Recherche avancée sur les thèses de l'INSA de Lyon

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Morteza Esfehani. Étude de la stabilité et du tassement engendré lors du creusement d'un tunnel sans pressurisation : approches expérimentale et numérique. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Ce travail de recherche est consacré à une modélisation du creusement non pressurisé des tunnels hors nappe et ce dans les terrains meubles. La méthode de creusement sans pressurisation implique la maîtrise de la stabilité de la zone non soutenue du tunnel. Les comportements du front de taille et des côtés latéraux de la partie non soutenue d'un tunnel, sont analysés grâce aux résultats d'une campagne d'essais réalisée sur un modèle réduit (échelle 1/20 environ) sous gravité terrestre. •La simulation du creusement de tunnels à faible profondeur dans un sol reconstitué, possédant de faibles caractéristiques mécaniques, a pu être effectuée de façon réaliste. Par ailleurs, une étude a été menée sur les caractéristiques des matériaux utilisés. Ce travail a permis de donner la forme tridimensionnelle de la surface de rupture, ainsi que le mécanisme de rupture. Une comparaison entre les résultats de cette étude expérimentale et ceux obtenus avec deux approches numériques, l'une fondée sur un calcul à l'équilibre limite, et l'autre utilisant la méthode des éléments finis, est présentée. Nous avons pu valider expérimentalement la méthode de calcul numérique à l'équilibre limite, développée à l'ENTPE. Le tassement engendré en surface est également analysé et quelques paramètres influençant son amplitude sont étudiés.
This research task is devoted to a modeling of nonpressurized tunneling in loose ground. The method of tunneling without pressurization implies control of tunnel free zone stability. The behavior of the face and the lateral sides of the free length of a tunnel, are analyzed through the results of tests carried out on a reduced model (scale 1/20 approximately) under natural gravity. Realistic tunneling simulation at law depth in reconstituted sail with small mechanical characteristics was carried out. In addition, a study was undertaken on the characteristics of soils used in the test model. This work made it possible to obtain the three-dimensional form of the rupture surface, as well as the mechanism of collapse. A comparison between the results of this experimental study and those obtained with two numerical approaches, one based on a calculation with equilibrium limit, and the other using the finite element method, is presented. The ENTPE method of numerical calculation (equilibrium limit) was validated through experimentation. Surface generated settlement is also analyzed and some parameters influencing its amplitude are studied.
Mot(s) clés libre(s) : GENIE CIVIL, OUVRAGE ART, TUNNEL, CREUSEMENT, STABILITE, TASSEMENT, CREUSEMENT NON PRESSURISE
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Champion Laurence. Etude des comportements rhéologique et mécanique de liants routiers purs ou modifies par un polymère. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Le travail réalisé a pour objectif d'étudier les comportements rhéologique et mécanique de bitumes purs ou modifiés par un polymère. Les propriétés viscoélastiques de différents bitumes sont étudiées en fonction de la température et de la fréquence. TI ressort que les bitumes paraffiniques et/ou asphalténiques ne respectent pas le principe d'équivalence temps-température sur lequel reposent de nombreux modèles décrivant le comportement rhéologique des bitumes. Par ailleurs, la modification par des copolymères du polyéthylène ou styrène-b-butadiène induit une séparation de phase au sein du matériau. Pour les teneurs étudiées (jusqu'à 6% de polymère), la phase dispersée est riche en polymère. Les propriétés viscoélastiques des mélanges à haute température sont améliorées par la présence de polymère par rapport au bitume de base. En revanche, à basse température, la rigidité et l'amortissement du liant sont gouvernés par la matrice bitume. L'étude des propriétés mécaniques à la rupture à -20°C révèle que les liants routiers sont fragiles. Toutefois, l'addition de polymère contribue à renforcer le matériau et ceci d'autant plus que sa teneur est élevée.
This study deals with the mechanical and rheological behaviors of neat and polymer-modified bitumens. The viscoelastic properties of several pure bitumens are studied as a function of the temperature and the frequency. The results show that the time temperature superimposition principle (TTSP) is not available for asphaltenic and/or waxy bitumens. Moreover, the modification of the bitumen by polyethylene or styrene-b-butadiene copolymers leads to a heterogeneous material. For the polymer contents below 6%, the dispersed phase is a polymer-rich phase. The viscoelastic properties of the binder at high temperature are improved due to the polymer addition. On the other band, the bitumen matrix controls the stiffness of the binder at low temperature. The study of the fracture properties at - 20°C show neat and polymer-modified bitumens are brittle materials. Nevertheless, the polymer addition contributes to improve the binder toughness.
