Cette thèse porte sur l'évolution de la microstructure de superalliages à base de Nickel au cours de traitements thermomécaniques, avec une attention particulière portée sur la taille de grains et la quantité de macles thermiques. Ce travail a été réalisé dans l'optique d'évaluer la possibilité d'optimiser les propriétés de service par le principe de l'ingénierie de joints de grains. Les matériaux étudiés sont principalement l'alliage PER®72, et de manière exploratoire l'alliage N19. Ces deux matériaux appartiennent à la famille des superalliages à base de nickel à durcissement structural élaborés par voie conventionnelle (coulé et forgé) et par métallurgie des poudres respectivement. Deux modes de déformation, la torsion et la compression, ont été testés. Nous avons démontré que le maclage thermique est favorisé par les grandes vitesses de migration des joints de grains, essentiellement induites par (1) leur courbure qui diminue lorsque la taille de grains augmente et (2) les gradients de densité de dislocations produits par les faibles déformations appliquées à grande vitesse qui peuvent maintenir des vitesses de migration élevées même lorsque la taille de grains augmente. La force motrice associée à la courbure est en outre sensible à la distribution de taille de grains, qui s'est avéré être un paramètre microstructural important. La force motrice associée aux gradients de densité de dislocations peut par ailleurs permettre le franchissement des précipités primaires malgré la force de freinage de Zener qui s'exerce sur les joints de grains, ceci au cours de la déformation comme au cours d'un recuit subsolvus. L'occurrence ou la non-occurrence de la recristallisation dynamique au cours de la phase de déformation s'est ainsi avérée être une condition décisive pour l'évolution de la microstructure au cours d'un recuit ultérieur dans le domaine sub- ou super-solvus. Les conditions thermomécaniques de mise en forme permettent donc de moduler la taille de grains et la quantité de macles, même à l'issue d'un traitement supersolvus final.

Développer un modèle de mouvement de foule capable de simuler l'évacuation d'un lieu public de moyenne ou forte affluence devient utile, voire nécessaire, afin que les futures constructions ou aménagements publics puissent offrir une qualité de sécurité optimale à leurs usagers. Les effets des piétons sur les structures du génie civil, comme l'interaction dynamique foule-structure, doivent aussi être pris en compte et modélisés. Dans le cadre de cette thèse, un modèle de foule 2D discret est proposé dans lequel les actions et les décisions de chaque piéton sont traitées individuellement. Ce modèle est aussi capable de modéliser le chargement dynamique d'un piéton sur une structure vibrante. Trois étapes sont nécessaires à l'établissement du modèle proposé. La première concerne la gestion du mouvement et des interactions piéton-piéton et piéton-obstacle. Nous nous sommes inspirés des milieux granulaires pour modéliser les interactions au sein de la foule. Nous avons étudié, implémenté et adapté dans l'environnement MATLAB, le modèle granulaire proposé par Frémond, entrant dans un cadre thermodynamique rigoureux dans lequel les interactions locales sont gérées par l'utilisation de pseudo-potentiels de dissipation, et dans lequel les collisions entre particules peuvent être élastiques ou inélastiques. Une comparaison de ce modèle à deux autres approches déjà adaptées aux mouvements de foule est présentée.La seconde étape consiste à gérer le comportement des piétons. Cette gestion du comportement se fait en plusieurs niveaux de complexité. Dans le premier niveau qui est nécessaire, une stratégie de déplacement est affectée à chaque piéton. La stratégie du chemin le plus court pour qu'un piéton se déplace d'un lieu à un autre a été choisie. Elle a été implémentée à l'aide d'un algorithme de Fast Marching et utilisée pour obtenir la direction souhaitée de chaque piéton au cours du temps. Les autres niveaux de complexité permettent de décrire des comportements plus élaborés tels que l'évitement entre piétons ou le déplacement en sous-groupe, grâce à l'introduction de forces sociales. Une approche originale permettant de former des sous-groupes de piétons à l'aide d'un pseudo-potentiel de dissipation est proposée. La dernière étape concerne le couplage piéton-structure, nous avons cherché à modéliser le chargement dynamique d'un piéton sur une structure vibrante. L'action du piéton sur le sol a été représentée par une force sinusoïdale qui modélise le mouvement d'oscillation de l'individu pendant la marche. En fixant notre attention sur les passerelles, on s'est intéressé au phénomène de synchronisation en fréquence qui peut apparaître entre la fréquence de marche de chaque piéton et la fréquence d'oscillation du système "foule-passerelle". Ce phénomène a été modélisé grâce à l'utilisation d'une équation différentielle de type Kuramoto qui gère la phase de la force de marche de chaque piéton. Un développement analytique du modèle proposé permet d'obtenir les expressions de certains paramètres liés à la synchronisation. Des simulations numériques appliquent ce modèle de foule à l'évacuation des structures du génie civil et à l'interaction foule-passerelle

