Teses / dissertações: "Microstructure contrôlée"

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Kane, Dame Assane. "Alliages réfractaires à microstructure contrôlée". Electronic Thesis or Diss., Paris 13, 2024. http://www.theses.fr/2024PA131009.

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Cette thèse a été menée dans le but de répondre à certains défis concernant la production en masse de nanopoudres de tungstène (W) et d'alliages de tungstène (W-V-Cr et W-V), mais également l'étude de leurs propriétés mécaniques (ductilité, limite élastique) et de leur résistance à la recristallisation après frittage, en perspective à une utilisation comme matériau face au plasma dans le cadre du projet ITER. Concernant la production en masse, les synthèses de nanopoudres de W et d'alliages de W ont été faites à partir du procédé de synthèse par combustion, Self-propagating High-temperature Synthesis (SHS). Des synthèses de lots compris entre 50 et 500 g de poudres ont été effectuées à deux températures (1800K et 2500K) afin de répondre à tous les défis relatifs à la mise en échelle de ce procédé SHS. Ces poudres après caractérisations par Diffraction des rayons X, par microscopie électronique à balayage et Dynamic Light Scattering (DLS) ont montré des particules nanométriques et une microstructure assez similaire (avant et après mise en échelle). A suite de cela, l'étude des propriétés mécaniques (ductilité et microdureté) et de la résistance à la recristallisation a été menée sur des massifs obtenus après frittage par Spark Plasma Sintering (SPS). Ces caractérisations ont montré que les alliages binaires W-V présentent une meilleure ductilité par rapport au W pur et à l'alliage ternaire WV2Cr2. En effet, une ductilité de près de 37,5% a été obtenue lors de l'essai de compression à température ambiante de l'alliage W-V8. L'ensemble des échantillons ont présenté une bonne résistance à la recristallisation à 1000°C pendant 1h. Ces résultats sont prometteurs pour une utilisation comme matériaux du divertor. Néanmoins, il est nécessaire de compléter par d'autres caractérisations comme l'étude de la résistance à l'oxydation à haute température, l'étude des chocs thermiques, etc
The aim of this thesis was to address certain challenges concerning the mass production of tungsten nanopowders (W) and tungsten alloys (W-V-Cr and W-V), but also the study of their mechanical properties (ductility, yield strength) and their resistance to recrystallization after sintering, with a view to their use as a plasma-facing material in the ITER project. For mass production, syntheses of W nanopowders and W alloys were made from the combustion synthesis process, Self-propagating High-temperature Synthesis (SHS). Batch syntheses of between 50 and 500 g of powders were carried out at two temperatures (1800K and 2500K) in order to meet all the challenges relating to the scaling of this SHS process. These powders after characterization by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and dynamic light scattering (DLS) showed nanometric particles and a fairly similar microstructure (before and after scaling). As a result, the study of the mechanical properties (ductility and microhardness) and the resistance to recrystallization was carried out on blocks obtained after sintering by Spark Plasma Sintering (SPS). These characterizations have shown that W-V binary alloys have better ductility compared to pure W and ternary alloy WV2Cr2. In fact, a ductility of almost 37.5% was obtained during the compression test at ambient temperature of the W-V8 alloy. All the samples showed good resistance to recrystallization at 1000° C. for 1 h. These results are promising for use as materials of the divertor. However, it is necessary to supplement this with other characterizations such as the study of resistance to oxidation at high temperature, the study of thermal shocks, etc

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Devémy, Stéphanie. "Synthèse de céramiques PZT à microstructure contrôlée". Valenciennes, 2008. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/f24641e8-b4ba-4290-9f99-87ed13bd2567.

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Ce travail a pour objet la réalisation de céramiques texturées de PZT. Nous avons investigué les différentes étapes d’élaboration de ces céramiques et nous avons pu, pour chacune d’entre elles, en déterminer la faisabilité et les limitations. La première partie de la thèse a consisté à synthétiser des grains de PZT de composition stoechiométrique avec une morphologie permettant une texturation. Deux méthodes de synthèse ont été testées : la synthèse hydrothermale et la synthèse par flux. La synthèse hydrothermale s’est révélée impropre pour la réalisation de grains permettant l’élaboration de matériaux texturés. Seule la synthèse par flux a permis de réaliser des grains de grande taille et de morphologie cubique pouvant être utilisés dans un processus de fabrication de céramiques texturées. La deuxième partie concernait la mise en œuvre de ces grains par coulage en bande afin de provoquer une orientation granulaire par laminage. La densification de ces bandes par frittage naturel s’étant révélée problématique, nous avons dû avoir recours à des techniques assistées comme le frittage SPS ou le frittage sous charge. Des céramiques denses de PZT texturées ont ainsi été réalisées. Après polarisation sous champ électrique, nous avons obtenu un gain de 116% pour la constante piézoélectrique
This work deals with the realization of textured PZT ceramics. The various stages of elaboration of those ceramics : grains synthesis, their casting and sintering are invastigated. The first part of the thesis consists in synthetizing PZT grains with a stoichiometric composition and a morphology allowing some texturation. Two methods of synthesis are tested: the hydrothermal synthesis and the flux growth synthesis. The hydrothermal synthesis appears to be inappropriate for the realization of grains allowing the elaboration of textured materials. Only the flux synthesis allows to realize large-sized and cubic morphology grains which can be used in a manufacturing process of textured ceramics. The second part concerns the implementation of these grains by tape-casting to induce a granular orientation by lamination. In the last part, as the densification behavior of these tape-cast sheets by natural sintering is limited, we have to use assisted methods as the SPS or the hot pressing. Dense ceramics of textured PZT are so realized. After polarization under electric field, a gain of 116 % for the piezoelectric constant is obtained

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Kasperski, Anne. "Nanocomposites nanotubes de carbone - céramique à microstructure contrôlée : préparation et propriétés". Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2187/.

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L'incorporation de nanotubes de carbone (NTC) dans une céramique est une voie prometteuse pour obtenir des nanocomposites conducteurs électriques, renforcés mécaniquement et présentant des propriétés tribologiques intéressantes. Nous avons cherché à élaborer des nanocomposites NTC-alumine, avec des NTC à 1, 2, 8 ou 20 parois (notés xNTC, x = 1, 2, 8, 20), à microstructure submicronique homogène. Les poudres NTC-Al2O3 ont été préparées selon deux voies (synthèse in situ et mélange) et ont été densifiées par frittage sous charge (HP) ou par frittage flash (SPS). Les conductivités électriques ont été reliées au degré de dispersion des NTC. Les propriétés mécaniques ont été corrélées aux caractéristiques des NTC et aux techniques d'élaboration. La longueur des NTC détermine leur ancrage mécanique au sein de la matrice et la fonctionnalisation non covalente (gomme arabique) permet, contrairement à une fonctionnalisation covalente, de préserver l'intégrité des NTC conduisant à d'importants pontages de fissures dans les matériaux. Les techniques d'élaboration permettant les meilleures dispersions de NTC au sein de l'alumine ont été transposées à une matrice zircone yttriée à 3% mol. Pour élaborer des nanocomposites à différentes teneurs en carbone, avec des 2NTC ou 8NTC. Le coefficient de frottement des couples acier/2NTC-zircone a été diminué jusqu'à 2,5 fois grâce à une lubrification par déformation des 2NTC, et celui des couples alumine/8NTC-zircone jusqu'à 3,5 fois grâce à la formation d'un film lubrifiant dû à l'exfoliation des 8NTC
The incorporation of carbon nanotubes (CNT) in a brittle and insulator ceramic matrix is expected to enhance fracture toughness and fracture strength, to improve tribological properties and also gives rise to an electrical conducting material. We aimed to produce CNT-alumina nanocomposites with homogeneous submicronic microstructure and CNT with 1, 2, 8 or 20 walls (named xCNT, x = 1, 2, 8 or 20). CNT-Al2O3 powders were prepared by two routes (in-situ synthesis and mixing) and densified by hot-pressing (HP) or spark plasma sintering (SPS). The electrical conductivities were linked to the degree of CNT dispersion. The mechanical properties were correlated to preparation routes and CNT characteristics. The CNT length determine their mechanical locking inside the matrix and the non-covalent functionalization (gum arabic), contrary to the covalent functionalization, preserves the CNT integrity which leads to large scale crack-bridging in the materials. Preparation techniques which led to the best dispersions of CNT in alumina were transposed to zirconia with 3% mol. Yttria to prepare nanocomposites with different carbon contents of 2CNT or 8CNT. The friction coefficient of steel/2NTC-zirconia couples was decreased up to 2. 5 times thanks to a lubrication by deformation of the 2CNT, and the one of alumina/8CNT-zirconia couples up to 3. 5 times through the formation of a lubricant film due to 8NTC exfoliation

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Brisse, Annabelle. "Caractérisation électrochimique de matériaux céramiques à microstructure contrôlée pour Piles à Combustible SOFC fonctionnant à température réduite". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00103670.

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Ce travail est consacré à l'élaboration et à la caractérisation des trois éléments d'une cellule SOFC fonctionnant à température intermédiaire (650-750°C).
Une conductivité purement ionique de 9x10-3 S.cm-1 a été mesurée à 700°C sur l'électrolyte retenu de composition La9Sr1Si6O26,5. Cette céramique de structure apatite est stable chimiquement au contact du matériau de cathode conducteur mixte Nd1,95NiO4+Δ. L'étude de la réduction de l'oxygène a montré que l'étape limitante est le transfert des ions oxyde à l'interface cathode/électrolyte. Le cermet anodique Ni-apatite a été élaboré par imprégnation de la matrice poreuse d'apatite par un sel de nickel. Cette méthode permet une meilleure stabilisation du nickel dans la structure hôte. Ces travaux mettent en évidence l'intérêt d'une nouvelle cellule SOFC fonctionnant à température intermédiaire composée d'électrolyte de structure apatite.

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Boulvert, Jean. "Traitements acoustiques à porosité contrôlée pour atténuation optimale". Thesis, Le Mans, 2020. http://www.theses.fr/2020LEMA1033.

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Cette thèse exploite certaines possibilités offertes par la fabrication additive pour concevoir et optimiser des traitements pour l'atténuation acoustique à base de matériaux poreux sous un nouvel angle. La fabrication additive permet de contrôler chaque pore d'un matériau individuellement. Le processus de conception de traitement poreux est chamboulé : pour répondre à un problème, au lieu de chercher parmi un catalogue de matériaux existants, il est possible de concevoir directement le matériau adéquat en ajustant sa microstructure. Cette recherche s'inscrit dans une démarche de réduction du bruit des réacteurs d'avion mais s'étend au-delà du domaine aéronautique, aussi bien au niveau théorique qu'à celui de ses possibles applications. Une méthode de prédiction de comportement acoustique de matériaux poreux produits par fabrication additive prenant en compte l'impact des défauts de fabrication est d'abord introduite. Les matériaux poreux à gradient de propriétés contrôlé sont ensuite étudiés. Une méthode d'optimisation des paramètres microstructuraux ou de fabrication est développée. La capacité des matériaux poreux à gradient de propriété à atténuer des fréquences hors de portée des matériaux sans gradient est ainsi prouvée et le gradient optimal pour l'atténuation large bande est défini. L'impact de la taille des parois des pores ainsi que l'impact de possibilité du son de se propager transversalement dans un matériau poreux est étudié. Enfin, un traitement métaporeux permettant l'absorption large bande et sub-longueur d'onde est développé. Les résultats de cette recherche peuvent être mis en application pour créer des traitements poreux à forte capacité d'atténuation du bruit. Cette recherche fait appel à des modèles analytiques et numériques basés sur l'hypothèse selon laquelle le matériau poreux peut être considéré acoustiquement comme un fluide équivalent, à l'analyse physique des comportements et à des validations expérimentales au travers de tests en tube d'impédance de spécimens produits par fabrication additive
This thesis exploits some of the new possibilities offered by additive manufacturing to design and optimize treatments for sound attenuation consisting in porous materials. Additive manufacturing allows to control individually each pore of a material. The porous treatment design process is turned upside down: instead of searching through a catalogue of existing materials to solve a problem, it is possible to directly design the right material by adjusting its microstructure. This research is part of a plan to reduce aircraft engine noise but extends beyond the aeronautical field, both theoretically and in terms of possible applications. A predicting method of the acoustic behaviour of porous materials produced by additive manufacturing and taking into account the impact of manufacturing defects is first introduced. Porous materials with controlled graded properties are then studied. A method for optimizing microstructural or manufacturing parameters is developed. The ability of graded porous materials to attenuate frequencies too low to be attenuated by non-graded materials is then proven and the optimal gradient for broadband attenuation is defined. The impact of the wall thickness of the pores along with the impact of transverse propagation inside porous materials is studied. Finally, a metaporous treatment allowing broadband and sub-wavelength absorption is developed. The results of this research can be applied to create porous treatments with a high noise attenuation. The analytical and numerical models used in this research are based on the hypothesis of porous materials acoustically behaving as equivalent fluids. The results are physically analyzed and experimentally validated through impedance tube testing of specimens produced by additive manufacturing

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Berthé, Vincente. "Développement de mélanges à base de polylactide à durée de vie contrôlée. Étude des relations microstructure / propriétés / mise en œuvre". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00677093.

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La thèse s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche global ayant pour objectif de développer des composites à base de polymères biodégradables. L'objectif est de parvenir à contrôler à la fois la durée de vie ainsi que la fragmentation de ces matériaux. Le programme de thèse porte sur plusieurs aspects :
- l'amélioration de la résilience du polylactide (P(L)LA) par incorporation d'agents modifiants au choc ou de biopolymères à faible module d'Young tels que la poly-epsilon-caprolactone (PCL) et le poly-butylène-succinate (PBS). De plus, deux voies de compatibilisation des mélanges ont été testées, par introduction d'agents de polycondensation ou de monomères photo-réticulants.
- l'étude de la résistance à divers vieillissements climatiques (hydrolyse, oxydation thermique et photo-vieillissement) des systèmes présentant une bonne résistance au choc.
- le contrôle de la phase de fragmentation des systèmes les plus performants via l'incorporation de catalyseurs d'oxydation.

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Berthé, Vincent. "Développement de mélanges à base de polylactide à durée de vie contrôlée : étude des relations microstructure / propriétés / mise en œuvre". Paris, ENMP, 2010. https://pastel.hal.science/pastel-00677093.

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La thèse s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche global ayant pour objectif de développer des composites à base de polymères biodégradables. L'objectif est de parvenir à contrôler à la fois la durée de vie ainsi que la fragmentation de ces matériaux. Le programme de thèse porte sur plusieurs aspects : - l'amélioration de la résilience du polylactide (P(L)LA) par incorporation d'agents modifiants au choc ou de biopolymères à faible module d'Young tels que la poly-epsilon-caprolactone (PCL) et le poly-butylène-succinate (PBS). De plus, deux voies de compatibilisation des mélanges ont été testées, par introduction d'agents de polycondensation ou de monomères photo-réticulants. - l'étude de la résistance à divers vieillissements climatiques (hydrolyse, oxydation thermique et photo-vieillissement) des systèmes présentant une bonne résistance au choc. - le contrôle de la phase de fragmentation des systèmes les plus performants via l'incorporation de catalyseurs d'oxydation
This study is a part of a global research program aiming at developing innovative bio-composites based on biodegradable matrix (poly-lactide, poly-epsilon-caprolactone (PCL) and poly-butylen-succinate (PBS)) with controlled mechanical properties and life times in different weathering conditions. Besides, the blend end of life fragmentation are also studied. Different aspects of this global research program are developed in this study: - impact resistance improvement of poly-lactide P(L)LA through the incorporation of impact modifiers and/or low Young modulus polymers (PCL and PBS). Besides, for polyesters blends, two compatibilization techniques have been used. - the incorporation of polycondensation agents and photo-crosslinkings under gamma rays. - study of weathering resistance (hydrolysis, thermal oxidation and photo-ageing) of systems having the best impact properties/end-of-life fragmentation control of the best systems using oxidation catalysts

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Henry, Quentin. "Apport de l’expérimentation aux petites échelles spatiales et temporelles sur l’étude du comportement mécanique des céramiques à microstructure contrôlée soumises à des sollicitations dynamiques". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENSAM, 2024. http://www.theses.fr/2024ENAME052.

