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Aspects mécaniques du changement de phase allotropique à l\u27échelle mésoscopique
No full textLa prédiction de létat mécanique de structures en acier soumises à des chargements thermiques ne peut se faire sans modélisation du phénomène de changement de phase allotropique. En effet, le changement de phase induit, pour les aciers, un mécanisme appelé plasticité de transformation conduisant à une déformation irréversible pour des chargements inférieurs à la limite élastique des phases. De nombreux modèles analytiques ont proposé une approche homogénéisée pour la prédiction de létat mécanique. Mais, pour des chargements complexes, ces modèles se révèlent inadéquates. Prenant acte de ces lacunes, nous présentons une modélisation plus proche de sa description heuristique. Léchelle mésoscopique retenue pour ce travail est de lordre de la taille de grain. A cette échelle, nous considérons le comportement de chaque phase comme homogène au sens de la mécanique des milieux continus, par contre, le front de changement de phase est modélisé explicitement. Cette approche mésoscopique du phénomène sest faite expérimentalement et numériquement. Expérimentalement, nous avons mis au point et utilisé une manipulation permettant la traction et le chauffage sous vide partiel dune éprouvette. Lacquisition de la surface de léchantillon pendant la transformation martensitique a conduit, sous certaines hypothèses et grâce à la corrélation numérique dimage, à lidentification partielle des zones affectées localement par la transformation. Numériquement, lutilisation de la méthode des éléments finis étendus appliquée à des champs de déplacement faiblement discontinus. Lutilisation de cette méthode nécessite la modélisation du support de discontinuité -le front. Pour cela, en saidant de la méthode level set, nous avons créé des schémas numériques éléments finis permettant la représentation du support et sa propagation. En sus, nous nous sommes intéressés au calcul des forces motrices définies sur le front à partir du tenseur dEshelby et représentatives de sa vitesse locale
Optimisation d\u27architectures intégrées et synthèse automatique de layout
No full textLa conception des architectures mixtes est aujourd\u27hui un défi à bien des égards. Qu\u27il s\u27agisse de la conception ou de la vérification, le haut niveau d\u27intégration permis par les technologies récentes impose de développer de nouvelles méthodes. En particulier, la synthèse des architectures analogiques se caractérise par un manque d\u27automatisation, et de fiabilité des circuits réalisés. Ainsi, nos travaux s\u27inscrivent dans le développement d\u27une méthodologie et d\u27outils permettant la synthèse optimale des architectures analogiques. Ainsi, nous proposons d\u27inscrire la synthèse des circuits analogiques dans un flot de conception descendant, et de les formuler sous forme de problèmes d\u27optimisation. La méthode proposée permet de concevoir les architectures en vue de leur réutilisation. Elle est mise en uvre sur le cas d\u27une interface capteur à base de convertisseur de type sigma delta
Etude par spectroscopie optique des propriétés physiques des couches nanométriques de Si contraint
No full textPar son émergence, le Si contraint combiné au SOI permet une amélioration importante des performances des dispositifs CMOS grâce à l\u27accroissement de la mobilité des porteurs. Jusqu\u27à présent, les efforts de recherche se sont focalisés sur les propriétés électriques. Peu de travaux ont été consacrés à l\u27étude des propriétés optiques du Si contraint. L\u27originalité de ce travail de thèse a consisté à mesurer les propriétés optiques de structures sSOI (strained Silicon on Insulator) d\u27épaisseurs très faibles (8 à 20 nm) par spectroscopies Raman, photoluminescence et photoréflectance et de relier ces mesures aux effets de la déformation/contrainte sur la structure de bande. Ce travail a permis d\u27observer pour la première fois la transition excitonique assistée par phonon TO du sSOI. Le potentiel de déformation en G, dont la valeur était inconnue auparavant, a pu être déterminé précisément par un ajustement théorique sur les valeurs des mesures de spectroscopie de photoréflectance
Caractérisation non destructive de la transformation martensitique de l\u27acier 304L induite par déformation cyclique
No full textTrois techniques non destructives ont été appliquées au suivi de la transformation par plasticité cyclique de lausténite en martensite dans lacier inoxydable austénitique 304L : les mesures ultrasonores, les courants de Foucault et lémission acoustique. Elles ont été complétées par des observations métallographiques et étalonnées par rapport à des mesures quantitatives en diffraction des rayons X. Dans le régime de fatigue oligocyclique étudié (ouverture de cycle de fatigue de 0,5 %, durée de vie de lordre de 1000 cycles), un pourcentage significatif de martensite se forme. Mais sa répartation spatiale est hétérogène : formation précoce dans les coins déprouvettes de traction à section rectangulaire, puis près des surfaces libres et enfin beaucoup plus lente à cur. Dans ces conditions, les mesures globales aux ultrasons sont peu sensibles : elles détectent simplement lendommagement en fin de vie via