Les alliages de cuivre sont utilisés dans de nombreuses applications électriques car ils offrent un bon compromis de résistance mécanique, de résistance à la corrosion et de conductivité électrique. Cependant pour certaines applications comme les contacteurs électriques, des matériaux plus performants sont recherchés. L’affinement de la taille de grains et l’implantation ionique sont deux voies que nous avons explorées dans ce but. Afin d’obtenir un bon compromis entre la dureté, la résistance à la corrosion et la conductivité électrique du cuivre pur (99,90%) et un bronze commercial monophasé contenant 8 % massique d’étain ont été nanostructurés par déformation plastique intense, et ensuite implantés à l’azote. Dans un premier temps, nous avons étudié l’évolution de la dureté des matériaux que nous avons corrélée aux changements microstructuraux induits par déformation plastique intense. Grâce à la microscopie électronique en transmission (MET) et la diffraction des rayons X (DRX), nous avons pu mettre en évidence la formation de grains ultrafins. Et nous avons prouvé que la solution solide CuSn métastable n’était pas décomposée au cours de la déformation. Par ailleurs, il a été montré que l’étain en solution solide favorise l’affinement des grains et que la déformation du CuSn8 à des vitesses plus rapides limite la restauration dynamique des défauts en engendrant une plus grande dureté. Un modèle qualitatif prenant en compte la production et l’annihilation de dislocations a été développé permettant de prédire l’influence des paramètres procès sur l’évolution de la microstructure et de la dureté. La stabilité thermique des nanostructures formées par déformation intense a également été étudiée, notamment par calorimétrie différentielle à balayage. Il a été montré que l’ajout d’étain en solution solide retarde la recristallisation alors que la densité de défauts et donc la force motrice est plus importante. Le Cu et le CuSn8 recristallisés et à grains ultrafins ont été implantés à l’azote. Il a été montré par nanoindentation que les duretés superficielles du Cu recristallisé et du Cu nanostructuré augmentent significativement après implantation. Nous avons mis en évidence par MET (SAED, STEM HAADF et EELS) la formation de nitrures de cuivre qui sont à l’origine du durcissement superficiel. Des nitrures de cuivre ont été également été formés dans le CuSn8 alors qu’aucun nitrure d’étain n’a été détecté. Par ailleurs, il est intéressant de noter que les défauts et notamment les mâcles formées après déformation intense semblent favoriser la diffusion de l’azote et être des sites de germination préférentielle des nitrures de cuivre. / Copper is the most used material in electrical field applications. For electrical contacts, its oxidation behavior, thermal stability and hardness is essential. In this work, we attempted to find the key to make strong, but also conductive metal with a high corrosion resistance by finding an appropriate copper microstructure and surface treatment. It is well known that material properties are determined by their microstructure. Also, it was seen that nitride films enhance the oxidation resistance and the surface hardness. Therefore, to achieve our goal, pure copper and a bronze alloy Cu-8wt. %Sn have been subjected to high pressure torsion to make ultra-fine-grains and the surface was then implanted with nitrogen ions. We have investigated the effect of deformation on the hardness and the thermal stability by Vickers microhardness and DSC measurements. It is shown that tin in solid solution delay the recrystallization of the UFG produced by HPT. Tin also promotes the grain refinement and limit the dynamic annihilation during HPT deformation. Furthermore, a correlation between the properties and the microstructure was done by SEM and TEM analyses. A qualitative model taking into account the production and annihilation of dislocations has been developed to predict the influence of process parameters on the evolution of microstructure and hardness. Recrystallized and UFG Cu and CuSn8 were implanted with nitrogen. It has been shown by nanoindentation that their surface hardness increase significantly after implantation. TEM analyses (SAED, STEM HAADF and EELS) demonstrated the formation of copper nitrides which cause superficial hardening. Copper nitrides were also formed in CuSn8 whereas no tin nitride was detected. Moreover, it is interesting to note that the defects (in particular deformation twins) seem to be preferential nucleation sites for copper nitrides.