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Dans le cadre de l'allègement des structures de blindage mécanique, les céramiques se distinguent comme des matériaux de choix en raison de leur grande résistance à la compression, tout en étant plus légères que les métaux conventionnellement utilisés. Certains modèles micromécaniques suggèrent que l'augmentation apparente des propriétés mécaniques des matériaux fragiles sous des sollicitations dynamiques résulte de l'interaction entre la vitesse de chargement et la vitesse de propagation des fissures dans une structure hétérogène. Cependant, cette hypothèse n'a pas encore été confirmée par des preuves expérimentales textit{in situ}. Une approche empirique a été proposée pour vérifier cette hypothèse et montrer l’influence de la microstructure des céramiques sur la sensibilité de leur réponse mécanique à la vitesse de déformation. Cette approche expérimentale doit considérer l’ensemble des effets dynamiques, notamment ceux liés à la propagation rapide des fissures. Une stratégie expérimentale a été élaborée pour mettre en évidence les mécanismes physiques induits par une sollicitation dynamique au sein d'une microstructure contrôlée.Pour maîtriser la microstructure, des pores ont été introduits dans une matrice d’alumine avec un contrôle précis de leur quantité, taille et morphologie. Il a été observé que les propriétés mécaniques diminuent à mesure que le taux de porosité augmente. À densité constante, les pores de grande taille sont particulièrement préjudiciables vis-à-vis des propriétés mécaniques.L'augmentation de la vitesse de déformation conduit à une augmentation des propriétés mécaniques apparentes. En employant des techniques conventionnelles de laboratoire sous des régimes dynamiques, et en les combinant à une analyse des fragments, il a été possible d’identifier le début de la zone transitoire où la contrainte à rupture des céramiques poreuses commence à augmenter. La compétition entre la propagation rapide des fissures et la cinétique de chargement décrite dans les modèles micromécaniques se reflète par la diminution plus importante de la taille des fragments des céramiques poreuses. L'ajout de pores entraîne une hausse de la densité des défauts critiques, ce qui facilite l'amorçage de fissures supplémentaires sous des contraintes dynamiques.L'analyse réalisée sous source synchrotron à l'ESRF a permis de suivre avec précision la cinétique de fissuration des céramiques ainsi que la réponse de la structure sous des sollicitations dynamiques. Les résultats obtenus, notamment la vitesse de propagation des fissures et les différents chemins de fissuration, offrent des références précieuses pour valider les approches numériques de modélisation de la rupture des matériaux fragiles. La propagation rapide des fissures génère des effets d'inertie, estimés par une approche numérique directe. Les résultats soulignent l'importance d'utiliser une telle méthode pour estimer l'énergie de rupture, sans quoi les effets dynamiques risquent d’être largement surestimés, compromettant ainsi l’intégrité des structures
Ceramics stand out as materials of choice for lightening mechanical armor structures, thanks to their high compressive strength, while being lighter than conventionally used metals. Some micromechanical models suggest that the apparent increase in mechanical properties of brittle materials under dynamic loading results from the interaction between loading velocity and crack propagation velocity in a heterogeneous structure. However, no textit{in situ} experimental evidence has yet validated this hypothesis. An empirical approach has been proposed to verify this hypothesis and show the influence of ceramic microstructure on the sensitivity of their mechanical response to strain rate. This experimental approach must take account of all dynamic effects, particularly those linked to rapid crack propagation. The method envisaged for this thesis will put into perspective the effect of microstructure on the fragmentation process of ceramics at different strain rates.To control the microstructure, pores were introduced into an alumina matrix with precise control over their quantity, size and morphology. It was observed that mechanical properties decreased with increasing pore size. At constant density, large pores are particularly critical in terms of mechanical properties. An increase in strain rate leads to an increase in apparent mechanical properties. This sensitivity is even more pronounced in porous ceramics. The competition between rapid crack propagation and loading rates described in micromechanical models is reflected in the decrease in fragment size, which is more pronounced in porous ceramics. The introduction of pores leads to an increase in the density of critical defects, favoring the initiation of more cracks under dynamic loading. The analysis carried out under synchrotron source at ESRF enabled us to accurately track the fracture kinetics of the ceramics, as well as the response of the structure under dynamic loading. The results obtained, in particular the crack propagation velocity and the different fracture paths, provide valuable references for validating numerical approaches to modeling the fracture of brittle materials. This rapid crack propagation generates inertia effects, estimated by a direct numerical approach. The results underline the importance of using such a method to estimate fracture energy, otherwise dynamic effects could be greatly overestimated, compromising structural integrity

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Lavielle, Nicolas. "Fabrication de nanofibres et nanoparticules de biopolyesters pour la libération contrôlée d'un composé modèle". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01063059.

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L'électrospinning est un procédé couramment utilisé pour la fabrication de membranes nanofibreuses non-tissées. Ces membranes sont particulièrement intéressantes pour des applications tels que l'ingénierie tissulaire et la libération contrôlée de médicaments car elles sont très poreuses et ont une large surface spécifique. Dans une première partie, nous avons développé une nouvelle stratégie afin de contrôler la morphologie et la dimension des fibres fabriquées par electrospinning. Puis nous avons développé un composite fait de nanofibres de PLA et de microparticules de PEG auto-organisé, créant des motifs en nid d'abeilles qui grandissent avec l'épaisseur de la membrane. Ces membranes auto-organisées ont une structure poreuse dont la dimension des pores va de quelques microns à plusieurs centaines de microns. Enfin, deux modèles ont été développés pour une libération contrôlée d'un composé model : la délivrance retardée par l'élaboration de structure sandwich et la libération directionnnelle par la création d'un gradient de concentration avec différentes cinétiques.

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Baradel, Nathalie. "Synthèse de macromolécules à microstructures contrôlées : régulation des séquences de monomètres dans les copolymérisations radicalaires en chaîne". Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAF028/document.

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Dans cette thèse, des techniques de polymérisation radicalaire contrôlée en chaîne ont été utilisées afin de mettre au point des stratégies visant à réguler la séquence de copolymères linéaires. Dans ce contexte, deux axes distincts ont été étudiés. La première approche, dans la continuité des travaux menés ces dernières années par notre équipe, repose sur l’incorporation très localisée d’une unité fonctionnelle sur une chaîne polymère linéaire. Basée sur les différences de réactivité entre comonomères (l’un accepteurs de types maléimides N-substitués en petite quantité et l’autre donneur, le styrène, en large excès), l’insertion du monomère déficient est très rapide dans la chaîne en croissance. Il est ainsi créé des macromolécules multifonctionnalisées tels qu’un polymère dendronisé ou un glycopolymère .La seconde approche consiste à contrôler les séquences de monomères en utilisant des monoinsertions successives de comonomères. Ces monoinsertions ont été obtenues dans des conditions « affamées » avec des monomères peu enclins à homopolymériser. Deux concepts différents ont été étudiés. Dans le premier, la monoinsertion en fin de chaîne est visée, régulée par le caractère contrôlé de la PRC. Alors que dans la seconde, la monoinsertion est régulée par deux protections : un comonomère non-homopolymérisable désactivant la fin de chaîne et le caractère contrôlé de la PRC
In this work, chain-growth controlled radical polymerization techniques were used to develop new strategies to regulate polymer sequences. For that, two different approaches were studied. The first approach was developed by our team over past years and consists in adding reactive functional monomers at precise locations during a chain-growth polymerization. This method relies on the differences in reactivity between the functional monomer (acceptor N-substituted maleimides, in small quantity) and the comonomer (donor styrene, excess) which will form the backbone of the polymer chain. Deficient monomer was inserted rapidly in the chain backbone. By this way, multifonctionalized macromolecules were creating such as dendronized polymers or glycopolymers.The second approach consists in controlling monomer sequence by successive monoinsertions of comonomers. Successive and ordered monomer additions occur in starved conditions by use of non-homopolymerizable monomers. Two different concepts were studied. In the first, the monoinsertion is regulated only by the non-polymerizable nature of the monomer and CRP deactivation while, in the second, the monoinsertion is also regulated by the use of an additional comonomer that do not homopolymerize

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Juste, Enrique. "Elaboration de réacteurs catalytiques membranaires à microstructures et architectures contrôlées". Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/0decb987-3264-4264-8bb3-b83c1092abe9/blobholder:0/2008LIMO4045.pdf.

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La production de syngaz (H2+CO), à partir du gaz naturel, connaît depuis vingt ans un intérêt croissant dans le domaine de l’énergie. Les réacteurs catalytiques membranaires (CMR) apparaissent comme une solution économiquement prometteuse pour le reformage du gaz naturel en syngaz. Le CMR étudié est composée d’une membrane dense (La(1-x)SrxFe(1-y)GayO3-d) conductrice mixte permettant la séparation de l’oxygène de l’air et son transport, d’un support poreux assurant la tenue mécanique et d’un catalyseur favorisant le reformage du méthane. Un matériau de membrane présentant une bonne stabilité dimensionnelle a été sélectionné et mis en forme par coulage en bande. Les relations entre la microstructure de la membrane, l’architecture des réacteurs multicouches et les performances en terme de semi-perméation à l’oxygène ont été étudiées. Enfin, une membrane dense à architecture multicouche à été élaborée en vue de l’amélioration des performances du CMR dans les conditions industrielles
Since twenty years, syngas (H2+CO) production from natural gas, has been presented an increasing interest as source of energy and chemical feedstock. Catalytic Membrane Reactors (CMR) are economical attractive processes for natural gas reforming to syngas. The CMR studied consisted of a mixed ionic and electronic conductor dense layer (La(1-x)SrxFe(1-y)GayO3-d) which can separate oxygen from air and transport it, a porous support to ensure the mechanical strength of the reactor and a catalytic layer improving methane reforming. Firstly, a material with a good dimensional stability was chosen and shaped by tape casting. Secondly, the influence of the microstructure of the membrane and the architecture of multilayer reactors on semipermeability properties was studied. Finally, a multilayer dense membrane was elaborated in order to improve performances of the CMR in industrial working conditions

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Tocino, Florent. "Contrôle microstructural des réactions rédox à l'interface solide/solution lors de la dissolution d'oxydes mixtes à base d'uranium (IV)". Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS247/document.

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Dans le cadre de l’utilisation potentielle d’oxydes mixtes d’actinides au sein des réacteurs nucléaires de 3ème et 4ème générations, des solutions solides de formules générales U1-xThxO2, U1-xCexO2-y, U0,75Nd0,25O1,875, U0,75Gd0,25O1,875 et Th0,75Nd0,25O1,875 ont été préparées par conversion thermique de précurseurs oxalate. Préalablement à l’évaluation de la durabilité chimique des matériaux, une étape de frittage a été entreprise afin d’obtenir des pastilles denses présentant diverses propriétés physico-chimiques et microstructurales d’intérêt (composition, homogénéité, taux de densification, …) L’étude multiparamétrique de la dissolution, conduite en milieux nitrique, sulfurique et chlorhydrique a souligné l’impact important de la composition chimique au sein du matériau sur la durabilité chimique des échantillons. En effet, plusieurs paramètres (ordres partiels par rapport à l’activité en protons, énergie d’activation apparente, …) ont confirmé une modification significative du mécanisme de dissolution prépondérant pour les échantillons enrichis en uranium. Par ailleurs, le rôle important joué par certaines espèces azotées à l’interface solide/solution a également été démontré. L’évolution de l’interface solide/solution (surface réactive, composition) en cours de dissolution a également été suivie à travers une étude operando par Microscopie Electronique à Balayage en mode Environnemental. Cette étude a souligné l’existence de zones préférentielles de dissolution (jonctions triples, joints de grains, porosités inter- et intragranulaires) pour les échantillons les moins riches en uranium ; laquelle s’accompagne d’une forte augmentation de la surface réactive. En raison d’un phénomène prépondérant d’oxydation de l’uranium(IV) à l’interface, la dissolution des échantillons enrichis en uranium apparaît nettement plus homogène
In the field of the use of actinides mixed oxides as potential fuels for the Gen(III) and Gen(IV) nuclear reactors, solid solutions with general formula U1-xThxO2, U1-xCexO2-y, U0.75Nd0.25O1.875, U0.75Gd0.25O1.875 and Th0.75Nd0.25O1.875 were prepared by thermal conversion of oxalate precursors. Dense pellets exhibiting various physico-chemical and microstructural properties (in terms of composition, homogeneity, densification rate, …) were prepared through sintering then submitted to dissolution tests.The multiparametric study of the dissolution, performed in nitric, sulfuric and hydrochloric media clearly underlined the important effect of the chemical composition on the chemical durability of the samples. Indeed, several parameters (including partial order related to proton activity, apparent activation energy) confirmed the significant modification of the preponderant dissolution mechanism for uranium-enriched samples. Moreover, the role of various nitrogen-based species was evidenced at the solid/solution interface.The evolving of solid/solution interfaces (reactive surface area, composition) during dissolution was monitored by the means of operando ESEM experiments. Preferential dissolution zones (triple junctions, grain boundaries, inter- and intra-granular porosities) were clearly observed for uranium-depleted samples. They induce a significant increase of the reactive surface area even for short progress of the reaction. On the contrary, the dissolution appeared more homogenous for uranium-enriched samples due to the existence of a preponderant mechanism associated to the oxidation of the uranium(IV) at the interface

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Saquet, Olivier. "Caractérisation des aciers par bruit Barkhausen (interaction microstructure cristalline/microstructure magnétique) : optimisation de la mise en œuvre pour un développement industriel : Application au contrôle des traitements superficiels". Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0100.

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Le bruit Barkhausen est une technique prometteuse d'Evaluation Non Destructive, mais son développement industriel reste limité par une mesure délicate à mettre en œuvre et une exploitation difficile des résultats. L'objectif de ce travail est de proposer une démarche d'interprétation des mesures dans le but d'améliorer. La fiabilité d'exploitation de la technique. En premier lieu, une étude critique de l'appareillage existant nous a amené à développer une excitation magnétique à vitesse de magnétisation constante, indispensable pour que la forme du signal soit représentative de l'activité Barkhausen pendant le processus d'aimantation. Nous avons aussi soulevé les problèmes posés par l'application industrielle de la technique : les conditions de mise en œuvre ont été étudiées afin d'obtenir une information magnétique identique dans des conditions de laboratoire et sur pièce industrielle. Ensuite, afin d'expliquer les signaux RMS Barkhausen selon la microstructure de l'acier, nous avons appliqué une démarche d'interprétation basée sur la microstructure magnétique et sa réorganisation sous l'effet d'un champ appliqué. Ainsi, les événements Barkhausen élémentaires peuvent être connus en nombre et en taille, et il est possible d'établir une corrélation entre les signaux mesurés et l'état métallurgique des aciers. Cette analyse, d'abord appliquée sur quatre états typiques des aciers (ferrite, perlite, martensite et martensite revenue), nous a ensuite permis de suivre des évolutions microstructurales (décomposition de la martensite par revenu et évolution du rapport ferrite/perlite). Enfin, les interprétations précédentes ont été utilisées pour la compréhension des signaux Barkhausen mesurés sur des échantillons traités superficiellement afin de montrer la faisabilité de la mesure d'épaisseur de traitement pour la trempe superficielle, la nitruration et la cémentation. Enfin, une modélisation du phénomène et de sa propagation dans le matériau cherche à relier une perturbation magnétique dans le matériau avec sa mesure. L'utilisation de cette représentation électrique de l'événement élémentaire permet d'introduire une loi de propagation du phénomène, de le relier avec des paramètres représentatifs du matériau, et d'expliciter la mesure par une bobine encerclant
AThe Barkhausen noise is a promising technique for Non Destructive Evaluation, but its industrial development is limited, because the application to real case is delicate and the exploitation of the results sometimes difficult. The aim of this work is to propose an approach for the interpretation of the measurements in order to improve the reliability of the technique. In a first part, a critical study of the existing apparatus brought us to develop a constant magnetization speed excitation, which is essential for the exploitation of the peak shaped signal as a representation of the magnetisation process. Problems due to the industrial application are raised: the experimental parameters are studied in order to obtain an identical magnetic information in the case of industrial application as in the case of laboratory measurement. Then, for the explanation of the RMS Barkhausen signal as a function of the microstructural state of steel, we applied an approach based on the knowledge of the magnetic microstructure and of its reorganisation under an applied field. So, the elementary Barkhausen events are known in term of size and number, and it is possible to give a relationship between the measured signals and the metallurgical states of steel. This analysis is applied to four typical states of steel (ferrite, pearlite, martensite and tempered martensite) and then, to the following of microstructural evolutions (decomposition of martensite by tempering and evolution of the ratio ferrite/pearlite). Lastly, the preceding interpretations are used to explain the Barkhausen signals from superficially treated samples in order to show the capability of the technique to measure the treated depth in the case of induction hardening, ion nitrogen hardening and case hardening. Finally, a model of the phenomenon and of its propagation is introduced to link a magnetic perturbation m the material and its detection by a probe as an electric pulse. The use of this electric representation for the elementary event allow us to obtain a propagation law for the phenomenon, to link it with parameters representative of the material, and to explicit the measurement by an encircling coil

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Feuilly, Nicolas. "Etude de l'influence de la microstructure sur la diffusion ultrasonore en vue de l'amélioration du contrôle non-destructif des matériaux polycristallins". Aix-Marseille 2, 2009. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2009AIX22107.pdf.