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAUX, BITUME, BITUME MODIFIE POLYMERE, COPOLYMERE, MORPHOLOGIE, RHEOLOGIE, MECANIQUE RUPTURE, MICROSCOPIE
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Goujon Laurent. Etude des composites piézo-électriques1.3 pour applications. 1999 / Thèses / accès numérique libre
Résumé
Résumé
Cette étude concerne l'évaluation dans la gamme de fréquence 200-500kHz de composites 1.3 construits à partir de différents types et différentes fractions volumiques de PZT, pour des applications sous marines. En s'appuyant sur le bon accord entre le modèle KLM et la mesure, il est montré qu'en émission bas niveau, les meilleurs candidats sont les composites à 40-60% de p194 (Navy VI). Des sensibilités de 180dB (ref 1microPa/V@1m) peuvent être obtenues, avec des bandes passantes de 10 à 15%. En réception, les meilleures sensibilités (-170dB ref 1V/microPa) sont obtenues avec des composites à 10% de P762 (Navy I). En connectant une charge électrique d'égale impédance au transducteur, le rendement de conversion méca-électrique peut être optimisé aux fréquences de résonance et d'antirésonance et être supérieur au coefficient de transmission calculé à partir des impédance acoustiques des milieux. Les composites à 40-50% de P189 (Navy III) présentent les meilleurs rendement de conversion (0.5 dB).
The objectif of this work is the study of 1.3 piezocomposites made with different PZT type and volume fraction, in the 200-500kHz frequency range for underwater applications. At the low level of excitation, and given the good agreement between the KLM model and the experimental results, it is shown theoretically that P194 (Navy VI) based piezocomposites with 40 to 60% PZT volume fraction are the best configurations for emission purpose. Transmitting voltage response (TVR) of 180dB (ref 1microPa/V@1m) can be obtained with a relative bandwidth of 10 to 15%. For reception, best sensibilities (-170dB ref 1V/microPa) are the same impedance than the transducer, the mechano-electric conversion efficiency can be optimized at its resonance and antiresonance freqencies, and the acoustic impedances of the water and the composite. The best conversion effeiciencies (0.5dB) are obtained with 40 to 50% P189 (Navy III) based piezocomposites. High instantaneous input power - low duty cycle measurements (40W/cm2, 1%).
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU COMPOSITE, POLYMERE, PIEZOELECTRICITE, ULTRASON, ACOUSTIQUE SOUS MARINE, RENDEMENT ENERGETIQUE, THERMIQUE, ADAPTATION IMPEDANCE ELECTRIQUE
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Goujon Laurent. Etude des composites piézo-électriques1.3 pour applications. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Cette étude concerne l'évaluation dans la gamme de fréquence 200-500kHz de composites 1.3 construits à partir de différents types et différentes fractions volumiques de PZT, pour des applications sous marines. En s'appuyant sur le bon accord entre le modèle KLM et la mesure, il est montré qu'en émission bas niveau, les meilleurs candidats sont les composites à 40-60% de p194 (Navy VI). Des sensibilités de 180dB (ref 1microPa/V@1m) peuvent être obtenues, avec des bandes passantes de 10 à 15%. En réception, les meilleures sensibilités (-170dB ref 1V/microPa) sont obtenues avec des composites à 10% de P762 (Navy I). En connectant une charge électrique d'égale impédance au transducteur, le rendement de conversion méca-électrique peut être optimisé aux fréquences de résonance et d'antirésonance et être supérieur au coefficient de transmission calculé à partir des impédance acoustiques des milieux. Les composites à 40-50% de P189 (Navy III) présentent les meilleurs rendement de conversion (0.5 dB).
