Caractérisation mécanique dynamique de matériaux poro-visco-élastiques

Poro-viscoelastic materials are well modelled with Biot-Allard equations. This model needs a number of geometrical parameters in order to describe the macroscopic geometry of the material and elastic parameters in order to describe the elastic properties of the material skeleton. Several characterisation methods of viscoelastic parameters of porous materials are studied in this thesis. Firstly, quasistatic and resonant characterization methods are described and analyzed. Secondly, a new inverse dynamic characterization of the same modulus is developed. The latter involves a two layers metal-porous beam, which is excited at the center. The input mobility is measured. The set-up is simplified compared to previous methods. The parameters are obtained via an inversion procedure based on the minimisation of the cost function comparing the measured and calculated frequency response functions (FRF). The calculation is done with a general laminate model. A parametric study identifies the optimal beam dimensions for maximum sensitivity of the inversion model. The advantage of using a code which is not taking into account fluid-structure interactions is the low computation time. For most materials, the effect of this interaction on the elastic properties is negligible. Several materials are tested to demonstrate the performance of the method compared to the classical quasi-static approaches, and set its limitations and range of validity. Finally, conclusions about their utilisation are given

Caractérisation physico-chimique des interphases époxyde-amine/oxyde ou hydroxyde métallique, et de leurs constituants

Les caractéristiques des systèmes collés ou peints époxyde amine/métal dépendent des caractéristiques de chacun des constituants mais aussi de leur "combinaison". En particulier, l'interphase possède des propriétés spécifiques. La chimisorption de l'amine sur le métal et la dissolution de la couche d'hydroxyde initialement présente à sa surface sont simultanées. Le complexe organométallique créé réagit avec le monomère époxyde pour former un réseau aux propriétés physico-chimiques spécifiques. Lorsque la configuration des complexes permet leur cristallisation, et que leur produit de solubilité est dépassé, les complexes précipitent pour donner naissance à des cristaux de facteur de forme très important. Quand un polymère est réalisé avec ces complexes, les cristaux jouent le rôle de charges, induisant de nouvelles propriétés mécaniques. La formation d'une interphase a été observée en appliquant plusieurs amines sur différents métaux. La variation des propriétés physico-chimiques et mécaniques a été évaluée

Etude de l\u27endommagement et du renforcement de composites à matrice cimentaire

Ce travail de thèse s\u27inscrit dans le cadre général des études sur l\u27élaboration et la caractérisation des composites à matrice cimentaire. Dans notre cas, nous avons choisi le béton comme composite à matrice cimentaire, ce dernier résulte du mélange de plusieurs éléments : ciment, eau, granulats, adjuvants et fibres. Mon travail se propose de mieux comprendre d\u27une part l\u27influence des rapports sable sur ciment (s/c) et eau sur ciment (e/c) sur la microstructure, les mécanismes de l\u27endommagement et le renforcement et d\u27autre part le rôle de l\u27interface pâte-granulat dans ce mélange. Pour atteindre ces objectifs, dans un premier temps des essais de traction et compression ont été effectués avec un suivi de l\u27activité acoustique. De plus, des analyses en tomographie X ont été réalisées afin d\u27identifier les mécanismes d\u27endommagement. Dans un deuxième temps des observations microscopiques ont été menées afin d\u27examiner les changements microstructuraux. Des mesures de porosités ainsi que des analyses thermogravimétriques ont été effectuées. Deux systèmes ont été conçus pour réaliser les tests mécaniques. Le premier est un système de traction direct, adapté aux conditions de l\u27étude, qui a été mis au point au cours de ce travail. Ce système consiste en plusieurs articulations pour faciliter l\u27alignement de l\u27éprouvette lors de l\u27essai. Un second système pour effectuer les essais en compression a été réalisé. Pour ce dernier nous avons utilisé une calotte sphérique afin d\u27optimiser les défauts de parallélisme de deux surfaces de l\u27éprouvette