Depuis la restriction de l'utilisation du plomb dans l'électronique, les alliages de brasure de type SnPb ont été remplacés majoritairement par des alliages de type SnAgCu (SAC). Des travaux précédents ont révélé un phénomène de vieillissement de ces alliages, caractérisé par une forte variation des propriétés mécaniques et se stabilisant après plusieurs années à température ambiante. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence du vieillissement thermique sur l'endommagement des assemblages électroniques utilisant l'alliage SAC305 sous chargements mécaniques.L'étude s'est d'abord concentrée sur le comportement mécanique du SAC305, puis sur l'endommagement des joints brasés.L'impact du vieillissement sur le comportement mécanique a été évalué à l'échelle massive ainsi qu'à l'échelle d'un joint brasé. L'évolution de la dureté et du comportement mécanique cyclique à température ambiante a été reliée à un phénomène de grossissement de grain. Des essais de compression sur billes en SAC305, représentatives de la structure réelle, ont montré les mêmes évolutions. Deux modèles de comportement viscoplastique ont été développés à l'échelle d'un joint brasé pour l'alliage dans l'état initial et dans l'état vieilli. Des simulations numériques réalisées à l'aide de ces modèles, ont permis de valider cette approche.L'influence du vieillissement sur l'endommagement des joints brasés en SAC305 a été évaluée à l'aide d'essais de torsion cycliques sur cartes assemblées. Les résultats montrent que le vieillissement induit une diminution du nombre de cycles à la défaillance en fatigue oligocyclique, élément très important pour la gestion du risque dans les équipements électroniques

Jusqu'au milieu du XIXème siècle, les menus grains se distinguent des gros grains, donnés comme les seules cultures économiquement, alimentairement et symboliquement intéressantes. Pourtant, l'étude de sources aussi variées que les traités de botanique, les manuels d'agriculture, les statistiques napoléoniennes, la correspondance entre intendants et subdélégués, les enquêtes agricoles, les mercuriales ou les publications juridiques indique l'importance économique, géographique, démographique et sociale de plantes aussi variées que le millet, le panis, le sarrasin, le maïs et le sorgho. En effet, tous ces grains, difficiles à identifier au XVIème siècle mais dont les dénominations se précisent avec le système linnéen, appartiennent à un système rural cohérent. Semés au printemps, ils s'insèrent dans les rotations culturales. Ce sont de ce fait des graines supplétives aux gros grains d'hiver (froment, méteil). On ne les consomme pas sous forme de pain, mais sous forme de bouillie. Ce rôle de « grains de disette » est cependant exceptionnel. Les menus grains sont d'abord consommés par les animaux, notamment les porcs et les volailles. Ils sont aussi transformés en objets artisanaux, comme les balais ou les matelas fabriqués avec le sorgho ou le maïs. La demande urbaine en foies gras, chapons et jambons justifie le maintien durable en Bresse ou en Aquitaine de la culture des menus grains, dont on vante les qualités pour engraisser les animaux. Enfin, le dépouillage des sources sur trois siècles montre que la culture et la valorisation des menus grains sont un parfait exemple du strict partage des tâches entre hommes et femmes. Les semis, le désherbage, l'élevage et la vente sur les marchés sont des activités féminines. Alors que les menus grains sont l'objet de critiques répétées de la part du monde savant (agronomes, médecins), la culture des menus grains résiste et survit à travers le maintien de spécialités culinaires régionales (gaudes, galettes, milias....).