The objectif of this work is the study of 1.3 piezocomposites made with different PZT type and volume fraction, in the 200-500kHz frequency range for underwater applications. At the low level of excitation, and given the good agreement between the KLM model and the experimental results, it is shown theoretically that P194 (Navy VI) based piezocomposites with 40 to 60% PZT volume fraction are the best configurations for emission purpose. Transmitting voltage response (TVR) of 180dB (ref 1microPa/V@1m) can be obtained with a relative bandwidth of 10 to 15%. For reception, best sensibilities (-170dB ref 1V/microPa) are the same impedance than the transducer, the mechano-electric conversion efficiency can be optimized at its resonance and antiresonance freqencies, and the acoustic impedances of the water and the composite. The best conversion effeiciencies (0.5dB) are obtained with 40 to 50% P189 (Navy III) based piezocomposites. High instantaneous input power - low duty cycle measurements (40W/cm2, 1%).
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU COMPOSITE, POLYMERE, PIEZOELECTRICITE, ULTRASON, ACOUSTIQUE SOUS MARINE, RENDEMENT ENERGETIQUE, THERMIQUE, ADAPTATION IMPEDANCE ELECTRIQUE
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El Ghazal Hayat. Etude des propriétés microstructurales et mécaniques des aciers 16NiCrMo13 cémenté et 32CrMoV13 nitrure : application à la prévision de leur limite d'endurance en fatigue de roulement. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Nous avons étudié les profils de propriétés microstructurales et mécaniques des aciers 16NiCrMo13 cémenté et 32CrMoV13 nitrure. L'acier cémenté présente une structure martensitique, alors que le matériau nitrure est à l'état ferritique durci par de très fins précipités dont les propriétés ont été étudiées au MET. Pour déterminer le profil de propriétés microplastiques, nous avons développé, à l'aide de simulation par éléments finis, une méthode originale d'identification de la loi d'écrouissage basée sur des essais de nano-indentation. L'étude de l'endommagement en fatigue de roulement en conditions élasto-hydrodynamiques, montre que celui-ci se développe au voisinage des carbures apparaissant au cours de la cémentation dans le 16NiCrMoV13 nitrure, l'endommagement n'apparaît que pour des pressions de contact très élevées. Il débute au sein de la zone la plus sollicitée en sous-couche, qui subit une évolution microstructurale en cours de fatigue. Enfin, nous avons calculé la borne inférieure de la limite d'endurance de ces matériaux, à partir des mécanismes d'endommagement observés. Cette détermination est basée sur la comparaison entre le profil de la scission de friction, contrôlant le mouvement des dislocations, et le profil de la cission de Tresca locale résultant de la pression de contact calculée en prenant en compte, dans le cas des aciers cémentés, la présence de carbures.
The microstructural and mechanical properties profiles of 16NICR.MOl3 carburized and 32CrMoV13 nitrided steels have been studied. The carburised steel exhibits a martensitic structure whereas the nitrided steel is ferritic and hardened by thin precipitates which properties have been studied by T.E.M.. To characterise microplasticity properties profiles, we have developed, by means of finite elements calculations, an original method to identify the work hardening law from nano-indentation tests. A study of rolling contact fatigue behaviour of these steels, under elasto-hydrodynamic conditions, shows that, for the carburised steel, damage starts from carbides formed during the carburizing process. For the nitrided steel, damage has only been observed for very high contact pressures. It devewps within the most stressed area under the surface, which undergoes a microstructural evolution during fatigue. Finally, we have calculated a wwer bound of the fatigue limit of these materials from damage mechanisms that have been observed. These calculations are based on the comparison between the friction limit profiles, controlling dislocations movements, and the Tresca shear stress profile resulting from contact pressure and taking into account the carbides influence in the case of carburised steels.