Simulation de la propagation des ondes radio en environnement multi-trajets pour l\u27étude des réseaux sans fil

Le but de cette thèse est d\u27implémenter une méthode déterministe pour modéliser le canal radio des réseaux wifi. Pour cela la méthode MRFDPF (Multi Resolution Frequency Domain ParFlow) a été adaptée, Le paramétrage et la calibration du modèle sont présentés, donnant une erreur inférieure a 4dB. Nous montrons comment prendre en compte les autres étages d\u27un bâtiment en développant la méthode 2.5D. De plus pour bien prendre en compte les diagrammes d\u27antennes des points d\u27accès un nouveau procédé est présenté. Enfin l\u27implémentation de la méthode MRFDPF en 3D est développée ainsi que les optimisations nécessaires Enfin trois extensions sont proposées: la première concerne une extension de la méthode en milieu urbain, la deuxième présente une méthode d\u27analyse des évanouissements non sélectifs, et la troisième explique comment le modèle a été intégré dans un logiciel de planification de réseau WiFi

Etude expérimentale et théorique du comportement d\u27un tunnel renforcé par boulonnage frontal

Le renforcement des tunnels par boulonnage au front de taille permet le creusement dans des terrains de mauvaise tenue. Bien que cette technique soit de plus en plus employée, l\u27effet réel des boulons sur l\u27augmentation de stabilité et la réduction des mouvements à l\u27avant du front reste encore difficile à appréhender. Le présent travail de thèse propose d\u27aborder ce problème en intégrant deux types d\u27approches. D\u27abord, une approche théorique par homogénéisation du milieu renforcé conduisant in fine à des outils d\u27aide à la conception. Ensuite, une approche expérimentale comprenant d\u27une part le recueil de données in situ obtenues grâce à l\u27instrumentation d\u27un chantier et d\u27autre part, des essais sur modèle réduit en laboratoire pour compléter mais aussi pour fournir des données sous conditions idéales plus facile à interpréter

Biosynthèse de l\u27hydrogénase chez Escherichia coli. Incorporation du nickel, maturation et translocation transmembranaire de l\u27hydrogénase

En conditions de croissance anaérobies, l\u27entérobactérie Escherichia coli synthétise trois isoenzymes hydrogénase (HYD). HYD1 et HYD2 sont des protéines intégralement membranaires, composées chacune d\u27une petite et d\u27une grande sous-unités, tandis que HYD3 est une protéine périphérique de la membrane cytoplasmique. HYD1 et HYD2 catalyse l\u27oxydation de l\u27hydrogène couplée à la réduction d\u27un accepteur terminal d\u27électrons. HYD3 est responsable de la production d\u27hydrogène en liaison avec l\u27oxydation du formiate. Les trois hydrogénase contiennent du nickel. Nous avons démontré que l\u27incorporation du nickel dans les grandes sous-unités des trois hydrogénsases se déroule dans le cytoplasme. Les protèines chaperons GroEL et GroES sont nécessaires à l\u27incorporation du nickel dans HYD3, mais pas dans HYD2. D\u27autre part nos études cellulaire, biochimique te immunologique révèlent que : (1) HYD2 est localisée dans le périplasme, (2) l\u27incorporation du nickel engendre un changement de conformation et une condition préalable de la translocation de HYD2, (3) la translocation de HYD2 est indépendante de la protéine SecY. Enfin, après clonage de l\u27opéron hyb codantHYD2, nous avons montré que les deux sous-unités de HYD2 sont co-transloquées. L\u27ensemble de ces résultats suggère l\u27existence d\u27un nouveau mécanisme pour la translocation de l\u27hydrogénase

Elaboration en épitaxie par jets moléculaires des nitrures d\u27éléments III en phase cubique.