<p align='justify'>This thesis is devoted to the micromechanical study of the size-dependent strengthening in Transformation Induced Plasticity (TRIP) steels. Such grades of advanced high-strength steels are compelling for the automotive industry, due to their improved mechanical properties. Among others, they combine a good strength versus ductility balance. In this context, many research works have been carried out to study these grades of steels. In particular, from a numerical point of view, earlier studies within the framework of classical plasticity do not properly reproduce the strengthening levels characterizing TRIP steels and obtained experimentally.</p> <p><p align='justify'>In this study, the strain gradient plasticity theory presented by Fleck and Hutchinson (2001) is chosen to account for the strengthening effect resulting from the phase transformation. A two-dimensional embedded cell model of a simplified microstructure composed of small cylindrical metastable austenitic inclusions, partially undergoing the phase transformation, within a ferritic matrix is used.</p><p><p align='justify'>First, the single-parameter version of the strain gradient plasticity theory under small strain assumption is used for the simulations. The impact of the higher order boundary conditions is assessed. It is shown that, when the plastic flow is unconstrained at the elasto-plastic boundaries, the transformation strain has no significant impact on the overall strengthening. The strengthening is essentially coming from the composite effect with a marked inclusion size effect resulting from the appearance during deformation of new boundaries (at the interface between parent and product phases) constraining the plastic flow.</p><p><p align='justify'>Second, the multi-parameter version of the strain gradient plasticity theory, incorporating separately the rotational and extensional gradients in the formulation, is employed under small strain assumption. The effect of the plastic strain gradients resulting from the transformation strain is better captured. In particular, the results show a significant influence of the shear component of the transformation strain. An implicit confinement effect is revealed at the elasto-plastic boundaries which is partly responsible for the transformation strain effect. Size effects on the overall strengthening are also revealed, due to a combined size dependent effect of the transformation strain and of the evolving composite structure.</p><p align='justify'>Third, the extension of the strain gradient plasticity theory to a finite strain description is applied. A significant effect of the transformation strain is obtained with the multi-parameter version of the theory as well as an optimal austenite grain size improving the damage resistance of the martensite, in agreement with the typical grain size of the current TRIP-assisted steels (Jacques et al. 2007).</p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les fentes labio-palatines (FLP) sont la malformation cranio-faciale congénitale la plus fréquente. D'origine multifactorielle, elles sont la conséquence d'un défaut de fusion des bourgeons faciaux.Objectif et MéthodologieL'objectif de ce travail a été d'étudier la place des gènes de l'angiogenèse dans le cadre de la piste étiologique des FL/P. La méthodologie de ce travail comportait 3 étapes :- Une analyse systématique et exhaustive des gènes impliqués dans les FL/P comprenant les gènes identifiés mais aussi les gènes potentiellement impliqués.- Une analyse rétrospective des explorations génétiques des FL/P opérées au CHU de Reims entre 2003 et 2009.- La mise en place d'une analyse prospective (2009-2012, AOL) :- Génomique constitutionnelle par CGH Array- In situ au niveau des berges des fentes issues de déchets opératoires des chirurgies primaires des FL/P comprenant :Le développement d'un protocole de culture cellulaire de fibroblastesUne analyse anatomopathologiqueEt surtout le développement d'un modèle d'étude in vivo chez l'enfant d'analyse d'expression des gènes de l'angiogenèse.RésultatsL'analyse systématique des gènes impliqués dans les FL/P a mis en évidence 95 gènes dont plus d'une dizaine sont connus comme liés aux mécanismes d'angiogenèse (facteurs de croissance et protéases). Ces derniers sont en interaction entre eux mais aussi avec 18 autres gènes impliqués eux aussi dans les FL/P. Ainsi au total 1/3 des gènes d'intérêt sont soit des gènes de l'angiogenèse soit en lien avec eux.L'étude rétrospective nous a permis de mettre en exergue certaines formes cliniques originales qui ont été étudiées et publiées sous un angle « étiologique ».L'étude prospective nous a permis, après obtention des consentements, d'inclure 72 patients (30 FLP, 24FL, 18FP) opérés au CHU de Reims entre 2009 et 2012 d'une chirurgie primaire.Nous