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Dans le cadre de la maintenance de ses installations électronucléaires, EDF pratique des contrôles ultrasonores afin de s’assurer de l’absence de défauts. La structure des matériaux polycristallins produit un phénomène de diffusion de l’onde ultrasonore qui, dans certaines conditions, peut se traduire par une atténuation importante et par l’apparition de bruit de structure. Des contrôles industriels réalisés sur divers composants ont démontré l’importance de ces phénomènes physiques caractérisés par une diminution des performances des contrôles ultrasonores. L’objectif de ce travail de thèse est donc de mettre en évidence les phénomènes de diffusion, de corréler l’atténuation et le bruit de structure rétrodiffusé aux caractéristiques microstructurales des matériaux et de modéliser les mécanismes mis en jeu [. . . ]
Within the framework of its nuclear power plants, EDF uses ultrasonic inspections to make sure of the lack of defects. The structure of polycristalline materials produces the scattering of the ultrasonic wave, which can result in a significant attenuation of the signal and the appearance of structural noise in some cases. Industrial inspections on various components demonstrated the importance of these physical phenomena, which decrease the performances of the ultrasonic inspections. This thesis aims therefore at highlighting the scattering phenomena, at correlating attenuation and structural noise to microstructural characteristics of materials, and at modelling the mechanisms involved [. . . ]

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Sassine, Sami. "Transport électronique contrôlé par micro-ondes dans des microstructures asymétriques : effet ratchet mésoscopique". Toulouse, INSA, 2007. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000203/.

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Ce mémoire présente l’étude du transport électronique directionnel, induit par des radiations micro-ondes polarisées linéairement, dans des microstructures artificielles asymétriques à base de semiconducteurs. Les échantillons utilisés sont des gaz d’électrons 2D de haute mobilité basés sur des hétérojonctions AlGaAs/GaAs. Des réseaux d’antipoints semi-circulaires ont été fabriqués sur ces échantillons pour en contrôler les propriétés de transport. Nous avons mis en évidence ce phénomène de transport directionnel se traduisant par l’apparition d’une tension électrique continue (2–20 mV) dans le réseau d’antipoints asymétrique lors de l’application de micro-ondes de fréquence 33–75 GHz. Nous avons montré qu’il est possible de changer la direction de ce transport en changeant la direction de la polarisation linéaire. En outre, l’effet dépend linéairement de la puissance des micro-ondes, il disparaît à la température de l’azote liquide lorsque le libre parcours moyen devient comparable à la distance entre les antipoints. Finalement, il est supprimé par l’application d’un champ magnétique relativement faible (0. 2 T). Les mesures dans des réseaux d’antipoints circulaires (symétriques) ont montré l’absence de cet effet ratchet. Les comparaisons aux prédictions théoriques récentes sur ce sujet montrent un bon accord entre la théorie et l’expérience. Cette investigation expérimentale offre des perspectives d’applications industrielles : les structures étudiées dans ce mémoire peuvent être utilisées pour fabriquer des micro-générateurs de courants et des nouveaux détecteurs de radiations électromagnétiques sensibles à la polarisation et ayant une réponse linéaire à la puissance
In this thesis we present the study of directed electron transport, induced by linear-polarized microwave radiations, in artificial asymmetric microstructures based on semiconductors. The samples used are high mobility two-dimensional electron gases based on AlGaAs/GaAs heterojunctions. Lattices of semicircular-shaped antidots were fabricated on these samples in order to control the transport properties. We clearly observed directed transport phenomenon which results in the appearance of a dc-voltage (2–20 mV) in the asymmetric antidot lattice under irradiation with microwaves of frequency 33–75 GHz. We demonstrated that it is possible to change the direction of the transport by changing the direction of the linear polarization. Moreover, the effect depends linearly on the microwave power; it disappears at liquid nitrogen temperature when the electron mean free path becomes comparable to the distance between antidots. Finally, it is suppressed by the application of a relatively low magnetic field (0. 2 T). The measurements in lattices of circular (symmetric) antidots demonstrated the absence of this “ratchet” effect in this case. The qualitative and quantitative comparisons to recent theoretical predictions show a good agreement between theory and experiment. This experimental investigation offers perspectives for industrial applications: the structures studied in this thesis can be used to fabricate new micro-scale current generators and new electromagnetic radiation detectors sensitive to polarization and having a linear response to the microwave power

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Leborgne, Jean-Marie. "Appareil de mesure locale du pouvoir thermoélectrique : application au contrôle du vieillissement thermique des aciers inoxydables austénoferritiques moulés des réacteurs à eau pressurisée". Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0134.

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Dans un premier temps, nous avons conçu et réalisé un dispositif de mesure locale du pouvoir c thermoélectrique (PTE) pouvant s'appliquer sur des échantillons massifs d'alliages métalliques de faibles conductibilités thermiques. La détermination du PTE fait intervenir des corrections sur les valeurs brutes de mesure résultant d'une analyse thermomécanique et thermoélectrique, et reposant en partie sur l'utilisation d'une modélisation thermique. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au vieillissement thermique des aciers inoxydables austénoferritiques moulés constituant certaines parties du circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée; du fait des températures de service, la ferrite de ceux-ci présentent en effet une évolution microstructurale durcissante et fragilisante (décomposition spinodale et précipitation de phases intermétalliques). Nous avons d'abord utilisé un appareil de mesure du PTE à 20°C fonctionnant avec des petits échantillons : Après avoir vérifié les corrélations du PTE avec les paramètres descriptifs de la démixtion d'une part et les grandeurs mécaniques caractéristiques de l'acier d'autre part, nous avons établi une formule prédictive du PTE en fonction du vieillissement et du taux de ferrite de l'alliage. Ce dernier présente une importante hétérogénéité qui induit un défaut de représentativité du PTE. Utilisant notre dispositif de mesure locale, nous avons ensuite montré qu'un traitement statistique adéquat des mesures permettait de retrouver ces résultats avec une justesse et une reproductibilité satisfaisante. Ce travail pourrait déboucher sur la réalisation d'un dispositif portable permettant un contrôle in situ des composants en service
At first, we designed an apparatus for local thermopower (TEP) measurement which can be applied to bulk metallic specimens. We gave thermoelectrical and thermomechanical analysis of our experimental measurement conditions and we showed it is necessary to make some corrections on the initial data acquisitions for an accurate TEP determination. Particularly, we used a thermal computer simulation. Secondly, we considered the thermal aging of cast duplex stainless steels used in the primary loop of pressurized water reactors. Because of service temperatures, the ferritic phase of these alloys presents a microstructural evolution which produces a hardening phenomenon and a structural embrittlement (spinodal decomposition and precipitation of intermetallic phase particles). We first used an apparatus for TEP measurement at 20°C which requires small specimens. We verified that TEP is correlated with the parameters describing the evolution of the spinodal decomposition and with the mechanical properties of these steels. Then we established a relation giving the TEP from the ferrite content and from the thermal aging conditions. Using our local TEP measurement apparatus, we showed that an appropriate statistical treatment allowed us to obtain the same results with a suitable accuracy and reproducibility. This work shows the possibility of a non-destructive testing of the thermal aging of the duplex stainless steels and could conduce to the realization of a portable apparatus which could be used on components of the primary loop themselves

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Ruggeri, Etienne. "Synthèse et propriétés en solution de copolymères hydrosolubles faiblement chargés : contrôle de la microstructure et de l'hydrophobie". Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066389.

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Bellenger, Fabien. "Etude et contrôle de la corrosion feuilletante des alliages d'aluminium 2024 et 7449 par bruit électrochimique et émission acoustique : analyse microstructurale et caractérisation de l'endommagement". Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0066/these.pdf.

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Ce travail concerne l'étude et la caractérisation de la corrosion feuilletante de divers alliages d'aluminium laminés (2024 et 7449) et la réalisation d'un outil de détection et de suivi de ce mode de dégradation sur structures en service. L'endommagement est caractérisé par la technique d'émission acoustique et de diverses méthodes électrochimiques, en particulier la spectroscopie d'impédance et la mesure du bruit électrochimique. Les résultats sont discutés et analysés en liaison avec la microstructure étudiée par microscopie électronique (MEB et MET). L'analyse des densités spectrales des signaux acoustiques permet de détecter, suivre et caractériser le développement de la corrosion feuilletante. Trois étapes successives sont observées sur chacun des matériaux testés. L'alliage 2024 T3 subit une dégradation pour laquelle l'effet des contraintes liées aux produits de corrosion, est déterminant. Par contre, l'alliage 7449 T76 se dégrade essentiellement par dissolution électrochimique intergranulaire. Le comportement de l'alliage 7449 T6 est intermédiaire entre les deux précédents. Les résultats obtenus par électrochimie, confirment et complètent ceux obtenus par émission acoustique. Les différences de comportement des trois matériaux étudiés résultent de la compétition plus ou moins importante entre la dissolution électrochimique et l'apparition de contraintes dues aux produits de corrosion. Ces différences s'interprètent en prenant en compte les caractéristiques microstructurales particulières à chacun des matériaux (discontinuité et taille des précipités, importance des couplages galvaniques entre phases, influence des contraintes locales)
This work deals with the study and the characterization of the enfoliation corrosion of various laminated aluminium alloys (2024 and 7449) and the elaboration of a monitoring tool for this mode of degradation on structures. The degradation is characterized by acoustic emission and various electrochemical techniques, particularly electrochemical impedance and electrochemical noise measurements. Results are discussed in relation with the microstructure studied by electron microscopy (SEM, TEM=. Spectral density analysis of acoustic emission signals allows the detection, the monitoring and the characterization of enfoliation corrosion. The successive stages are observed on each tested material. 2024T3 alloy suffers a degradation largely related with stresses effects due to corrosion products. On contrary, 7449T6 alloy mainly suffers an intergranular electrochemical dissolution. The behaviour of the 7449T6 alloy is intermediate between both previous exposed. Electrochemical results confirm and complete those obtained by acoustic emission. Differences of comportment between the three studied materials are due to the more or less important competition between the electrochemical dissolution and the development of stresses of the corrosion products. These differences are interpreted considering the particular microstructural characteristics of each material (distribution of the intergranular precipitates, strength of the galvanic coupling between phases, influence of the local stresses)

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Vives, Solange. "Contrôle de la microstructure et des propriétés de transport d'alliages incommensurables de siliciure de manganèse pour la thermoélectricité". Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0227/document.

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Valoriser l'énergie perdue sous forme de chaleur par les moteurs thermiques en électricité via desgénérateurs thermoélectriques permettrai de diminuer l'empreinte carbone des transports routiers. Unesélection des matériaux basée sur des critères de performance, de coût et de développement durable aconduit au choix du siliciure de manganèse MnSi (semi-conducteur de type p). En s'appuyant sur uneapproche couplant la métallurgie et la chimie du solide, ce travail revisite l'état de l'art sur ces alliageset révèle les relations entre la structure (inco/commensurabilité), la microstructure et le procédé. Unemeilleure compréhension de ces liens a permis d'acquérir un contrôle plus précis des microstructures,et par conséquent d'optimiser les propriétés thermoélectriques, et a conduit à la mise au point d'unenouvelle voie de synthèse pour MnSi. De plus, la production de matériaux purs et texturés a permisde mettre en évidence l'isotropie des propriétés de transport de la phase MnSi. Enfin, cette étudesuggère une relation entre la texture des joints de grains et la ségrégation dans des alliages dopés,ouvrant de nouvelles perspectives pour améliorer les propriétés thermoélectriques
Generating electricity from waste heat by means of thermoelectric generators may represent a very interestingopportunity to significantly reduce the impact of road transportation. In this context, HigherManganese Silicide (HMS) based alloys are studied as p-type semiconductors to achieve a sustainablescale-up of this technology. Through a strategy coupling metallurgy and solid state chemistry, thiswork revisits the knowledge on HMS and reveals the relationship between the phases, the microstructureand the manufacturing process. This systematic study has lead to the establishment of designguidance to maximize the performance and thus, to a new synthesis route. In addition, the productionof grain oriented and highly pure HMS materials evidences the isotropy of the transport properties ofHMS. Finally, this study suggests a relationship between grain boundary texture and segregation indoped-HMS, opening new directions for enhancing thermoelectric properties

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Hallavant, Kylian. "Etude de la mobilité moléculaire de polyesters biosourcés à structures chimiques contrôlées". Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMR041.

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La diminution des ressources fossiles et la prise de conscience collective de l’impact des déchets plastiques sur l’environnement nécessitent la recherche d’alternatives possibles aux polymères issus du pétrole, avec une empreinte carbone et des risques environnementaux réduits. C’est pourquoi les polyesters biosourcés et/ou biodégradables ont attiré l’attention des chercheurs universitaires et des industriels. Cette thèse se concentre sur la caractérisation thermique des copolyesters à base d'acides gras hydroxylés, qui sont extraits des déchets agricoles de tomate, et de poly (alkylene trans-1,4-cyclohexanedicarboxylate) (PCHs), qui sont des matériaux biodégradables et potentiellement biosourcés avec d'intéressantes propriétés barrières. Cette thèse montre que les deux systèmes ont des vitesses de cristallisation élevées et forment des microstructures complexes impliquant plusieurs polymorphes avec une forte densité de petites sphérulites. La microstructure dépend des conditions de traitement (vitesse de refroidissement depuis le fondu, température de cristallisation) et de la nature chimique du matériau (densité de réticulation pour les acides gras hydroxylés et longueur de la chaîne alkyle dans la chaîne principale de l'unité répétitive pour les PCHs). La réticulation réduit la mobilité des chaînes macromoléculaires et inhibe la cristallisation, tandis que la longueur de la chaîne alkyle induit un effet pair-impair avec des conséquences sur les températures de fusion et de cristallisation, sur le couplage entre les phases amorphe et cristalline, sur l'indice de fragilité et sur l'aptitude à former un verre
The decline of fossil resources and the raise of collective awareness about the impact of plastic waste on the environment impose to look for possible alternatives to petroleum-based polymers with reduced carbon footprint and environmental risks. For this reason, bio-sourced and/or biodegradable polyesters have attracted much attention from both academic researchers and industrials. This thesis focuses on the thermal characterization of co-polyesters based on hydroxy-fatty acids, which are extracted from tomato-peel agro-wastes, and poly (alkylene trans-1,4-cyclohexanedicarboxylate) (PCHs), which are biodegradable and potentially biobased materials with interesting barrier properties. This thesis shows that both systems have high crystallization rates and form complex microstructures involving several polymorphs with a high density of small spherulites. The microstructure depends on the processing conditions (cooling rate from the melt, crystallization temperature) and on the chemical nature of the material (crosslinking density for the hydroxy-fatty acids, and alkyl chain length within the main structure of the repeating unit for the PCHs). Crosslinking reduces the mobility of the macromolecular chains and inhibits crystallization, whereas the alkyl chain length induces an odd-even effect with consequences on the melting and crystallization temperatures, on the coupling between the amorphous and crystalline phases, on the fragility index and on the glass-forming ability

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Mondet, Mathieu. "Élaboration de composites base magnésium pour des applications d’allègement de structures et de protection balistique dans le secteur des transports". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0043/document.