Cette étude a portée sur l\u27élaboration en épitaxie par jets moléculaires des matériaux nitrures d\u27éléments III en phase cubique sur des pseudo-substrats de SiC cubique dans le but de mettre en évidence les divers atouts de ces matériaux pour les applications aux dispositifs optoélectroniques. Nous avons pu obtenir des résultats sur le contrôle de la pureté et la qualité structurale des films épais de nitrures binaires qui se situent à l\u27état de l\u27art. Les limitations trouvées sur l\u27amélioration des propriétés des ces matériaux ont été dues à la morphologie des pseudo-substrats. Nous avons également fabriqué des films épais d\u27alliage AlGaN en phase cubique dans la gamme des compositions de 0<XAl<0,70%. D\u27autre part, le contrôle des modes de relaxation des couches de GaN sur AlN a permis la réalisation de boîtes quantiques et de puits quantiques de nitrure en phase cubique. L\u27étude optique a mis en évidence l\u27absence de polarisation spontanée et piezo-électrique dans ces nanostructures de nitrure en phase cubique. Cependant la forte densité de défauts structuraux limite leur performance. Finalement, nous avons travaillé sur le dopage intentionnel des films de GaN. Nous avons démontré la réalisation de diodes à jonction p-n émettant dans le bleu-vert mais l\u27interaction des défauts structuraux et donneurs résiduels avec le dopant de type p que nous avons utilisé a donné des problèmes de reproductibilité. Des travaux sur l\u27amélioration de la morphologie et de l\u27homogénéité des substrats SiC s\u27impose pour l\u27amélioration des couches de nitrure en phase cubique et les applications aux dispositifs optoélectroniques ou à micro-ondes

Utilisation des valeurs propres et vecteurs propres de couplage pour étudier le comportement vibro-acoustique de systèmes couplés.

La caractérisation fine des mécanismes mis en jeu lors du couplage de systèmes vibrants est indispensable pour réduire le volume des calculs (ou le nombre de données à manipuler) nécessaires à la description correcte des phénomènes vibratoires résultants. Dans ce cadre, une nouvelle méthodologie a été développée puis appliquée au cas de deux plaques couplées par un ou plusieurs ressorts. Fondée sur une approche modale et un formalisme vectoriel, elle s\u27appuie sur l\u27exploitation d\u27une matrice de couplage adimensionnelle qui décrit les échanges entre les deux plaques. Cette matrice admet autant de valeurs propres de couplage (quantités totalement déterministes) que de ressorts entre les plaques. Ces valeurs propres sont représentatives de la force du couplage tandis que les vecteurs propres indiquent les chemins modaux de transmissions. L\u27utilisation de ces quantités propres permet de reconstruire l\u27état vibratoire des plaques après couplage connaissant leur état avant couplage (en configuration découplée bloquée).Une méthode simplifiée est développée dans le cas du couplage multiple. Le chemin de transmission dominant est identifié par l\u27examen et le tri des valeurs propres de couplage. Le fait de ne garder que la contribution correspondant à ce chemin modal dominant donne d\u27excellents résultats, l\u27erreur maximum par rapport à la solution de référence atteignant 3 dB aux plus hautes fréquences.L\u27application expérimentale de cette méthodologie est possible puisque les valeurs propres de couplage sont mesurables. La méthode s\u27apparente à une approche de type mobilité, à la différence près que les grandeurs à mesurer sont en configuration découplée bloquée, ce qui permet d\u27éviter les fréquences singulières inhérentes à l\u27approche par mobilité classique. Dans des conditions de couplage multiple, l\u27application de la méthode simplifiée confirme la qualités des résultats obtenus précédemment de façon numérique

Contribution à la caractérisation des images par transformée polynomiale : application à l\u27indexation des images et des vidéos

