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Identification des mécanismes de fissuration dans un alliage d\u27aluminium sollicite en fretting et en fatigue
No full textL\u27allègement des structures est aujourd\u27hui un problème central dans l\u27industrie aéronautique. Une des solution envisagée est de mieux maîtriser le dimensionnement, notamment en fatigue, pour les composants de fuselage et de voilure. Dans de tels composants, les zones d\u27assemblage mécanique (rivets, boulons) constituent des zones à risque du fait des concentrations de contraintes qui y existent. Plus précisément, le contact entre les pièces peut induire un phénomène de fretting et conduire à l\u27amorçage précoce de fissures. Parallèlement la présence du trou peut considérablement accélerer la propagation d\u27une telle fissure et mettre en danger l\u27integrité de la structure. Le but de cette thèse est d\u27identifier les mécanismes mis en jeu dans l\u27amorçage et la propagation d\u27une fissure au sein d\u27un assemblage mécanique. Le matériau étudié est un alliage d\u27aluminium 2024. Des essais de fretting ont été réalisés afin de caractériser avec précision le seuil d\u27amorçage des fissures ainsi que leur longueur maximale à partir de paramètres de chargement macroscopiques. D\u27autre part, des essais de fatigue sur éprouvettes trouées ont été menés à bien dans le but de déterminer les lois de propagation des fissures en présence de concentration de contraintes. L\u27utilisation de la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) et de la microtomographie X a permis de mettre en évidence un effet important de la microstructure sur l\u27amorçage et la propagation des fissures. Parallèlement, un modèle de propagation des fissures de fatigue reposant sur la cristallographie locale en avant du front a été développé. Ce modèle reproduit fidèlement les intéractions tri-dimensionnelles des fissures avec la microstructure et permet d\u27étudier l\u27influence de la cristallographie du matériau sur la dispersion des nombres de cycles à rupture
Evolution des propriétés d\u27un film inhibiteur de corrosion sous l\u27influence de la température et des conditions hydrodynamiques : caractérisation par techniques électrochimiques
No full textCe travail porte sur l\u27étude électrochimique d\u27un inhibiteur de corrosion destiné à protéger les pièces en acier, utilisées principalement dans le domaine de l\u27usinage mécanique. La caractérisation générale de l\u27inhibiteur, menée essentiellement par spectroscopie d\u27impédance électrochimique, a révélé que celui-ci agissait anodiquement en formant, à la surface du matériau, une couche tridimensionnelle intégrant les premiers produits de corrosion. Le mode de dégradation, observé notamment lorsque l\u27inhibiteur est en quantité insuffisante, a ensuite été mis en évidence et attribué à une prise en eau du film. L\u27influence des paramètres physiques liés aux conditions de service (température et conditions hydrodynamiques) a finalement démontré que ces deux facteurs sont responsables d\u27une évolution importante du film, en particulier au niveau de sa composition chimique et de sa morphologie
Influence du dopage à la silice ou au calcium sur le frittage et sur l\u27évolution microstructurale d\u27une alumine alpha ultrapure
No full textL\u27objectif de ce travail est d\u27étudier l\u27effet de SiO2 et Ca sur le frittage et sur la microstructure d\u27une alumine alpha ultra pure. De faibles quantités de dopants ont été ajoutées (additions successives de 500 ppm). SiO2 retarde la densification alors que Ca provoque l\u27effet contraire. L\u27étude du frittage sous différentes atmosphères et les essais de Thermoluminescence nous ont permis de comprendre le rôle des dopants, en accord avec les équations d\u27électroneutralité. Les observations au MEB attestent du lien entre la présence de ces impuretés et la croissance exagérée des grains. Cette croissance anormale des grains apparaît pour des températures qui correspondent aux eutectiques des diagrammes de phase respectifs. Les observations HRTEM montrent qu\u27en dessous de la température eutectique, un enrichissement en dopant est détecté près des joints de grains. Au dessus de cette température, des films amorphes et du CA6 sont détectés respectivement après dopage avec SiO2 et Ca
Etude et Modélisation de transistors bipolaires à hétérojonction SiGe. Application à la conception d\u27oscillateurs radiofréquences intégrés
No full textL\u27évolution croissante du marché des télécommunications et plus particulièrement des applications aux communications sans fils dans des bandes de fréquences de 900 MHz à 6 GHz entraîne une forte demande de fourniture de circuits intégrés. Notamment, la tendance actuelle est à l\u27augmentation du niveau d\u27intégration et à la diminution de la puissance consommée pour obtenir un terminal "bon marché" avec pour objectif l\u27augmentation de l\u27autonomie associée à des impératifs de mobilité. La technologie BICMOS répond parfaitement à ces besoins grâce à un compromis coût-performance très favorable. Dans ce contexte, le travail présenté dans ce mémoire est une contribution à la conception en technologie silicium d\u27oscillateurs locaux pour les applications radiofréquences. Via d\u27une part l\u27étude et la modélisation de transistors bipolaires à hétérojonction (TBH) Si/SiGe de la filière BiCMOS 6G 0.35 µm de STMicroelectronics, et d\u27autre part l\u27optimisation d\u27un oscillateur contrôlé en tension fonctionnant à 5 GHz, ce travail est essentiellement axé sur l\u27étude des phénomènes de bruit électrique basse fréquence de TBH et sur leur conséquence pour la conception d\u27oscillateurs micro-ondes intégrés
