d'endommagement expérimentaux et les lieux de concentrations de contraintes calculésCellular materials are highly porous systems for which two scales are mainly important: the mesostructure and the microstructure. The mesostructure corresponds to the architecture of the materials: distribution of solid phase “walls” and macroporosity and can be characterized by X-ray tomographic low resolution images. The link between the architecture of the materials and the mechanical properties has been frequently studied. The microstructure refers to the characteristics of the solid phase. Its microstructural features (presence of a secondary phase or of defects due to the sintering) can have a strong influence on the macroscopic properties. The aim of this work is to link the morphological and microstructural features of metallic and ceramic based cellular materials and their mechanical properties thanks to X-ray tomography and finite element modelling. A new method combining X-ray tomography at different resolutions, image processing and creation of finite element modelling enabled to take into account some microstuctural features of the cellular samples. Four different cellular materials were studied as model materials: aluminium foam fabricated by a liquid state process, cobalt periodic structures made by additive manufacturing, β-TCP porous samples fabricated by conventional sacrificial template processing route and hydroxyapatite/β-TCP composites made by additive manufacturing (robocasting). The metal based materials were provided by colleagues while the ceramic based porous materials were fabricated in the frame of the current study. For each type (metals or ceramics), a stochastic and a regular structure have been compared. For implementing the multiscale method developed in this work, the samples were firstly scanned in a so called “local” tomography mode, in which the specimen is placed close to the X-ray source. This allowed to reconstruct only the small irradiated part of the sample and to obtain a magnified image of a subregion. These images enable to observe some details which are not visible in lower resolution. Different image processing steps were performed to generate low resolution images including microstructural features imaged at high resolution. This was done by a series of thresholding and scaling of the high resolution images. The result of these processing steps was an image of the initial sample. Then, in situ mechanical tests were performed in the tomograph to follow the deformation of the sample at low resolution. The above mentioned initial images were used to produce finite element meshes. Special Java programs were adapted to create finite element input files from initial images and meshes. The initial images containing information about the solid phase, the images from the mechanical tests and the finite element models were combined to explain the mechanical behaviour of the sample by linking the experimental damage locations in the sample and the simulated stress concentration sites
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Kawerk, Elie. "Dynamique subfemtoseconde de molécules isolées par diffusion inélastique résonante de rayons X". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066237.
Streszczenie:
L’absorption d’un photon X par un système moléculaire induit la promotion d’un électron d’une couche profonde vers des orbitales virtuelles inoccupées. Suite à cette excitation, le système peut évoluer suivant plusieurs voies de recombinaison : électroniques (ex :fluorescence X, effet Auger) et nucléaire (ex : dissociation moléculaire). Dans la première partie de la thèse, nous présentons une analyse expérimentale et théorique des spectres d’absorption X au seuil L du chlore des molécules C2H3Cl et iso-C2H2Cl2 en phase gaz. Les spectres d’absorption de ces deux molécules ont été simulés à l’aide d’une méthode d’interaction de configurations (IC) prenant en compte le couplage spin-orbite. Les résultats des simulations, en bon accord avec les mesures expérimentales, suggèrent une nouvelle attribution des principales bandes observées. Les calculs réalisés sur un ensemble élargi aux isomères cis/trans de C2H2Cl2, comparés aux molécules C2H3Cl et iso-C2H2Cl2 montrent que l’évolution du profil spectral résulte d’une échelle d’électronégativité croissante des radicaux selon l’ordre C2H2Cl/cis/trans/iso-C2H3. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié la diffusion inélastique des rayons X (RIXS-K) au seuil K du chlore de la molécule iso-C2H2Cl2. Ce travail a permis de déterminer la nature des états excités en couches profondes et de mettre en évidence, en particulier, des transitions électroniques de faibles intensités difficilement observables à l’aide de spectroscopies traditionnelles (Absorption X). Nous avons également montré l’existence d’une évolution caractéristique du spectres d’émission K avec l’énergie des photons incidents. L’évolution du profil spectral des raies K met en lumière l’existence d’une dynamique nucléaire dans l’état 1A’ (élongation de la distance C-Cl) à l’échelle femto-secondeThe absorption of an X-ray photon by a molecular system leads to the promotion of an electron occupying a core level to highly unoccupied virtual orbitals. Following the absorption, the system could evolve following different paths : an electronic path (ex :X-ray fluorescence, Auger decay), and a nuclear path (ex :molecular dissociation). In the first part of this thesis, we present a combined experimental and theoretical study of the X-ray absorption spectra around the chlorine L edge of the molecules C2H3Cl and iso-C2H2Cl2 in gas phase. The spectra of the two molecules were simulated numerically using a Configuration Interaction method (CI) taking into account the spin-orbit coupling. The numerical simulations are in good agreement with the experimental measurements, suggesting new assignements of the major observed spectal bands. The calculations extended to the cis and trans isomers of dichloroethylene, compared to C2H3Cl and iso-C2H2Cl2 show that the evolution of the spectral profile results from an increasing electronegativity scale of the radicals which seems to respect the following order : C2H2Cl/cis/trans/iso-C2H3. In the second part of this thesis, we have studied the Resonant Inelastic X-ray Scattering (RIXS-K) spectra around the chlorine K edge of iso-C2H2Cl2 in gas phase. The following work enabled us to determine the nature of the core excited electronic states involved in the scattering, and to bring out particularly, some electronic transitions of weak intensity which are hardly observed with the use of traditional spectroscopies (X-ray absorption). We have also shown an evolution of the K emission spectra with the incoming photon energy. The evolution of the spectral profile of the K lines highlights the existence of nuclear dynamics occurring in the 1A’ state (elongation of the C-Cl bond) on a femtosecond timescale
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Cendre, Emmanuelle. "Tomographie à haute résolution par rayons X : application à l'étude de la perte osseuse chez le sujet âgé". Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0055.
Streszczenie:
Ce travail de recherche a pour but l'approche des mécanismes du vieillissement osseux. En vue d'expliquer la variabilité de la résistance mécanique de l'os spongieux, nous avons déterminé, de manière non invasive (tomographie par rayons X à haute résolution (HRCT)) des paramètres caractéristiques de l'architecture osseuse, sur modèle animal (vertèbres de brebis âgées) et sur l'homme (vertèbres, calcanéums). Un premier tomographe a permis d'obtenir des coupes de résolution spatiale égale à 3,3 paires de lignes par mm (150 microns). Nous avons également construit un second tomographe de résolution ajustable entre 8 et 200 microns. Des méthodes spécifiques de segmentation ont été développées, afin d'extraire des paramètres de structure et de connectivité. Par ailleurs, l'architecture osseuse a été caractérisée par des paramètres issus d'une analyse de la texture des images. Dans un premier temps, les essais mécaniques la HRCT et d'autres techniques d'investigation de la qualité osseuse (mesures de densité physique et absorptiométrique, histomorphométrie) ont été mis au point sur modèle animal. Sur les calcanéums humains, W1 examen ultrasonore a complété les mesures précédemment citées. Les paramètres HRCT, validés par comparaison avec l' histomorphométrie (technique ayant une excellente résolution mais destructive) ont mis en évidence des corrélations significatives avec la contrainte maximale en compression et le module d Young. De fortes corrélations ont également été obtenues entre la mécanique et la densité apparente ou les paramètres ultrasonores déterminés sur le calcanéum. La HRCT de résolution 150 microns semble suffisante pour déterminer des paramètres indispensables à la construction d'un modèle du comportement biomécanique de l'os. Cette résolution offre l'avantage de délivrer une dose compatible avec une application in vivo. Cette conclusion ouvre des perspectives de recherche pour la mise au point d'appareillages non invasifs permettant l'évaluation clinique du risque fracturaire vertébralThis thesis concerns the study of age-related bone loss mechanisms. The aim is to determine if a high resolution computed tomography (HRCT) system with 150μm resolution is sufficient to-predict non invasively mechanical properties in ewe lumbar vertebrae and in human cancellous bone (vertebrae and os calcis). A first HRCT system allowed to obtain two-dimensional slices with 150 μm resolution. We built a second HRCT system with an adjustable resolution between 200 and 8 μm. Specific segmentation methods were developed in order to extract structural and connectivity parameters. Moreover, bone architecture was characterized by textural parameters. In a first time, we developed on animal model different techniques to evaluate the cancellous bone's quality: its density (physical density and density evaluated by dual x-ray absorptiometry), its structure (estimated by histomorphometry and HRCT) and its mechanical properties. On human os calcis, ultrasonic measures were also performed. The HRCT system (resolution 150 ~rn) was evaluated by referring to the standard histomorphometric technique. The results obtained enabled us to derive significant correlations for most of the measured parameters. Moreover, the strong correlations obtained between HRCT structural parameters and mechanical properties are of the same magnitude as those determined from histomorphometry, but with the remarkable advantage that HRCT is a non invasive method. On the os calcis, significant correlations were equally obtained between compressive properties and the measures of ultrasound attenuation or apparent density. In conclusion, the resolution (150 μm) of our HRCT system enabled the mechanical properties of human cancellous bone to be partly predicted. This type of resolution allows us to consider the possibility of perfecting an in vivo HRCT system on peripheral bone. Further studies are necessary to confirm whether HRCT and ultrasound measurements on the os calcis could help to estimate vertebral rnechanical properties and to predict the vertebral fracture risk
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Barbusse, Danielle. "Contribution à la caractérisation des matériaux : étude des couches minces, multicouches et superréseaux III-V et II-VI par double diffraction des rayons X (composition, qualité, contraintes) : étude structurale par absorption X au seuil K d'une série de complexes du cobalt et du fer, XANES et EXAFS de laboratoire". Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20189.
Streszczenie:
Un dispositif experimental de double diffraction des rayons x a ete concu et realise au laboratoire. Des mesures de desaccords de maille inferieurs a 5. 10##3 sont accessibles. Dans la premiere partie, des etudes qualitatives (qualite cristalline) et quantitatives (composition, contraintes) ont ete effectuees sur des couches minces multicouches et superreseaux de semiconducteurs. La deuxieme partie montre la faisabilite d'une mesure d'absorption x au laboratoire. La fiabilite des resultats obtenus est demontree a partir de l'etude xanes et exafs au seuil k du fer et du cobalt dans quelques complexes
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Wang, Han. "Méthodes de reconstruction d'images à partir d'un faible nombre de projections en tomographie par rayons x". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680100.