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Le sujet de thèse s’inscrit dans une problématique d’allègement de structures des moyens de transport civils et militaires. Actuellement, les pièces de structures métalliques de ces moyens sont principalement composées d’alliages d’aluminium et d’aciers. Avec une densité inférieure et des propriétés mécaniques spécifiques similaires à ces métaux, l’alliage de magnésium AZ91 représente une solution de substitution prometteuse. En dépit de son durcissement structural par précipitation, ses propriétés mécaniques relativement faibles limitent son emploi actuel comme matériau de structure. Une amélioration de ces propriétés pourrait être permise au travers d’un affinement de la microstructure et d’un renforcement par l’ajout de particules céramiques. La métallurgie des poudres, en particulier le procédé Spark Plasma Sintering (SPS), permettrait d’allier ces deux voies d’amélioration en produisant un composite à fine microstructure avec un renforcement particulaire contrôlé. Cette thèse a pour objectifs le développement par SPS d’alliages AZ91, l’optimisation de leurs propriétés mécaniques par un contrôle de leur microstructure et l’étude de leur renforcement potentiel par l’ajout de particules de SiC. Le contrôle microstructural a été réalisé par l’intermédiaire des paramètres du procédé SPS et a porté principalement sur la densification de l’alliage, sa taille de grains et sa teneur en précipités. La caractérisation mécanique des matériaux produits a été composée d’essais de dureté, d’essais de compression en conditions quasi-statiques et dynamiques, ainsi que d’essais de traction. Les essais de traction ont été réalisés à l’issue d’un changement d’échelle de production, passant de pièces cylindriques Ø30 mm à des pièces Ø80 mm. Outre la réalisation d’essais de traction, le changement d’échelle a permis d’étudier la reproductibilité des conditions de production. Alors que l’optimisation mécanique des matériaux frittés a porté sur leurs propriétés en compression, les essais de traction ont permis d’évaluer leur cohésion et leur ductilité. Afin de montrer les améliorations permises par l’affinement microstructural et le renforcement particulaire, les matériaux élaborés par SPS ont été comparés à des alliages AZ91 produits par fonderie
The present PhD thesis falls within a structure lightweighting issue in the transport field for civil and military applications. Today, the metallic structural parts in transports are mainly composed of aluminum alloys and steels. With an inferior density and a similar specific mechanical strength to these metals, the AZ91 alloy appears to be a promising alternative. Despite its precipitation strengthening, its relative low mechanical properties limit its current use as engineering material. An improvement could be reached via microstructure refinement and ceramic particle strengthening. Powder metallurgy, involving Spark Plasma Sintering (SPS), will be used as an effective way to improve the AZ91 properties using these two approaches. AZ91 alloys were produced by SPS and reinforced by SiC particles. Their mechanical properties were optimized by microstructure control. This control was carried out by adjusting the SPS processing parameters to optimize the alloy densification, its grain size and its precipitate content. The mechanical properties of the materials were evaluated via hardness testing, compression tests in quasi-static and dynamic conditions as well as quasi-static tensile tests. The tensile tests were carried out after an up-scaling of the production process from Ø30 mm cylindrical pieces to Ø80 mm pieces. In addition to the tensile tests, the up-scaling step allowed to study the repeatability of the process conditions. While the mechanical optimization of the SPS processed materials was paid on their compressive properties, their tensile properties gave information on their cohesion and ductility. In order to highlight the mechanical improvement got by microstructure refinement and particle strengthening, the SPS processed materials were compared with cast AZ91 alloys

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Lucas, Iris. "Dynamique et contrôle d'un marché financier avec une approche système multi-agents". Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMLH39/document.

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Cette thèse propose une réflexion autour de l'étude des marchés financiers sous le prisme des systèmes complexes.Tout d'abord une description mathématique est proposée pour représenter le processus de prises de décision des agents dès lors où celui-ci bien que représentant les intérêts individuels d'un agent, est également influencé par l'émergence d'un comportement collectif. La méthode est particulièrement applicable lorsque le système étudié est caractérisé par une dynamique non-linéaire. Une application du modèle est proposée au travers de l'implémentation d'un marché artificiel boursier avec une approche système multi-agents. Dans cette application la dynamique du marché est décrite à la fois aux niveaux microscopiques (comportement des agents) et macroscopique (formation du prix). Le processus de décision des agents est défini à partir d'un ensemble de règles comportementales reposant sur des principes de logique floue. La dynamique de la formation du prix repose sur une description déterministe à partir des règles d'appariement d'un carnet d'ordres central tel que sur NYSE-Euronext-Paris. Il est montré que le marché artificiel boursier tel qu'implémenté est capable de répliquer plusieurs faits stylisés des marchés financiers : queue de distribution des rendements plus épaisse que celle d'une loi normale et existence de grappes de volatilité (ou volatility clustering).Par la suite, à partir de simulations numériques il est proposé d'étudier trois grandes propriétés du système : sa capacité d'auto-organisation, de résilience et sa robustesse. Dans un premier temps une méthode est introduite pour qualifier le niveau d'auto-organisation du marché. Nous verrons que la capacité d'auto-organisation du système est maximisée quand les comportements des agents sont diversifiés. Ensuite, il est proposé d'étudier la réponse du système quand celui-ci est stressé via la simulation de chocs de marché. Dans les deux analyses, afin de mettre en évidence comment la dynamique globale du système émerge à partir des interactions et des comportements des agents des résultats numériques sont systématiquement apportés puis discutés.Nos résultats montrent notamment qu'un comportement collectif grégaire apparait à la suite d'un choc, et, entraîne une incapacité temporaire du système à s'auto-organiser. Finalement, au travers des simulations numériques il peut être également remarqué que le marché artificiel boursier implémenté est plus sensible à de faibles répétitions répétées qu'à un choc plus important mais unique
This thesis suggests reflection in studying financial markets through complex systems prism.First, an original mathematic description for describing agents' decision-making process in case of problems affecting by both individual and collective behavior is introduced. The proposed method is particularly applicable when studied system is characterized by non-linear, path dependent and self-organizing interactions. An application to financial markets is proposed by designing a multi¬agent system based on the proposed formalization.In this application, we propose to implement a computational agent-based financial market in which the system is described in both a microscopie and macroscopic levels are proposed. The agents' decision-making process is based on fuzzy logic rules and the price dynamic is purely deten-ninistic according to the basis matching rules of a central order book as in NYSE-Euronext-Paris. We show that, while putting most parameters under evolutionary control, the computational agent- based system is able to replicate several stylized facts of financial time series (distributions of stocks returns showing a heavy tau l with positive excess kurtosis and volatility clustering phenomenon).Thereafter, with numerical simulations we propose to study three system's properties: self-organization, resilience and robustness. First a method is introduced to quantify the degree of selforganization which ernerges in the system and shows that the capacity of self-organization is maximized when the agents' behaviors are heterogeneous. Secondly, we propose to study the system's response when market shock is simulated. in both cases, numerical results are presentedI and analyzed, showing how the global market behavior emerges from specific individual behavior interactions.Our results notably show that the emergence of collective herding behavior when market shock occurs leads to a temporary disruption on the system self-organization. Finaily, numerical simulations highlight that our artificial financial market can be able to absorb strong mono-shock but be lead to the rupture by low but repeated perturbations

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Provino, Laurent. "Génération et amplification contrôlées de très larges bandes spectrales dans les fibres optiques conventionnelles et microstructurées". Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2042.

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Ce manuscrit de thèse est organisé en deux parties. Une première partie théorique porte sur l'étude du processus d'amplification paramétrique de signaux faibles dans les fibres optiques, conventionnelles ou no linéaires, afin de concevoir des amplificateurs optiques à ultra-larges bandes spectrales et à profil de gain plat, deux critères essentiels permettant d'accroître les débits des transmissions multiplexées en longueur d'onde. Un second volet s'intéresse à une nouvelle génération de fibre en silice, la fibre microstructurée. Les propriétés peu communes de ces fibres ont été étudiées en développant un outil de modélisation original, basé sur la méthode de Galerkin vectorielle. La génération de supercontinuums spectraux dans ces fibres a été également démontrée à la fois en régimes nanoseconde et femtoseconde et analysée à partir de concepts théoriques analytiques et numériques. Enfin, les propriétés de maintien de polarisation de la fibre microstructurée ont été étudiées
This PhD thesis manuscript is organized in two parts. The first, theoretical, part deals with fibre optical parametric amplification in conventional and highly non linear fibres. New amplifier schemes aimed at increasing the transmission rates of wavelength-division-multiplexed systems are proposed and characterized. Flat gain spectra over very large bandwidths are obtained using two pumps in a single fibre, or a single pump in a multi-section, dispersion-tailored fibre arrangement. The second part studies air-silica microstructured fibres. An efficient modelling tool based on the vectorial Galerkin method is developed in order to study their novel guiding and dispersion properties. Supercontinuum generation in these fibres is also demonstrated, both in the nanosecond and femtosecond pulse pumping regimes, and explained through analytical and numerical calculations. Finally, polarisation mode dispersion and vectorial modulational instability in the microstructured fibre are studied

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Forens, Pierre-Antoine. "Tuning polybutadiene microstructure using multi-metallic initiation systems by anionic polymerization". Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0312.

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L’objet de ces travaux de thèse est d’étudier la synthèse de polybutadiène au moyen de systèmes d’amorçage multi-métalliques. L’utilisation d’alcoolates de potassium en association avec des dérivés d’alkyllithium a été étudiée afin d’obtenir du polybutadiène de façon contrôlée avec 50% d’unités vinyliques en milieu apolaire. Dans un second temps, ces travaux démontrent que des systèmes d’amorçage sans lithium permettent la synthèse de polybutadiène par voie anionique. Lorsque le dialkylmagnesium est associé à un alcoolate de potassium, il permet l’obtention de polybutadiène avec 50% d’unités vinyliques, alors que le système dialkylmagnesium / alcoolate de baryum permet la synthèse de polybutadiène à fort taux de 1,4-trans (65%)
The goal of this research work is to find original ways to obtained polybutadiene with defined microstructure by developing multimetallic initiation systems. The aim of the first experimental chapter was to obtain polybutadiene with a 50% vinyl content in a controlled way in apolar media. This objective was achieved by using a bimetallic system based on potassium alkoxide and alkyllithium. The goal of the last experimental chapter was to prospect multimetallic initiation systems allowing obtention of polybutadiene without using lithium derivatives. The use of dialkylmagnesium in association with potassium alkoxide was found relevant to produce polybutadiene with a 50% vinyl content, while the association of dialkylmagnesium and barium alkoxide allows the synthesis of polybutadiene with a high 1,4-trans content (up to 65%)

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Deshayes, Pascal. "Conséquences du refroidissement accéléré doux après laminage contrôlé sur la microstructure et les propriétés mécaniques d'aciers à 0,1% de carbone". Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10029.

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Le refroidissement accéléré doux après laminage est un procédé qui permet d'accroître les caractéristiques mécaniques des aciers, en modifiant leur état structural. Cette étude se propose donc d'analyser les effets de la vitesse de refroidissement (vr) et de la température de fin de refroidissement accéléré (tfr) sur les évolutions microstructurales et mécaniques de trois nuances d'aciers microalliés au titane, a 0,1% c et 1,5% mn, se distinguant par une addition de nickel ou de nickel + niobium. Le refroidissement accéléré présente un double avantage. Il permet soit d'augmenter la résistance des aciers sans dégradation des propriétés de résilience, soit d'assurer un niveau de propriétés donne en dépit d'une réduction de la teneur en éléments d'alliage. A cet égard, l'addition de nickel n'est pas toujours nécessaire puisque la limite d'élasticité de l'acier sans nickel devient égale à celle de l'acier allie au nickel lorsque le refroidissement accéléré est conduit à des tfr inférieures à 350°C. Au contraire, le bénéfice d'une addition de niobium est démontré quelles que soient les conditions de refroidissement puisque l'acier microallié au niobium présente généralement un compromis résistance/résilience nettement supérieur à ceux des nuances non microalliées. Cette étude montre par ailleurs que si le refroidissement accéléré est conduit à des tfr inférieures à 350°C, la ténacité des aciers peut être dégradée si la vitesse de refroidissement n'est pas suffisamment élevée. Ces variations de propriétés mécaniques avec l'augmentation de la sévérité du refroidissement résultent des modifications microstructurales qui peuvent se résumer de la façon suivante: réduction de la taille des grains de la matrice ferrito-bainitique, et homogénéisation de la dispersion et augmentation de la trempabilité des secondes phases.

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Briez, Louise. "Relations microstructure-propriétés à haute température dans les alliages d'aluminium pour application aéronautique". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM045/document.

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Les alliages d’aluminium constituent environ 80 % des structures d’avions d’affaire Dassault Aviation. Ils sont choisis pour leur bonne tenue mécanique spécifique (rapportée à leur densité) et pour leur coût. Cependant, ils sont spécifiés pour des applications généralement limitées à la plage de températures comprises entre -55 et +85 °C. Qu'en est-il de leur emploi, volontaire ou accidentel, au delà de 85 °C ?L’objectif de cette thèse est de déterminer l’évolution des caractéristiques des alliages d’aluminium courants en fonction des facteurs temps/température/chargement imposés pour un large intervalle de températures (85 à 250 °C) et des durées comparables à celles en service (1 à 10 000 h). Pour cela deux nuances sont étudiées : le 2024 aux états T3 et T8 et le 5086 à l’état H111 et testées à différentes températures, avec ou sans vieillissement artificiel en corrélation avec leur évolution structurale afin d’appréhender les évolutions potentielles d’une pièce de structure aéronautique tout au long de sa vie.La finalité de l’étude est de générer une cartographie complète microstructure/propriétés dans un large domaine de température et pour de courtes et longues durées de vieillissement. Un couplage avec des méthodes de contrôle non destructives sera également établi afin de déceler les pièces surexposées en température et d’accéder à leurs propriétés rémanentes résultantes de l’évolution de leur microstructure
Aluminum alloys possess low weight and cost and have a high strength which makes them one of the most used materials in aircraft industry. Their operating temperature is included in the range of – 55 to + 85~°C. Nevertheless, the literature data are lacking for aluminum alloys exposed at temperature significantly higher than 85~°C.The aim of this study is to characterize the microstructural and mechanical properties evolution of aluminum alloys as a function of the time, temperature and load after different times of exposure at temperatures above 85 °C.2024 T3 and T8 and 5086 H111 alumnium alloys were artificially aged at different temperatures in the range of 85 to 250~°C for different durations, comparable to service time, varying from 1 to 10~000~h. Then, the mechanical properties were investigated in regard of the microstructural evolutions.Finally, a microstrure/properties map was obtained in a wide range of temperatures and for short and long durations of aging. Non destructive tests were also carried out in order to detect parts exposed in temperature and assess to their remanent properties

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Guilbaud, Fabien. "Contrôle optimal dans des carnets d'ordres limites". Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00778458.

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On propose un traitement quantitatif de différentes problématiques du trading haute fréquence. On s'intéresse à plusieurs aspects de cette pratique, allant de la minimisation des frais indirects de trading, jusqu'à la tenue de marché, et plus généralement des stratégies de maximisation du profit sur un horizon de temps fini. On établit un cadre de travail original qui permet de refléter les spécificités du trading haute fréquence, notamment la distinction entre le trading passif et le trading actif, à l'aide de méthodes de contrôle stochastique mixte. On porte un soin particulier à la modélisation des phénomènes de marché en haute fréquence, et on propose pour chacun des méthodes de calibration compatibles avec les contraintes pratiques du trading algorithmique.

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Abdallahoui, Youcef. "Évaluation des contraintes résiduelles dans les assemblages soudés par méthode ultrasonore : prise en compte de la microstructure". Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMPA002.

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Cette thèse a pour objectif de faire le point sur les possibilités effectives d'application de la méthode ultrasonore basée sur l'analyse fine de vitesse ultrasonore pour caractériser les contraintes résiduelles superficielles dans des assemblages soudés. L'étude a porté sur trois types de tôles en acier 5355, d'épaisseurs 8, 20 et 30 mm, soudés bout a bout avec chanfrein en X ou en V, parallèlement ou perpendiculairement au sens de laminage. Elle a présenté les principaux aspects suivants : • le développement des support de capteurs permettant de générer des ondes longitudinales subsurfaciques et des ondes de Rayleigh • la détermination de la profondeur de pénétration de ces deux types d'ondes • l'étalonnage : détermination des différents coefficients acoustoélastiques • l'application du type d'onde approprié à l'évaluation des contraintes résiduelles superficielles. L'étude s'est intéressée aussi au rôle de la microstructure et l'influence d'un traitement thermique de détente. Pour valider cette démarche, les résultats de contraintes résiduelles obtenus sont comparés à ceux de mesures effectuées par méthode du trou par perçage incrémenta) et par méthode de diffraction des rayons X. Certaines conclusions du travail permettent de définir le type d'onde le plus sensible à la contrainte. En effet, l'onde longitudinale subsurfacique est de six fois plus sensible à la contrainte que l'onde de Rayleigh. La profondeur de pénétration de l'onde est une fonction de la fréquence. Le rôle de la microstructure est primordial : l'effet de la microstructure contribue dans l'évaluation de la contrainte; il est estimé à 10 % dans la ZA T et 20 % dans la zone fondue. L'effet de la texture est estimé à 10 % ; il s'annule si le sens de laminage est connu
This work aims to sum up the potentiality of ultrasonic method in wave velocity measurement to characterize skin-deep residual stress in welded assembly. Our approach has been experimented on steel sheets of three different thickness : 8, 20 and 30 mm, welded end to end with X or V chamfer in the came or orthogonal lamination direction. We emphasized on three main aspects :. The achievement of probe stands to produce longitudinal subsurface waves and Rayleigh waves. • The measurement of depth penetration of these waves. • Calibration : measurement of different acoustoelastic ratios. • determination of the suited wave type to measure deep-skin residual stress. We also studied the microstructure impact and relieved thermal treatment. To validate our approach we have compared our measurements with the incremental hole drilling method results and X- ray diffraction. Our work allows us to determine the best type of wave to measure the deep-skin stress. Indeed, the longitudinal subsurface wave is six times more accurate than Rayleigh waves. Depth penetration is frequency dependent. Microstructure impact is very important, we have evaluated its influence to 10 % in heat-affected zone (HAZ) area and 20 % in melted area. We have also evaluated the texture influence to 10 %, however we could free from it if lamination direction is known

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Carreau, Vincent. "Contrôle microstructural du cuivre aux dimensions nanométriques : application à la maîtrise de la résistivité des interconnexions en microélectronique". Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0117.