présentons :- nos résultats anatomopathologiques, et génétiques (CGH Array)- notre protocole de culture cellulaire- nos réflexions, notre cheminement aboutissant à la création du modèle d'étude d'analyse d'expression des gènes de l'angiogenèseDiscussionLa littérature a bien mis en avant une implication des phénomènes angiogéniques dans la constitution des FL/P par le biais des facteurs de croissance (TGFβ, PDGF C et Ra, FGF, TGFA, FGFR1, FGFR2 ; VEGF) et des protéases (MMP/TIMP2). L'ensemble de nos manipulations in situ nous permet aujourd'hui de disposer du matériel nécessaire pour l'étude de l'expression des facteurs impliqués dans l'angiogenèse sur les berges des fentes.Parallèlement, l'étude génomique constitutionnelle en CGH Array a permis de retrouver des variations non-connues comme polymorphiques chez 62% de nos patients. Des études familiales vont compléter notre travail. Elles permettront de savoir si ces CNV sont héritées ou De Novo et ainsi de préciser leur caractère bénin ou pathologique. L'identification chez un de nos patients d'une amplification, même de petite taille, du gène SKI (gène lié à la voie des TGFβ) nous encourage dans la poursuite de nos recherches d'anomalies constitutionnelles des gènes de l'angiogenèse dans les FL/PLa CGH array est une technique qui nous a paru particulièrement utile et fiable en terme de « scanning » et de dépistage.En conclusion, en pratique clinique, la découverte des anomalies préalablement certainement sous estimées par les cliniciens doit nous mener à une nouvelle réflexion sur le conseil génétique et sur l'utilité dans l'avenir d'un dépistage plus systématique. / Cleft lip and palate (CLP) are the most common congenital craniofacial malformation. They have a multifactorial etiology and are the consequence of incomplete fusion of the facial buds.Objective and MethodologyThe objective of this work was to study the role of the genes of angiogenesis in the framework of studying the etiology of CL/P. Our methodological approach included 3 steps:- Systematic and thorough analysis of the genes involved in CL/P including identified genes but also genes that could be potentially involved.- A retrospective analysis of the operated clefts at the University Hospital of Reims between 2003 and 2009.- Implementation of a prospective analysis (2009-2012, AOL):- Constitutional genomic study by CGH Array- In situ with tissue specimens extracted from surgically excised cleft edges including:The development of a protocol for fibroblast cell culturesHistopathological analysisAnd above all the development of an in vivo study model in children for analyzing the expression of genes of angiogenesis.ResultsThe systemic analysis of genes involved in cleft lip palate unveiled 95 genes including about ten that are known to be related to angiogenesis mechanisms (growth factor and proteases). These genes interact between themselves but also with 18 other genes also involved in CL/P. In all, 1/3 of relevant genes are either angiogenesis-related genes or in direct relation with them.The retrospective study permitted to underline the some original clinical forms that were studied and published under an « etiological » angle.The prospective study included 72 patients (30 CLP, 24CL, 18CP), for whom we obtained informed signed consents, operated at the University Hospital of Reims between 2009 and 2012 for primary cleft surgery.We present:- Our histopathological and genetic results (CGH Array)- Our cell culture protocol (submitted for publication)- Our approaches and thought process behind the design of a study model for analyzing expression profiling of angiogenic genesDiscussionThe literature has highlighted the role of angiogenesis in the formation of cleft lip/palate via growth factors (TGFβ, PDGF C and Ra, FGF, TGFA, FGFR1, FGFR2, VEGF) and proteases (MMP/TIMP2). All our manipulations in situ have yielded the necessary material, i.e. edges of resected clefts, to study the expression of factors involved in cleft angiogenesis.In parallel, the constitutional genomic study in CGH Array enabled to uncover abnormalities in 62% of our patients. Family studies will complete our work. They will help to refine if these CNV are inherited or de novo and thus indicate their benign or pathological nature. In one of our patients, the identification of the SKI gene (related to the TGFβ pathway) encourages us to continue our research of genetic abnormalities of angiogenic genes involved in cleft lip/palate. CGH array appeared to be a very useful and reliable method in terms of scanning and screening.In conclusion, in clinical practice, the discovery of abnormalities which were probably underestimated by clinicians before, leads us to rethink the issue of genetic counseling and the relevance of a more systematic screening for these abnormalities in the future.