Streszczenie:
Afin d'améliorer la sûreté (dose plus faible) et la productivité (acquisition plus rapide) du système de la tomographie par rayons X (CT), nous cherchons à reconstruire une image de haute qualitée avec un faible nombre de projections. Les algorithmes classiques ne sont pas adaptés à cette situation et la reconstruction est instable et perturbée par des artefacts. L'approche "Compressed Sensing" (CS) fait l'hypothèse que l'image inconnue est "parcimonieuse" ou "compressible", et la reconstruit via un problème d'optimisation (minimisation de la norme TV/L1) en promouvant la parcimonie. Pour appliquer le CS en CT, en utilisant le pixel/voxel comme base de representation, nous avons besoin d'une transformée parcimonieuse, et nous devons la combiner avec le "projecteur du rayon X" appliqué sur une image pixelisée. Dans cette thèse, nous avons adapté une base radiale de famille Gaussienne nommée "blob" à la reconstruction CT par CS. Elle a une meilleure localisation espace-fréquentielle que le pixel, et des opérations comme la transformée en rayons-X, peuvent être évaluées analytiquement et sont facilement parallélisables (sur plateforme GPU par exemple). Comparé au blob classique de Kaisser-Bessel, la nouvelle base a une structure multi-échelle : une image est la somme des fonctions translatées et dilatées de chapeau Mexicain radiale. Les images médicales typiques sont compressibles sous cette base. Ainsi le système de representation parcimonieuse dans les algorithmes ordinaires de CS n'est plus nécessaire. Des simulations (2D) ont montré que les algorithmes TV/L1 existants sont plus efficaces et les reconstructions ont des meilleures qualités visuelles que par l'approche équivalente basée sur la base de pixel-ondelettes. Cette nouvelle approche a également été validée sur des données expérimentales (2D), où nous avons observé que le nombre de projections en général peut être réduit jusqu'à 50%, sans compromettre la qualité de l'image.
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Quinto, Michele Arcangelo. "Méthode de reconstruction adaptive en tomographie par rayons X : optimisation sur architectures parallèles de type GPU". Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENT109/document.
Streszczenie:
La reconstruction tomographique à partir de données de projections est un problème inverse largement utilisé en imagerie médicale et de façon plus modeste pour le contrôle nondestructif. Avec un nombre suffisant de projections, les algorithmes analytiques permettentdes reconstructions rapides et précises. Toutefois, dans le cas d’un faible nombre de vues(imagerie faible dose) et/ou d’angle limité (contraintes spécifiques liées à l’installation), lesdonnées disponibles pour l’inversion ne sont pas complètes, le mauvais conditionnementdu problème s’accentue, et les résultats montrent des artefacts importants. Pour aborderces situations, une approche alternative consiste à discrétiser le problème de reconstruction,et à utiliser des algorithmes itératifs ou une formulation statistique du problème afinde calculer une estimation de l’objet inconnu. Ces méthodes sont classiquement basées surune discrétisation du volume en un ensemble de voxels, et fournissent des cartes 3D de ladensité de l’objet étudié. Les temps de calcul et la ressource mémoire de ces méthodesitératives sont leurs principaux points faibles. Par ailleurs, quelle que soit l’application, lesvolumes sont ensuite segmentés pour une analyse quantitative. Devant le large éventaild’outils de segmentation existant, basés sur différentes interprétations des contours et defonctionnelles à minimiser, les choix sont multiples et les résultats en dépendent.Ce travail de thèse présente une nouvelle approche de reconstruction simultanée àla segmentation des différents matériaux qui composent le volume. Le processus dereconstruction n’est plus basé sur une grille régulière de pixels (resp. voxels), mais sur unmaillage composé de triangles (resp. tétraèdres) non réguliers qui s’adaptent à la formede l’objet. Après une phase d’initialisation, la méthode se décompose en trois étapesprincipales que sont la reconstruction, la segmentation et l’adaptation du maillage, quialternent de façon itérative jusqu’à convergence. Des algorithmes itératifs de reconstructioncommunément utilisés avec une représentation conventionnelle de l’image ont étéadaptés et optimisés pour être exécutés sur des grilles irrégulières composées d’élémentstriangulaires ou tétraédriques. Pour l’étape de segmentation, deux méthodes basées surune approche paramétrique (snake) et l’autre sur une approche géométrique (level set)ont été mises en oeuvre afin de considérer des objets de différentes natures (mono- etmulti- matériaux). L’adaptation du maillage au contenu de l’image estimée est basée surles contours segmentés précédemment, pour affiner la maille au niveau des détails del’objet et la rendre plus grossière dans les zones contenant peu d’information. En finde processus, le résultat est une image classique de reconstruction tomographique enniveaux de gris, mais dont la représentation par un maillage adapté au contenu proposeidirectement une segmentation associée. Les résultats montrent que la partie adaptative dela méthode permet de représenter efficacement les objets et conduit à diminuer drastiquementla mémoire nécessaire au stockage. Dans ce contexte, une version 2D du calcul desopérateurs de reconstruction sur une architecture parallèle type GPU montre la faisabilitédu processus dans son ensemble. Une version optimisée des opérateurs 3D permet descalculs encore plus efficacesTomography reconstruction from projections data is an inverse problem widely used inthe medical imaging field. With sufficiently large number of projections over the requiredangle, the FBP (filtered backprojection) algorithms allow fast and accurate reconstructions.However in the cases of limited views (lose dose imaging) and/or limited angle (specificconstrains of the setup), the data available for inversion are not complete, the problembecomes more ill-conditioned, and the results show significant artifacts. In these situations,an alternative approach of reconstruction, based on a discrete model of the problem,consists in using an iterative algorithm or a statistical modelisation of the problem to computean estimate of the unknown object. These methods are classicaly based on a volumediscretization into a set of voxels and provide 3D maps of densities. Computation time andmemory storage are their main disadvantages. Moreover, whatever the application, thevolumes are segmented for a quantitative analysis. Numerous methods of segmentationwith different interpretations of the contours and various minimized energy functionalare offered, and the results can depend on their use.This thesis presents a novel approach of tomographic reconstruction simultaneouslyto segmentation of the different materials of the object. The process of reconstruction isno more based on a regular grid of pixels (resp. voxel) but on a mesh composed of nonregular triangles (resp. tetraedra) adapted to the shape of the studied object. After aninitialization step, the method runs into three main steps: reconstruction, segmentationand adaptation of the mesh, that iteratively alternate until convergence. Iterative algorithmsof reconstruction used in a conventionnal way have been adapted and optimizedto be performed on irregular grids of triangular or tetraedric elements. For segmentation,two methods, one based on a parametric approach (snake) and the other on a geometricapproach (level set) have been implemented to consider mono and multi materials objects.The adaptation of the mesh to the content of the estimated image is based on the previoussegmented contours that makes the mesh progressively coarse from the edges to thelimits of the domain of reconstruction. At the end of the process, the result is a classicaltomographic image in gray levels, but whose representation by an adaptive mesh toits content provide a correspoonding segmentation. The results show that the methodprovides reliable reconstruction and leads to drastically decrease the memory storage. Inthis context, the operators of projection have been implemented on parallel archituecturecalled GPU. A first 2D version shows the feasability of the full process, and an optimizedversion of the 3D operators provides more efficent compoutations
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Duvauchelle, Philippe. "Tomographie par diffusion Rayleigh et Compton avec un rayonnement synchroton : application à la pathologie cérébrale". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE19003.
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Borissenko, Elena. "Étude structurale par diffraction, absorption des rayons X et simulations Monte-Carlo de matériaux zéolithiques". Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10074/document.
Streszczenie:
Les composites organiques-inorganiques avec la zéolithe comme matrice hôte sont de plus en plus étudiés dans le but de concevoir des matériaux multifonctionnels conjuguant les propriétés de la molécule organique et celle de la zéolithe (ex. : élaboration de commutateurs magnétiques/optiques, doubleurs de fréquence). Les propriétés macroscopiques recherchées (SHG, transition de spin) dépendent des interactions entre les espèces organiques invitées et la zéolithe (charpente, cations compensateurs de charge), qui sont encore mal connue, en particulier en raison de l'absence de structures cristallographiques précises. Cette thèse s'est intéressée à deux types de composites principalement : (Co2+(bpy)3-zéolithe X) réputé présenter une transition de spin en température et dmpNA-MORdénite), à propriété potentielle de génération de second harmonique. Dans l’étude du composite magnétique, nous nous sommes particulièrement penché sur l'évolution de la structure de la zéolithe précurseur Na,Co-X dans différents état d’hydratation. Des études complémentaires par diffraction des rayons X sur monocristal, EXAFS et simulations Monte-Carlo ont mis en évidence la forte interaction entre cations cobalt et charpente aluminosilicatée ainsi que la migration des cations Co2+ accompagnant l'hydratation progressive de la zéolithe Na,Co-X. L’étude structurale du composite dmpNA-mordénite par diffraction des rayons X sur poudre (synchrotron SPring-8, Japon) a montré que les canaux droits de la mordénite sont presque totalement occupés par les molécules de dmpNA, qui adoptent un empilement quasi linéaire favorable à la Génération de Seconde HarmoniqueThe organic-inorganic composites with zeolite as host matrix are mostly studied to produce performing materials for non-linear optics, optoelectronics, optical/magnetic memories. The performances of these new materials are driven by the coupling between the guest and host properties, in particular, by the molecularframework, molecular-cation interactions. Actually, only few accurate crystallographic structures of such composite are available in literature, so the guest-host interactions are still little known. In this work, I’m interested in the crystallographic structures of two composites: temperature induced spin crossover Co2+(bpy)3-zeolite X and dmpNA-mordenite that have to produce the Second Harmonic Generation signal. In the case of magnetic composite, I have particularly studied the composite precursor, zeolite Na,Co-X, in the different hydration states in order to follow an insight on structural modifications induced by water molecules desorption. Because of desorder, the structural studies are difficult. Nevertheless, the complementarities of the experimental (X-ray Diffraction and Absorption) and simulations (Monte-Carlo) approaches were fruitful to obtain the accurate partially/completely hydrated and dehydrated structures. These structures clearly show the cell volume contraction and cation migrations over dehydration that where caused by the strong cobalt –framework interactions. The crystal structure of dmpNA-mordenite has been determined from high resolution synchrotron powder diffraction and showed that zeolite straight channels are completely loaded with dmpNA molecules with a moderate tilt angle relative to the channel axe which is favourable to frequency doubling signal
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Borissenko, Elena Souhassou Mohamed Porcher Florence. "Étude structurale par diffraction, absorption des rayons X et simulations Monte-Carlo de matériaux zéolithiques". S. l. : Nancy 1, 2008. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2008_0074_BORISSENKO.pdf.