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De part les hautes densités d’intégration atteintes dans les circuits intégrés avancés, les interconnexions ont un rôle de plus en plus important. Lorsque les dimensions critiques des interconnexions sont réduites en deçà des 100nm, on observe une hausse de la résistivité du métal et une diminution de la durée de vie qui se traduisent par une perte de performance. Celle-ci est principalement due à la microstructure du métal dans ces milieux confinés. Cette thèse présente l’étude de la microstructure du cuivre dans les interconnexions. Pour cela, nous avons étudié les évolutions microstructurales de films minces, de lignes étroites et d’architectures damascènes. Nous avons identifié, quantifié et compris certains paramètres majeurs des évolutions microstructurales dans ces milieux confinés tels que la géométrie des lignes, les forces d’ancrage aux interfaces et les évolutions de mobilité des joints de grain. Nous avons ainsi pu proposer des solutions d’optimisation de la microstructure
Ln integrated circuits, interconnects have a role more and more important since the number components is increasing. When dimensions are of the oroer of tens of nanometres, metal resistivity increases and interconnects reliability decreases. These two phenomenons are partly due to metal microstructure in nano-scale lines. This study deals with the copper microstructure in interconnects. For that, microstructure evolution was studied in thin films, narrow lines and in the Damascene architecture. Relevant microstructure evolution parameters were identified, quantified and understand in these geometries, such as dimensions, pinning forces and grain boundary mobility evolution. Solutions are proposed to optimize microstructure

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Carreau, Vincent. "Contrôle microstructural du cuivre aux dimensions nanométriques : Application à la maîtrise de la résistivité des interconnexions en microélectronique". Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00547628.

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De part les hautes densités d'intégration atteintes dans les circuits intégrés avancés, les interconnexions ont un rôle de plus en plus important. Lorsque les dimensions critiques des interconnexions sont réduites en deçà des 100 nm, on observe une hausse de la résistivité du métal et une diminution de la durée de vie qui se traduisent par une perte de performance. Celleci est principalement due à la microstructure du métal dans ces milieux confinés. Cette thèse présente l'étude de la microstructure du cuivre dans les interconnexions. Pour cela, nous avons étudié les évolutions microstructurales de films minces, de lignes étroites et d'architectures damascènes. Nous avons identifié, quantifié et compris certains paramètres majeurs des évolutions microstructurales dans ces milieux confinés tels que la géométrie des lignes, les forces d'ancrage aux interfaces et les évolutions de mobilité des joints de grain. Nous avons ainsi pu proposer des solutions d'optimisation de la microstructure.

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Gautier-Picard, Charlotte. "Etude du revêtement de chrome dopé au carbone sur pièces mécaniques : Contrôle de la microstructure, des textures et des contraintes : Optimisation du procédé de pulvérisation cathodique magnétron". Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO0021.

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L'objectif de ce travail est l'optimisation du procede du depot de chrome dope au carbone (1,1%pds) elabore par pulverisation cathodique magnetron sur des pieces mecaniques. L'etude a ete realisee au moyen de deux enceintes : un prototype industriel et une enceinte de laboratoire. Une analyse approfondie de la preparation de surface et en particulier du decapage ionique a ete realisee. Nous avons montre l'influence du bombardement ionique a la fois sur la topographie et l'etat de contrainte en extreme surface du substrat et sur les proprietes d'adherence film/substrat. En fonction des conditions d'elaborations du depot, telles que tension de polarisation, densite de puissance cible, epaisseur, rotation et forme geometrique du substrat les proprietes microstructurales et mecaniques ont ete etudiees. La texture dans le cas de substrats plans est de type fibre 110 ou/et 100 selon les parametres. La morphologie de croissance est fortement influencee par le bombardement ionique qui permet de densifier le depot et modifie l'organisation et la croissance des cristaux. La rotation du substrat devant la cible conduit a une croissance colonnaire faiblement dense, et a une modification de l'organisation des cristaux, la texture devenant monocristalline. Un flux oblique conduit a une croissance cristalline et morphologique dissymetrique. L'etat de contrainte des couches a ete determine au moyen de la diffraction des rayons x, par une approche monocristalline. L'augmentation de la tension de polarisation et de la puissance cible sont a l'origine d'une transition d'un etat de contrainte de tension (2gpa) a un etat de compression (2gpa). A l'inverse, l'augmentation de l'angle d'incidence du flux des atomes se traduit par une diminution des contraintes de compression. Nous avons relie l'ensemble de ces caracteristiques aux proprietes d'emploi des couches, principalement l'adherence et la corrosion.

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Velard, Corentin. "Influence de paramètres microstructuraux sur les propriétés de corrosion d'un alliage de magnésium biorésorbable hyperdéformé". Thesis, Université Grenoble Alpes, 2021. http://www.theses.fr/2021GRALI037.

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Les alliages de magnésium sont des candidats prometteurs pour des applications d’implants biorésorbables. Dans ce contexte, la compréhension du lien entre microstructure et mécanismes de corrosion et de dégradation des alliages de magnésium constitue un enjeu important. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’influence de la microstructure sur la dégradation d’un alliage Mg-2%Ca biocompatible. Pour cela, deux procédés d’hyper-déformation (le Friction Stir Processing et dans une moindre mesure l’Equal Channel Angular Pressing) ont été utilisés afin de modifier les paramètres microstructuraux. Ces deux procédés se sont avérés particulièrement efficaces pour réduire la taille des grains (des tailles de l’ordre du micron ont ainsi pu être produites), modifier la répartition spatiale et la taille des secondes phases présentes dans l’alliage et développer des textures cristallographiques particulières. Au final, malgré ces variations microstructurales importantes, l’impact sur la vitesse de dégradation demeure assez limité. L’analyse du comportement électrochimique a aidé à décorréler l’influence de ces paramètres microstructuraux sur la vitesse de dégradation ; certains d’entre eux pouvant se compenser. Si l'affinement des grains semble améliorer la résistance à la corrosion, en raison d’un film de produits de corrosion probablement plus cohérent avec le métal, le rôle joué par les secondes phases apparaît plus complexe : la simple dispersion spatiale des particules de seconde phase affecte peu le comportement électrochimique alors que l'affinement de ces particules semble influencer notablement la couche de produits de corrosion. Enfin, comme attendu, la texture cristallographique joue également un rôle significatif dans la résistance à la corrosion. Ce travail a ainsi permis de contribuer à une amélioration des connaissances concernant l’influence de la microstructure sur le comportement électrochimique d'un alliage magnésium-calcium
Magnesium alloys are promising candidates for bioresorbable implant applications. In this context, understanding the link between microstructure and corrosion/degradation mechanisms of magnesium alloys is an important issue. The objective of this work was to study the influence of the microstructure on the degradation of a biocompatible Mg-2%Ca alloy. For this purpose, two hyper-deformation processes (Friction Stir Processing and to a lesser extent Equal Channel Angular Pressing) were used to modify the microstructural parameters. These two processes proved to be particularly effective in reducing the grain size (micron-sized grains could be produced), modifying the spatial distribution and size of the second phases present in the alloy and developing specific crystallographic textures. Finally, despite these important microstructural variations, the impact on the degradation rate remains quite limited. The analysis of the electrochemical behaviour helped to decorrelate the influence of these microstructural parameters on the degradation rate; some of them compensating each other. If grain refinement seems to improve the corrosion resistance, due to a coverage of corrosion products probably more coherent with the metal, the role of the second phases appears more complex: the spatial dispersion of the second phase particles has little effect on the electrochemical behaviour whereas the refinement of these particles seems to significantly influence the layer of corrosion products. Finally, as observed on pure Mg and other Mg alloys, crystallographic texture also plays a significant role in corrosion resistance. This work has hence contributed to the improvement of the understanding of the influence of the microstructure on the electrochemical behavior of a magnesium-calcium alloy

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Bui, Thi Minh Tu. "Contribution à la modélisation du bruit barkhausen en relation avec la microstructure des matériaux ferromagnétiques". Compiègne, 2010. http://www.theses.fr/2010COMP1867.

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Le bruit Barkhausen est un bruit magnétique dépendant du comportement interne du matériau, notamment la microstructure et l'état mécanique, généré quand un matériau ferromagnétique est soumis à un champ magnétique extérieur. Ce phénomène est dû principalement à la mobilité des parois de Bloch à 180°. La modélisation du bruit dans un volume de microstructure homogène est effectuée en échelle microscopique et celle mésoscopique. Les bruits obtenus sont appelés bruits locaux. Le matériau est divisé en plusieurs couches dont microstructures sont homogènes superposées. Le bruit total est la somme des bruits locaux, sachant que ces bruits locaux sont partiellement ou entièrement absorbé par le matériau avant d'arriver à la surface du matériau et d'interagir avec le capteur. Selon la microstructure et l'arrangement des couches dans la construction du matériau, plusieurs formes de bruit peuvent être obtenues
The Barkhausen noise is a magnetic noise, effected by the microstructure as well as the mechanical condition of the material, generated when the material is under a magnetic field. This phenomenon is mainly due to the movement of the 180° Bloch wall. The modeling of the noise is carried out for a homogeneous volume at microscopic and mésoscopic scales. The resulting noise is called local noise. The material can be divided into many superimposed layers whose microstructures are homogeneous. The total noise is the sum of those local noises, giving that they are partly or wholly absorbed by the material before arriving at the surface, where they will be measured by the sensor. Depending on the microstructure and the arrangement of the layers in the material, different forms of the total noise can be obtained

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Caruso, Matteo. "Thermomechanical processing of eutectoid steels: strategies to improve the microstructure of the hot rolled strips". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2013. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209371.

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Eutectoid steel strips are designed for the production of parts for intensive use such as clutches, seat slides, and springs as they exhibit

excellent strength levels and wear resistance. These properties arise from the unique morphology of lamellar pearlite which can be considered

as a self-laminated nanoscale composite. However, a spheroidization annealing step is nowadays necessary to improve the cold forming properties before further cold rolling steps.

This thesis is aimed at improving the tensile ductility of the hot rolled products of eutectoid composition in order to eliminate the intermediate

annealing step. Two strategies are proposed.

The first is to transpose the concept of controlled rolling developed for HSLA to

eutectoid steels. Through a strict adjustment of the austenite processing and of the cooling strategy, it is possible to improve the ductility

of the final lamellar microstructure. The way the processing parameters influence the hot deformation of austenite, the eutectoid transformation and of the subsequent spheroidization annealing is deeply

investigated. It is found that refinement and pancaking of austenite

is beneficial as it reduces the pearlite block size improving the total

tensile elongation. Accelerated cooling is of paramount importance to

achieve fine Interlamellar spacing (ILS), which lead to high strength

levels and accelerate spheroidization during subsequent annealing.

The second approach involves intercritical or warm deformation. Warm processing of eutectoid steels is first explored by torsion testing

and then up-scaled to a pilot rolling-line. The interactions between thermomechanical parameters, rolling forces generated and microstructural

evolution are carefully scrutinized. During concurrent hot deformation, spheroidization of cementite takes place almost instantaneously

in both torsion and rolling. The restoration processes occurring in the ferrite matrix depends on the strain path and the strain rates. Low strain rates (0,1 s−1) and simple shear promotes the formation of a recrystallized-like HABs network of about 3μm in size.

Plane strain compression and high strain rates (10 s−1) leads to the formation of a typical recovered dislocation substructure (LABs) of 1μm in size. During annealing, no recrystallization occurs and the LABs substructure remains stable. This substructure influences drammatically the mechanical properties: the strength is very high and the work-hardening behavior is poor due to high recovery rate in the region close to the LABs. However, due to the presence of spheroidized

cementite particles the ductility of warm rolled eutectoid steels is higher than that of ultra fine grained low carbon steels.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Jusselin, Paul. "Some aspects of the central role of financial market microstructure : Volatility dynamics, optimal trading and market design". Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAX025.

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Cette thèse est organisée en trois parties. Dans la première on examine les relations entre la dynamique microscopique et macroscopique du marché en se concentrant sur les propriétés de la volatilité. Dans la deuxième partie on s'intéresse au contrôle optimal stochastique de processus ponctuels. Finalement dans la troisième partie on étudie deux problématiques de market design.On commence cette thèse par l'étude des liens entre le principe d'absence d'opportunité d'arbitrage et l'irrégularité de la volatilité. A l'aide d'une méthode de changement d'échelle on montre que l'on peut effectivement connecter ces deux notions par l'analyse du market impact des métaordres. Plus précisément on modélise le flux des ordres marchés en utilisant des procesus de Hawkes linéaires. Puis on montre que le principe d'absence d'opportunité d'arbitrage ainsi que l'existence d'un market impact non trivial impliquent que la volatilité est rugueuse et plus précisément qu'elle suit un modèle rough Heston. On examine ensuite une classe de modèles microscopiques où le flux d'ordre est un processus de Hawkes quadratique. L'objectif est d'étendre le modèle rough Heston à des modèles continus permettant de reproduire l'effet Zumbach. Finalement on utilise un de ces modèles, le modèle rough Heston quadratique, pour la calibration jointe des nappes de volatilité du SPX et du VIX.Motivé par l'usage intensif de processus ponctuels dans la première partie, on s'intéresse dans la deuxième au contrôle stochastique de processus ponctuels. Notre objectif est de fournir des résultats théoriques en vue d'applications en finance. On commence par considérer le cas du contrôle de processus de Hawkes. On prouve l'existence d'une solution puis l'on propose une méthode permettant d'appliquer ce contrôle en pratique. On examine ensuite les limites d'échelles de problèmes de contrôles stochastiques dans le cadre de modèles de dynamique de population. Plus exactement on considère une suite de modèles de dynamique d'une population discrète qui converge vers un modèle pour une population continue. Pour chacun des modèles on considère un problème de contrôle. On prouve que la suite des contrôles optimaux associés aux modèles discrets converge vers le contrôle optimal associé au modèle continu. Ce résultat repose sur la continuité, par rapport à différents paramètres, de la solution d'une équation différentielle schostatique rétrograde.Dans la dernière partie on s'intéresse à deux problèmatiques de market design. On examine d'abord la question de l'organisation d'un marché liquide de produits dérivés. En se concentrant sur un marché d'options, on propose une méthode en deux étapes pouvant facilement être appliquée en pratique. La première étape consiste à choisir les options qui seront listées sur le marché. Pour cela on utilise un algorithme de quantification qui permet de sélectionner les options les plus demandées par les investisseurs. On propose ensuite une méthode d'incitation tarifaire visant à encourager les market makers à proposer des prix attractifs. On formalise ce problème comme un problème de type principal-agent que l'on résoud explicitement. Finalement, on cherche la durée optimale d'une enchère pour les marchés organisés en enchères séquentielles, le cas de la durée nulle correspondant à celui d'une double enchère continue. On utilise un modèle où les market takers sont en compétition et on considère que la durée optimale est celle correspondant au processus de découverte du prix le plus efficace. Après avoir prouvé l'existence d'un équilibre de Nash pour la compétition entre les market takers, on applique nos résultats sur des données de marchés. Pour la plupart des actifs, la durée optimale se trouve entre 2 et 10 minutes
This thesis is made of three parts. In the first one, we study the connections between the dynamics of the market at the microscopic and macroscopic scales, with a focus on the properties of the volatility. In the second part we deal with optimal control for point processes. Finally in the third part we study two questions of market design.We begin this thesis with studying the links between the no-arbitrage principle and the (ir)regularity of volatility. Using a microscopic to macroscopic approach, we show that we can connect those two notions through the market impact of metaorders. We model the market order flow using linear Hawkes processes and show that the no-arbitrage principle together with the existence of a non-trivial market impact imply that the volatility process has to be rough, more precisely a rough Heston model. Then we study a class of microscopic models where order flows are driven by quadratic Hawkes processes. The objective is to extend the rough Heston model building continuous models that reproduce the feedback of price trends on volatility: the so-called Zumbach effect. We show that using appropriate scaling procedures the microscopic models converge towards price dynamics where volatility is rough and that reproduce the Zumbach effect. Finally we use one of those models, the quadratic rough Heston model, to solve the longstanding problem of joint calibration of SPX and VIX options smiles.Motivated by the extensive use of point processes in the first part of our work we focus in the second part on stochastic control for point processes. Our aim is to provide theoretical guarantees for applications in finance. We begin with considering a general stochastic control problem driven by Hawkes processes. We prove the existence of a solution and more importantly provide a method to implement the optimal control in practice. Then we study the scaling limits of solutions to stochastic control problems in the framework of population modeling. More precisely we consider a sequence of models for the dynamics of a discrete population converging to a model with continuous population. For each model we consider a stochastic control problem. We prove that the sequence of optimal controls associated to the discrete models converges towards the optimal control associated to the continuous model. This result relies on the continuity of the solution to a backward stochastic differential equation with respect to the driving martingale and terminal value.In the last part we address two questions of market design. We are first interested in designing a liquid electronic market of derivatives. We focus on options and propose a two steps method that can be easily applied in practice. The first step is to select the listed options. For this we use a quantization algorithm enabling us to pick the options capturing most of market demand. The second step is to design a make-take fees policy for market makers to incentivize them to set attractive quotes. We formalize this issue as a principal agent problem that we explicitly solve. Finally we look for the optimal auction duration that should be used on a market organized in sequential auctions, the case of auctions with 0 second duration corresponding to the continuous double auctions situation. To do so, we use an agent based model where market takers are competing. We consider that the optimal auction duration is the one leading to the best quality of price formation process. After proving existence of a Nash equilibrium for the competition between market takers we apply our results on stocks market data. We find that for most of the stocks, the optimal auction duration lies between 2 and 10 minutes

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Mondière, Aurélien. "Contrôle des propriétés mécaniques de l’acier Ferrium® M54® par la maîtrise de sa microstructure au cours du traitement thermique dans l’optique d’applications aéronautiques". Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0006/document.