Etude du complexe épaule / membre supérieur. Lois de comportement en butées et modélisation cinématique
No full textDans le cadre de la protection des automobilistes, le but de la simulation est d\u27aboutir à un modèle prédictif des lésions de l\u27être humain quelle que soit la direction de la sollicitation. La modélisation se heurte à un certain nombre de difficultés liées à un manque de données biomécaniques concernant le complexe épaule / membre supérieur. L\u27objectif de ce travail était de déterminer des lois de comportement (efforts / déplacements) en butées et de proposer un modèle cinématique pour le complexe épaule / membre supérieur. Un protocole expérimental a été mis au point afin d\u27extraire des données à partir de sujets d\u27anatomie. Ce protocole permet une localisation et une reconstitution des repères et marqueurs osseux dans l\u27espace. L\u27analyse des données et la méthode d\u27optimisation ont permis d\u27estimer les centres de rotation global et scapulo-huméral du complexe épaule / membre supérieur pour les sujets volontaires et anatomiques. Par ailleurs une méthode de mesure des efforts et moments appliqués tant globalement qu\u27au niveau de l\u27articulation scapulo-humérale du complexe / épaule membre supérieur a été développé afin d\u27estimer les butées globales et scapulo-humérale. Enfin, un modèle cinématique du complexe de l\u27épaule représenté comme un mécanisme comprenant deux chaînes distinctes : une chaîne fermée à 2 degrés de liberté (sternum - clavicule - omoplate - thorax) et une chaîne ouverte à 3 degrés de liberté (thorax - omoplate - humérus) est proposé
Etude par tomographie x et modélisation de l\u27endommagement de matériaux métalliques modèles
No full textLa tomographie X permet de caractériser en volume et de manière non destructive l\u27endommagement des matériaux. A ce titre, elle a récemment ouvert de nouvelles perceptives par rapport aux techniques classiques utilisées jusqu\u27alors pour caractériser cet endommagement. Notre objectif a donc été de mettre en évidence grâce à cette technique les effets des propriétés élastoplastiques de la matrice et de la fraction volumique d\u27inclusions sur les premiers stades de l\u27endommagement lors d\u27essais de traction monotone sur des matériaux métalliques hétérogènes. Notre choix s\u27est porté sur des composites modèles : particules céramiques sphériques (ZrO2/SiO2) de taille peu dispersée et réparties de manière homogène, avec différentes fractions volumiques (4% et 20%), dans différentes matrices métalliques (aluminium pur commercial et alliage d\u27aluminium 2124). L\u27analyse quantitative fine des observations expérimentales a été mise à profit notamment pour identifier, à partir d\u27une approche théorique fondée sur le calcul de différents champs locaux présents dans les inclusions ou aux interfaces, les critères d\u27amorçage susceptibles de gouverner la rupture ou la décohésion
Contribution à l\u27étude des lois d\u27endommagement en fatigue
No full textLe travail présenté dans cette thèse traite de l\u27endommagement par fatigue des matériaux. Il s\u27intéresse plus particulièrement aux lois d\u27endommagement. Classées suivant leurs bases physiques, des lois tirées de la littérature sont étudiées vis à vis de leurs hypothèses et leur applicabilité en fonction du type de chargement considéré. Leurs particularités et leur validation sont mises en évidence à l\u27aide d\u27une confrontation des prévisions de durée de vie avec des résultats expérimentaux. La sensibilité des lois à certains paramètres matériau complète leur étude générale. Une modification de la loi d\u27endommagement de Lemaitre et Chaboche est proposée. Elle consiste à rendre la limite d\u27endurance du matériau fonction du niveau d\u27endommagement atteint. Les prévisions de durée de vie calculées avec ce modèle sont plus proches des durées de vie expérimentales que celles établies avec la loi d\u27origine, montrant ainsi une amélioration de la modélisation du comportement en fatigue
Analyse et conception d\u27outils pour la traçabilité de produits agroalimentaires afin d\u27optimiser la dispersion des lots de fabrication
No full textCes dix dernières années, la traçabilité est devenue une composante essentielle dans la demande des clients des industries de production, en particulier de l\u27agro-alimentaire. Celles-ci sont aujourd\u27hui conscientes de la nécessité de mettre en uvre des systèmes de traçabilité précis, rapides et fiables. Même si le retour sur investissement est difficile à évaluer, un système de traçabilité est indispensable pour garantir le système qualité, gagner de nouveaux marchés ou survivre en cas de crise agro-alimentaire. Devant ce constat, les industriels ont cependant des difficultés à analyser, concevoir et mettre en uvre des systèmes cohérents et efficaces qui répondent à la demande de leurs clients. Dans ce mémoire, nous proposons des méthodes et des outils pour répondre à cette problématique. Nous