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Cai, Caifang. "Tomographie par rayons X multi-énergétiques pour l’analyse de la structure interne de l'objet appliquée dans l’imagerie médicale". Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112244.
Streszczenie:
La tomographie par rayons X multi-énergétiques (MECT) permet d'obtenir plus d'information concernant la structure interne de l'objet par rapport au scanner CT classique. Un de ses intérêts dans l’imagerie médicale est d'obtenir les images de fractions d’eau et d’os. Dans l'état de l'art, les intérêts de MECT n'est pas encore découvert largement. Les approches de reconstruction existantes sont très limitées dans leurs performances. L'objectif principal de ce travail est de proposer des approches de reconstruction de haute qualité qui pourront être utilisés dans la MECT afin d’améliorer la qualité d’imagerie.Ce travail propose deux approches de reconstruction bayésiennes. La première est adaptée au système avec un détecteur discriminant en énergie. Dans cette approche, nous considérons que les polychromaticités de faisceaux sont négligeables. En utilisant le modèle linéaire de la variance et la méthode d'estimation maximum à postériori (MAP), l'approche que nous avons proposé permets de prendre en compte les différents niveaux de bruit présentés sur les mesures multi-énergétiques. Les résultats des simulations montrent que, dans l'imagerie médicale, les mesures biénergies sont suffisantes pour obtenir les fractions de l'eau et de l'os en utilisant l'approche proposée. Des mesures à la troisième énergie est nécessaire uniquement lorsque l'objet contient des matériaux lourdes. Par exemple, l’acier et l'iode. La deuxième approche est proposée pour les systèmes où les mesures multi-énergétiques sont obtenues avec des faisceaux polychromatiques. C'est effectivement la plupart des cas dans l'état actuel du practice. Cette approche est basée sur un modèle direct non-linéaire et un modèle bruit gaussien où la variance est inconnue. En utilisant l’inférence bayésienne, les fractions de matériaux de base et de la variance d'observation pourraient être estimées à l'aide de l'estimateur conjoint de MAP. Sous réserve à un modèle a priori Dirac attribué à la variance, le problème d'estimation conjointe est transformé en un problème d'optimisation avec une fonction du coût non-quadratique. Pour le résoudre, l'utilisation d'un algorithme de gradient conjugué non-linéaire avec le pas de descente quasi-optimale est proposée.La performance de l'approche proposée est analysée avec des données simulées et expérimentales. Les résultats montrent que l'approche proposée est robuste au bruit et aux matériaux. Par rapport aux approches existantes, l'approche proposée présente des avantages sur la qualité de reconstructionMulti-Energy Computed Tomography (MECT) makes it possible to get multiple fractions of basis materials without segmentation. In medical application, one is the soft-tissue equivalent water fraction and the other is the hard-matter equivalent bone fraction. Practical MECT measurements are usually obtained with polychromatic X-ray beams. Existing reconstruction approaches based on linear forward models without counting the beam polychromaticity fail to estimate the correct decomposition fractions and result in Beam-Hardening Artifacts (BHA). The existing BHA correction approaches either need to refer to calibration measurements or suffer from the noise amplification caused by the negative-log pre-processing and the water and bone separation problem. To overcome these problems, statistical DECT reconstruction approaches based on non-linear forward models counting the beam polychromaticity show great potential for giving accurate fraction images.This work proposes a full-spectral Bayesian reconstruction approach which allows the reconstruction of high quality fraction images from ordinary polychromatic measurements. This approach is based on a Gaussian noise model with unknown variance assigned directly to the projections without taking negative-log. Referring to Bayesian inferences, the decomposition fractions and observation variance are estimated by using the joint Maximum A Posteriori (MAP) estimation method. Subject to an adaptive prior model assigned to the variance, the joint estimation problem is then simplified into a single estimation problem. It transforms the joint MAP estimation problem into a minimization problem with a non-quadratic cost function. To solve it, the use of a monotone Conjugate Gradient (CG) algorithm with suboptimal descent steps is proposed.The performances of the proposed approach are analyzed with both simulated and experimental data. The results show that the proposed Bayesian approach is robust to noise and materials. It is also necessary to have the accurate spectrum information about the source-detector system. When dealing with experimental data, the spectrum can be predicted by a Monte Carlo simulator. For a variety of materials, less than 5% estimation errors are observed on their average decomposition fractions.The proposed approach is a statistical reconstruction approach based on a non-linear forward model counting the full beam polychromaticity and applied directly to the projections without taking negative-log. Compared to the approaches based on linear forward models and the BHA correction approaches, it has advantages in noise robustness and reconstruction accuracy
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Li, Jia. "Simulation par éléments finis de la propagation de fissures de fatigue dans les matériaux polycristallins imagés par tomographie aux rayons X". Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0079/document.
Streszczenie:
La propagation des fissures courtes de fatigue dans un matériau polycristallin dépend fortement de la microstructure. Bien que de nombreuses études de caractérisation et de modélisation existent sur le sujet, la prédiction du chemin et de la vitesse de propagation de ce type de fissure n'est pas encore possible aujourd'hui.Afin de bien comprendre les mécanismes de propagation, la caractérisation in-situ d'un échantillon par la tomographie aux rayons X a été réalisée à l'ESRF en combinant deux techniques de caractérisation. La tomographie par Contraste de Diffraction (DCT) qui est une méthode non destructive permettant de caractériser en 3D la morphologie et l'orientation des grains constitutifs de la microstructure, à l'état non-déformé, et la tomographie par Contraste de Phase (PCT) qui permet d'obtenir la forme de fissure à divers étapes de la vie de l'éprouvette. Grâce à ces informations, il est possible de simuler la propagation de fissure en utilisant un maillage réaliste reconstruit à partir des images tomographiques. Dans ce travail, une étude de l'anisotropie de comportement élastique est effectuée dans un maillage microstructural 3D reconstruit à partir des images tomographiques. Cette étude permet de comparer les tenseurs de déformation élastique moyennés à chaque grain avec les mesures expérimentale. Ensuite, une nouvelle méthodologie est proposée pour simuler la propagation de fissure. Issue d'une simulation en plasticité cristalline, la direction et la vitesse de la propagation de fissure est déterminée par un post-traitement, ce qui permet de propager la fissure par remaillage. Cette méthode est appliquée dans un premier temps à un monocristal pré-fissuré pour prédire le trajet de fissuration en fonction des systèmes de glissement activés. L'ensemble de la démarche est enfin appliqué au polycristal complet imagé par tomographie. Le rôle du joint de grains et la vitesse de propagation sont également analysés. En comparant les résultats de simulation avec les mesures expérimentales, le critère de la propagation de fissure est discutéThe short fatigue crack propagation in polycrystal materials depends strongly on microstructure. Although numerous studies of characterisation and of simulation, the prediction of the short fatigue crack propagation remains a challenge.In order to understand the mechanisms of short fatigue crack propagation, an in-situ characterisation by X-ray tomography was carried out at ESRF, using two techniques of tomography. Diffraction Contrast Tomography (DCT) that is a non-destructive method can be used to obtain 3D morphology and grain orientations in an undeformed state of polycrystal materials. Couple with Phase Contrast Tomography (PCT), it allows to characterise the short fatigue crack propagation at different loading stages. Access to this information, it is possible to simulate the short fatigue crack propagation using a 3D reel microstructural mesh reconstructed from the tomographic images.In this work, the elastic anisotropic behaviour in a 3D microstructural mesh is performed. The elastic strain tensors averaged in grains are also compared to the experimental measurements. Then, a new numerical approach is proposed to simulate crack propagation. From a crystal plasticity FE simulation, the crack growth direction is determined by a post processing. Next, the crack is propagated through remeshing. This approach is firstly applied to the single crystals, then to the polycrystal mesh reconstructed from the tomographic images. The grain boundary effects and the crack growth rate are also analysed. By comparing between simulation and experimental crack, the damage indicator is discussed at the end
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Longuetaud, Fleur Anne. "Detection et analyse non destructives de caractéristiques internes de billons d'Epicéa commun (Picea abies (L. ) Karst. ) par tomographie à rayons X". Paris, ENGR, 2005. http://www.theses.fr/2005ENGR0014.
Streszczenie:
La tomographie par rayons X permet un accès direct aux caractéristiques internes des billons scannés par l’intermédiaire des variations de densité et de teneur en eau. L’objectif de ce travail est de démontrer la faisabilité de la détection automatique de caractéristiques dans des billons à des fins d’analyses scientifiques. Nous disposons pour cela d’une base d’images tomographiques de 24 épicéas communs (Picea abies (L. ) Karst. ) obtenues avec un scanner médical. Les arbres sont représentatifs de différents statuts sociaux et proviennent de quatre peuplements du nord-est de la France, eux-mêmes sont représentatifs de plusieurs classes d’âge, de densité et de fertilité. Les procédures de détection développées sont les suivantes : - détection de la moelle dans les billons, y compris en présence de nœuds et/ou d’excentricité des cernes. La précision de la localisation est inférieure au millimètre ; - détection de la limite aubier/duramen dans les billons, y compris en présence des nœuds (principale source de difficulté). L’erreur sur le diamètre du duramen est de 1. 8mm soit une erreur relative de 1. 3%. ; - détection de la localisation des verticilles et une comparaison à une méthode optique ; - détection des nœuds individualisés. Cette procédure permet de compter les nœuds dans un billon et de les localiser (hauteur dans le billon et azimut) ; cependant, la validation de la méthode et l’extraction du diamètre et de l’inclinaison des branches reste à effectuer. Une application de ce travail a été l’analyse de la variabilité de la quantité d’aubier dans le tronc : en intra-arbre, la largeur d’aubier était constante sous la base du houppier ; en inter-arbre, une forte …Domputerized tomography allows a direct access to internal characteristics of scanned logs on the basis of density and moisture content variations. The objective of this work is to assess the feasibility of an automatic detection of internal characteristics with the final aim of conducting scientific analyses. The database is constituted by CT images of 24 spruces (Picea abies (L. ) Karst. ) obtained with a medical CT scanner. Studied trees are representative of several social status and are coming from four stands located in North-Eastern France, themselves are representative of several age, density and fertility classes. The automatic processing developed are the following : - pith detection in logs dealing with the problem of knot presence and ring eccentricity. The accuracy of the localisation was less than one mm; - detection of the sapwood/heartwood limit in logs dealing with the problem of knot presence (main source of difficulty). The error on the diameter was 1. 8mm which corresponds to a relative error of 1. 3% ; - detection of the whorls location and comparison with an optical method ; - detection of individualised knots. This process allows to count knots and to locate them in a log (longitudinal position and azimuth); however, the validation of the method and extraction of branch diameter and inclination are still to be developed. An application of this work was a variability analysis of the sapwood content in the trunk: at the within-tree level, the sapwood width was found to be constant under the living crown; at the between-tree level, a strong correlation was found with the amount of living branches. A great number of analyses are possible from our work …
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Tonin, Guillaume. "Caractérisation operando des accumulateurs Li/S par tomographie d’absorption et diffraction des rayons X, vers une meilleure compréhension des mécanismes électrochimiques". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI036/document.