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU, ACIER CEMENTE, ACIER NITRURE, PROPRIETE MICROSTRUCTURALE, PROPRIETE MECANIQUE, ENDURANCE, FATIGUE DE ROULEMENT, LIMITE FATIGUE, NANO INDENTATION, LIMITE ELASTICITE, ENDOMMAGEMENT
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Hajji Philippe. Etude des relations synthèse-morphologie-propriétés mécaniques de nano composites hybrides polymère-silice : application au renforcement mécanique des verres. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Ce travail concerne l'étude des relations synthèse-morphologie-propriétés mécaniques de nanocomposites ou hybrides polymère-silice et l'application de ces matériaux en couches minces pour améliorer la résistance mécanique de substrats verres (e.g, bouteilles). Deux types de nanocomposites de même composition globale ont été synthétisés. Les systèmes de Type 1 sont obtenus par polymérisation radicalaire en masse de 2-hydroxyéthlyl méthacrylate (HEMA) en présence de nanoparticules préformées de silice, fonctionnalisées HEMA (diamètre 13-nm). Les systèmes de Type 2 sont obtenus par polymérisation simultanée de HEMA et de tétraéthoxysilane (TEOS). La silice est alors synthétisée in situ par hydrolyse et condensation de TEOS sous catalyse acide (voie sol-gel). Ces deux types d'hybrides, qui peuvent contenir de 0 à 30 wt% de phase siliciée, sont optiquement transparents. Les hybrides de Type 1 présentent une morphologie particulaire, avec présence d'agrégats de nanoparticules. Les hybrides de Type 2, véritables composites moléculaires, possèdent une morphologie beaucoup plus fine avec une phase siliciée à géométrie fractale de masse très ouverte, supposée être bicontinue avec la phase organique. Ces différences morphologiques conduisent à des comportements thermomécaniques radicalement différents. Les matériaux de Type 2 sont plus durs et plus rigides à l'état caoutchoutique, alors que les matériaux de Type 1 sont plus amortissants et plus ductiles. Un modèle mécanique, basé sur un schéma auto-cohérent et intégrant l'existence d'inversions de connexité des phases, a été développé et appliqué à la description du comportement viscoélastique de ces nanocomposites. Une formulation, basée sur ces matériaux, a été optimisée pour réaliser des revêtements sur substrat verre. Ces revêtements d'épaisseur inférieure au micromètre, conduisent à un renforcement mécanique notable du substrat, s'expliquant par un mécanisme de cicatrisation des fissures de la surface du verre.
This work deals with the study of synthesis-morphology-mechanical properties relationships of polymersilica nanocomposite hybrid materials and their application as coating to reinforce glass substrates ( e.g. bottles). Two types of nanocomposites, exhibiting the same chemical composition, have been prepared. Type 1 systems were obtained by the bulk free-radical polymerization of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) in the presence of HEMA-functionalized silica nanoparticles (13 nm in diameter). Type 2 systems were obtained by the simultaneous polymerization of HEMA and tetraethoxysilane (TEOS). In this case, a silica rich phase results from classical acid catalyzed reactions, involving hydrolysis and condensation of TEOS (sol-gel process). Both types of hybrids, which can contain up to 30 wt% of silica, are optically transparent. Type 1 nanocomposites exhibit particle-matrix morphology where silica nanoparticles tend to form aggregates. Type 2 systems are molecular composites exhibiting a finer morphology that consists in a very open mass fractal silicate structure which is believed to be bicontinuous with the organic phase. Such morphology differences lead to very different mechanical behaviors. Type 2 materials exhibit higher levels of hardness and rubbery rigidity whereas Type 1 materials possess higher damping efficiency and plastic deformation ability. A mechanical model, based on a self-consistent scheme and taking into account local inversions of phase connectivity, has been proposed and applied to the description of the viscoelastic behavior of both types of nanocomposites. Finally, practical applications have been developed in the field of glass strengthening, by using such hybrid systems as coatings. These coatings, whose thickness remains below one micrometer, lead to important reinforcements of substrates, which can be explained by a healing mechanism of glass surface flaws.