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L’acier Ferrium® M54® présente une composition chimique optimisée, basée sur 40 ans d’évolution et de développement des aciers à durcissement secondaire à précipitation de carbures M2C. Le compromis de propriétés Rm/KIC/KISCC obtenu par la nuance M54® permet d’envisager son utilisation dans les trains d’atterrissage d’avions gros porteurs. Cependant, les premiers essais mécaniques, réalisés par l’utilisateur pour la montée en maturité de la nuance, ont montré une variabilité des propriétés mécaniques suivant le traitement thermique appliqué. Ce travail de thèse s’applique donc à décrire les évolutions microstructurales au cours du traitement thermique de la nuance M54® et les impacts sur les propriétés mécaniques en se concentrant notamment sur le traitement par le froid. Les différentes conditions de mise en solution et de revenu testées ont montré une certaine stabilité de la précipitation au revenu et des propriétés mécaniques qui en découlent. La précipitation a été caractérisée à différentes échelles afin de la comparer avec celle issue des nuances de la même famille. En revanche, selon les conditions de traitement par le froid réalisées, la limite d’élasticité varie de manière significative sans qu’aucun des paramètres liés à la précipitation ne soient modifiés. Le taux d’austénite est en revanche un paramètre déterminant pour la limite d’élasticité et est très sensible aux conditions de traitement par le froid : temps et température entre la trempe à l’huile et le traitement cryogénique et température de traitement cryogénique. Un traitement thermique amélioré a ainsi été proposé pour obtenir un taux d’austénite réduit et constant et limiter ainsi les variations de limite d’élasticité
Ferrium® M54® steel presents an optimized composition, based on 40 years of research and development on secondary hardening steels. This alloy exhibits an excellent Rm/KIC/KISCC balance that allows considering its use in landing gears applications of wide-body aircrafts in the future. However, initial mechanical tests performed by the end-user have shown variability in mechanical properties depending on the applied heat treatment. The main goal of this work is to describe the microstructural evolutions of the alloy M54® during heat treatment and their impact on the resulting mechanical properties with a specific focus on the effect of the cryogenic treatment.The different austenitizing and tempering conditions investigated have shown a stability of the tempering precipitation and mechanical properties. This precipitation has been characterized at different scales and compared with other grades of the same family. On the other hand, depending on cryogenic treatment conditions, a significant variation of the mechanical properties and in particular of the yield strength is observed without any modification in the precipitation distribution and volume fraction or size. Austenite content is critical for the yield strength and is very sensitive to the cryogenic treatment conditions: time and temperature before cryogenic treatment and temperature of cryogenic treatment. An improved heat treatment to obtain reduced and constant austenite content is proposed

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Sarète, Jean. "Etude de la fatigue d'un acier à bas carbone : Caracterisation de la microstructure et de l' endommagement : correlation avec le bruit barkhausen, les paramètres magnétiques et mécaniques : - Influence des contraintes internes". Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0044.

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Dans ce travail, nous étudions les possibilités d'application du bruit Barkhausen à l'évaluation non destructive de l'endommagement par fatigue mécanique oligo cyclique d'un acier à bas carbone utilisé dans les centrales nucléaires. Dans ce but, un appareillage automatique de caractérisation magnétique in situ a été développé. Nous avons comparé, tout au long de la vie du matériau, les évolutions de différents paramètres : mécaniques (contrainte maximale atteinte dans un cycle, raideur), magnétiques (cycle d'hystérésis) et micro magnétiques (bruit Barkhausen. . . ). Parallèlement, une étude des évolutions de la microstructure du matériau a été effectuée, par des observations de la surface et du cœur, en microscopie optique et électronique. Nous avons observé la formation rapide d'une microstructure de cellules de dislocations, accompagnée de l'apparition de bandes de glissement très marquées en surface et dans lesquelles l'amorçage de microfissures est favorisé, dans la deuxième moitié de la vie de l'échantillon. Si tous les paramètres mesurés se sont avérés sensibles au tout début et à la tin de la vie du matériau, seule l'analyse du bruit Barkhausen a permis de mettre en évidence la phase d'endommagement. Une étude plus approfondie a été menée sur l'évolution des contraintes internes en fonction de différents points de décharge sur un cycle de fatigue, ainsi que leur influence sur les mesures micro magnétiques. Celles-ci seraient sensibles, non seulement au signe et à la valeur des contraintes internes, mais aussi à leur distribution (gradient) au sein du matériau. Ce travail a été complété par la mise en œuvre d'une méthode de caractérisation magnéto mécanique, toujours afin de mieux cerner l'effet des contraintes internes. Par ces différentes approches, nous avons pu attribuer la mise en évidence par le bruit Barkhausen de l'endommagement à une détection de l'évolution des contraintes internes, en particulier suite à la microfissuration du matériau
The purpose of this work is to study the possibilities of using Barkhausen noise to evaluate, in a nondestructive manner, the damage of a low carbon steel used in nuclear power plants during oligo cyclic mechanical fatigue. To this end, an instrument has been developed for automatic in-situ magnetic characterization. All along the life of the material, variations of different parameters have been correlated: mechanical (maximum stress reached during a cycle, stiffness. . . ), magnetic (hysteresis cycle) and micro magnetic (Barkhausen noise. . . ). At the same time, the changes in the microstructural state of the material have been studied, by observing the surface and the bulk of the material via optical and electron microscopy. We noticed the rapid formation of dislocation cells, and simultaneously the apparition on the surface of marked slip bands, in which the initiation of micro cracks is easier. Damage appeared slightly after the midlife of the sample. AU the measured parameters show sensitivity to the beginning and end of the life of the material, but only the analysis of the Barkhausen noise allows to detect the damage phase. To complete this work, a method of magneto-mechanical characterization has been put in place, in order to have a wider knowledge of the influence of internal stresses. The evolution of the internal stresses measured at zero load after straining to different points in a fatigue cycle has been more thoroughly studied, as has the influence of these stresses on the micro magnetic measurements. The latter appear sensitive not only to the sign and value of the internal stresses but to their distribution within the material. Through these different approaches, the sensitivity to damage of Barkhausen noise is attributable to a detection of the evolution of internal stresses, especially after micro cracking of the material

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Oliveira, Anicio Costa Isadora Maria. "Relations entre la microstructure, les propriétés mécaniques et électromagnétiques de fils d'acier au carbone traités thermomécaniquement". Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1R047.

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La perlite est un constituant de nombreuses nuances d'acier à haute résistance utilisées dans des applications industrielles qui exigent une bonne combinaison de résistance mécanique et de ductilité. Avec les exigences croissantes de qualité des produits et de fiabilité en service, le contrôle non destructif des matériaux permet une évaluation non destructive de leurs propriétés dont les méthodes électromagnétiques, y compris les essais par courants de Foucault (CF). Cependant, l'influence des paramètres microstructuraux sur les propriétés physiques mesurées indirectement par un capteur électromagnétique n'est pas encore complètement élucidée. Le but du présent travail est de comprendre les relations entre microstructure, propriétés mécaniques et comportement électromagnétique de fils d'acier au carbone soumis à différents traitements thermomécaniques. Il vise aussi à améliorer les connaissances en métallurgie physique et mécanique de ces aciers. L'effet des microstructures et de la déformation plastique sur le comportement physique de différents fils d'acier de résistances mécaniques distincts a été étudié à travers de mesures de résistivité jusqu’à 2 K et caractérisations magnétiques, et de contrôle par CF. De plus, les domaines magnétiques ont pu être imagés par microscopie à force magnétique en dépit de microstructures complexes. Les réponses électromagnétiques ont été impactés par des variations de conductivité électrique et de perméabilité magnétique typiques de chaque matériau, principalement liées aux différentes fractions volumiques de phases (cémentite et ferrite), leur distribution et leur morphologie. L'augmentation de la concentration en carbone améliore la localisation des électrons sur les sites atomiques, ce qui contribue au caractère covalent des liaisons interatomiques, réduisant ainsi la conductivité des aciers. En outre, les interfaces α-Fe3C qui agissent comme une barrière physique pour le glissement de dislocation dans la ferrite, affectent également le déplacement des électrons libres et des parois des domaines magnétiques dans le matériau. La conductivité et la perméabilité ont augmenté dans l’ordre : martensite, sorbite, perlite, ferrite proeutectoïde-perlite, sphéroïdite et ferrite. De plus, il a été observé que le comportement électromagnétique des aciers perlitiques dépendait de l’état de déformation résultant du procédé de tréfilage, ainsi que de l'utilisation en service où l’endommagement par fatigue peut se produire. Des expériences de fatigue oligocyclique ont montré que la résistance peut être contrôlée par des traitements thermomécaniques appropriés. Le potentiel d’évaluation par CF a été mis en évidence en tant qu'outil de caractérisation de l'état microstructural et des propriétés mécaniques des fils d'acier au cours d’un procédé de fabrication ou lors de son usage. Enfin, cette technique a démontré son utilité pour surveiller la déformation élastique cyclique et l'accommodation plastique des aciers perlitiques répondant aux conditions de charge en fatigue
Pearlite is a common constituent of a large variety of high strength steel grades typically used in many structural engineering applications, which demand a good combination of high strength and ductility. With the increasing requirements for product quality and in-service reliability, the non-destructive inspection of materials enables the evaluation of their properties including electromagnetic methods, such as eddy current testing (ECT). However, the influence of microstructural parameters on the physical properties indirectly measured by an electromagnetic sensor has not yet been completely elucidated. The objective of the present work is thereby to understand the relations between microstructure, mechanical properties, and electromagnetic behavior of carbon steel wires submitted to different thermomechanical treatments. It aims also at improving the knowledge of the physical and mechanical metallurgy of these steels. The effect of microstructure and plastic deformation on the electromagnetic responses of different steels with various tensile strengths was investigated through resistivity down to 2 K and magnetic measurements, as well as by ECT. In addition, magnetic domains could be imaged by magnetic force microscopy despite the complex microstructures. The electromagnetic responses changed according to the electrical conductivity and magnetic permeability variations of each material, which were mainly related to changes in the volume fraction, distribution, and morphology of the cementite phase within the α-ferrite matrix. The increase of carbon concentration enhances the localization of electrons at the atomic sites, assisting the covalent character of interatomic bonds and thereby reducing the conductivity of steels. Besides, the α-Fe3C interfaces that act as a physical barrier for dislocation slip in ferrite, affecting as well the main free-path for conductive electrons and magnetic domain walls displacements within the material. Conductivity and permeability increased in the order of martensite, sorbite, pearlite, proeutectoid ferrite-pearlite, spheroidite, and ferrite microstructures. Also, the electrical and magnetic behavior of fully pearlitic steels was observed to depend on the deformation resulted from the cold-drawing and in-service application where fatigue may occur. Low-cycle fatigue experiments have pointed out that the resistance can be managed by relevant thermo-mechanical treatments. The potentiality of ECT was highlighted as a characterization tool of the microstructural state and mechanical properties of steel wires during manufacturing processes or in-service environment. Finally, this technique has been shown to be useful for monitoring cyclic elastic deformation and plastic accommodation of pearlitic steels responding to fatigue-loading conditions

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Oliveira, Anicio Costa Isadora Maria. "Relations entre la microstructure, les propriétés mécaniques et électromagnétiques de fils d'acier au carbone traités thermomécaniquement". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2020. http://www.theses.fr/2020LILUR047.

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La perlite est un constituant de nombreuses nuances d'acier à haute résistance utilisées dans des applications industrielles qui exigent une bonne combinaison de résistance mécanique et de ductilité. Avec les exigences croissantes de qualité des produits et de fiabilité en service, le contrôle non destructif des matériaux permet une évaluation non destructive de leurs propriétés dont les méthodes électromagnétiques, y compris les essais par courants de Foucault (CF). Cependant, l'influence des paramètres microstructuraux sur les propriétés physiques mesurées indirectement par un capteur électromagnétique n'est pas encore complètement élucidée. Le but du présent travail est de comprendre les relations entre microstructure, propriétés mécaniques et comportement électromagnétique de fils d'acier au carbone soumis à différents traitements thermomécaniques. Il vise aussi à améliorer les connaissances en métallurgie physique et mécanique de ces aciers. L'effet des microstructures et de la déformation plastique sur le comportement physique de différents fils d'acier de résistances mécaniques distincts a été étudié à travers de mesures de résistivité jusqu’à 2 K et caractérisations magnétiques, et de contrôle par CF. De plus, les domaines magnétiques ont pu être imagés par microscopie à force magnétique en dépit de microstructures complexes. Les réponses électromagnétiques ont été impactés par des variations de conductivité électrique et de perméabilité magnétique typiques de chaque matériau, principalement liées aux différentes fractions volumiques de phases (cémentite et ferrite), leur distribution et leur morphologie. L'augmentation de la concentration en carbone améliore la localisation des électrons sur les sites atomiques, ce qui contribue au caractère covalent des liaisons interatomiques, réduisant ainsi la conductivité des aciers. En outre, les interfaces α-Fe3C qui agissent comme une barrière physique pour le glissement de dislocation dans la ferrite, affectent également le déplacement des électrons libres et des parois des domaines magnétiques dans le matériau. La conductivité et la perméabilité ont augmenté dans l’ordre : martensite, sorbite, perlite, ferrite proeutectoïde-perlite, sphéroïdite et ferrite. De plus, il a été observé que le comportement électromagnétique des aciers perlitiques dépendait de l’état de déformation résultant du procédé de tréfilage, ainsi que de l'utilisation en service où l’endommagement par fatigue peut se produire. Des expériences de fatigue oligocyclique ont montré que la résistance peut être contrôlée par des traitements thermomécaniques appropriés. Le potentiel d’évaluation par CF a été mis en évidence en tant qu'outil de caractérisation de l'état microstructural et des propriétés mécaniques des fils d'acier au cours d’un procédé de fabrication ou lors de son usage. Enfin, cette technique a démontré son utilité pour surveiller la déformation élastique cyclique et l'accommodation plastique des aciers perlitiques répondant aux conditions de charge en fatigue
Pearlite is a common constituent of a large variety of high strength steel grades typically used in many structural engineering applications, which demand a good combination of high strength and ductility. With the increasing requirements for product quality and in-service reliability, the non-destructive inspection of materials enables the evaluation of their properties including electromagnetic methods, such as eddy current testing (ECT). However, the influence of microstructural parameters on the physical properties indirectly measured by an electromagnetic sensor has not yet been completely elucidated. The objective of the present work is thereby to understand the relations between microstructure, mechanical properties, and electromagnetic behavior of carbon steel wires submitted to different thermomechanical treatments. It aims also at improving the knowledge of the physical and mechanical metallurgy of these steels. The effect of microstructure and plastic deformation on the electromagnetic responses of different steels with various tensile strengths was investigated through resistivity down to 2 K and magnetic measurements, as well as by ECT. In addition, magnetic domains could be imaged by magnetic force microscopy despite the complex microstructures. The electromagnetic responses changed according to the electrical conductivity and magnetic permeability variations of each material, which were mainly related to changes in the volume fraction, distribution, and morphology of the cementite phase within the α-ferrite matrix. The increase of carbon concentration enhances the localization of electrons at the atomic sites, assisting the covalent character of interatomic bonds and thereby reducing the conductivity of steels. Besides, the α-Fe3C interfaces that act as a physical barrier for dislocation slip in ferrite, affecting as well the main free-path for conductive electrons and magnetic domain walls displacements within the material. Conductivity and permeability increased in the order of martensite, sorbite, pearlite, proeutectoid ferrite-pearlite, spheroidite, and ferrite microstructures. Also, the electrical and magnetic behavior of fully pearlitic steels was observed to depend on the deformation resulted from the cold-drawing and in-service application where fatigue may occur. Low-cycle fatigue experiments have pointed out that the resistance can be managed by relevant thermo-mechanical treatments. The potentiality of ECT was highlighted as a characterization tool of the microstructural state and mechanical properties of steel wires during manufacturing processes or in-service environment. Finally, this technique has been shown to be useful for monitoring cyclic elastic deformation and plastic accommodation of pearlitic steels responding to fatigue-loading conditions

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Hoblos, Jazzar. "Évaluation des contraintes résiduelles par méthode ultrasonore avec prise en compte des effets de la microstructure : application au cas du soudage". Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2004/50376-2004-318.pdf.