Les ions en solutions ont un rôle fondamental dans de nombreux processus physiques, chimiques et biologiques. Dans le cadre des applications industrielles, l'ingénieur les décrits par des modèles analytiques simples, qui sont paramétrisés et ajustés afin de reproduire des données expérimentales. Dans ce travail, nous proposons une procédure multi-échelle à gros-grains pour obtenir ces modèles simples à partir de descriptions atomiques. D'abord, les paramètres de forces classiques pour des ions en solutions sont extraits de calculs ab-initio. Des potentiels effectifs (McMillan-Mayer) ion-ion sont ensuite obtenus à partir des fonctions de distribution de paire mesurées dans des simulations de dynamique moléculaire. Avec ces potentiels effectifs, nous pouvons établir une description à solvant continu des électrolytes. Finalement, nous mettons en œuvre un calcul de perturbation, pour définir la meilleure représentation possible pour ces systèmes, en termes de sphères dures chargées (éventuellement associées). Le modèle final ainsi obtenu est analytique et il ne contient pas de paramètres ajustables. On montre qu'il est en bon accord avec les résultats exacts obtenus par des simulations Monte-Carlo pour la structure et la thermodynamique. La thèse se termine en proposant la mise au point d'une analyse similaire pour la viscosité des électrolytes, obtenue à partir d'une base moléculaire

La formation de la structure de grains dans les métaux pendant la solidification est déterminante pour les propriétés mécaniques et électroniques des pièces coulées. En plus de la texture donnée au matériau, la germination et la croissance des grains sont liées en particulier avec la formation des phases thermodynamiques et les inhomogénéités en composition d'éléments d'alliage. La structure de grains est rarement modélisée à l'échelle macroscopique, d'autant plus que l'approximation 2D est très souvent injustifiée. Dans ces travaux, la germination et la croissance de chaque grain individuel sont suivies avec un modèle macroscopique 3D CAFE. La microstructure interne des grains n'est pas explicitement résolue. Pour valider les approximations faites sur cette microstructure, une comparaison directe avec un modèle microscopique "champ de phase" a été réalisée. Celle-ci a permis de valider les hypothèses de construction du modèle CAFE, de mettre en avant le lien entre données calculées par les modèles microscopiques et paramètres d'entrée des modèles à plus grande échelle, et les domaines de validité de chaque modèle. Dans un deuxième temps, un couplage avec la ségrégation chimique et les bases de données thermodynamiques a été mise en place et appliquée sur un alliage binaire étain-plomb. Une expérience de macroségrégation par convection naturelle a été simulée. L'accord entre les courbes de température expérimentales et simulées atteint une précision de l'ordre de 1K, et la recalescence est correctement prédite. Les cartes de compositions sont comparables qualitativement, ainsi que la structure de grains. Les avantages du suivi de la structure ont été mis en évidence par rapport à une simulation par éléments finis classique. De plus, il a été montré que le calcul 3D était ici indispensable. Enfin, une implémentation parallèle optimisée du code a permis d'appliquer le modèle CAFE à un lingot de silicium polycristallin industriel de dimensions 0,192 x 0,192 x 2,08m, avec une taille de cellules de 250µm. Au total, 4,9 milliards de cellules sont représentées sur le domaine, et la germination et la croissance de 1,6 million de grains sont suivies.

Three experiments were conducted to determine the effects of supplementing wheat-based dry distillers grains with solubles (DDGS) on cow performance, forage utilization, and production costs. In the first two experiments, 48 dry, pregnant Black Angus cows (mean BW±SD; 598.2±4.2 kg) stratified by body weight (BW) and days pregnant were allocated randomly to one of three replicated (n=2) treatments. Cows were managed on stockpiled crested wheatgrass pasture (TDN=49.0, CP=7.3 (% DM)) in experiment one (EXP 1) and barley straw-chaff residue (TDN=45.4, CP=8.6 (% DM)) in experiment two (EXP 2). EXP 1 supplement treatments were (1) 100% DDGS (70:30 wheat:corn blend; DDGS); (2) 100% commercial supplement (COMM); or (3) control no supplement (CONT). EXP 2 supplement treatments were (1) 100% DDGS (70:30 wheat:corn blend; DDGS); (2) 50% DDGS + 50% rolled barley (50:50); or (3) 100% rolled barley grain (control; BARL). Forage utilization was measured for both trials using the herbage weight disappearance method. Cow BW, body condition score (BCS), and rib and rump fat were measured at the start and end of trial and cow BW was corrected for conceptus gain based on calving data. There was no effect (P > 0.05) of treatment on forage utilization in either experiment. In EXP 1, cow performance was not affected (P > 0.05) by supplement strategy. In EXP 2, BW change was 11.3, 6.8, and -6.5 (P < 0.01) for DDGS, 50:50, and BARL, respectively. Because forage utilization was not affected, the difference in cow BW was the result of supplement type. Costs per cow per day in EXP 1 were $0.66, $0.68, and $0.60 for DDGS, COMM, and CONT, respectively. In EXP 2, costs per cow per day were $0.79, $0.80, and $0.80 for DDGS, 50:50, and BARL treatments, respectively.<p> In experiment three (EXP 3), four ruminally cannulated beef heifers were individually fed a basal ration of 75% ground barley straw and 25% ground grass hay (TDN=46.3, CP=7.5 (% DM)). Heifers were supplemented with either (1) DDGS (70:30 wheat:corn blend; DDGS); (2) commercial range pellet (COMM); (3) barley grain and canola meal (BAR+CM); or (4) control no supplement (CONT). Forage intake, apparent total tract digestibility, and passage rate; rumen fermentation parameters; and the rate and extent of forage degradation were measured. Forage intake, passage rate, and apparent total tract digestibility of DM, NDF, and ADF were not affected (P > 0.41) by treatment. Apparent total tract digestibility of CP was increased (P = 0.02) by supplementation, but was not different between DDGS, COMM, and BAR+CM treatments. Ruminal pH was not affected (P = 0.20) by treatment diet, but rumen ammonia-N was increased (P < 0.01) by supplementation. The potentially degradable and undegradable forage fractions were affected (P < 0.02) by supplementation, reducing the extent of forage degradation. Also, there was a tendency (P = 0.06) for the rate of forage DM degradation to increase when supplements were fed. The results of these experiments indicate that wheat-based DDGS can be used as a supplement for beef cows consuming forages with similar or greater effects compared to a commercial pellet and barley grain. DDGS had similar effects on rumen metabolism as the commercial range pellet or barley grain and canola meal, suggesting DDGS can be substituted on a unit basis with these supplements. As such, the inclusion of wheat-based DDGS as a supplement for beef cows will depend on the initial price of the supplement.