Figure majeure de la scène contemporaine, tant sociale que conceptuelle, le corps est à la fois au centre de tout un discours "corporéïste" (qui en fait le lieu du sujet et travaille à le rendre le plus transparent possible à l'identité individuelle) et investi par des pratiques médicales bénéficiant de moyens techniques jusqu'alors inédits, tendant de plus en plus à l'instrumentaliser. A partir de ce double constat, nous avons choisi d'interroger trois exemples de biotechnologies, les greffes, les techniques de chirurgie esthétique et celles des procréations médicalement assistées mettant en évidence la variété de l'intervention technique, l'humanisation ou l'aliénation qu'elle rend possible. La phénoménologie, et notamment la notion de "corps propre" dégagée par Merleau Ponty nous permettra d'affiner notre compréhension de la corporéïté, avant de confronter la pensée du philosophe au concret des pratiques évoquées et d'examiner si les concepts phénoménologiques permettent d'articuler la rencontre du corps et de la technique et de poser des balises éthiques à certaines interventions médicales.

Des travaux scientifiques récents ont ouvert de nouveaux champs d’application aux traitements mécaniques tels que le grenaillage. Il a été montré que de tels traitements, réalisés avant un traitement de nitruration à la surface d’alliage ferreux, permettaient d’abaisser les températures de traitement et d’augmenter significativement les cinétiques de diffusion. Nous avons entrepris de tester les performances de cette combinaison de traitements mécanique et thermochimique sur des aciers inoxydables et des alliages à base nickel austénitiques. Des essais ont été réalisés à partir d’une technique de grenaillage mécanique appelée « Surface Mechanical Attrition Treatment » (SMAT). Des billes en métal ou en céramique sont introduites dans l’enceinte et mises en mouvement par la sonotrode. Les billes percutent et introduisent donc une déformation plastique à la surface des échantillons. Après cette étape, les échantillons subissent un traitement thermochimique de nitruration assisté plasma. La comparaison des résultats obtenus après nitruration sur des échantillons traités mécaniquement avec ceux n’ayant pas été pré-traités mécaniquement a permis de quantifier les effets des traitements combinés. Les analyses par diffraction des rayons X, les mesures de microdureté, les observations au microscope optique/électronique à balayage/électronique en transmission, les analyses de texture par EBSD (Electron BackScatered Diffraction) et la mesure des profils de concentration en azote par SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) et SDL (Spectroscopie à Décharge Luminescente) ont montré l’importance de la nature de la couche transformée mécaniquement sur la diffusion de l’azote / Recent scientific work has opened new fields of application to mechanical treatments such as shot blasting or peening. Indeed, it has been shown that this treatment, performed before a nitriding treatment on the surface of ferrous alloy, lowers processing temperatures and significantly increases the diffusion kinetics. We undertook to test this combination of mechanical and thermochemical treatments on stainless steels and nickel-based alloys. The mechanical treatments were done by Surface Mechanical Attrition Treatment (SMAT). This method is implemented in a box where metal or ceramic balls were introduced and set in motion by an ultrasound system in order to impact the surface of the pieces. The treated samples were then nitrided at low temperature by using a remote plasma. The comparison of the results obtained after nitriding treatments on mechanically treated samples and those not mechanically treated allows quantifying the effects of the combined treatments. Analyses by X-ray diffraction, microhardness measurement, observations by optical and scanning and transmission electron microscopy, texture analysis by EBSD (Electron Diffraction BackScatered) and measurement of nitrogen concentration profiles by SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) show the importance of the nature of the deformed layer