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La méthode ultrasonore a été utilisée pour évaluer les contraintes résiduelles induites par soudage. Elle repose sur l'effet acoustoélastique qui traduit une dépendance de la vitesse de propagation des ondes acoustiques en fonction de l'état de déformation du solide. Dans le cas du soudage, la superposition des effets des contraintes et de la microstructure sur la vitesse de propagation conduit à surestimer les niveaux de contraintes. La prise en compte de la microstructure a été effectuée en déterminant la constante acoustoélastique et la vitesse de propagation V0 dans les différentes zones de la soudure, ce qui a permis d'obtenir des niveaux de contraintes comparables à ceux déterminés par la méthode du trou. Les mesures ont été effectuées en utilisant les ondes Lcr (ondes longitudinales de subsurface) sur des tôles et sur une virole soudée en adaptant dans ce cas la semelle du traducteur au rayon de courbure. La méthode pourrait être appliquée industriellement sùr des surfaces géométriquement bien définies.

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Souai, Nadia. "Contrôle du maclage thermique et de la taille de grains par traitements thermomécaniques dans deux superalliages base de Ni". Phd thesis, Paris, ENMP, 2011. http://www.theses.fr/2011ENMP0077.

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Cette thèse porte sur l'évolution de la microstructure de superalliages à base de Nickel au cours de traitements thermomécaniques, avec une attention particulière portée sur la taille de grains et la quantité de macles thermiques. Ce travail a été réalisé dans l'optique d'évaluer la possibilité d'optimiser les propriétés de service par le principe de l'ingénierie de joints de grains. Les matériaux étudiés sont principalement l'alliage PER®72, et de manière exploratoire l'alliage N19. Ces deux matériaux appartiennent à la famille des superalliages à base de nickel à durcissement structural élaborés par voie conventionnelle (coulé et forgé) et par métallurgie des poudres respectivement. Deux modes de déformation, la torsion et la compression, ont été testés. Nous avons démontré que le maclage thermique est favorisé par les grandes vitesses de migration des joints de grains, essentiellement induites par (1) leur courbure qui diminue lorsque la taille de grains augmente et (2) les gradients de densité de dislocations produits par les faibles déformations appliquées à grande vitesse qui peuvent maintenir des vitesses de migration élevées même lorsque la taille de grains augmente. La force motrice associée à la courbure est en outre sensible à la distribution de taille de grains, qui s'est avéré être un paramètre microstructural important. La force motrice associée aux gradients de densité de dislocations peut par ailleurs permettre le franchissement des précipités primaires malgré la force de freinage de Zener qui s'exerce sur les joints de grains, ceci au cours de la déformation comme au cours d'un recuit subsolvus. L'occurrence ou la non-occurrence de la recristallisation dynamique au cours de la phase de déformation s'est ainsi avérée être une condition décisive pour l'évolution de la microstructure au cours d'un recuit ultérieur dans le domaine sub- ou super-solvus. Les conditions thermomécaniques de mise en forme permettent donc de moduler la taille de grains et la quantité de macles, même à l'issue d'un traitement supersolvus final
This work has investigated the microstructure evolution of nickel-base superalloys during thermomechanical processing emphasis being placed on grain size and annealing twining. The aim is to assess the possibility of optimizing the properties of these materials through grain boundary engineering principle. We studied grades belonging to precipitation-hardened superalloys: the alloy PER®72 processed by ingot casting and, less thoroughly, the alloy N19 processed through powder metallurgy. Two deformation modes have been tested: torsion and compression. We pointed out that annealing twinning is promoted by high velocity grain boundary migration, which can be induced by (1) the grain boundary curvature that decreases when grain size increases (2) dislocation density gradients that are produced by low deformation steps applied at high strain rates and can sustain high velocity grain boundary migration even when grain size increases. The driving force related to curvature depends also on grain size distributions, which have been identified as an important microstructure parameter. When grain boundaries migrate as a result of the driving force related to dislocation density gradients they can pass the primary precipitates despite the zener drag these precipitates exert on grain boundaries in the two-phase microstructures: those that have not undergone any supersolvus heat treatment. The dynamic recrystallization occurrence or nonoccurrence during deformation steps has also an important impact on microstructure evolution during subsequent sub- or supersolvus heat treatments

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Souai, Nadia. "Contrôle du maclage thermique et de la taille de grains par traitements thermomécaniques dans deux superalliages base de Ni". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00682084.

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Cette thèse porte sur l'évolution de la microstructure de superalliages à base de Nickel au cours de traitements thermomécaniques, avec une attention particulière portée sur la taille de grains et la quantité de macles thermiques. Ce travail a été réalisé dans l'optique d'évaluer la possibilité d'optimiser les propriétés de service par le principe de l'ingénierie de joints de grains. Les matériaux étudiés sont principalement l'alliage PER®72, et de manière exploratoire l'alliage N19. Ces deux matériaux appartiennent à la famille des superalliages à base de nickel à durcissement structural élaborés par voie conventionnelle (coulé et forgé) et par métallurgie des poudres respectivement. Deux modes de déformation, la torsion et la compression, ont été testés. Nous avons démontré que le maclage thermique est favorisé par les grandes vitesses de migration des joints de grains, essentiellement induites par (1) leur courbure qui diminue lorsque la taille de grains augmente et (2) les gradients de densité de dislocations produits par les faibles déformations appliquées à grande vitesse qui peuvent maintenir des vitesses de migration élevées même lorsque la taille de grains augmente. La force motrice associée à la courbure est en outre sensible à la distribution de taille de grains, qui s'est avéré être un paramètre microstructural important. La force motrice associée aux gradients de densité de dislocations peut par ailleurs permettre le franchissement des précipités primaires malgré la force de freinage de Zener qui s'exerce sur les joints de grains, ceci au cours de la déformation comme au cours d'un recuit subsolvus. L'occurrence ou la non-occurrence de la recristallisation dynamique au cours de la phase de déformation s'est ainsi avérée être une condition décisive pour l'évolution de la microstructure au cours d'un recuit ultérieur dans le domaine sub- ou super-solvus. Les conditions thermomécaniques de mise en forme permettent donc de moduler la taille de grains et la quantité de macles, même à l'issue d'un traitement supersolvus final.

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Infante, Acevedo José Arturo. "Méthodes et modèles numériques appliqués aux risques du marché et à l'évaluation financière". Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00937131.

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Méthodes et modèles numériques appliqués aux risques du marché et à l'évaluation financière Ce travail de thèse aborde deux sujets : (i) L'utilisation d'une nouvelle méthode numérique pour l'évaluation des options sur un panier d'actifs, (ii) Le risque de liquidité, la modélisation du carnet d'ordres et la microstructure de marché. Premier thème : Un algorithme glouton et ses applications pour résoudre des équa- tions aux dérivées partielles Beaucoup de problèmes d'intérêt dans différents domaines (sciences des matériaux, finance, etc) font intervenir des équations aux dérivées partielles (EDP) en grande dimension. L'exemple typique en finance est l'évaluation d'une option sur un panier d'actifs, laquelle peut être obtenue en résolvant l'EDP de Black-Scholes ayant comme dimension le nombre d'actifs considérés. Nous proposons d'é- tudier un algorithme qui a été proposé et étudié récemment dans [ACKM06, BLM09] pour résoudre des problèmes en grande dimension et essayer de contourner la malédiction de la dimension. L'idée est de représenter la solution comme une somme de produits tensoriels et de calculer itérativement les termes de cette somme en utilisant un algorithme glouton. La résolution des EDP en grande di- mension est fortement liée à la représentation des fonctions en grande dimension. Dans le Chapitre 1, nous décrivons différentes approches pour représenter des fonctions en grande dimension et nous introduisons les problèmes en grande dimension en finance qui sont traités dans ce travail de thèse. La méthode sélectionnée dans ce manuscrit est une méthode d'approximation non-linéaire ap- pelée Proper Generalized Decomposition (PGD). Le Chapitre 2 montre l'application de cette méthode pour l'approximation de la solution d'une EDP linéaire (le problème de Poisson) et pour l'approxima- tion d'une fonction de carré intégrable par une somme des produits tensoriels. Un étude numérique de ce dernier problème est présenté dans le Chapitre 3. Le problème de Poisson et celui de l'approxima- tion d'une fonction de carré intégrable serviront de base dans le Chapitre 4 pour résoudre l'équation de Black-Scholes en utilisant l'approche PGD. Dans des exemples numériques, nous avons obtenu des résultats jusqu'en dimension 10. Outre l'approximation de la solution de l'équation de Black-Scholes, nous proposons une méthode de réduction de variance des méthodes Monte Carlo classiques pour évaluer des options financières. Second thème : Risque de liquidité, modélisation du carnet d'ordres, microstructure de marché Le risque de liquidité et la microstructure de marché sont devenus des sujets très importants dans les mathématiques financières. La dérégulation des marchés financiers et la compétition entre eux pour attirer plus d'investisseurs constituent une des raisons possibles. Les règles de cotation sont en train de changer et, en général, plus d'information est disponible. En particulier, il est possible de savoir à chaque instant le nombre d'ordres en attente pour certains actifs et d'avoir un historique de toutes les transactions passées. Dans ce travail, nous étudions comment utiliser cette information pour exécuter de facon optimale la vente ou l'achat des ordres. Ceci est lié au comportement des traders qui veulent minimiser leurs coûts de transaction. La structure du carnet d'ordres (Limit Order Book) est très complexe. Les ordres peuvent seulement être placés dans une grille des prix. A chaque instant, le nombre d'ordres en attente d'achat (ou vente) pour chaque prix est enregistré. Pour un prix donné, quand deux ordres se correspondent, ils sont exécutés selon une règle First In First Out. Ainsi, à cause de cette complexité, un modèle exhaustif du carnet d'ordres peut ne pas nous amener à un modèle où, par exemple, il pourrait être difficile de tirer des conclusions sur la stratégie optimale du trader. Nous devons donc proposer des modèles qui puissent capturer les caractéristiques les plus importantes de la structure du carnet d'ordres tout en restant possible d'obtenir des résultats analytiques. Dans [AFS10], Alfonsi, Fruth et Schied ont proposé un modèle simple du carnet d'ordres. Dans ce modèle, il est possible de trouver explicitement la stratégie optimale pour acheter (ou vendre) une quantité donnée d'actions avant une maturité. L'idée est de diviser l'ordre d'achat (ou de vente) dans d'autres ordres plus petits afin de trouver l'équilibre entre l'acquisition des nouveaux ordres et leur prix. Ce travail de thèse se concentre sur une extension du modèle du carnet d'ordres introduit par Alfonsi, Fruth et Schied. Ici, l'originalité est de permettre à la profondeur du carnet d'ordres de dépendre du temps, ce qui représente une nouvelle caractéristique du carnet d'ordres qui a été illustré par [JJ88, GM92, HH95, KW96]. Dans ce cadre, nous résolvons le problème de l'exécution optimale pour des stratégies discrétes et continues. Ceci nous donne, en particulier, des conditions suffisantes pour exclure les manipulations des prix au sens de Huberman et Stanzl [HS04] ou de Transaction- Triggered Price Manipulation (voir Alfonsi, Schied et Slynko). Ces conditions nous donnent des intu- itions qualitatives sur la manière dont les teneurs de marché (market makers) peuvent créer ou pas des manipulations des prix.

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Fernandez, Tapia Joaquin. "Modeling, optimization and estimation for the on-line control of trading algorithms in limit-order markets". Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066354/document.

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L'objectif de ce travail de thèse est une étude quantitive des differents problèmes mathematiques qui apparaissent en trading algorithmique. Concrètement, on propose une approche scientifique pour optimiser des processus relatifs a la capture et provision de liquidités pour des marchés electroniques.Du au fort caractère appliqué de ce travail, on n'est pas seulement intéressés par la rigeur mathématique de nos résultats, mais on souhaite aussi a comprendre ce travail de recherche dans le contexte des differentes étapes qui font partie de l'implementation pratique des outils que l'on developpe; par exemple l'interpretation du modèle, l'estimation de parametres, l'implementation informatique etc.Du point de vue scientifique, le coeur de notre travail est fondé sur deux techniques empruntées au monde de l'optimisation et des probabilités, celles sont : le contrôle stochastique et l'approximation stochastique.En particulier, on présente des resultats academiques originaux pour le probleme de market-making haute fréquence et le problème de liquidation de portefeuille en utilisant des limit-orders; dans le deux cas on utilise une approche d'optimisation dite backwards. De la même façon, on résout le problème de market-making en utilisant une approche "forward", ceci étant innovateur dans la litterature du trading optimal car il ouvre la porte à des techniques d'apprentissage automatique.Du pont de vue pratique, cette thèse cherches à creer un point entre la recherche academique et l'industrie financière. Nos resultats sont constamment considérés dans la perspective de leur implementation pratique. Ainsi, on concentre une grande partie de notre travail a étudier les differents facteurs qui sont importants a comprendre quand on transforme nos techniques quantitatives en valeur industrielle: comprendre la microstructure des marchés, des faits stylisés, traitrement des données, discussions sur les modèles, limitations de notre cadre scientifique etc
This PhD thesis focuses on the quantitative analysis of mathematical problems arising in the field of optimal algorithmic trading. Concretely, we propose a scientific approach in order to optimize processes related to the capture and provision of liquidity in electronic markets. Because of the strongly industry-focused character of this work, not only we are interested in giving rigorous mathematical results but also to understand this research project in the context of the different stages that come into play during the practical implementation of the tools developed throughout the following chapters (e.g. model interpretation, parameter estimation, programming etc.).From a scientific standpoint the core of our work focuses on two techniques taken from the world of optimization and probability; these are, stochastic control and stochastic approximation. In particular, we provide original academic results for the problem of high frequency market making and the problem of portfolio liquidation by using limit orders; both by using a backward optimization approach. We also propose a forward optimization framework to solve the market making problem; the latter approach being quite innovative for optimal trading, as it opens the door for machine learning techniques.From a practical angle, this PhD thesis seeks to create a bridge between academic research and practitioners. Our mathematical findings are constantly put in perspective in terms of their practical implementation. Hence, we focus a large part of our work on studying the different factors that are of paramount importance to understand when transforming our quantitative techniques into industrial value: understanding the underlying market microstructure, empirical stylized facts, data processing, discussion about the models, limitations of our scientific framework etc

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Gupta, Bhaawan. "Advanced electromagnetic non-destructive testing on creep degraded high chromium ferritic steels : Characterization, Modelling and physical interpretation". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI074.