Streszczenie:
L’objectif principal de la thèse était d’identifier les processus limitants et les phénomènes de dégradation intervenant lors du cyclage d’un accumulateur Li/S, et d’expliciter l’évolution des performances électrochimiques au cours du temps. Pour ce faire, une cellule électrochimique a été développée permettant de réaliser des caractérisations à l’ESRF par diffraction et absorption des rayons X en mode operando. Ces deux techniques complémentaires ont permis de mettre en évidence des changements morphologiques importants et des cinétiques de réactions limitées par le transport de matière au sein de la structure 3D de l’électrode positive de soufre. L’oxydation/réduction de l’électrode négative de lithium a également été caractérisée, permettant de mettre en évidence une évolution hétérogène de l’interface lithium/électrolyte, fonction de la densité de courant, induisant une diminution des performances électrochimiques en cyclageThe main objective was to identify the degradations phenomena and the limiting processes occurring while cycling Li/S accumulators to therefore put in relation the electrode morphology, the cell design, the electrochemical performances and the degradations phenomena. A new design of operando cell has been developed to be suitable with ESRF experiments. Operando Absorption and X-ray Diffraction tomography technics were performed. Thanks to both technics, the morphological changes and transport limitation kinetics along the 3D positive electrode have been evidenced. In addition, the lithium electrode/electrolyte interface has been characterized and heterogeneous stripping/plating has been evidenced, leading to low electrochemical performances while cycling
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Perrenot, Béatrice. "Reconstruction tomographique 3D de stents coronaires avec prise en compte du mouvement en angiographie rotationnelle cardiaque par rayons X". Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0022/these.pdf.
Streszczenie:
Quand une lésion des artères coronaires est suspectée, la routine clinique repose sur l’imagerie par rayon X. Un guide est d’abord passé dans l’artère. Un ballon et un stent monté sur ce ballon, sont alors positionnés au niveau de la lésion en les faisant coulisser sur le guide. L’opérateur s’appuie sur deux marqueurs radio-opaques situés aux extrémités du ballon pour identifier la position du stent par rapport à la lésion. Quand le dispositif est en place, le médecin gonfle le ballon. Le stent est alors déployé. Les éléments de maillage du stent sont appliqués sur la paroi du vaisseau et ils repoussent celle-ci en particulier dans la ou les sections de diamètre réduit. Un mauvais déploiement du stent peut entraîner un risque clinique sérieux pour le patient. L’objectif de cette thèse est de proposer une méthode qui améliore le contrôle angiographique de l’intervention, en offrant au médecin la reconstruction tomographique 3D du stent en place dans l’artère du patient, à partir des projections acquises au cours d’une trajectoire circulaire de la source d’émission des rayons X. Le cœur de nos travaux relève du développement d’une méthode de correction du mouvement cardiaque et respiratoire. Cette méthode repose sur la présence des deux marqueurs à partir desquels l’information sur la composante projetée du stent au long de la séquence est déterminée. Un algorithme de correction géométrique des images de projection a été développé. Après correction des données et adaptation du modèle géométrique, le stent est reconstruit avec un algorithme de reconstruction tomographique. Ce travail a été évalué sur des données simulées, animales et une évaluation clinique est en coursWhen atherosclerotlc coronary lesions are suspected, current clinical routine relies on X-ray imaging to explore the coronary artery tree. A guidewire carrying a balloon and a stent is conducted through the lesion. The stent position is confirmed by Iwo bal loon radiopaque markerballs and deployed by balloon inflation. The correct sten! deployment can not be checked precisely from the 2D projection images available on current vascular equipment. Lndeed, the sten! which is a sm ali 3D complex mesh with low contras! properties is hardly visible in a number of cases. The physician needs an effective tool to precisely analyse the stent shape in the vessel. We propose to use a set of 2D cone beam projection images acquired und er different points of view to reconstruct 3D images of the stents. Ln this context, the tomographie problem is challenging because of cardiac and respiratory motions. We proposed a formalism to correct motion in X-ray rotational sequences, basis on the motion knowledge of the pair of markerballs in the projection images. We introduce a virtual geometry of acquisition in which the markerballs become motionless. Then, the 3D images are reconstructed with the conventional Feldkamp (FDK) adapted to this new geometry using ali the available images. This work has been assessed on synthetic data and experimental data from the porcine madel. A clinical study is in progress to evaluate our method on human data in Hopital Louis Pradel
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Fraczkiewicz, Alexandra. "Développement de la tomographie par rayons X en synchrotron pour l'industrie : application à l'analyse de défaillance en intégration 3D". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY088/document.
Streszczenie:
Ce travail de thèse vise à développer de nouvelles techniques de caractérisation pour l'intégration 3D en micro-électronique. Plus précisément, ce travail porte sur l'imagerie 3D de tels objets et la mesure des contraintes par diffraction de Bragg, réalisées sur de récentes lignes de lumière de l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility).L'intégration 3D a pour but de répondre aux besoins de performances de la micro-électronique, en empilant les différents éléments constituant les puces au lieu de les placer les uns à côté des autres; ceci permet de limiter la place qu'ils occupent et la longueur des connections. Pour ce faire, de nouvelles connections entre puces ont du être développées, telles que les piliers de cuivre et les pads de cuivre, utilisés dans le cas du collage hybride. Afin de maîtriser leurs procédé de fabrication, il est important de pouvoir caractériser ces objets, à la fois par des moyens d'imagerie et de mesure de la déformation dans les puces. Ces mesures doivent permettre un large champ de vue (100 µm), ainsi qu'une haute résolution (50 nm). De plus, afin de satisfaire les besoins en temps de l'industrie micro-électronique, les techniques choisies doivent être aussi rapides et automatiques que possible.Pour satisfaire ces besoins, plusieurs techniques ont été étudiés durant ces travaux de thèse.Une technique d'imagerie 3D par Slice and View, inspirée de la technique classique du FIB/SEM et implémentée dans un PFIB (Plasma Focused Ion Beam), a été développée durant ces travaux de thèse. Elle permet aujourd'hui l'acquisition de larges volumes de manière automatique. De même, le procédé d'analyse des mesures de tomographies réalisées sur la ligne de lumière ID16A de l'ESRF a été adapté, afin de limiter au maximum l'intervention humain et le temps global d'analyse.Des mesures de déformations ont également été menées à l'ESRF, sur une ligne de nano-diffraction, ID01. Ces expériences ont été réalisées sur des empilements dédiés au collage, hybride ou direct. Il a été possible de mesurer en une seule expérience les déformations présentes dans deux couches de silicium, et de réaliser des mesures textit{in situ} dans le cuivre.Dans les travaux de thèse présentés ici, nous montrons les possibilités de techniques synchrotron (imagerie et mesure de déformations) pour la caractérisation d'objets issus de l'intégration 3D. Nous montrons que certaines adaptations des techniques existante peuvent permettre des analyses routinières à haute résolution pour le milieu de la micro-électroniqueThis PhD thesis aims at developing new characterization techniques for 3D integration in microelectronics. More specifically, the focus is set on recent ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) beamlines, both for 3D imaging by tomography and for strain measurements by Bragg diffraction.3D integration aims at reducing the global microelectronics devices footprint and connections length, by stacking the dies on top of one another instead of setting them one to another. This new geometry however requires new connections, such as copper pillars (CuP) and copper pads, used in hybrid bonding. The monitoring of their fabrication process requires their imaging in three dimensions, and the measure of the strain inside them. Those measurements must be conducted on large areas (100 µm2), with high resolution (500 nm for strain and 100 nm for imaging). Moreover, given the industrial context of this study, the characterization methods must be as routine and automatic as possible.To answer those needs, several techniques have been developed in this work.Two 3D imaging techniques have been made compatible with the requirements of 3D integration characterization. A Slice and View procedure has been implemented inside a single beam PFIB, leading to large volumes 3D automated imaging. The tomography workflow accessible on the ID6A beamline of the ESRF has been adapted, in order to limit the human intervention and beam times. This leads to possible statistical measurements on this beamline.Strain measurements have been conducted on the ID01 beamline of the ESRF, on silicon and copper stacks meant for direct and hybrid bonding. They allowed for simultenous local strain measurements in two independent layers of silicon, and textit{in situ} measurements in copper.In this work, we show the possibilities of synchrotron based techniques (here, tomography and Bragg diffraction) for the chacracterization of 3D integration devices. We show that, provided some adjustments, these techniques can be used routinely for the microelectronics field
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Jouet, Emmanuel. "Mise au point et qualification d'une technique de mesure du taux de présence local par tomographie à rayons X". Phd thesis, Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0088.