nous appuyons non seulement sur les travaux déjà existants dans la littérature scientifique mais aussi sur notre expérience dans l\u27industrie agro-alimentaire. Ce travail a en effet été effectué en collaboration étroite avec le groupe Aoste, producteur de charcuterie, dans le cadre d\u27un projet de mise en place d\u27un système informatique de gestion intégrée avec comme objectif principal l\u27optimisation de la traçabilité. Dans un premier temps, nous proposons un état de l\u27art et un état des lieux sur la traçabilité dans l\u27industrie agro-alimentaire et sur les outils mis en uvre pour obtenir cette traçabilité. Nous répondons ensuite à la problématique en proposant des modélisations non seulement du flux matière et de son suivi mais aussi du processus d\u27enregistrement de la traçabilité. Enfin, nous présentons un modèle mathématique pour optimiser la traçabilité dans un cas précis : les nomenclatures à trois niveaux avec assemblage et désassemblage
Epitaxie en phase vapeur de silicium sur silicium mésoporeux pour report sur substrats économiques et application photovoltaïque bas coût
No full textL\u27industrie photovoltaïque se base sur l\u27utilisation du silicium cristallin mais se heurte au problème du prix de la cellule. Une diminution du coût du watt crête de 2,5 à 1 Euro s\u27avère nécessaire. Réduire la consommation de silicium représente alors une solution intéressante. Ce travail vise à transférer des films minces de silicium (50 µm) sur des substrats économiques. L\u27emploi de silicium monocristallin permet de conserver un bon rendement malgré l\u27épaisseur réduite de la couche active. La couche monocristalline est épitaxiée en phase vapeur sur une couche sacrificielle en silicium mésoporeux : une couche de faible porosité surmontant une couche de forte porosité. Un recuit sous hydrogène provoque la modification structurale de la bi-couche poreuse et autorise l\u27épitaxie et le décrochage. On réalise puis on détache la cellule photovoltaïque monoface à contacts interdigités en couche mince. Le substrat silicium de départ peut alors être réutilisé
Mesurage de l\u27infiltration et de l\u27exfiltration dans les réseaux d\u27assainissement
No full textA ce jour, le mesurage de linfiltration et de lexfiltration dans les réseaux dassainissement nest pas réalisé avec des méthodes précises et/ou adaptées. Ce constat est à linitiative du programme de recherche Européen APUSS dans lequel ce travail sinscrit. Le principal objectif de cette thèse est de mettre en uvre, sur le Grand Lyon, les méthodes de mesure développées dans le cadre de ce programme de recherche : mesurage de linfiltration par traçage naturel des isotopes de la molécule deau (Kracht, 2001) et mesurage de lexfiltration par traçage artificiel au NaCl (Rieckermann, 2002). Sur le Grand Lyon, le traçage naturel des isotopes de la molécule deau peut être utilisé pour estimer linfiltration en raison des origines différentes de leau potable et des eaux souterraines. Sur certains secteurs, lécart de d18O entre eau potable et eaux souterraines varie entre 1,5 et 3 selon les saisons. La fraction dinfiltration peut alors être estimée avec une incertitude qui varie entre 8 % et 4 % du débit de temps sec. Cette méthode ne pouvant pas être appliquée dans tous les contextes, un recensement des méthodes traditionnelles a été effectué afin de réaliser deux études comparatives. Selon la méthode utilisée, la valeur estimée de la fraction dinfiltration varie en moyenne de 20 % du débit de temps sec. Toutefois, cette forte variabilité semble avoir un impact limité sur la hiérarchisation des apports dinfiltration effectuée lors dune étude diagnostic. Létude de la variabilité de lincertitude en fonction du nombre de jours de temps sec utilisés pour le calcul dun volume total dinfiltration montre quune étude diagnostic reposant sur lanalyse du débit en période nocturne doit avoir une durée suffisante pour observer 8 à 10 jours de temps sec. Lincertitude relative associée à un volume total dinfiltration est alors réduite dun facteur 3 par rapport à celle associée à un volume journalier. La méthode de mesure de lexfiltration par traçage artificiel a été mise en uvre sur le bassin versant dEcully au niveau dun collecteur présentant un linéaire de 1 km. Les taux dexfiltration estimés varient entre 2 et 17 % et lincertitude est de lordre de 1 %. Un léger effet de saisonnalité a été mis en évidence entre les différentes campagnes de mesure réalisées de juillet à novembre 2003. La mise en uvre dune mesure dexfiltration nest pas aisée en raison de la variabilité du débit et de la conductivité de base des eaux usées. Des spécifications techniques ont été apportées afin de réaliser le mesurage dans les meilleures conditions possibles. Il nexiste pas de méthodes de mesure idéales mais un ensemble de méthodes qui peuvent être appliquées en fonction des conditions expérimentales propres au site étudié. Des expérimentations complémentaires sont nécessaires afin de mieux définir les conditions demploi et de validité des méthodes développées et existantes. Pour linfiltration, les données acquises dans le cadre de lautosurveillance réglementaire des réseaux dassainissement peuvent être utilisées à cette fin avec pour objectif le mesurage en continu et son utilisation pour la mise en uvre dune stratégie de prospection des infiltrations