L'utilisation de matériaux polymères a su s'imposer au cours du 20ième siècle, en remplaçant ou se combinant aux matériaux métalliques, pour des applications mécaniques toujours plus techniques. La grande diversité des propriétés physiques des polymères est intimement lié à leur forte complexité microstructurale, qui malgré leur utilisation massive reste, au demeurant, encore très incomprise. Afin de mieux comprendre les évolutions microstructurales aux échelles nano et micrométrique dont résultent le comportement macroscopique il est nécessaire de développer de nouvelles techniques de caractérisation in situ. Ce travail fait état de l'utilisation de la spectroscopie Raman couplée au système VidéoTractionTM afin d'obtenir des informations microstructurales de la déformation de polymère semi-cristallins. Pour cela, des polypropylènes de formulations diverses ont été étudiés, permettant de souligner le rôle joué par la matrice et les charges organiques et minérales dans le processus de déformation plastique. Des mesures in situ de l'orientation des chaînes macromoléculaires déterminées in situ par Raman ont été confirmées, au synchrotron Petra III d'Hambourg, par une expérience couplant le système VidéoTractionTM-Raman à un dispositif de diffusion des rayons X aux grands angles. L'endommagent volumique des matériaux a été étudié post mortem par Tomographie X et radiographie X. Les améliorations apportées au système VidéoTractionTM-Raman ainsi qu'une étude de la diffusion de la lumière incohérente de nos matériaux au cours de leurs déformations ont permis l'établissement d'un critère de mesure de l'endommagement volumique in situ par Raman / The use of polymer materials - replacing or combining with metallic materials - has successfully established itself in the 20th century for increasingly technical mechanical applications. The great diversity of polymers physical properties is closely related to their high microstructural complexity, which is still very misunderstood despite their massive use. The development of new techniques for in situ characterization allows to better understand the microstructural evolutions on nanoscale and micrometer scale which affect the macroscopic behavior. This work report the use of Raman spectroscopy coupled with the VideoTractionTM system in order to obtain information about the microstructural deformation of polymer. Various formulations of polypropylene were studied to highlight the role played by the polypropylene matrix and the organic and mineral fillers in the plastic deformation process. The in situ measures of the macromolecular chains' orientation determined by Raman were confirmed by the performing of an experimental setup coupling the Raman-VideoTractionTM system with a device of Wide angle X-ray scattering. The volume damage of material was studied post mortem using X-ray tomography. The improvements made to VideoTractionTM-Raman system and a study of the incoherent light scattering of our materials enabled the setting of a Raman criterion for measuring in situ the volume damage. The studies carried out to evaluate in situ macromolecular orientation and volume damage highlight the existence of competition between these two processes. The degree of influence of organic and mineral fillers in this competition within the polypropylene matrix was determined

Dans le domaine du forgeage à chaud de pièces aéronautiques, les matrices en acier sont couramment rechargées, sur quelques millimètres d’épaisseur, par un alliage base cobalt (Stellite 21) déposé par procédé de soudage à l’arc (MIG). Dans le cadre de ce travail de thèse, ce rechargement « classique» est comparé à des rechargements Stellite 21 et Stellite 6 déposés par deux procédés émergents dans ce domaine, le PTA et le LASER. L’objectif est d’apporter des éléments de compréhension aux mécanismes d’endommagement de surface, notamment par écoulement plastique, de ces différents rechargements afin de dégager des voies d’amélioration pour augmenter la durée de vie des matrices. Pour cela, des essais tribologiques (semi-industriels