Mot(s) clés libre(s) : MATERIAU COMPOSITE, NANOCOMPOSITE, POLYMERE, SILICE, SYNTHESE, STRUCTURE, MORPHOLOGIE, COMPORTEMENT MECANIQUE, REVETEMENT, MODELISATION, VERRE
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Hugonnard-Bruyère Elsa. Etude du comportement électrique des films minces de carbure de silicium reportés par le procédé IMPROVE sur isolant (SiCOI). 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Cette étude porte sur l'analyse du comportement électrique de films minces de carbure de silicium reportés sur isolant (SiCOI) par le procédé IMPROVE (Implanted PROton Void Engineering). Dans un premier temps, nous présentons les propriétés du SiC et des structures SiCOI. Le SiC a des applications dans les domaines de la puissance, de l'hyperfréquence et des hautes températures, là où les semi-conducteurs traditionels, le Si et l'AsGa, trouvent leurs limites. Actuellement le fort coût des substrats de SiC (15 000 à 30 000F suivant la nature) et leur dimension réduite (50 mm) limitent la technologie de ce matériau. L'enjeu de l'application du procédé IMPROVE sur SiC est donc primordial car cette technique permet de réaliser des " pseudosubstrat " de carbure de silicium à faible coût et de grandes dimensions. Néanmoins, après transfert, les films de SiC sont très résistifs ce qui empêche tout réalisation de dispositifs directement dans le film transféré. Dans le deuxième chapitre, nous décrivons les techniques de caractérisation utilisées et faisons un état des défauts observés dans le SiC. Dans le troisième chapitre, nous montrons que la compensation est due aux défauts générés par l'implantation de protons nécessaire au procédé de transfert. Nous analysons la nature de ces défauts par des techniques de photoluminescence, de transitoires de capacité (DLTS) et de résonance paramagnétique électronique (RPE) ce qui nous permet de comprendre leur évolution avec la température des bilans thermiques post-implantation. Enfin, dans le dernier chapitre, la compensation introduite par un procédé de fabrication donné est précisément déterminée par des mesures d'effet Hall et de RPE. Nous quantifions l'influence de plusieurs paramètres de fabrication sur l'activité électrique des couches. L'optimisation du procédé permet ainsi de diminuer la compensation du film de SiC à quelques 10 exposant 16 cm-3 ce qui rend possible son utilisation en tant que couche active dans les dispositifs électroniques. Cette compensation serait corrélée à la présence d'un défaut très stable en température situé à 0,65eV de la bande de conduction.
This thesis describes the electrical behaviour of silicon carbide thin films transferred on insulator by the IMPROVE (Implanted PROton Void Engineering) process. First, we present the SiC and the SiCOI structure properties. SiC is a promising semiconductor material in electronic devices for high power, high frequency and high temperature applications that are not suitable for Si and GaAs. Now, the high cost of SiC substrates (from 3 000 to 6 000 $ depending on its nature) and their small dimension (2 inches) slow down the technology of this material. Consequently, the IMPROVE process applied to SiC is of prime importance because it is a solution to form low cost and high dimension pseudo substrates of silicon carbide. However, after transfer, SiC films are highly resistive preventing the fabrication of electronic devices directly on the transferred SiC film. In the second chapter, we describe the technique of characterisation we have used and we give a state of the art of the observed defects in the literature. In the third part, we show that the electrical compensation is due to the generation of defects during the hydrogen implantation required to induce thin film exfoliation. We analyse the nature of these defects by photoluminescence, capacitance deep level transient spectroscopy (DL TS) and electronic paramagnetic resonance (EPR) and follow their evolution with the post-implantation annealing temperature. Then, in the last chapter, we determine the compensation introduced by a known process by Hall effects and RPE measurements. We quantify the influence of several parameters on the electrical activity of the films. With the improvement of the process, the compensating defect level has been reduced to a few 10 exp16cm-3.So the film can be used. directly in electronic devices. This compensation is produced by the presence of a very stable defect lying at Ec- 0.65eV.