Le but de ce travail est d'utiliser les simulations du type vertex afin d'étudier l'effet de l'orientation cristallographique sur la cinétique de la restauration dans l'alliage binaire Al-0,1%Mn. La caractérisation de la cinétique de la restauration dans un polycristal déformé par laminage à froid a été faite à l'aide des mesures de microdureté sur les échantillons recuits à quatre températures pendant différentes durées. Le modèle de restauration développé par Vandermeer et al a été appliqué pour estimer l'énergie d'activation pour la restauration. Plusieurs problèmes ont été rencontrés pendant l'application du modèle, dus à la complexité de ses équations, et également l'amplification de l'incertitude des mesures expérimentales par les termes exponentiels qui figurent dans le modèle. Le simulations vertex de la croissance des sous-grains ont été faites avec les propriétés du matériau trouvées dans la littérature. Les microstructures de déformation des monocristaux orientés Brass et Goss ont été reproduites dans les simulations. Les résultats des simulations étaient en bon accord avec les résultats expérimentaux d'Albou et al. Le faible taux de la croissance des sous-grains dans la microstructure Brass a été à cause de la présence des sous-joints de faible désorientation. La microstructure Goss contient des bandes avec les sous-joints de fortes désorientations, et en conséquent, fortes mobilités, qui entrainent la croissance des sous-grains dans cette structure. Ainsi, il a été établi que l'effet de l'orientation cristallographique est présent dans la microstructure de déformation, les sous-joints ainsi créés et la distribution de désorientations.