Streszczenie:
Cette etude a pour objectif le developpement d'un instrument de mesure du taux de presence local d'un ecoulement eau - air par tomographie a rayons x. Apres une analyse bibliographique exhaustive, les algorithmes de reconstruction retenus sont compares afin de selectionner le plus efficace. Afin d'ameliorer la precision de reconstruction au voisinage des parois, plusieurs ameliorations de cet algorithme sont rajoutees et testees. En parallele, un dispositif experimental a ete mis au point et ses parametres d'acquisition ont ete optimises. L'ensemble chaine de mesure et algorithme de reconstruction est ensuite mis en uvre sur des mesures en geometrie parallele de fantomes et d'ecoulements eau-air homogenes, non homogenes et autour de faisceaux de tubes carres et cylindriques. Ces mesures sont realisees avec deux schemas d'echantillonnage : regulier et entrelace. La comparaison des cartes de taux de presence local tomographiques avec les cartes obtenues par une sonde optique permet de valider la methode developpee. Enfin, l'extension de la methode a la geometrie en eventail (fan-beam) est etudiee.
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MAJID, MUSTAPHA. "Etude structurale des verres de chalcogenures se#1#-#xte#x par absorption des rayons x, et etude du systeme ternaire se-te-sn". Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112453.
Streszczenie:
Ce travail de these presente les resultats obtenus sur le systeme ternaire se-te-sn. Ont ete envisages: la structure des verres chalcogenures du systeme se-te, et l'analyse thermodynamique du systeme ternaire. La structure des alliages vitreux du systeme se-te a ete etudiee par spectroscopie d'absorption des rayons x. Les resultats structuraux de la premiere sphere de coordination decrivent bien l'environnement atomique local de chacun des elements constitutifs (se et te). Les variations structurales induites par changement de composition ont ete envisagees. Un modele structural a ete propose pour interpreter les resultats structuraux de la deuxieme sphere de coordination. L'analyse thermodynamique du systeme ternaire se-te-sn a ete effectuee par les techniques suivantes: analyse thermique differentielle, analyse calorimetrique differentielle et analyse radiocristallographique sur poudre. Le systeme binaire sn-se a ete reetudie, l'etude experimentale a mis en evidence deux invariants, un peritectique et un eutectoide autour du compose snse. L'optimisation des coefficients de l'enthalpie libre de chaque phase a ete realisee a l'aide du programme du dr h. L. Lukas. L'etude experimentale du systeme ternaire se-te-sn, a mis en evidence une zone de demixtion liquide-liquide qui part du binaire sn-se et se referme sur elle meme. Trois lignes se sont revelees avoir un comportement quasi-binaire et six reactions invariantes ternaires ont ete mises en evidence (trois eutectiques ternaires et trois quasi-peritectiques ternaires)
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BRIOIS, VALERIE. "Etude cinetique de l'hydrolyse forcee du sulfate de cerium(iv) suivie par absorption et diffusion centrale des rayons x". Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066049.
Streszczenie:
Ce travail est consacre a l'etude des mecanismes qui regissent l'hydrolyse forcee du sulfate de cerium(iv) en milieu sulfurique: de la solution initiale au solide tridimensionnel, en passant par un etat colloidal. Les produits de cette hydrolyse forcee ont ete essentiellement caracterises au moyen de trois techniques complementaires quant a l'echelle d'ordre a laquelle elles permettent d'acceder: la spectroscopie d'absorption des rayons x exafs et xanes (ordre local), la diffusion centrale des rayons x (ordre a moyenne distance) et la diffraction des rayons x (ordre a grande distance). La premiere partie concerne la synthese et la caracterisation chimique et structurale de chaque produit de l'hydrolyse forcee: le precurseur, complexe dinucleaire, les colloides constitues d'enchainement polymerique du type (ce(oh)#2)#n#2#2#+ et le solide final ceoso#4. H#2o. La seconde partie est consacree a l'etude cinetique de l'hydrolyse forcee de ce systeme. A la lumiere des caracterisations precedentes et de cette etude cinetique, nous proposons des mecanismes permettant d'interpreter le passage d'une espece chimique a l'autre
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CHABAUD, SAMUEL. "Structures electroniques du systeme li xmo 2 (m = co, ni) etudiees par diffusion compton et absorption des rayons x". Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066045.
Streszczenie:
Nous presentons un travail experimental et theorique sur la structure electronique du systeme li xmo 2 (m = co, ni), materiau d'intercalation utilise comme cathode dans les nouvelles generations de batteries ion-lithium rechargeables. En effet, la structure lamellaire de ces composes rend possible l'intercalation reversible des ions li + dans la matrice hote. Nous avons entrepris notre etude en utilisant deux methodes experimentales complementaires : la diffusion inelastique des rayons x, ou spectroscopie compton, permettant d'atteindre la densite electronique dans l'espace des impulsions, et la spectroscopie d'absorption des rayons x (xanes), qui donne acces a la structure electronique des etats vides. En outre, nous avons mene des calculs ab initio dft-lda afin d'interpreter ces experiences : structures de bandes, construction des profils compton, simulation des spectres xanes. Ces methodes de calcul sont pleinement adaptees a l'etude du systeme li xmo 2, en ce sens qu'elles apportent une bonne description des proprietes electroniques et structurales, en particulier en ce qui concerne l'effet jahn-teller dans linio 2. Nous avons ainsi pu distinguer, au sein des profils compton, l'effet du transfert de charge du lithium intercale vers l'hote et la distorsion de la densite electronique due a la non-rigidite des bandes. Cette distorsion se decompose elle-meme en plusieurs contributions, dont les principales proviennent de l'effet de l'allongement des liaisons et de la polarisation de la densite electronique de l'hote par le lithium. De notre analyse des etats vides par spectroscopie d'absorption au seuil k de l'oxygene, nous avons deduit une mesure du splitting d'echange magnetique entre les etats e g * de spin different dans le systeme li xnio 2, dont l'amplitude ne varie pas en fonction du taux de lithium intercale. Nous avons prouve par ailleurs, a partir des seules donnees experimentales, que les sites de nickel de valence differente n'interagissent que faiblement.
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Falvard, Simon. "Application de la microtomographie par rayons X à l'étude des dépôts de tsunamis". Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22686/document.
Streszczenie:
L’étude des dépôts de tsunamis est une science relativement jeune, et si de nombreux progrès ont été faits, en particulier au cours des trois dernières décennies, les techniques disponibles à l’heure actuelle ne permettent pas l’étude exhaustive des dépôts, que ce soit à cause de problèmes de conservation, fréquemment rencontrés, ou de limites liées aux techniques analytiques elles-mêmes. En effet, leur résolution spatiale s’avère insuffisante pour les dépôts fins (fractions sableuses et inférieures), soit par leur principe même (absence de visualisation en trois dimensions sur des lames minces, par exemple), soit à cause des techniques d’échantillonnage dont elles dépendent. Ce travail a permis d’explorer les applications d’une technique analytique jusqu’à présent inutilisée dans ce domaine, la microtomographie par rayons X, appliquée à trois dépôts de tsunamis : les dépôts du tsunami de Lisbonne en 1755 sur les côtes Andalouses, ceux d’un tsunami causé en 1996 dans le Lac Karymskoye au Kamchatka, et un potentiel dépôt de tsunami datant de l’Holocène à Ninety Mile Beach, sur le littoral ouest de l’Australie. Les problématiques liées aux techniques d’échantillonnage et au traitement des données brutes et à leur exploitation sont passées en revue et les solutions retenues sont exposées. Les résultats obtenus sont comparés à ceux obtenus par l’utilisation de techniques analytiques dont la pertinence et l’utilité ont été démontrées lors de précédentes études. Cette technique se révèle extrêmement utile pour les analyses structurales (organisation interne des dépôts), texturales (distributions de tailles de grains, fabrique sédimentaire et dynamiques d’écoulements), ainsi que les analyses de composition (abondances en bioclastes et en minéraux lourds par exemple). Le croisement des études structurales et texturales du dépôt du tsunami de 1755 mettent en avant des dynamiques de mise en place allant parfois à l’encontre des scenarii généralement admis et offre un nouveau point de vue sur les dépôts de tsunamiThe study of tsunami deposits is a relatively young science, and even if substantial progress has been made (especially during the last three decades) the techniques available at present day do not allow exhaustive studies of the deposits, weither poor conservation of the deposits, which is a common problem, is to blame, or because of limitations of the techniques themselves. Their spatial resolution often appears to be insufficient for fine deposits (sand size fractions and finer) because of their working principle (lack of three dimensional visualisation of structures on thin sections for instance) or because of the sampling techniques they depend on. This work allowed exploring the applications of an analytic technique, X-ray computed microtomography, which had to this day never used before for the study of tsunami deposits. Three distinct case studies have been made: deposits from the 1755 Lisbon tsunami on the western coast of Spain (Andalusia), deposits from the 1996 tsunami triggered in Karymskoye Lake, and a potential mid-Holocene tsunami deposit at Ninety Mile Beach, western Australia. Problematic linked to sampling techniques and raw data processing and exploitation are addressed. Chosen solutions are exposed. The results are compared to those obtained using techniques whose relevance and usefulness have been proven in previous studies. This technique proves to be extremely useful for structural (deposits inner organisation), textural (grain size distribution, sedimentary fabrics and flow dynamics), and composition (bioclasts and heavy minerals abundances) analyses. Crossing structural and textural analysis of the 1755 Lisbon tsunami deposit unravels deposition modes which go against the usually admitted scenario and offers a new point of view on tsunami deposits
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Medeiros, Soares Marcio. "Croissance, structure et magnétisme dans les systèmes à décalage d'échange FM/AFM : approche fondamentale par la physique des surfaces". Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENY022/document.