Mot(s) clés libre(s) : ELECTRONIQUE, SEMI-CONDUCTEUR, FILM MINCE, CARBURE DE SILICIUM, PROCEDE IMPROVE SUR ISOLANT SICOI, PSEUDOSUBSTRAT DE SIC, EFFET HALL, CARACTERISATION, COMPENSATION, SPECTROMETRIE TRANSITOIRE, NIVEAU PROFOND, RESONANCE PARAMAGNETIQUE ELECTRONIQUE, SIMULATION
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Shekarchi Zadeh Mohammad. Etude du comportement thermo-hydrique d'une paroi en béton a hautes performances : application au cas des enceintes de confinement en situations accidentelles. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
L'intérêt de l'utilisation d'un béton à haute performance dans la construction de la paroi de l'enceinte de confinement, sur le site nucléaire de Civaux, a été confirmé par les essais d'étanchéité: diminution de 50% du taux de fuite par rapport à un béton ordinaire à l'air sec à la température ambiante. Ce travail a pour but d'étudier le comportement thermo hydrique de ce béton lorsqu'il est exposé sur une face à des chargements accidentels, allant jusqu'à 200°C en température et 15 bars en pression, avec un milieu ayant un degré d'humidité élevé. A la recherche de mesures représentatives, des transferts d'humidité et de chaleur dans la paroi de béton sous conditions accidentelles, des essais ont été effectués sur des éprouvettes ayant l'épaisseur de l'enceinte (1,3 rn). La mise au point d'un banc d'essai permettant ces essais a été la première étape du travail expérimental. Les champs de température, de pression et d'humidité pendant les essais ont été obtenus et la capacité d'étanchéité à la vapeur d'eau de la paroi a été analysée. La détermination des distributions de teneur en eau dans le béton exposé à la température a nécessité la mise au point d'un capteur d'humidité en mortier autoclavé, en utilisant une méthode électrique (résistive). Les paramètres majeurs influençant le comportement thermo hydrique du béton lors d'un chargement accidentel sont identifiés et il est montré que la zone touchée par l'accident (avancement de l'isotherme de 100°C, migration de la vapeur d'eau et développement de la pression) ne dépasse pas 25% de l'épaisseur de la paroi et que l'accident, par l'humidification des pores, améliore progressivement la capacité d'étanchéité du matériau durant l'accident. Il est montré que la présence d'une humidité élevée dans l'enceinte, en même temps que la température est favorable au développement de micro pores connectés dans le béton sans modifier la porosité totale. Ceci indique que le béton n'a pas été structurellement endommagé par les scénarios étudiés. Le travail de modélisation a consisté à adapter un modèle du transfert couplé de masse et de chaleur, destiné originalement à un béton ordinaire, au béton à haute performance utilisé dans le cadre de ce travail. Pour cela, les résultats des études de caractérisation de ce béton effectuées dans le cadre de cette thèse ont été utilisés. Le modèle permet la prise en compte des phénomènes observés et une quantification acceptable des principales valeurs. Une analyse paramétrique permet de cerner ses limites. Ce travail apporte des informations sur le comportement d'une paroi de béton vis à vis des mécanismes de transfert lorsque celle-ci est chauffée avec de la vapeur d'eau, cas comparé à celui d'un chauffage radian, largement commenté dans la littérature.
The interest of use of High Performance Concrete in the construction of the containment wall of the nuclear power plant of Civaux (in France) has been confined by the satisfactory level of leak tightness integrity of this type of concrete under leakage test at 0.5 MPa in dry air at room temperature. The aim of this work is to study the hygrothermal behaviour of the used concrete exposed to accidental conditions leading to high temperatures and high steam pressures (200°C and 15 bars). In order to obtain the representative measurements, during heat and mass transfer in the concrete under accidental conditions, the tests have been carried out in the cylindrical specimens having the same height as the thickness of containment wall of nuclear power plant (1.3 m). The design and fabrication of test equipment allowing to accidental simulations were the first phases of this work. The temperature, pressure and moisture distributions have been measured and the leak tightness integrity of concrete has been analysed during testing. In order to obtain the moisture propagations in the concrete exposed to high temperature, it was necessary to design a moisture meter in autoclaved mortar, using a resistive electrical method. The main parameters affecting the hygrothennal behaviour of concrete under accidental situations have been identified and it is shown that the thickness of wall which is touched by accident (i.e. temperature higher than 1 00°C, vapour water penetration and pressure induced) is about 25% of wall thickness. It is also observed that leak tightness integrity of wall has been improved during testing by the wetting due to vapor water penetration. Besides, the test results of mercury porosimetry of concrete confirms that accidental conditions by heating at high steam pressure (similar to autoclaving process), increase the density of pore network of testing concrete. That means, at least the microstructure of material is not damaged by testing. Numerical investigation consists in adapting a heat and mass transfer mode (TEMPOR.2), to high performance concrete, which has been intended for ordinary concrete. To do so, the test results of concrete characterization obtained during this work have been employed. The analysis of numerical results shows that a modified model could be used in the case of high performance concrete. Finally, theoretical results associated with experimental obtained permit to describe more clearly the difference between concrete behaviour under heating (temperature) or under accidental conditions (temperature and steam pressure).