laugmentation de latténuation. En revanche, une mesure locale par courants de Foucault est sensible à la transformation martensitique et la décrit quantitativement à léchelle de la sonde. Lémission acoustique est une mesure globale dun grand nombre dévénements locaux : plasticité, endommagement (par microfissuration), transformation martensitique. Trois classes de salves ont été séparées et attribuées à chacun de ces événements. En particulier, il est possible de distinguer lendommagement de la transformation martensitique, et lévolution de la transformation martensitique ainsi mesurée est cohérente avec les mesures par courants de Foucault. Lintérêt dun recoupement de ces techniques non destructives est ainsi démontré, de même quil lavait été au préalable sur un échantillon de béton en utilisant cette fois les ultrasons et lémission acoustique
Analyse biomécanique du maintien de l\u27équilibre debout suite à une accélération transitoire de la surface d\u27appui. Application à l\u27amélioration de la protection des passagers de transports en commun
No full textCette étude aborde le problème de la sécurité des passagers de transports en commun guidés. L\u27analyse de la bibliographie fait ressortir que le risque de chute, et donc de blessures, est particulièrement important pour les passagers debout. Il apparaît en outre que la situation des passagers debout dans les transports en commun est intermédiaire par rapport à ce qui est étudié de manière classique 1/ dans le domaine de la protection des usagers de transport2/ dans la littérature concernant l\u27équilibre perturbé. L\u27approche de ce problème doit donc être reconsidérée. Il est nécessaire d\u27acquérir des données pertinentes et de mettre en place des méthodes de traitements spécifiques. Les principaux résultats de ce travail sont : un protocole expérimental permettant d\u27étudier les réactions de sujets volontaires dans des situations représentatives des transports en communsune méthode de reconstruction de mouvement originale, utilisant un modèle cinématique du corps humain et traitant le problème de manière semi-globale. la mise en évidence et la description des principaux phénomènes du rattrapage d\u27équilibre, ainsi que de l\u27influence des différents paramètresune première approche de la prédiction de la cinématique du rattrapage en fonction des conditions initiales, dont les résultats s\u27avèrent encourageantsune méthode de calcul des forces et moments articulaires, basée sur des principes classiques (approche récursive), mais adaptée à la complexité des mouvements et du modèle étudiés. Les méthodes mises en place dans cette étude, ainsi que ses apports dans la connaissance du rattrapage d\u27équilibre, constituent une première étape en vue de l\u27obtention d\u27un outil permettant d\u27évaluer et de limiter les risques encourus par les passagers debout
Contribution à l\u27étude du comportement d\u27une endoprothèse aortique abdominale.Analyse des endofuites de type I
No full textL\u27anévrisme de l\u27aorte abdominale est une maladie cardiovasculaire touchant 6 à 7% de la population occidentale. Les principales complications signalées après une procédure endovasculaire sont les endofuites (passage du sang entre la prothèse et la paroi de l\u27artère).Un modèle éléments finis représentant le système complet aorte/endoprothèse/athérome a été conçu dans le but d\u27aider au choix de la meilleure endoprothèse. Ce modèle est soumis à la pression artérielle et aux contraintes induites par l\u27écoulement du sang avec un couplage fluide/structure. Il prend en compte le comportement viscoélastique de l\u27aorte. Le code de calcul Plast2 est utilisé afin de visualiser l\u27évolution des contacts entre les structures.Le sang étant un fluide non newtonien, il est apparu nécessaire d\u27utiliser un modèle tenant compte de l\u27analyse microstructurale. Nous nous sommes intéressés aux modèles issus de la rhéologie des solutions de polymère et plus particulièrement au modèle de Phan-Thien et Tanner. Outre les contraintes tangentielles, ce modèle permet d\u27obtenir les différences de contraintes normales générées sur les parois de l\u27artère
Documents multi-structurés : De la modélisation vers l\u27exploitation
No full textLa structuration multiple des documents pose différents types de problématiques. Parmi celles-ci la représentation des ces documents ainsi que leurs exploitations notamment dans un contexte de recherche d\u27information. Le problème principal réside dans le fait qu\u27il n\u27existe pas un formalisme standardisé permettant de matérialiser de manière appropriée et pérenne un document possédant plusieurs structures. Les travaux de recherche que nous avons mené au cours de cette thèse nous ont conduit à définir un modèle spécifique pour la représentation de ce type de documents. Le modèle MSDM (Multi-Structured Document Model) que nous proposons se veut un modèle générique intégrant des caractéristiques spécifiques aux documents multi-structurés tout en étant facilement exploitable. Partant de ce modèle nous avons proposé un formalisme, basé sur XML, appelé MultiX permettant la sérialisation de ces documents. Nous avons étudié l\u27exploitation de ces documents dans le contexte de la recherche d\u27information. Pour interroger efficacement les documents multi-structurés au format MultiX, nous avons développé une extension du langage XQuery sous forme d\u27une bibliothèque de fonctions spécifiques. Ces fonctions permettent une exploitation plus efficace et plus facile des documents MultiX. Pour valider nos propositions nous avons implémenté un framework offrant des possibilités de création d\u27analyse et de manipulation de documents multi-structurés