Streszczenie:
Nous nous proposons d'étudier l'interaction au niveau de l'interface entre un matériau antiferromagnétique et un ferromagnétique par un ensemble de techniques expérimentales qui utilisent le rayonnement synchrotron. Nous sommes particulièrement intéressés par l'effet de couplage d'échange dans les couches minces magnétiques avec anisotropie hors du plan. Les systèmes que nous avons étudiés sont les couches ordonnées chimiquement, FePt et MnPt sur Pt(001), et Fe/Ag(001), éventuellement couplée à CoO. Notre approche consiste à trouver de surfaces adaptées et d'étudier, pour chaque bicouche, la croissance individuelle de chaque élément, alliage ou oxyde. A travers le contrôle d'un certain nombre des paramètres, comme la structure de la surface, la propreté, le taux et la température de déposition, nous avons obtenus une bonne connaissance du processus de croissance. Les systèmes obtenus ont été étudiés in situ par la diffraction de surfaces et ex situ par l'effet Kerr magnéto-optique, le dichroïsme circulaire magnétique de rayons X et la spectroscopie d'absorption de rayons X. La relation entre le couplage d'échange, qui se manifeste par l'augmentation de la coercivité et par un champ de décalage, et la structure des couches est discutée pour les interfaces MnPt/FePt and CoO/FeOur aim is to study the interaction of antiferromagnetic and ferromagnetic materials with well-defined interface by combining structural, electronic and magnetic techniques using synchrotron light. Our interest is guided by the exchange bias effect in thin ferromagnetic films with perpendicular magnetic anisotropy. The main systems studied in this work were ultra-thin layers of chemically-ordered alloys of FePt and MnPt on Pt(001) and of Fe/Ag(001), eventually coupled to CoO. Our strategy was to find an appropriate surface and, for each coupled bilayer, study the individual growth of each element, alloy or oxide. By controlling a variety of parameters, such as surface structure, cleanliness, deposition rate and temperature, we have got a good understanding of the growth process. The coupled systems obtained were studied in situ by grazing incidence X-ray diffraction and ex situ by magneto-optic Kerr effect, X-ray magnetic circular dichroism and X-ray absorption spectroscopy. The relation between the exchange coupling, which manifests itself by an increase in coercivity and a bias field, and the structural characteristics was discussed for the MnPt/FePt and CoO/Fe interfaces.Keywords: exchange bias, chemically ordered alloy, MnPt, FePt, Fe/Ag(001), surface X-ray diffraction, X-ray absorption, MOKE, synchrotron
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Longuetaud, Fleur. "Détection et analyse non destructive de caractéristiques internes de billons d'Epicéa commun (Picea abies (L.) Karst.) par tomographie à rayons X". Phd thesis, ENGREF (AgroParisTech), 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001796.
Streszczenie:
La tomographie par rayons X permet un accès direct aux caractéristiques internes des billons scannés par l'intermédiaire des variations de densité et de teneur en eau. L'objectif de ce travail est de démontrer la faisabilité de la détection automatique de caractéristiques dans des billons à des fins d'analyses scientifiques. Nous disposons pour cela d'une base d'images tomographiques de 24 épicéas communs (Picea abies (L.) Karst.) obtenues avec un scanner médical. Les arbres sont représentatifs de différents statuts sociaux et proviennent de quatre peuplements du nord-est de la France, eux-mêmes sont représentatifs de plusieurs classes d'âge, de densité et de fertilité. Les procédures de détection développées sont les suivantes : - détection de la moelle dans les billons, y compris en présence de nœuds et/ou d'excentricité des cernes. La précision de la localisation est inférieure au millimètre ; - détection de la limite aubier/duramen dans les billons, y compris en présence des nœuds (principale source de difficulté). L'erreur sur le diamètre du duramen est de 1.8mm soit une erreur relative de 1.3%. ; - détection de la localisation des verticilles et une comparaison à une méthode optique ; - détection des nœuds individualisés. Cette procédure permet de compter les nœuds dans un billon et de les localiser (hauteur dans le billon et azimut); cependant, la validation de la méthode et l'extraction du diamètre et de l'inclinaison des branches reste à effectuer. Une application de ce travail a été l'analyse de la variabilité de la quantité d'aubier dans le tronc: en intra-arbre, la largeur d'aubier était constante sous la base du houppier; en inter-arbre, une forte corrélation avec la quantité de branches vivantes a notamment été mise en évidence. De nombreuses analyses sont envisageables à partir des résultats de notre travail, parmi lesquelles: l'étude architecturale des arbres avec le suivi de la moelle dans les billons et l'occurrence des prises de relais sur l'axe principal, l'analyse des variations radiales de la forme du duramen, l'analyse de la distribution des nœuds dans les billons.
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Soares, Marcio. "Croissance, structure et magnétisme dans les systèmes à décalage d'échange FM/AFM : approche fondamentale par la physique des surfaces". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00603754.
Streszczenie:
Nous nous proposons d'étudier l'interaction au niveau de l'interface entre un matériau antiferromagnétique et un ferromagnétique par un ensemble de techniques expérimentales qui utilisent le rayonnement synchrotron. Nous sommes particulièrement intéressés par l'effet de couplage d'échange dans les couches minces magnétiques avec anisotropie hors du plan. Les systèmes que nous avons étudiés sont les couches ordonnées chimiquement, FePt et MnPt sur Pt(001), et Fe/Ag(001), éventuellement couplée à CoO. Notre approche consiste à trouver de surfaces adaptées et d'étudier, pour chaque bicouche, la croissance individuelle de chaque élément, alliage ou oxyde. A travers le contrôle d'un certain nombre des paramètres, comme la structure de la surface, la propreté, le taux et la température de déposition, nous avons obtenus une bonne connaissance du processus de croissance. Les systèmes obtenus ont été étudiés in situ par la diffraction de surfaces et ex situ par l'effet Kerr magnéto-optique, le dichroïsme circulaire magnétique de rayons X et la spectroscopie d'absorption de rayons X. La relation entre le couplage d'échange, qui se manifeste par l'augmentation de la coercivité et par un champ de décalage, et la structure des couches est discutée pour les interfaces MnPt/FePt and CoO/Fe.
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Roisnel, Thierry. "Etude par spectroscopie d'absorption de rayons X de quelques composés d'intercalation graphitique d'halogénures métalliques". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1988. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621239.
Streszczenie:
Etude structural de l'arrangement d'espèces insérées dans le graphite par EXAFS. Cette technique, parfaitement adaptée à l'étude de composés non cristallins, permet d'obtenir des informations structurales locales autour d'un atome donné. L'étude réalisée sur les CIG : MCl2 (M = Ni, Co) a permis de révéler la présence d'une distorsion des octaèdres MCl6 au sein du réseau graphitique. La structure du composé d'intercalation de SnF4 a été déterminée par diffraction X, EXAFS et spectroscopie Mössbauer. Une transition de phase au voisinage de 150 K a été mise en évidence. Enfin, de nouveaux GIG à base de fluorures de chrome et de vanadium ont été synthétisés et ont fait l'objet d'une étude par spectroscopie d'absorption X (EXAFS + XANES).
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Mirea, Iulia. "Analyse de la microstructure 3D du tissu cardiaque humain à l’aide de la micro-tomographie à rayons X par contraste de phase". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI076/document.
Streszczenie:
Les pathologies cardiovasculaires restent un des problèmes majeurs de santé publique qui justifie les recherches menées pour améliorer notre compréhension de la fonction cardiaque. Celles-ci nécessitent une bonne connaissance de la microarcInstitut de Technologie de Harbin - Chineecture myocardique afin de mieux comprendre les relations entre les fonctions mécanique, hémodynamique et les changements structuraux induits par les maladies cardiaques. Pour ce faire il est nécessaire d’accéder à une connaissance précise de l’arrangement spatial des composants du tissu. Cependant, notre compréhension de l’arcInstitut de Technologie de Harbin - Chineecture du coeur est limitée par le manque de description 3D de l’organisation des structures à l’échelle microscopique. Nous proposons d’explorer la structure 3D du tissu cardiaque en utilisant l’imagerie X synchrotron par contraste de phase disponible à l’ESRF. Pour la première fois, 9 échantillons de tissu de la paroi du ventricule gauche (VG) humain sont imagés à la résolution isotrope de 3,5 μm et analysés. Cette thèse est centrée sur la description 3D d’un des constituants principal du tissu: la matrice extracellulaire (MEC). La MEC inclue: l’endomysium qui entoure et sépare les myocytes et les capillaires de façon individuelle, le perimysium qui entoure et sépare des groupes de myocytes et l’épimysium qui enveloppe le muscle cardiaque dans son ensemble. Chaque échantillon reconstruit fait environ 30 Gb, ce qui représente une quantité importante de données à traiter et à visualiser. Pour ce faire, nous avons développé un algorithme automatique de traitement d’image pour binariser chaque échantillon et isoler la MEC. Ensuite, nous avons extrait des parametres statistiques relatifs à la microarcInstitut de Technologie de Harbin - Chineecture de l’ECM, principalement l’épaisseur des plans de clivage (PC) et les distances inter-PC. Les résultats montrent que l’arrangement local des PC diffère selon l’emplacement au sein du VG (postérieur, antérieur, septal) et de leur distance à l’apex (plus complexe). L’épaisseur des PC extraite de tous les échantillons va approximativement de 24 μm à 59 μm et la distance inter-PC de 70 μm à 280 μm avec une variation locale significative de la déviation standard. Ce sont de nouveaux marqueurs quantitatifs de la MEC du tissu cardiaque humain qui sont d’un intérêt majeur pour une meilleure compréhension de la fonction cardiaqueCardiovascular diseases remain one of the most serious health problems, motivating research to deepen our understanding of the myocardial function. To succeed, there is a need to get detailed information about the spatial arrangement of the cardiac tissue components. Currently, our understanding of the cardiac microarcInstitut de Technologie de Harbin - Chineecture is limited by the lack of 3D descriptions of the cardiac tissue at the microscopic scale. This thesis investigates the 3D cardiac tissue microstructure using X-Ray µ-CT phase contrast imaging available at the ESRF. For the first time, 9 human cardiac left ventricle (LV) wall samples are imaged at an isotropic resolution (3.5 µm) and analysed. We focus on the description of the cardiac extracellular matrix (CEM) that is one of the main components of the tissue. The CEM includes: the endomysium that surrounds and separates individual myocytes and capillaries, the perimysium that surrounds groups of myocytes and the epimysium that surrounds the entire heart muscle. Each reconstructed sample is about 30 Gb which represents a large amount of data to process and display. To succeed, we developed an automatic image processing algorithm to binarise each sample by selecting the CEM. We extract statistical features of the ECM, mainly the thickness of the cleavage planes (CP) and the inter-CP distances. The results show that the local 3D arrangement of the CP differs according to their location in the LV (posterior, anterior, septal) and their distance from the apex (more complex). The thickness of the CP extracted from all the samples roughly ranges from 24 µm to 59 µm and the inter-CP distances from 70 µm to 280 µm with significant local variations of the standard deviation. Those new quantitative markers of the ECM of the human cardiac are of main interest for a better understanding of the heart function
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Philippe, Julien. "Développement d'une presse portative pour les études in et ex situ sous conditions extrêmes de pression, température et déformation". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066008.