Mot(s) clés libre(s) : GENIE CIVIL, CONSTRUCTION, PAROI BETON, CENTRALE NUCLEAIRE, COMPORTEMENT THERMO HYDRIQUE, ENCEINTE CONFINEMENT, BETON HAUTE PERFORMANCE, MICROPOROSITE, POROSITE, TENEUR EAU, ETANCHEITE, ACCIDENT NUCLEAIRE
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Molimard Jérôme. Etude expérimentale du régime de lubrification en film mince : application aux fluides de laminage. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
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La qualité des tôles mises en forme par laminage à froid dépend grandement du contact entre la tôle, le lubrifiant et les cylindres du laminoir. L'exigence de qualité conduit à privilégier une lubrification en régime mixte, pour laquelle des interactions entre aspérités ont lieu. Le rôle du lubrifiant et surtout de ses additifs est alors essentiel pour protéger les surfaces. Ce travail propose d'étudier le comportement du lubrifiant lorsque la hauteur de film est très faible et mettre ainsi en évidence le rôle de certains additifs. Pour cela, une nouvelle technique de mesure de hauteur, couplant la visualisation classique du contact ponctuel par interférométrie avec un procédé original de traitement d'images a été développé. Des tests réalisés avec un contact statique montrent que la gamme de hauteur de lubrifiant accessible s'étend de 1 à 800 nm. En outre, des cartographies à l'échelle locale sont présentées dans le cas d'un contact dynamique lubrifié ou d'un contact statique fortement perturbé. Cette technique est utilisée tout d'abord pour l'étude de lubrifiants de laboratoire en régime élastohydrodynamique ou en régime de lubrification en film mince. La comparaison de nos résultats avec des données bibliographiques, des modèles numériques ou une technique d'analyse d'images différente permet la validation des méthodes développées. Des essais sont ensuite conduits sur deux lubrifiants industriels. Selon que des additifs soient ajoutés ou non, le comportement en film mince est différent. En leur présence, une limite inférieure de hauteur apparaît (2 à 3 nm) et la génération de film peut devenir plus importante sur une faible plage de hauteur (R40 nm.). Une modélisation est proposée. Elle prend en compte un phénomène de ségrégation et/ou un phénomène d'adsorption assurant la protection des surfaces. Les résultats trouvés sont cohérents avec les études d'autres lubrifiants réalisées avec des machines de force de surface ou par analyse spectrale de la lumière.
In the cold rolling process, the strip's quality deeply depends on the contact between the strip, the lubricant and the rolls. This quality -requirement leads to favor the mixed lubrication regime. In this case, important interactions between surface asperities are expected. The lubricant and overall the additives have the important task to protect surfaces. This work suggests studying the lubricant behavior when film thickness is very small in order to bring the additives influence to light. A new film thickness measurement method coupling the classical white light interferometry on a point contact to original image analysis software is designed. First tests on a static smooth contact, then on a rough static on~, and last on a dynamic smooth one show the possibility to obtain a precise film thickness map in a range from 1 to 800 nm. At first, this technique is used with laboratory lubricants in elastohydrodyna.mic lubrication or thin film lubrication. Results are compared to literature, numerical models and another image analysis software. This shows proof of the method's capacity to study thin film regime. In a second time, studies are performed, on two industrial lubricants. The behavior in thin film lubrication is different whether additives are placed or not in the lubricants. If they are some, a low thickness limit appears (2 or 3 nm) and the film thickness can be more important in a low thickness range (typically under 40 nm), preventing surfaces diseases. A model is proposed. It takes into account adsorption and segregation phenomena. Results are consistent to other studies for various lubricants on surface force apparatus or by spectral analysis methods.