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Sous des températures et des pressions élevées constantes, les matériaux métalliques de structure subissent une dégradation mécanique par fluage qui entraîne des changements microstructuraux. Ces derniers, s'ils ne sont pas surveillés à temps, peuvent entraîner des incidents sérieux, notamment dans le domaine de la production d’énergie électrique (centrales électriques). Pour déterminer les changements microstructuraux, le matériau doit avoir une forme et une taille spécifiques pour que l'analyse des images obtenues par microscopie électronique à balayage, diffraction par rétrodiffusion d'électrons, etc. soit effectuée. Cette préparation destructive demande à extraire le matériau à tester du système, et à le modifier pour la mesure. Afin de surmonter ce problème, dans ce travail de thèse sont proposées trois techniques micro magnétiques non destructives, pour étudier l'évolution des signatures magnétiques par rapport aux niveaux de rupture auquel les matériaux sont exposés. Il est légitime de supposer que tous les changements microstructuraux qui se produisent dans le matériau vont se refléter dans les signatures magnétiques mesurées. Le matériau étudié ici est de l'acier à haute teneur en chrome très sensible au fluage et principalement utilisé dans les centrales thermiques. Certains paramètres magnétiques, tels que la coercivité, la réversibilité magnétique, sont dérivés et montrent de fortes corrélations avec la microstructure. De même, des techniques basées sur les courbes d'hystérésis et le bruit magnétique de Barkhausen sont également appliquées. Pour quantifier davantage les résultats obtenus à partir des signatures magnétiques des matériaux, le modèle de Jiles-Atherton a été adapté à la simulation des signaux de contrôle non destructif. A l’inverse, la possibilité de déterminer les paramètres du modèle à partir des seules mesures de contrôle non destructif est démontrée. Cela apporte des éléments complémentaires à l’interprétation physique des changements microstructurels. La technique de modélisation peut aider en outre à résoudre le problème de l'absence de normes dans les essais non destructifs, quel que soit le dispositif expérimental utilisé. Les paramètres sont enfin comparés pour révéler la sensibilité de chacun d’entre eux aux changements microstructuraux, et ce en fonction de chaque technique de contrôle non destructif utilisée
Under constant high temperatures and pressure, the material undergoes mechanical creep degradation which leads to microstructural changes. These microstructural changes if not monitored on time, can lead to some serious fatal accidents such as in power plants. To investigate these microstructural changes, the material has to be shaped in a certain specific shape and size to have the imaging analysis using Scanning electron microscopy, Electron backscatter diffract ion etc. which are destructive in nature and involve high equipment cost. In order to overcome this issue, this thesis work, incorporates three different non-destructive techniques, to study the evolution of magnetic signatures with respect to the level of rupture they are exposed to. It is legitimate to assume that all the microstructural changes that occur in the material can be reflected in the corresponding magnetic signatures measured. The material that has been studied here is high chromium creep degraded steel which is used in the thermal power plant. The magnetic signatures are evaluated in terms of microstructural information to draw the conclusions. Some magnetic parameters from the curves, such as coercivity, magnetic reversibility are derived which show strong correlations with the microstructure. Similarly, techniques based on Hysteresis curves, and magnetic Barkhausen Noise are also implemented. To further quantify the results obtained from the magnetic signatures of the materials, a model has been developed to derive model parameters in order to physically interpret the microstructural changes. The modelling technique will help in overcoming the issue of lack of standards in NDT, irrespective of the experimental set-up involved. The parameters are compared to reveal sensitivity based on the technique. Finally, conclusion has been drawn to check which parameters are correlated to microstructure for a particular NDT technique used

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Glanowski, Thomas. "Compréhension et modélisation des mécanismes élémentaires d’endommagement en fatigue d’élastomères renforcés au noir de carbone". Thesis, Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2019. http://www.theses.fr/2019ENTA0009.

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Les propriétés en fatigue d’élastomères renforcés au noir de carbone sont fortement conditionnées par leurs populations d’inclusions, qui sont générées par une formulation complexe et les étapes successives du procédé de fabrication (mélangeage, injection et réticulation). L’optimisation de ces propriétés implique d’abord être capable de décrire les caractéristiques statistiques de ces populations d’inclusions en termes de nature, taille, géométrie, orientation et dispersion spatiale. Ensuite, une compréhension fine des mécanismes de ruine est requise afin de définir la criticité des inclusions en terme de tenue mécanique en fonction de leurs caractéristiques, en particulier sous chargement cyclique. Cette étude présente d’abord les outils développés, qui reposent sur une analyse fine de données de micro-tomographies aux rayons X. Les résultats obtenus sur les populations d’inclusions et l’endommagement induit par ces dernières permettent de dégager le potentiel de ces outils et leurs limites actuelles, pour les matériaux considérés. L’existence d’inclusions atypiques, qui n’avaient jusque-là jamais été recensées dans la littérature, a ainsi pu être découverte. Le mécanisme de cavitation apparaît être le plus critique vis-à-vis de la fatigue puisqu’il semble mener à des micro-fissures se propageant dans la matrice. Une comparaison de la criticité des paramètres des inclusions vis-à-vis d’un critère en cavitation est réalisée graçe à une analyse paramétrique par éléments finis. Enfin, des mesures thermographiques à l’échelle des inclusions illustrent les investiguations complémentaires nécessaires à une meilleure compréhension des mécanismes d’endommagement à cette échelle
The fatigue properties of carbon black filled elastomers are strongly related to the inclusions’ population, induced by complex recipes and the successive stages of the manufacturing process (mixing, injection and curing). The improvement of these properties involves at first an ability to describe the statistical features of these inclusions’ population in terms of nature, size, geometry, orientation and spatial distribution. Then, a detailed understanding of the damage mechanisms is required in order to define the mechanical criticality of inclusions according to their characteristics under cyclic loading. This study presents at first the tools developed, based on a detailed analysis of X-ray micro-tomography data. The obtained results on the inclusion’s populations and the damage induced allow highlighting the potential of these tools and their current limits for the studied materials. Atypical inclusions, unknown in the litterature, has been discovered. The cavitation mechanism appears to be the most critical regarding fatigue because it leads to micro-cracks that propagate in the matrix. A comparison of the criticality of the inclusions’ parameters regarding a cavitation criterion is carried out with a parametric study using finite elements simulations. Finally, thermographic measurements at the inclusions’s scale show the additional investiguations needed for a better understanding of the damage mechanisms at this scale

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Spaeth, Valérie. "Traitement hydrofuge dans la masse par l'incorporation de silicone (polymère à base de silicium)". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2011. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209960.

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Les façades des nouveaux bâtiments et des bâtiments existants sont altérées par la pénétration de l'eau. Afin de protéger les bâtiments et surfaces exposées aux intempéries, des traitements contenant des agents hydrophobes doivent être appliqués.

Les traitements utilisés à l’heure actuelle sont des traitements de surface qui se dégradent au cours du temps. L'agent hydrophobe, présent en surface, est soumis à des conditions très rudes telles que des rayonnements ultraviolets, de grandes variations de température, de l'abrasion .qui réduisent l’efficacité et la durabilité des traitements. La plupart des traitements aujourd'hui disponibles, fournisse une barrière efficace au passage de l’eau à court terme, mais doivent donc être réappliqués régulièrement.

Le projet de recherche, présenté ici, traite de la mise en place d'un traitement de masse de matériaux cimentaires utilisés dans la protection de structures (joints, crépi .). Ce traitement devrait offrir une protection à long terme, mais ne devrait pas modifier de manière significative les propriétés mécaniques des matériaux.

Les avantages d'un traitement de masse sont évidents. Seule une petite partie de l'agent hydrophobe est exposée et dégradée par les conditions climatiques et l'abrasion de surface ne porte pas atteinte à l'intégrité du traitement.

Une étude fondamentale a été menée afin d'étudier l'influence de l'incorporation d´agents à base de silicium sur les processus d'hydratation des ciments Portland et de comprendre leur mode d'action. Deux agents (alpha,omega dihydroxypolydimethylsiloxane et n-octyltriethoxysilane) et deux ciments Portland (ordinaire et blanc CEM I 42,5N) ont été choisis et étudiés. Trois modes d´introduction (liquides purs, émulsions et granules) ont été mis en œuvre et comparés.

Le but est de déterminer les meilleures conditions pour obtenir un traitement efficace et durable tout en préservant les propriétés mécaniques. Les résultats d'absorption d'eau par capillarité et de perméabilité à la vapeur d’eau sont prometteurs et les essais mécaniques sur mortiers n’ont pas montré de diminutions significatives des résistances mécaniques.

La microstructure et la progression de l'hydratation des matrices cimentaires adjuvantées et de référence, ont été caractérisées par calorimétrie à conduction, par calorimétrie différentielle à balayage couplée à la thermogravimétrie, par spectroscopie infra-rouge, par diffraction des rayons X, par porosimétrie au mercure, et par microscopie électronique à balayage.

La durabilité des matériaux adjuvantés a été étudiée afin de montrer la pertinence des traitements ainsi que l'évaluation de la progression de l'hydratation. Les performances hydrofuges ainsi que l’évolution de la microstructure, à l’issue des différents vieillissements artificiels et naturels, ont été déterminées.

Les mortiers mis en œuvre ont été soumis à des vieillissements artificiels simulant des conditions proches de celles rencontrées en pratique (tels que des cycles rayonnements UV, pluie, sel, gel/dégel…). Une amélioration de la durabilité des mortiers adjuvantés a été observée. Les résultats sont très encourageants et confirment l'intérêt d’un tel traitement dans la masse.

/Protection of cement-based materials means above all, moisture protection because water is primarily responsible for inducing damaging physical and chemical processes in building materials. In most cases, water repellents are applied either directly during the construction or insulation process; or as a post-treatment of the exposed surfaces in order to protect the buildings from further decay. A new way is to develop a bulk treatment for cement-based materials which should provide a long term protection without modifying the mechanical properties of the cementitious materials.

The advantages of a bulk treatment are obvious i.e. only a small part of the hydrophobic agent is exposed and degraded by the UV. In addition, surface abrasion does not affect the integrity of the treatment.

A fundamental study was initiated to investigate the influence of the incorporation of two active silicon-based agents (already used as post-building treatments) on the hydration processes of Portland cements and to understand the involved mechanisms of interaction.

Two agents (alpha,omega dihydroxypolydimethylsiloxane and n-octyltriethoxysilane) and two Portland cements (Ordinary and White Portland Cement CEM I 42,5N) were chosen and studied. Three incorporation modes (pure liquids, water emulsions and granules) were investigated. The effects of the three modes were compared.

The aim was to determine the best conditions for an efficient and sustainable treatment preserving the mechanical properties of the materials.

The results of capillary water penetration and water vapor permeability are promising and are not accompanied by a significant decrease of the mechanical performances

The microstructure and progression of hydration of admixtured cement pastes were characterized by conduction calorimetry, differential scanning calorimetry, thermo-gravimetry, infra-red spectroscopy, X-ray diffraction, mercury intrusion porosimetry, and scanning electron microscopy.

In addition, the durability of water-repellent additives and of the admixtured cement was studied in order to show the relevance of the treatments as well as the assessment of the progression of hydration and the type of products that were developed.

Mortar specimens were submitted to artificial ageing cycles such as freeze-thaw cycles, ultraviolet cycles and rain-sun cycles.

The general trend is an improvement of the durability of admixtured mortars.

The results are very encouraging and confirm the interest of the bulk mortar treatment.

Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Bourlet, Clément. "Développement de la fabrication additive par procédé arc-fil pour les aciers : caractérisation microstructurale et mécanique des dépôts en nuances ER100 et 316L pour la validation des propriétés d'emploi de pièces industrielles". Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0058.

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L'arc-fil est un nouveau procédé de fabrication additive utilisant une cellule desoudage robotisée pour la fabrication, couche par couche, de pièces de grandes dimensions. Ilpermet de réaliser des ébauches de pièces unitaires ou de petites séries avec des coûts et desdélais de fabrication réduits. Les premiers développements se sont principalement orientés sur laréalisation de pièces à forte valeur ajoutée en alliage de titane et d’aluminium pour le secteuraéronautique et aérospatial, et intéressent maintenant d’autres secteurs tels que les industriesnavales, pétrolières, ferroviaires et mécaniques utilisant des aciers. Ce travail propose uneméthodologie de sélection des paramètres et des stratégies de dépôts, avec le contrôle final despièces fabriquées. Il porte sur deux matériaux : un acier C-Mn à haute limite d’élasticité(ER100) et un acier inoxydable austénitique (316LSi). Le résultat des caractérisations permetd’établir le lien entre les conditions de fabrication, les dimensions géométriques et les propriétésmicrostructurales et mécaniques des pièces obtenues, ce qui conduit au final à une démarchepermettant de faire évoluer le procédé vers l’industrialisation
Wire-arc additive manufacturing is a new process using a common weldingrobotic cell to build large parts layer by layer. It allows building rough single pieces orsmall series parts with a low cost and a short delay. First developments were done ontitanium and aluminum parts for aeronautic and space applications, but more industriessuch as maritime, oil and gas, railway…are now interested into it. In this work, amethodology is proposed to define suitable process parameters and deposit’s strategies,with the final control of the elaborated parts. Developments are done on both highstrength steel ER100 and austenitic stainless steel 316LSi. The results of theexperimental characterisation enable to show the relations between the manufacturingconditions, the dimensions, the microstructure and the mechanicals properties of theparts, and finally lead to guidelines to evolve the wire-arc additive manufacturingtowards industrialisation

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Ben, Hafsia Khaoula. "Identification des micro-mécanismes de déformation du PET amorphe et semi-cristallin in situ au cours d’un essai mécanique". Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0081/document.

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Selon leur formulation et leur mise en forme et grâce à leur complexité microstructurale induite, les polymères thermoplastiques bénéficient d’une grande diversité de propriétés thermomécaniques. Cependant, l’évolution de la microstructure de ces matériaux au cours de leur utilisation reste difficile à identifier. Afin de mieux comprendre les modifications microstructurales ayant lieu au cours de sollicitations thermomécaniques, différentes techniques non destructives de caractérisation en temps réel et in situ ont été développées. Dans ce contexte, un Poly (Ethylène Téréphtalate) (PET) amorphe et semi-cristallin a été étudié afin de mettre en évidence l’effet de la microstructure sur les propriétés macroscopiques du matériau. Pour ce faire, plusieurs couplages de techniques expérimentales de caractérisation ont été mis en œuvre tels que la spectroscopie Raman et la diffraction/diffusion des rayons X couplées au système de VidéoTraction™ ou la spectroscopie Raman couplée à la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) pour une caractérisation des micromécanismes de déformation et du comportement thermique du matériau respectivement. Le suivi de différentes bandes vibrationnelles judicieusement identifiées a permis d’établir un nouveau critère robuste et capable de mesurer avec exactitude le taux de cristallinité du matériau ou de remonter aux températures caractéristiques de sa morphologie (Tg, Tc, Tcc, Tf) grâce aux informations extraites d’un spectre Raman. De plus, un système de caractérisation relaxationnelle par un couplage de la spectroscopie diélectrique dynamique avec un essai de traction a été utilisé afin de mettre en évidence l’effet de la mobilité moléculaire sur la déformation élasto-visco-plastique du PET. D’un point de vue mécanique, les principaux micromécanismes de déformation ont été étudiés en temps réel pendant un essai de traction à différentes températures et vitesses de déformation vraies constantes : l’orientation macromoléculaire, l’endommagement volumique, le développement de mésophase et la cristallisation induite sous contrainte, ont été observés et quantifiés in situ en utilisant les couplages précédents au synchrotron Petra III de Hambourg et au synchrotron Elettra de Trieste. En parallèle, une étude de la mobilité moléculaire (paramètre déterminant à la prédominance de tel ou tel micromécanisme de déformation) a été menée via des analyses relaxationnelles réalisées au cours de la déformation du matériau. En complément, des expériences en temps réel, des études post mortem par les techniques précédemment citées et par radiographie X, microscopie électronique à balayage et tomographie X ont été réalisées afin d’apprécier l’influence de la relaxation mécanique du PET
According to their formulations and forming processes and thanks to the complexity of their induced microstructure, thermoplastic polymers show a wide range of thermomechanical properties. However, the identification of the evolution of the microstructure of these materials during their use remains difficult. To better understand the microstructural changes occurring during thermomechanical loadings, various in situ and non-destructive techniques of characterization have been used. In this context, a Poly (Ethylene Terephthalate) (PET) amorphous and semi-crystalline was studied in order to highlight the effect of the microstructure on the macroscopic properties of the material. This way, different coupling systems combining several experimental characterization techniques have been implemented such as Raman spectroscopy and X-rays diffraction/scattering coupled to the VidéoTraction™ system or Raman spectroscopy coupled with differential scanning calorimetry (DSC) for the characterization of the deformation micro-mechanisms and the thermal behavior of the material respectively. Monitoring specific vibrational bands thoroughly identified allowed the establishment of a new robust criterion which enables to accurately measure the crystallinity ratio of the material and the identification of the characteristic temperatures of its morphology (Tg, Tc, Tcc, Tm). In addition, a relaxational characterization system by coupling dynamic dielectric spectroscopy to a tensile test has been used in order to highlight the effect of molecular mobility on the elasto-visco-plastic deformation of PET. From a mechanical point of view, the main deformation micro-mechanisms have been studied in real time during a tensile test at different temperatures and constant true strain rates: macromolecular orientation, volume damage, development of mesophase and strain induced crystallization were observed and quantified in situ using the coupled characterization technics presented previously at Petra III (Hambourg) and Elettra (Trieste) synchrotrons. In parallel, a study of the molecular mobility (a determining parameter for the predominance of one deformation micromechanism to another) was conducted via relaxational analysis performed during the deformation of the material. In addition to in situ experiments, post mortem analysis by the previously mentioned technics and by X radiography, scanning electron microscopy and X tomography were performed to assess the influence of the mechanical relaxation of the polymer

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Teses / dissertações sobre o tema "Microstructure contrôlée"

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