Streszczenie:
Les hautes pressions sont précieuses à plusieurs disciplines scientifiques. Ce sera le cas dans cette thèse avec le développement d'un nouvel appareil permettant des possibilités inédites de tomographie et de déformation sous haute pression et haute température. Il apporte la possibilité de nouvelles études scientifiques dans les différents champs disciplinaires que sont les sciences de la Terre, la chimie mécanique, la physique des matériaux et la physique des liquidesHigh pressures are essential in several scientific field. This will be the case in this thesis with the development of a new device enabling new possibilities tomography and deformation under high pressure and high temperature. It brings the possibility of further scientific studies in the various disciplines that are Earth science, mechanical chemistry, physics of materials and liquids physics
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Bouterf, Amine. "Comportement mécanique de la plaque de plâtre étudié par tomographie et essais mécaniques in-situ". Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014DENS0010/document.
Streszczenie:
Une plaque de plâtre allégée est un produit constituée d’un cœur, « mousse de plâtre », dont la porosité peut atteindre 75% et de revêtements de carton. Il est important de comprendre et caractériser le comportement mécanique de la plaque de plâtre pour optimiser le compromis résistance thermique / tenue mécanique. Pour répondre à cet objectif, des méthodologies spécifiques de corrélation d’images numériques et d’identification du comportement mécanique dans des régimes fortement non-linéaires (endommagement, effondrement de la porosité, fissuration macroscopique…) ont été développées et mises en œuvre. Une première classe de propriétés mécaniques, conditionnant la manutention et la pose des plaques, concerne la tenue à la flexion. Des essais de flexion trois et quatre points ont été réalisés jusqu’à la rupture. La corrélation d’images numériques 2D a été utilisée pour suivre la cinématique de l’essai. Le comportement de la plaque de plâtre en flexion a été identifié grâce à une description continue et homogénéisée de type poutre où la dégradation progressive de la rigidité de la plaque est décrite par une loi d’endommagement. Une procédure d’identification spécifique est présentée où imperfections expérimentales et brisures éventuelles de symétrie sont prises en compte. L’analyse montre que le comportement de la plaque en flexion est essentiellement piloté par les propriétés mécaniques de la face cartonnée et de la qualité de l’interface papier-plâtre. Le mécanisme de rupture en flexion a été également identifié par des essais in-situ dans un tomographe. Une deuxième catégorie de propriétés mécaniques concerne un essai normatif d’arrachement. Grâce à des tests réalisés au sein d’un tomographe, et à l’analyse de la cinématique par corrélation d’images volumiques, les différentes étapes clefs ont été identifiées, et la compaction du cœur par effondrement de la porosité sous compression a été reconnu comme le facteur limitant. Dans le but de mieux comprendre ce mécanisme de ruine des essais d’indentation sphérique tomographiés ont été réalisés sur des échantillons de mousse constitutive du cœur de la plaque. Sous l’indenteur, une transition brutale entre comportement élastique et compaction forte accompagnée d’un effondrement de la porosité est visible. Pour répondre à la nécessité d’estimer finement l’état de déformation multiaxiale qui caractérise cette transition, une procédure originale de corrélation d’images volumiques intégrée a été développée. Elle s’appuie sur un code commercial d’éléments finis comme moyen de générer une base cinématique adaptée à l’essai d’indentation sphérique. Le couplage d’essais mécaniques in-situ, la corrélation d’images volumiques et la simulation numérique d’une part, et l’intégration d’informations connues a priori dans la démarche d’identification d’autre part ont permis d’identifier un critère de ruine local. Le comportement triaxial du plâtre poreux a été caractérisé également via des essais triaxiaux homogènes, en suivant différents trajets de chargement. Le comportement triaxial du plâtre moussé a été identifié. Les résultats obtenus sont en accord avec les résultats de l’identification conduite sur l’essai d’indentationLightweight plasterboard is a product composed of a "plaster foam" core whose porosity can reach 75% lined with two sheets of paper. To optimize the compromise between thermal resistance and mechanical strength, it is important to understand and characterize the mechanical behavior of the plasterboard. In the present work, specific methodologies for digital image correlation and identification of the mechanical behavior in highly nonlinear regimes (damage, collapse of porosity, macroscopic cracking ...) have been developed and implemented. A first set of mechanical properties, crucial for handling and placarding, concerns the bending strength. Three and four points bending tests were performed until failure. Digital image correlation was used to follow the kinematic of the test. The behavior of the plasterboard has been identified through a homogenized continuum description based on plate kinematic where the progressive degradation of bending stiffness is described through a damage law. A specific procedure for identification is presented where experimental imperfections and symmetry breakdown are tolerated and accounted for. The analysis shows that the mechanical behavior of the plasterbaord in bending test is controlled primarily by the mechanical properties of the paper lining and the quality of gypsum / paper interface. The failure mechanism in bending test was also identified through in-situ tests performed inside the tomograph. A second category of mechanical properties relates to a normative test “Nail pull test”. Through tests conducted inside the tomograph and the analysis of the kinematics by digital volume correlation, the different key stages of the failure mechanism have been identified. The compaction of the core by the collapse of porosity in compression has been recognized as the limiting factor. In order to better understand the compaction mechanism in-situ spherical indentation tests were performed on foamed samples prepared from the board core. The results from the in-situ experiment show that a compacted zone develops under the indenter, displaying a very sharp boundary with the undamaged material that behaves elastically. To meet the need for estimating accurately the state of multiaxial strain that characterizes this transition, a new methodology is presented. It is an integrated digital volume correlation based on a library of fields adapted to the spherical indentation test and computed from commercial finite element software. Coupling in-situ mechanical tests, digital volume correlation and numerical simulations on the one hand, and integration a priori known information in the identification process on the other hand allowed us to identify a local failure criterion. The behavior of porous plaster was also characterized via homogeneous triaxial tests, by following different loading paths. The triaxial behavior of foamed plaster has been identified. The results are in agreement with those obtained via the identification procedure conducted on the spherical indentation tests
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Gassoumi, Mohamed. "Caractérisations, défauts et contraintes internes induites lors du procédé de mise en forme des matériaux composites a matrice thermoplastique par thermoestampage". Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4094/document.
Streszczenie:
Lors de leur mise en forme par thermo- estampage, les pré-imprégnés à matrice polymère thermoplastique et renfort fibreux tissé se déforment selon différents modes encore mal maîtrisés, dont les cisaillements plan et transverse, ce dernier traduisant la friction entre les plis tissés. Une fois formés, des contraintes résiduelles de fabrication sont également générées au cours du refroidissement des pré- imprégnés et altèrent leur stabilité dimensionnelle, tout comme les variations d’humidité relative. Dans ce travail, nous avons étudié ces deux aspects. Dans un premier temps, des essais de traction de biais ont été réalisés sur des pré-imprégnés de polyamide renforcés par des tissus de fibres de verre à hautes températures. L’analyse multi-échelle de la structure des échantillons déformés par tomographie à rayons X met en exergue des mécanismes de déformation des mèches de fibres dont certains ne sont pas pris en compte dans les modèles rhéologiques actuels. En outre, nous avons mis au point un dispositif pour l’étude du cisaillement transverse et la friction inter-plis. Les résultats obtenus montrent et quantifient les influences de la contrainte normale, de la vitesse de déformation et de la température sur le coefficient de frottement inter-plis. Un modèle de frottement basé sur le nombre d’Hersey est ensuite identifié. Dans un deuxième temps, l’exploitation de la mesure de la courbure globale des échantillons après refroidissement a permis d’estimer, via la théorie modifiée des stratifiées, les contraintes résiduelles et leur évolution avec les conditions hygrothermiques ambiantesDuring their thermo-stamping, prepregs made of thermoplastic polymer matrices and woven fabrics are subjected to large deformation including in-plane and transverse shear, the last deformation mechanism being related to inter-ply friction. Once shaped, prepregs can still deform due to residual stresses induced by their cooling and/or hygrometric variations. In this work, we focused on these two aspects. Firstly, prepregs made of polyamide reinforced by layers of woven fabrics (glass fibre bundles) were subjected to bias extension at high temperatures. The fibrous structure deformed specimens was analysed with X-ray microtomography, allowing fiber bundles deformation mechanism to be emphasized.Some of them are not taken into account in current rheological model developed for prepregs. In addition, using a dedicated apparatus, we performed transverse shear tests to analyse inter-ply friction within prepregs. Experimental results underline the influence of the normal stress, the shear strain rate and the temperature on the interplay friction coefficient. A friction model based on the Hersey number is then fitted. Secondly, we measure the curvatures of deformed prepregs was to estimate, via the modified laminated theory, residual stresses and their variation with temperature and relative humidity
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Bergamaschi, Antoine. "Développements méthodologiques et logiciels pour l’imagerie X multimodale par balayage sur la ligne de lumière Nanoscopium". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS054/document.
Streszczenie:
L’objet de cette thèse est le développement méthodologique et logiciel d’outils permettant de traiter les grands volumes de données multimodales et tomographiques produits sur Nanoscopium. La technique de microscopie en rayons X durs par balayage permet l’acquisition simultanée d’information par contraste d’absorption, de phase, de diffusion et de fluorescence X. L’association des techniques de balayage avec l’infrastructure d’acquisition rapide FLYSCAN permet de proposer aux futurs utilisateurs de la ligne Nanoscopium de faire des acquisitions tomographiques multimodales. Un des principaux enjeux de cette approche est le traitement en ligne des grands volumes de données générées durant l’acquisition. Le résultat principal de cette thèse est le logiciel MMXI, dédié au traitement et à la reconstruction des jeux de données multimodales 2D et 3D. Ce logiciel intègre un algorithme dédié à la lecture de gros volumes de données, différentes fonctions de réduction de données, deux algorithmes de reconstruction de phase (intégration dans l’espace de Fourrier et technique itérative) et des algorithmes de reconstruction tomographiques (rétroprojection filtré ou itérative). L’ensemble des méthodes implémentées, des applications permettant de valider ces développements ainsi que les perspectives d’évolution sont présentées dans ce manuscritThe subject of this thesis is the methodological and software development of tools for processing very large multimodal and tomographic datasets produced on Nanoscopium beamline in the SOLEIL synchrotron. Scanning hard X-ray imaging allows simultaneous acquisition of multimodal information, i.e. of images in which each pixel contains several types of data. Combining these scanning techniques with the FLYSCAN infrastructure, developed for fast data acquisition at Synchrotron SOLEIL, permits to perform multimodal tomographic imaging and tomographic reconstruction during routine user experiments. A main challenge of such imaging techniques is the online processing of the important amount of generated multimodal data. The main outcome of this thesis work is the MMX-I software which is dedicated to processing large 2D/3D multimodal dataset. This software includes an original algorithm for continuous reading of large data volumes, several reduction functions, two phase reconstruction algorithms (integration in Fourier space and iterative technics) and tomographic reconstruction technics (filtered back projection and iterative technics). Every implemented method as well as application allowing to validate the new developments and few evolution perspectives are presented in this thesis manuscript
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Davidoiu, Valentina. "Approches non linéaire en imagerie de phase par rayons X dans le domaine de Fresnel". Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952854.