Mot(s) clés libre(s) : MECANIQUE INDUSTRIELLE, LAMINAGE, TOLE MINCE, LUBRIFIANT, TRIBOLOGIE, LAMINOIR, LUBRIFICATION ELASTOHYDRODYNAMIQUE, FROTTEMENT, COEFFICIENT FROTTEMENT, ADDITIF, FILM LUBRIFIANT, INTERFEROMETRIE, INTERFEROMETRIE OPTIQUE, LAMINAGE A FROID, CARTOGRAPHIE, CONTACT DYNAMIQUE, CONTACT STATIQUE, ROULEMENT
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Masson Pascal. Etude par pompage de charge et par mesures de bruit basse fréquence de transistors MOS à oxynitrures de grille ultra-minces. 1999 / Thèses / accès à la bibliothèque (document papier)
Résumé
Résumé
Nos travaux concernent la caractérisation des transistors MOS à oxynitrures de grille ultra-minces (2 à 7 nm d'épaisseur) obtenus par dépôt chimique en phase vapeur (LPRTCVD). Après un bref rappel des propriétés des défauts de l'interface Si-Si02, nous décrivons les limitations du dioxyde de silicium et présentons les oxynitrures comme une alternative technologique au traditionnel Si02 pour les composants fortement submicroniques. Nous développons l'étude du transistor MOS dans les différents régimes de fonctionnement avant saturation. Nous avons attaché une grande importance à redémontrer les principaux modèles électriques qui ont servi de base à notre démarche expérimentale d'extraction des paramètres. Dans une deuxième partie de notre travail, nous avons développé une nouvelle modélisation du pompage de charge permettant de calculer le courant pompé pour un profil quelconque de la densité d'états d'interface dans la bande interdite du semi-conducteur. Cette approche s'applique aux différentes méthodes de pompage de charge à deux niveaux, à trois niveaux et mettant en œuvre un piège unique. Elle permet l'extraction des paramètres des pièges en présence éventuelle d'un courant tunnel dans le cas des isolants de grille ultra-minces. La caractérisation par mesures de densité spectrale de puissance de bruit basse fréquence (1/f) nous a permis de corréler le piégeage de porteurs et les fluctuations de mobilité à la diminution de l'épaisseur d'isolant. Ceci nous a permis de proposer une amélioration de la méthode expérimentale d'extraction de la densité de pièges lent en analysant l'éventuelle influence d'un -, courant tunnel. Les développements de ces trois techniques de caractérisation sont mis à profit L pour l'étude de transistors MOS à oxynitrures de grille. L'influence des paramètres technologiques d'élaboration de différentes couches d'oxynitrure (teneur en azote, ambiance et température de recuit, présence d'une couche supplémentaire d'oxynitrure dans l'empilement de grille) est analysée en terme de mobilité à faible champ électrique, de tension de seuil, de densités d'états lents et rapides et de charges fi.xes dans le système isolant-grille.
This thesis deals with the electrical characterization of MOS transistors with ultra-thin oxinitride gate dielectrics in the range 2-7 nm. It also concerns the study of electrical active defects in oxinitride-silicon systems. In the first chapter, we review the main characteristics of the Si-Si02 electrical defects as well as the limitations of Si02 used as gate dielectric for deep-submicron MOSFET's. We also present the basic properties of oxinitride layers and we discuss the validity of such dielectrics as a possible alternative to the classical Si02. The second chapter is devoted to the analytical modeling of the MOS transistor working before saturation. We completely rewrite the electrical models that we use in this work to extract the electrical parameters of our devices. In chapter three, we develop a new model of the charge pumping current, taking into account the response of individual and/or distributed states in the silicon bandgap. This approach allows us to accurately model the two- and three-level techniques in terms of current components due to the trapping-detrapping mechanisms from interface states. Finally, we propose an experimental method to separate the charge pumping and the tunneling currents when performing measurements on ultra-thin gate oxide MOSFET's. Chapter fourth is dedicated to the theory of low frequency (1/f) noise in MOS devices. After reviewing the possible origins of this noise, we analyze the influence of the dielectric thickness scale-down and surface roughness on its level. We also propose an enhanced model and extraction procedure to determine the slow state density in presence of a parasitic tunneling component from the gate. In the final part of our work, we use the three electrical techniques, previously reported, to carefully investigate the electrical properties of n-channel MOSFET's with oxinitride gate dielectrics formed by law-pressure rapid thermal chemical vapor deposition (LPRTCVD). Important technological parameters, such as nitrogen concentration, ambient and temperature of post-deposition annealing treatments, presence of an additional capping-layer, etc., have been analyzed in terms of the presence of fast and slow states and fi.xed charge in the dielectric-silicon system.
Mot(s) clés libre(s) : ELECTRONIQUE, TRANSISTOT MOS, OXYNITRURE, POMPAGE CHARGE, BRUIT BASSE FREQUENCE, CARACTERISTIQUE ELECTRIQUE, PIEGEAGE, ISOLANT, COUCHE ULTRA MINCE
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