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Influence du renforcement sur le comportement en fatigue statique et cyclique des céramiques monolithiques de type alumine et zircone
No full textLétude porte sur linfluence du renforcement (effet de courbe R) sur la fatigue des matériaux céramiques, nous avons choisi deux types de matériaux présentant les deux principaux mécanismes de renforcement intervenant dans les céramiques monolithiques : - lalumine qui peut être renforcée par pontage dont limportance dépend de la taille de grains, - une zircone stabilisée à loxyde de cérium CeO2 (Ce-TZP), pour laquelle la transformation de phase quadratique - monoclinique peut induire un renforcement important, suivant la composition. Dans un premier temps, les nuances présentant une résistance à la propagation de fissure ont été identifiées en déterminant les courbes R en flexion. Cela a été réalisé en utilisant des éprouvettes entaillées. Pour étudier le comportement en fatigue de lalumine, des essais de chargement statique et cyclique combinés à des mesures de complaisance ont été réalisés sur des éprouvettes de double torsion. Les résultats montrent clairement une diminution de la résistance à la propagation de fissure pour la nuance à gros grains. Cela a pour effet de diminuer le facteur dintensité de contrainte effectif en fond de fissure et par suite daccélérer la propagation. Par ailleurs, l\u27utilisation de la fonction de complaisance introduite dans notre étude a permis de quantifier lefficacité du pontage lors de la fatigue cyclique Létude montre quau niveau du seuil de propagation de fissure, le pontage de la nuance à gros grains (la plus renforcée) est presque entièrement dégradé. Cela veut dire que leffet bénéfique du renforcement, acquis lors dun chargement monotone, est perdu en fatigue cyclique. Pour la zircone Ce-TZP, létude a montré que le renforcement est dautant plus important que le taux doxyde de cérium est faible ou la taille de grain est grossière. Ceci entraîne un décalage des diagrammes V-KI vers les fortes valeurs de facteur dintensité de contrainte. induisant une grande tolérance vis via des défauts. La dégradation des nuances 12Ce-TZP et 16Ce-TZP sous chargement cyclique a été mise en évidence. Nous avons observé une augmentation des vitesses de propagation de fissure et une diminution de la valeur du seuil en fatigue cyclique comparées à celles mesurées en fatigue statique. Il est donc certain que les cycles de chargement et de déchargement affectent les mécanismes de renforcement en entraînant une chute de la résistance à la propagation de fissure des 12Ce-TZP et 16Ce-TZP
Ordonnancement des systèmes de production sans temps d\u27arrêt machine
No full textAu sein de la théorie générale de l\u27ordonnancement, la contrainte " no-idle " constitue nos préoccupations. Elle implique qu\u27un équipement ne doit pas s\u27arrêter entre sa première et sa dernière utilisation. Cette contrainte ne se définie formellement qu\u27au sein du sous ensemble des ateliers linéaires (flow-shop), car se sont les seules configurations pour lesquelles la question de l\u27existence d\u27une solution sous cette contrainte se pose. Dans cette thèse trois différents points sont successivement traités. Nous étudions, en premier lieu, une solution exacte à travers la conception d\u27un algorithme de type séparation et évaluation. En second lieu, nous proposons une première heuristique en O(n*log(n)) pour le cas d\u27un flow-shop de permutation à trois machines, puis une deuxième heuristique en O(n3) pour le cas plus général d\u27un nombre quelconque de machines. En troisième lieu, nous traitons le cas d\u27un flow-shop pour lequel un nombre maximum de temps morts sont permis sur l\u27ensemble des machines
Etude mécanique de l\u27usure : modélisation par Eléments Discrets des débits de troisième corps solide
No full textLes études expérimentales de l\u27usure se heurtent aux difficultés d\u27instrumentation in situ des contacts, pénalisant le découplage des paramètres qui gouvernent ce phénomène. Pour contourner ces difficultés, des simulations numériques sont construites, et deviennent un véritable outil de compréhension de l\u27usure, première étape vers une modélisation prédictive. Pour cela les deux corps en contact et les particules qui en sont issues (troisième corps) sont modélisés par des éléments discrets. Validé expérimentalement, cet outil a permis d\u27établir des relations entre la production (débit source) et l\u27éjection (débit d\u27usure) de particules, et la quantité de troisième corps piégée dans le contact (débit interne). L\u27écriture de l\u27équilibre massique de ces débits aboutit à un modèle analytique simple qui repositionne une grande partie des lois classiques d\u27usure en ajoutant au phénomène de détachement de particules la problématique de l\u27écoulement de matière à l\u27intérieur du contact
Etude de faisabilité de l\u27utilisation de molécules "cage" dans la dépollution des sols : solubilisation et extraction de polluants organiques par les cyclodextrines