Ce travail de thèse porte sur lindexation dimages et de vidéos, basée sur lextraction de primitives. Dans ce cadre, nous nous sommes intéressés aux différentes transformées construites à partir de polynômes, et plus particulièrement aux transformées de Hermite et de Laguerre (construites à partir des polynômes de Hermite et de Laguerre). Notre approche fait une place importante à la perception visuelle humaine par le choix de la transformée de Hermite, puisquun certain nombre détudes ont montré de grandes similitudes entre le fonctionnement de la vision humaine (perception, filtrages, choix des informations importantes ) et les grandeurs mises en évidence par cette transformée. Par ailleurs, la dimension temporelle de la vidéo est le plus souvent traitée au même titre et avec les mêmes outils que les deux dimensions spatiales. Il nous a paru intéressant de faire une distinction à ce niveau puisque le temps et lespace diffèrent au moins sur un aspect important: la causalité. Cette distinction a été faite par le choix de polynômes différents pour lespace et pour le temps. Pour cela, nous avons choisi la transformée de Laguerre, construite à partir des polynômes de Laguerre, pour le traitement de la dimension temporelle. Dans un premier temps, nous présentons une analyse théorique des filtres de Hermite et leurs liens avec les filtres de Gabor comme modèles du système visuel humain. Ensuite, dans le cadre de lindexation dimages, nous nous sommes intéressés plus particulièrement à la texture et à lextraction de ses caractéristiques par filtrage. Dans cette démarche, et afin daméliorer la discrimination des caractéristiques de texture résultant de lapplication de ces filtres, nous proposons le banc de filtres de Hermite type Gabor. Ceux-ci ont la même structure que les filtres de Hermite mais avec une décomposition fréquentielle similaire à celle des filtres de Gabor. Nous proposons ensuite deux approches, une globale et lautre locale, pour lindexation dimages texturées basée sur des mesures dautocorrélation à la sortie des ces filtres. Enfin, dans le cadre des vidéos, nous proposons une approche dindexation basée sur la combinaison dinformations spatiales et temporelles, extraites séparément des séquences vidéo. Dans la version spatiale, nous utilisons les filtres de Hermite et dans la version temporelle, les filtres de Laguerre qui préservent la causalité. Par intégration des deux modèles, nous construisons un système dindexation spatio-temporel

Etude des mécanismes de génération de contraintes et de fissuration par retrait gêné dans les structures a base de matériaux cimentaires.

La fissuration est un phénomène couramment observé dans les structures en béton où le retrait ne peut s\u27effectuer librement. Le retrait, ou plutôt les retraits, ont été amplement étudiés en laboratoire, mais il est difficile de transposer les résultats mesurés à l\u27échelle du matériau au calcul des déformations d\u27une structure. Nos travaux s\u27attachent à la modélisation des déformations de retrait afin de permettre leur calcul dans une structure type poutre en fonction de ses dimensions, de ses conditions limites, de son environnement et de la formulation du matériau. Ils traitent les nombreux couplages qui relient les phénomènes chimiques, thermiques et hydriques à l\u27origine des déformations. Le type de conditions limites que nous avons principalement développé concerne les structures reposant sur une fondation continue, qui oppose des efforts complexes tels que le frottement et la réaction du support. Les frottements sont répartis sur la base de la structure et les contraintes qu\u27ils engendrent évoluent le long de l\u27interface. Selon les dimensions de la structure et l\u27amplitude du retrait, une fissuration peut se produire. Nous proposons une méthode permettant de calculer les contraintes de retrait gêné par frottement, qui aboutit à une expression de la longueur critique au delà de laquelle la poutre risque de fissurer, ainsi qu\u27aux ouvertures de fissures et aux pas de fissuration. Cette méthode permet la prise en compte d\u27un renforcement éventuel par des fibres métalliques, qui en pratique constitue une solution technique qui permettrait de réduire l\u27ouverture des fissures. Expérimentalement, les différentes étapes de la modélisation ont été validées par des essais sur des poutres à l\u27échelle 1, complétés par des données mesurées sur des sites de dallages industriels. Une extension aux structures composées de la superposition de deux couches est également développée