Impact de la construction de tunnels urbains sur les mouvements de sol et le bâti existant - Incidence du mode de pressurisation du front
No full textLes tunneliers à front pressurisé font partie de l\u27éventail des techniques d\u27excavationcette technique étant nouvelle, les moyens de calcul à disposition des bureaux d\u27études se révèlent relativement mal adaptés. Il est nécessaire, afin de mettre au point de nouveaux outils de dimensionnement, de réaliser des observations sur chantier. Dans ce contexte, cette recherche a porté sur l\u27impact de la construction de tunnels en zone urbaine sur le sol et le bâti dans le cas des travaux de la ligne B du métro de Toulouse réalisés au moyen de tunneliers à front pressurisé sur le chantier. Ce chantier était particulièrement adapté puisque 3 techniques de confinement du front y ont été utilisées (air, boue et terre) dans un contexte géologique quasi-homogène sur les 13 km du tracé. Ainsi les observations permettent d\u27appréhender l\u27influence d\u27une excavation au tunnelier à front pressurisé et de comparer les différentes techniques de pressurisation. L\u27instrumentation mise en place sur plusieurs sections spécifiques tout au long du tracé du tunnel a permis d\u27observer les mouvements du massif de sol induits par le passage des tunneliers. Elle a ainsi mis en évidence un comportement atypique de la molasse toulousaine au creusement, comportement attribuable à l\u27état de contrainte initiale dans le terrain. Pour les techniques d\u27excavation à pression de terre et à pression de boue, la corrélation entre paramètres de fonctionnement des tunneliers et déplacements verticaux de surface a été étudiée en détail. Cette analyse conjointe a permis de mettre au point une méthodologie pour l\u27identification des paramètres les plus influents sur les mouvements pour chacune de ces méthodes
Elastographie ultrasonore tridimensionnelle: de l\u27estimation des déformations au module d\u27Young des tissus biologiques
No full textLes techniques actuelles d\u27élastographie fournissent une image de déformation 1D d\u27un tissu biologique soumis à une contrainte. Or les déformations au sein du tissu se font en 3D. De plus, dans les applications cliniques une mesure quantitative de l\u27élasticité permet la classification des lésions selon leur caractère bénin ou malin. Dans ce travail de thèse des techniques de traitement du signal ont été mises en uvre pour l\u27estimation des déformations en 3D ainsi que la reconstruction du module d\u27Young. La méthode d\u27estimation de la déformation axiale est basée sur une estimation locale et adaptative des facteurs d\u27échelle. Pour les déplacements latéraux et azimutaux, une méthode basée sur la corrélation et l\u27interpolation des signaux RF a été mise en oeuvre. La cartographie du module d\u27Young en 3D est calculée à partir des déformations axiales, latérales et azimutales. Les algorithmes mis en uvre ont été validés sur fantôme numérique et expérimentalement sur un fantôme en cryogel
Etude expérimentale et numérique de l\u27interaction sol-structure lors de l\u27occurrence d\u27un fontis
No full textLes affaissements de terrain de grande ampleur résultent de l\u27effondrement de cavités souterraines issues de l\u27activité industrielle humaine ou formées naturellement par la circulation d\u27eau. Leur impact sur le bâti en surface est généralement important comme l\u27attestent les exemples récents des affaissements d\u27Auboué (1996) et de Roncourt (1999) qui ont endommagé plus de cinq cents bâtiments et ouvrages ou le fontis sur le chantier METEOR en 2003. Il est donc nécessaire de prévoir les mouvements du sol de surface (tassements et déformation horizontale) résultants et de déterminer l\u27influence que peut avoir la présence d\u27une structure en surface sur la forme et l\u27amplitude de ces mouvements. Cette thèse s\u27articule autour de la thématique suivante : évaluation des risques urbains liés aux mouvements de sol dus à la présence de cavités souterraines et interaction avec le bâti. La première partie porte sur la conception d\u27un modèle réduit physique permettant de représenter un effondrement de cavité (fontis). Elle apporte une contribution innovante à la conception de modèles réduits physiques 1g par la mise au point d\u27un matériau analogique cohérent, dérivé du matériau de Schneebeli. Des essais sont menés pour caractériser l\u27influence de l\u27interaction sol-structure lors d\u27un tel phénomène. Ensuite un modèle numérique est développé, permettant l\u27emploi conjoint de deux codes de calcul basés sur une approche en milieu continu et sur la mécanique des éléments distincts . Les résultats sont comparés avec ceux du modèle expérimental. La dernière étape est une confrontation de cet outil dans un essai de rétroanalyse d\u27un fontis réel survenu dans le massif de l\u27Hautil en 1991