No full textLes cyclodextrines (CD) sont reconnues pour leurs aptitudes à accroître la solubilité de nombreuses molécules organiques par formation de composés d\u27inclusion. Dans cette étude, nous proposons d\u27évaluer une méthode de traitement des sols pollués utilisant les cyclodextrines comme agents de lavage. La phase préliminaire de recherche, menée dans le cadre de cette étude, a permis d\u27identifier les principaux paramètres d\u27influence des performances de complexation de différentes cyclodextrines (nature de la CD, pH et force ionique). La solubilisation de molécules sélectionnées appartenant à deux grandes familles de polluants organiques (Chlorophénols et Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)) a été étudiée dans des solutions aqueuses de CD (natives et modifiées). Des essais sur des sols organiques de référence en laboratoire, par la méthode dite en batch ou sur colonnes de percolation, ont permis de tester l\u27efficacité réelle de l\u27extractant. Les expériences d\u27extraction réalisées sur un sol réellement pollué provenant d\u27une ancienne usine à goudron (HAP) ont confirmé les performances extractives des CD. Le mécanisme majoritaire d\u27extraction des HAP dans ce sol a été identifié et semble être la dissolution de la Phase Liquide Non-Aqueuse (NAPL) vers la phase aqueuse. En présence des CD, un accroissement de l\u27efficacité d\u27extraction des HAP par rapport à l\u27eau d\u27un facteur 100 au minimum a été obtenu. Les résultats de cette étude révèlent les propriétés remarquables des CD et montrent que leur utilisation pour le traitement des sols pollués est d\u27un intérêt scientifique considérable
Développement d\u27un biocapteur conductimétrique bi-enzymatique à cellules algales
No full textLa préservation des écosystèmes aquatiques nécessite des outils d\u27alarme précoce comme les biocapteurs pour une surveillance in situ et en continu. De tels outils peuvent fournir des informations quant à la nature des polluants à condition d\u27être conçus pour répondre de manière spécifique. Ce travail propose un biocapteur conductimétrique utilisant des cellules algales Chlorella vulgaris immobilisées. Ces microalgues possèdent des enzymes membranaires, notamment certaines phosphatase alcalines et cholinestérases dont l\u27activité peut alors être facilement mesurée sur cellule entière sans extraction préalable. Le principal objectif de ce travail a été la mise au point de la détection de ces activités avec les biocapteurs afin de détecter, dans le milieu aquatique, la présence de composés toxiques inhibiteurs des activités enzymatiques considérées. La première étape a donc consisté à optimiser l\u27immobilisation des cellules algales sur les électrodes ainsi que les protocoles de mesures des activités phosphatases alcalines et cholinestérases. Des essais de toxicité ont ensuite été réalisés afin d\u27étudier les effets de métaux lourds ainsi que de pesticides organophosphorés et carbamates sur les activités phosphatase alcaline et cholinestérase. Ces biocapteurs permettent ainsi la détection de Cd2+ et Zn2+ avec une limite de détection proche de 10ppb. Les premières expérimentations réalisées avec le méthyl-paraoxon ont montré, pour leur part, que celui-ci inhibe significativement l\u27activité cholinestérase à la différence du carbofuran et du méthyl-parathion
Modélisation de la perfusion quantitative en imagerie par résonance magnétique (IRM) cardiaque in-vivo
No full textL\u27analyse paramétrique de la distribution d\u27un agent de contraste est proposée pour l\u27interprétation clinique des études de premier passage et la quantification de la perfusion myocardique en IRM. Notre premier objectif concerne la correction de variations spatiales d\u27intensité des images. Notre second objectif concerne l\u27application d\u27une technique robuste de traitement du signal RMN et de déconvolution adaptée au faible rapport signal sur bruit. Les données analysées proviennent d\u27expériences menées in-vivo proche des conditions cliniques pour différents stress pharmacologiques appliqués sur des cochons présentant une sténose au niveau de l\u27artère coronaire circonflexe gauche. Les mesures d\u27agrément et de précision entre observateurs sont respectivement de 57,1% et 53,1% pour l\u27analyse visuelle et 81,2% et 81,1% pour l\u27analyse des cartes paramétriques. Une relation linéaire des paramètres de perfusion en fonction des mesures de microsphères radioactives est obtenue pour les faibles débits<250 ml/100g/min : i.e. sur la variation de signal DSI y=0,06x+6, r=0,82, la pente ascendante y=0,026x+2, r=0,79 et le débit sanguin régional rMBF y=2,9x+130, r=0,76. Pour les forts débits, les courbes d\u27intensité du signal IRM dans le sang et le myocarde sont atténuées donnant une sous-estimation des mesures de paramètres. L\u27analyse du signal en fonction du taux de relaxation R1 est appliquée en tenant compte des échanges d\u27eau dans le tissu. Nous avons montré sur une série d\u27images au repos et sous stress que la réserve coronaire est de 3,87 pour les débits mesurés en R1 en prenant un temps d\u27échange intermédiaire alors que la réserve coronaire est de 2,83 pour les débits mesurés en intensité du signal IRM. Enfin, nous avons montré sur une série d\u27images au repos et sous stress que le calcul des cartes de paramètres physiologiques en chaque pixel est possible en appliquant une régularisation spatiale pour lisser l\u27image paramétrique avec prise en compte des discontinuités
Validation temporelle de réseaux embarqués critiques et fiables pour l\u27automobile