Streszczenie:
Le développement de sources cohérentes de rayons X offre de nouvelles possibilités pour visualiser les structures biologiques à différentes échelles en exploitant la réfraction des rayons X. La cohérence des sources synchrotron de troisième génération permettent des implémentations efficaces des techniques de contraste de phase. Une des premières mesures des variations d'intensité dues au contraste de phase a été réalisée en 1995 à l'Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (ESRF). L'imagerie de phase couplée à l'acquisition tomographique permet une imagerie tridimensionnelle avec une sensibilité accrue par rapport à la tomographie standard basée sur absorption. Cette technique est particulièrement adaptée pour les échantillons faiblement absorbante ou bien présentent des faibles différences d'absorption. Le contraste de phase a ainsi une large gamme d'applications, allant de la science des matériaux, à la paléontologie, en passant par la médecine et par la biologie. Plusieurs techniques de contraste de phase aux rayons X ont été proposées au cours des dernières années. Dans la méthode de contraste de phase basée sur le phénomène de propagation l'intensité est mesurée pour différentes distances de propagation obtenues en déplaçant le détecteur. Bien que l'intensité diffractée puisse être acquise et enregistrée, les informations de phase du signal doivent être "récupérées" à partir seulement du module des données mesurées. L'estimation de la phase est donc un problème inverse non linéaire mal posé et une connaissance a priori est nécessaire pour obtenir des solutions stables. Si la plupart de méthodes d'estimation de phase reposent sur une linéarisation du problème inverse, les traitements non linéaires ont été très peu étudiés. Le but de ce travail était de proposer et d'évaluer des nouveaux algorithmes, prenant en particulier en compte la non linéarité du problème direct. Dans la première partie de ce travail, nous présentons un schéma de type Landweber non linéaire itératif pour résoudre le problème de la récupération de phase. Cette approche utilise l'expression analytique de la dérivée de Fréchet de la relation phase-intensité et de son adjoint. Nous étudions aussi l'effet des opérateurs de projection sur les propriétés de convergence de la méthode. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous étudions la résolution du problème inverse linéaire avec un algorithme en coordonnées ondelettes basé sur un seuillage itératif. Par la suite, les deux algorithmes sont combinés et comparés avec une autre approche non linéaire basée sur une régularisation parcimonieuse et un algorithme de point fixe. Les performances des algorithmes sont évaluées sur des données simulées pour différents niveaux de bruit. Enfin, les algorithmes ont été adaptés pour traiter des données réelles acquises en tomographie de phase à l'ESRF à Grenoble.
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Ramos, Aline. "Nucléation et croissance cristallines dans un verre SiO-AlO-LiO étude par microscopie électronique à haute résolution et absorption des rayons X /". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37617884b.
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Chakchouk, Moez. "Reconstruction tridimensionnelle de vaisseaux sanguins à partir d'un nombre restreints de projections par rayons X issues d'un système d'angiographie multi-vues". Paris 5, 2009. http://www.theses.fr/2009PA05S008.
Streszczenie:
Dans cette thèse, nous proposons une méthode de reconstruction 3D de structures vasculaires à partir d'un nombre restreint de projections, issues d'un système d'acquisition d'angiographie rotative. Cette méthode consiste principalement à généraliser une modélisation markovienne introduite pour résoudre le problème de reconstruction à partir de deux images d'angiographie vasculaire et ce dans le cas d'un système biplan. Cette généralisation réside à modifier le terme d'attachement aux données qui prend en considération le fait que les projections sont acquises par un système d'angiographie rotative. Ce nouveau terme autorise alors un nombre de vues supérieur à deux, pas forcément acquises suivant des angles perpendiculaires. La reconstruction 3D du vaisseau est obtenue par maximum a posteriori (MAP) via l'algorithme itératif du recuit simulé. Tout comme les méthodes de reconstruction itératives communément utilisées en tomographie, cette méthode de reconstruction stochastique de vaisseaux à partir d'un nombre restreint de projections comporte une étape de reprojection. Cette étape consiste à projeter la solution obtenue à chaque itération de l'algorithme itératif, en vue de calculer l'erreur d'ajustement aux données. La qualité de l'étape de reprojection, et notamment les approximations qu'elle impose, ont une forte influence sur la convergence de cet algorithme de reconstruction. C'est pourquoi, nous proposons d'utiliser le formalisme de l'estimation par noyaux de densité à fenêtre adaptative pour améliorer le calcul des projections d'un volume. Cette nouvelle façon d'aborder le problème de projection a l'avantage de n'imposer aucunes contraintes sur le type de discrétisation utilisée pour la représentation du volume ce qui permet de l'adapter aussi bien à la géométrie parallèle que conique. De plus, le cas classique d'estimateur à noyaux à fenêtre fixe offre une autre formalisation des algorithmes de projection utilisant des fonctions de base pour la représentation du volumeIn this thesis, we propose a 3D vascular reconstruction method from a limited number of projections acquired by a rotational angiography system. This method consists mainly in generalizing a markov model introduced to resolve the reconstruction problem from two angiography images obtained from a biplane acquisition system. This generalization consists in modifying the data-attachment term in order to consider that projections are obtained from a rotational angiography system. This data-attachment term handles then the case where more than two available projections that are not necessarily acquired from orthogonal viewing angles. The 3D vessel reconstruction is obtained by using the maximum a posteriori (MAP) criterion. This criterion is optimized by applying the simulated annealing iterative algorithm. As for iterative tomographic reconstruction algorithms, our proposed 3D vessel reconstruction method from a limited number of projections, involves a forward projection step. This step consists in computing, at each algorithm's iteration, the projection of the obtained reconstruction solution in order to calculate the data-attachment error. The quality of the forward projection step and particularly the precision of the required estimates have a great impact on the reconstruction algorithm convergence. To improve the volume forward projection computation, we propose to use the adaptive kernel density estimation framework. This new approach has the advantage to be independent to the volume sampling. It takes also into account the acquisition geometry by dealing with both parallel and cone beam projection geometries. Furthermore, the typical case of fixed bandwidth kernel estimate provides a new formalism for computing forward projection of volumes represented with basis functions
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Pinson, Sébastien. "Matériaux architecturés pour refroidissement par transpiration : application aux chambres de combustion". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI089/document.
Streszczenie:
Dans l’optique de refroidir les parois des chambres de combustion aéronautiques le plus efficacement possible, un intérêt particulier est aujourd’hui porté à la technologie de refroidissement par transpiration. L’air de refroidissement s’écoule au travers d’une paroi poreuse dans laquelle une grande quantité de chaleur est échangée par convection. L’éjection de l’air profite ensuite de la distribution des pores pour former une couche limite protectrice relativement homogène.Les matériaux métalliques obtenus à partir de poudres partiellement frittées sont de bons candidats pour former ces parois poreuses. Ce travail se focalise sur les échanges internes et consiste à développer une méthodologie permettant de dégager les architectures partiellement frittées les plus adaptées à ce type d’application.L’écoulement et les échanges de chaleur lors du refroidissement par transpiration sont régis par quelques propriétés effectives des matériaux qui sont fonction de l’architecture : la conductivité thermique effective, le coefficient de transfert convectif volumique et les propriétés de perméabilité. A l’aide de travaux expérimentaux ou d’études numériques sur des échantillons numérisés par tomographie aux rayons X, des relations simples entre les propriétés effectives des matériaux partiellement frittés et leurs paramètres architecturaux sont tout d’abord développées. La porosité, la surface spécifique et le type de poudre utilisé sont retenus pour prédire les paramètres effectifs.Ces relations sont finalement intégrées dans un modèle de transfert de chaleur prédisant la performance d’une solution dans les conditions de fonctionnement du moteur. Une optimisation "multi-objectifs" et une analyse des designs optimaux permettent alors de mettre en valeur quelques architectures montrant un fort potentiel pour des applications de refroidissement par transpiration. Des matériaux peu poreux formés à partir de larges poudres irrégulières semblent assurer le meilleur compromis entre tous les critères pris en compteIn order to cool aero-engine combustion chambers as efficiently as possible, there is today a special interest given to transpiration cooling technology. The cooling air flows through a porous liner in which a large amount of heat can be exchanged by convection. The air injection could then take benefit of the pore distribution to form a more homogeneous protective boundary layer.Partially sintered metallic materials are potential candidates to form these porous liners. The present work focuses on internal heat transfers. It aims to develop a methodology capable of highlighting the most adapted partially sintered architectures to this kind of application.During transpiration cooling, flows and heat transfers are governed by some effective material properties which depends on the porous architecture: the effective solid phase thermal conductivity, the volumetric heat transfer coefficient and the permeability properties. Thanks to experimental works and numerical studies on samples digitized by X-ray tomography, simple relationships are first developed between the effective material properties of partially sintered materials and their architectural parameters. The porosity, the specific surface area and the powder type are selected to predict the effective properties.These relationships are finally integrated into a heat transfer model predicting the thermal performance of a design at working engine conditions. A multi-objective optimization and an analysis of the optimal designs highlight some architectures as being potentially interesting for transpiration cooling. Materials with a low porosity and made of large irregular powders seem to ensure the best trade-off among the different criteria taken into consideration