et laboratoire) ont été mis en œuvre pour créer des endommagements de surface comparables à ceux observés sur matrices industrielles. Associées à ces essais, des investigations microstructurales, structurales et mécaniques multi-échelles ont été réalisées (traction, flexion, microdureté, MO, MEB, MEB-STEM, DRX, EBSD). Selon les couples « nuance/procédé » de rechargement, des mécanismes de déformation plastique par glissement des dislocations parfaites et par transformation de phase CFC en HC ont été identifiés. L’activation de ce dernier a pu être reliée à la température de transformation allotropique CFC/HC du cobalt. Cette température dépend à la fois (i) des éléments d’addition, variant en fonction de la nuance déposée (Cr, C,...), (ii) de la dilution (variation de la teneur en Fe) liée aux paramètres de soudage et (iii) du nombre de couches déposées. De plus, une influence significative de la transformation de phase sur l’évolution du coefficient de frottement a été mise en évidence. En effet, dans le cas où la transformation de phase n’est pas observée, le coefficient de frottement est stable durant l'essai alors qu'une chute de la courbe de coefficient de frottement a été reliée avec la transformation de phase CFC en HC. Parallèlement, l'écoulement plastique des dendrites est observé en extrême surface sur quelques dizaines de micromètre d'épaisseur dans la direction de glissement. Cet écoulement est associé à une forte texturation morphologique et cristallographique de la phase identifiée (CFC ou HC), avec une orientation des plans de plus grande densité atomique parallèlement à la surface de glissement. Les résultats montrent également que sous sollicitations tribologiques, un important durcissement est observé en surface (jusqu'à 90%) et une corrélation a pu être établie entre l'augmentation de la microdureté et le taux de déformation plastique. / In the field of hot forging of aeronautical parts, the steel dies are commonly hardfaced, on few millimeters thick, by a cobalt-based alloy (Stellite 21) deposited by arc welding (MIG). As part of this thesis, this "classic" hardfacing is compared to Stellite 21 and Stellite 6 hardfacings deposited by two emerging processes in this area, the PTA and the LASER one. The objective is to assess surface damage mechanisms, especially induced by plastic strain, of these various hardfacings. Tribological tests (laboratory and semi-industrial) were used to create surface damage comparable to those observed in industrial dies. Associated with these tests, multiscale microstructural, structural and mechanical investigations have been performed (tensile, bending, microhardness, OM, SEM, STEM, XRD, EBSD). According to the « material/process » couple, plastic strain mechanisms by perfect dislocation glide and by FCC to HCP phase transformation have been identified. The activation of the latter has been connected to the temperature of the allotropic phase transformation (FCC/HCP) in cobalt. This temperature depends on (i) the alloying elements, varying according to the deposited grade (Cr, C, ...), (ii) the dilution (Fe content evolution) connected to the welding parameters and (iii) the number of deposited layer. Moreover, a significant influence of the phase transformation on the evolution of the friction coefficient has been evidenced. Indeed, if the phase transformation is not observed, the friction coefficient is stable during the test, while a drop of the friction coefficient curve is connected with the FCC to HCP phase transformation. Moreover, the plastic flow of dendrites is observed at the extreme surface, on a few tens of micrometres in thickness, in the direction of sliding. It is associated with a high morphologic and crystallographic texturing of the identified phase (FCC or HCP), with the highest atomic density planes mostly oriented parallel to the sliding surface. The results also show that, under tribological laodings, a significant hardening is observed on the surface (up to 90%) and a correlation has been established between the increase in the microhardness and the plastic deformation ratio.