No full textDans le domaine de l\u27automobile, la tendance actuelle pour les constructeurs est de remplacer certains systèmes hydrauliques et mécaniques par des systèmes x-by-wire : composants électroniques communicants grâce à un réseau. Deus aspects particuliers de la fiabilité de ces architectures sont traités dans ces travaux : l\u27aspect temporel et sa tolérance aux fautes. Afin de garantir la fiabilité de ces systèmes critiques, il est nécessaire de vérifier le respect de leurs contraintes strictes par validation. Les travaux de cette thèse sont consacrés à la validation temporelle en présence de fautes d\u27une architecture dédiées à ces systèmes : TTA (Time-Triggered Architecture), et en proposent une méthodologie de validation. Pour cela, il a été nécessaire de choisir un formalisme de modélisation adapté aux différentes caractéristiques de l\u27architecture et à ces contraintes, en particulier sur le plan temporel. Une étude comparative théorique et expérimentale de plusieurs formalismes a permis de choisir les TSA (Times Safety Automata), extension des automates temporisés implémentée dans l\u27outil UPPAAL. Le modèle obtenu est ensuite analysé par model-checking. Cette méthodologie a permis la validation des bornes temporelles des différents services de TTA, c\u27est à dire leur pire temps d\u27exécution, sous certaines hypothèses de fautes. Elle complète les processus de validation de TTA existants, d\u27une part les approches de tests, de simulations et d\u27injections de fautes qui ne sont pas exhaustives, et d\u27autre part des approches formelles (preuve de théorème) qui ne permettaient pas de prendre en compte les bornes temporelles ou l\u27interaction des algorithmes
Caractérisation par spectrométrie de masse des ions secondaires des zones actives du CMOS ultime : étude de la rugosité en fond de cratère et de ses conséquences sur la vitesse d\u27érosion et sur la résolution en profondeur
No full textLa réduction continue des dimensions des zones actives des composantes pour la microélectronique silicium impose une amélioration continue des performances de l\u27analyse par spectrométrie de Masse des Ions Secondaires (SIMS), dont les performances sont aujourd\u27hui limitées par l\u27apparition d\u27une rugosité en fond de cratère d\u27érosion sous formes d\u27ondulations où de facettes. La maîtrise de cette rugosité est cruciale pour qui veut atteindre les résolutions en profondeur ultimes de la technique. Le travail mené porte sur l\u27étude de la rugosité à haute et à basse énergie d\u27impact et de ses conséquences pour les profils en profondeur d\u27impuretés dans le silicium monocristallin. Les principaux éléments qui ressortent de cette étude sont les suivants : - La rugosité commence à apparaître d\u27autant plus tôt que l\u27angle d\u27incidence augmente. Le développement de la rugosité évolue indépendamment de la direction cristalline. - Une étude qualitative de l\u27état d\u27oxydation des facettes a été réalisée à l\u27aide de deux méthodes : "TUNA" et "phase contrast".- À basse énergie, la rugosité est faible sous soufflage d\u27oxygène. Elle conduit à l\u27élargissement des profils et à la variation de la vitesse d\u27érosion
Conception, réalisation et caractérisation d\u27interrupteurs haute tension en carbure de silicium
No full textLes composants à semi-conducteur en silicium connaissent des limites en terme de rapidité, température de travail et d\u27encombrement. Elles sont dues aux propriétés intrinsèques du matériau. Pour pallier ces limites, CEGELY conçoit, réalise et caractérise des composants de puissance en carbure de silicium depuis une dizaine d\u27années. Le travail effectué au cours de cette thèse repose sur la réalisation de démonstrateurs en SiC de type thyristor et JFET possédant une tenue en tension de 5kV. Une structure innovante d\u27un transistor JFET a été conçue et réalisée. Après caractérisation et afin de diminuer les difficultés rencontrées en technologie, une nouvelle conception de JFET est proposée. Des thyristors à électrodes non co-planaires ont été caractérisés. Ils ont montré une tenue en tension de 4 kV et une courant de 1,3 A sous 13 V. Parallèlement, une structure novatrice de thyristor à électrodes co-planaires a été développée et est en cours de fabrication
Structuration des données et des services pour le télé-enseignement
No full textLa révolution des STIC touche fondamentalement le domaine éducatif. En s\u27inscrivant dans ce courant, cette thèse porte sur la conception d\u27environnements informatiques pour le télé-enseignement. Plus particulièrement, notre travail concerne la mise en place d\u27un modèle pour la structuration des données et des services dont le but est de servir de base à la conception d\u27environnements hypermédias permettant la génération dynamique d\u27activités pédagogiques adaptées aux profils et aux préférences des apprenants. Cette adaptation est réalisée grâce à l\u27usage des différents langages gravitant autour de la technologie XML et grâce à un découpage horizontal du système en trois niveaux interdépendants (niveaux Support, Structure et Sémantique). Leur rôle respectif est expliqué en décrivant, à chaque fois, les intérêts de cette modélisation. Nous décrivons enfin une plate-forme respectant ce modèle qui a été implémenté afin de valider l\u27ensemble de nos propositions