Three experiments were conducted to determine the effects of supplementing wheat-based dry distillers grains with solubles (DDGS) on cow performance, forage utilization, and production costs. In the first two experiments, 48 dry, pregnant Black Angus cows (mean BW±SD; 598.2±4.2 kg) stratified by body weight (BW) and days pregnant were allocated randomly to one of three replicated (n=2) treatments. Cows were managed on stockpiled crested wheatgrass pasture (TDN=49.0, CP=7.3 (% DM)) in experiment one (EXP 1) and barley straw-chaff residue (TDN=45.4, CP=8.6 (% DM)) in experiment two (EXP 2). EXP 1 supplement treatments were (1) 100% DDGS (70:30 wheat:corn blend; DDGS); (2) 100% commercial supplement (COMM); or (3) control no supplement (CONT). EXP 2 supplement treatments were (1) 100% DDGS (70:30 wheat:corn blend; DDGS); (2) 50% DDGS + 50% rolled barley (50:50); or (3) 100% rolled barley grain (control; BARL). Forage utilization was measured for both trials using the herbage weight disappearance method. Cow BW, body condition score (BCS), and rib and rump fat were measured at the start and end of trial and cow BW was corrected for conceptus gain based on calving data. There was no effect (P > 0.05) of treatment on forage utilization in either experiment. In EXP 1, cow performance was not affected (P > 0.05) by supplement strategy. In EXP 2, BW change was 11.3, 6.8, and -6.5 (P < 0.01) for DDGS, 50:50, and BARL, respectively. Because forage utilization was not affected, the difference in cow BW was the result of supplement type. Costs per cow per day in EXP 1 were $0.66, $0.68, and $0.60 for DDGS, COMM, and CONT, respectively. In EXP 2, costs per cow per day were $0.79, $0.80, and $0.80 for DDGS, 50:50, and BARL treatments, respectively.<p> In experiment three (EXP 3), four ruminally cannulated beef heifers were individually fed a basal ration of 75% ground barley straw and 25% ground grass hay (TDN=46.3, CP=7.5 (% DM)). Heifers were supplemented with either (1) DDGS (70:30 wheat:corn blend; DDGS); (2) commercial range pellet (COMM); (3) barley grain and canola meal (BAR+CM); or (4) control no supplement (CONT). Forage intake, apparent total tract digestibility, and passage rate; rumen fermentation parameters; and the rate and extent of forage degradation were measured. Forage intake, passage rate, and apparent total tract digestibility of DM, NDF, and ADF were not affected (P > 0.41) by treatment. Apparent total tract digestibility of CP was increased (P = 0.02) by supplementation, but was not different between DDGS, COMM, and BAR+CM treatments. Ruminal pH was not affected (P = 0.20) by treatment diet, but rumen ammonia-N was increased (P < 0.01) by supplementation. The potentially degradable and undegradable forage fractions were affected (P < 0.02) by supplementation, reducing the extent of forage degradation. Also, there was a tendency (P = 0.06) for the rate of forage DM degradation to increase when supplements were fed. The results of these experiments indicate that wheat-based DDGS can be used as a supplement for beef cows consuming forages with similar or greater effects compared to a commercial pellet and barley grain. DDGS had similar effects on rumen metabolism as the commercial range pellet or barley grain and canola meal, suggesting DDGS can be substituted on a unit basis with these supplements. As such, the inclusion of wheat-based DDGS as a supplement for beef cows will depend on the initial price of the supplement.

Grains, leaves, sheaths, glumes and stalks of sorghum varieties were analyzed for total phenols, condensed tannins, flavan-4-ols, anthocyanins and in vitro antioxidant activity. Black sorghum bran was used to evaluate the effectiveness of organic acids and enzymes on extractability of phenols. Flavonoid profiles of grains and non-grain tissues were determined and characterized using HPLC-PDA and HPLC-ESI-MSn. The presence of a pigmented testa and spreader genes (B1B2S) is a predictor for polymeric flavonoids (tannins) but not for simple phenols such as flavan-4-ols, 3-deoxyanthocyanins, flavones and flavanones. Simple flavonoids increased antioxidant capacity of sorghum, and were present in all sorghum except for the white pericarp sorghums that did not have flavanones. The "red turning into black" gene increased phenols in Type I sorghum. The leaves, sheath and glumes of sorghum had higher levels of phenols (78-600 times more), with in vitro antioxidant properties than commonly seen in grains. Pigmentation of plant components increased levels of 3- deoxyanthocyanins but not flavones nor flavanones. The leaves of biomass sorghum, Collier variety, had 3.4 times more 3-deoxyanthocyanins than the leaves of Tx430 Black x Sumac which had the highest levels (1810 ?g/g) of 3- deoxyanthocyanins among the leaves. The use of 1% HCl/ethanol provides a possible food grade substitute solvent for 1%HCl/methanol in the extraction of phenolic compounds from sorghum. All enzymes evaluated broke down bran particles forming a gel-like material which had increased phenols and antioxidant activities but not 3- deoxyanthocyanins as revealed by HPLC analysis. Microscopy examination showed the gel matrix rich in fiber and can possibly be used for nutraceutical applications. Careful understanding of enzyme activities is necessary for effective extraction of 3-deoxyanthocyanins from sorghum. Sorghum leaves, sheaths and glumes are excellent sources of bioactive compounds, up to 600 times more than the grains of some varieties. Sorghum with the "red turning to black genes" is a potential source of 3- deoxyanthocyanins and flavan-4-ols. With the trend towards sorghum as biomass for ethanol production, plant breeders must select special traits aimed at developing enhanced desired functionality such as antioxidant potential and other healthy attributes with application in food, pharmaceutical/nutraceutical and cosmetic industries.