Dans cette étude, les propriétés mécanique et la microstructure du polyéthylène à haute densité (PEHD)/ fibres de bois (Pinmaritime) ont été caractérisés. Le comportement en traction et en flexion 4 points de composites fibres de bois/polyéthylène(WPC) avec et sans additif a été étudié en utilisant des mesures de champs par stéréo-corrélation d’image numériques. Nousavons tout d’abord comparé les mesures de déformation longitudinale par stéréo-corrélation d’image à celles mesurées parextensométrie mécanique au cours d’un essai de traction simple uni-axial. Les valeurs de déformation macroscopiquemesurées sont comparables à celles obtenues par extensométrie mécanique classique. Quatre formulations ont été testées(avec ou sans l'additif et avec 10% ou 30% de bois) au travers des essais de traction et flexion 4 points en utilisant laméthode par stéréo-corrélation d’image. Nous avons pu ainsi corréler la visualisation combinée des images enregistrées parles caméras au comportement mécanique ainsi qu’aux modifications des surfaces des composites. Les résultats ont montréque les singularités au niveau de la surface des échantillons ainsi que la présence des fibres de bois (dans les proportionsutilisées durant nos essais) n’ont pas d’effets sur la qualité du composite. La stéréo corrélation d’images nous permet d’avoirune information précise sur le cisaillement tant d’un point de vue quantitatif que qualitatif. L’essai cyclique a été utilisé pouranalyser l’endommagement du composite. Les courbes en traction et flexion ont montré un comportement global non linéaire. Le module d’élasticité (MOE) est évalué par la tangente à l’origine d’un modèle de Maxwell-Binhgam ajusté paroptimisation sur les courbes expérimentales. Les cartographies fausses couleurs du champ de déformation du WPC ont étéprésentées. D’autre part, on a analysé le comportement endommageable et le degré d’hétérogénéité pour différentspourcentages de bois à l’aide des valeurs de l’écart type spatial du champ de déformation longitudinale. Par cette technique,nous avons également pu étudier les propriétés mécaniques en traction et en compression à partir d’un essai de flexion 4points. Le second objectif était d’améliorer la performance des liaisons entre les fibres de bois hydrophiles polaires et lamatrice plastique de PEHD hydrophobe non polaire. Pour cette raison, la fibre de bois a été traitée par anhydride maléique depolyéthylène (MAPE) (greffage par copolymérisation) et acétylée (greffage de chaine de carbone). Dans cette partie, nousavons étudié l’effet de MAPE ainsi que la longueur de la chaine de carbone greffée sur les propriétés mécaniques du WPC.Par ailleurs, nous avons pu observer et caractériser la morphologie à l’interface fibre de bois/HDPE du WPC greffé enutilisant un microscope électronique à balayage (MEB). / Firstly we have compared longitudinal strenght obtained by stereo correlation with mechanical extensometer forthe same tests. It is shown that macroscopic values of the longitudinal strain are closed to those measured bymechanical extensometers using standard mechanical tests. Four injected WPC formulations (with or withoutadditive and with 10% or 30% of wood) are consider. WPC surface particularities and wood fibers distributionon samples have no effect on WPC mechanical performances. Also 3D digital image correlation givesinformations on Tensile performances (from quality and quantity point of view). Cyclic tensile tests have beenperformed in order to analyse the damage of material. A non-linear behaviour is shown. The Modulus ofElasticity (MOE) is provided by a Maxwell-Bingham model fitted to the experimental tensile curves. Color mapsof the spatial strain distribution are commented. Moreover, the damage behaviour and the degree ofheterogeneity for several percentages of fibre wood-based WPC are analysed thanks to the spatial standarddeviation of the longitudinal strain field. With this technology it was possible to study of the mechanicalproperties in tensile and compression during four bending test. The second objective was to improve the linkbetween PEHD matrix and wood fibres because of the incompatibility between the polar hydrophilic wood fibresand the non-polar hydrophobic polyethylene. For this reason, the wood fibre was treated by maleic polyethyleneanhydride (MAPE) (grafting by copolymerization) and was acetylated (grafting of carbon chain). In this part, theeffect on the mechanical properties, of maleic anhydride modified polyethylene (MAPE) and of the length of thecarbon chain graft (CCG) between a (HDPE) matrix and wood fiber is studied. Furthermore, Scanning ElectronMicroscope (SEM) is used to characterize the morphology of the wood fibre / HDPE matrix interface forspecimens with carbon chain grafted.

Les effets du pressage à canaux égaux (ECAP), un procédé de déformation plastique sévère, ont été examinés dans un alliage Al-2.5Cu-1.5Mg (pourcentage en masse) prône à être durci par traitement thermique et précipitant dans la région α + S. Une multitude de techniques microscopiques, calorimétriques et analytiques ont été utilisés pour caractériser et quantifier les microstructures, incluant la diffraction Kikuchi, la microscopie électronique en transmission, la calorimétrie différentielle à balayage et la sonde atomique tomographique. Quatre différents traitements thermiques initiaux ont été réalisés pour créer quatre microstructures différentes, contenant soit aucun précipités, des clusters Cu-Mg ou/et des composés intermétalliques Al2CuMg. Chaque spécimen a été soumis au procédé ECAP à température ambiante et les effets correspondants sur la microstructure et les propriétés mécaniques ont été analysés. Des expériences en compression pour de petite déformation (inférieures à 7%) ont aussi été entreprises sur les échantillons trempés pour étudier les effets de la compression sur la formation des clusters. Après la trempe et la compression, des clusters Cu-Mg ont été trouvés dans la matrice et il a été élucidé que la formation des clusters était déclenchée par la compression. La fraction volumique des clusters est corrélée directement par la déformation appliquée : plus la déformation est importante, plus la fraction volumique des clusters est importante. Après ECAP, la microstructure est constituée de longues bandes nanocristallines séparée par de gros grains non-déformés pour les échantillons contenant seulement des clusters avant la déformation, tandis que la présence de phase S, avant ECAP, conduit à des microstructures constituées de zones à gros grains et de zones à grains raffinés, distribués d’une façon homogène à travers les échantillons. Bien que les spécimens présentaient clairement des microstructures différentes après ECAP, impliquant que différents mécanismes de renforcement entre en jeux, la limite élastique se situait au-delà de 500 MPa. La limite élastique des échantillons fabriqués par ECAP a été modélisée en superposant les différents mécanismes de renforcement et en saisissant les paramètres microstructurels venant de la caractérisation dans le modèle. Il a été démontré qu’une très bonne corrélation existait entre les limites élastiques provenant du modèle et celles expérimentales. / The effects of equal channel angular pressing (ECAP), a severe plastic deformation (SPD) technique, were investigated in an age hardenable Al-2.5Cu-1.5Mg (weight percent (wt.%)) alloy precipitating in the α + S phase field. A variety of microscopy, calorimetry and analytical techniques were employed to characterize and quantify the microstructure, including transmission kikuchi diffraction (TKD), transmission electron microscopy (TEM), differential scanning calorimetry (DSC) and atom probe tomography (APT). Four different initial heat-treatments were conducted to achieve four different microstructures, containing either no precipitates, Cu-Mg clusters or/and Al2CuMg intermetallics. Each specimen was subjected to ECAP at room temperature and the related effects on the microstructure and mechanical properties were analysed. Compression experiments for small strains (less than 7%) were also undertaken on the as-quenched samples to investigate the effects of compression on the formation of clusters.After quenching and compression, Cu-Mg clusters were found in the matrix and it was elucidated that the formation of clusters was triggered by pressing. The volume fraction of clusters was found to be correlated to the strain applied: the higher the strain, the higher the volume fraction.After ECAP, the microstructure was constituted of long nanocrystalline bands separated by large undeformed grains for the samples containing only clusters before deformation, while the presence of S phase, prior to ECAP, lead to microstructures constituted of both coarse and refined zones distributed homogeneously throughout the sample. Although the samples presented clearly different microstructures after ECAP, implying that different strengthening mechanisms were active, the yield strength was found to lie above 500 MPa. The yield strength of the ECAP processed samples was modelled by superposing the different strengthening mechanisms altogether and by inputting the microstructural parameters coming from characterisation in the model. It was demonstrated that a very good correlation existed between the modelled and experimental yield strength values.

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