Ce manuscrit présente des récentes extensions au modèle PFVD, basé sur l'hétérogénéité de la dynamique des polymères vitreux à l'échelle de quelques nanomètres et résolu par simulation en 3D, afin de fournir une description physique unifiée des propriétés mécaniques et dynamiques des polymères vitreux soumis à déformation plastique. Trois sujets principaux sont traités : La plastification. Sous déformation, les polymères atteignent le seuil de plasticité (yield) à quelques pourcents de déformation et quelques dizaines de MPa. Nous proposons que l'énergie élastique absorbée à l'échelle des hétérogénéités dynamiques accélère la dynamique locale. On observe contraintes ultimes de quelques dizaines de MPa à quelques pourcents de déformation et que la plastification est due à un nombre relativement petit d'événements locaux. Il a été observé que la dynamique devient plus rapide et homogène dans le régime plastique et que la mobilité moyenne atteint une valeur stationnaire, linéaire avec le taux de déformation. Nous proposons que la contrainte locale stimule la diffusion de monomères des domaines lents à ceux rapides (mécanisme de facilitation) et accélère dynamique locale. Ceci permets d'observer l'homogénéisation de la dynamique, avec des caractéristiques proches de l'expérience. L'écrouissage, dans les polymères enchevêtrés ou réticulés. A grande déformation, la contrainte augmente avec une pente caractéristique d'ordre 10 – 100 MPa au-dessous de la transition vitreuse. De manière analogue à une théorie récente, nous proposons que la déformation locale oriente les monomères dans la direction d'étirage et ralentie la dynamique, suite à l'intensification des interactions locales. Les modules d'écrouissage mesurés, les effets de la réticulation et du taux de déformation sont comparables aux données expérimentales. En outre, on trouve que l'écrouissage a un effet stabilisateur sur les phénomènes de localisation et sur les bandes de cisaillement / This manuscript presents recent extensions to the PFVD model, based on the heterogeneity of theh dynamics of glassy polymers at the scale of a few nanometers et solved by 3D numerical simulation, which aim at providing a unified physical description of the mechanical and dynamical properties of glassy polymers during plastic deformation. Three main topics are treated: Plasticization. Under applied deformation, polymers undergo yield at strains of a few percent and stresses of some 10 MPa.We propose that the elastic energy stored at the scale of dynamical heterogeneities accelerates local dynamics. We observe yield stresses of a few 10 MPa are obtained at a few percent of deformation and that plastification is due to a relatively small amount of local yields. It has been observed that dynamics becomes faster and more homogeneous close to yield and that the average mobility attains a stationary value, linear with the strain rate. We propose that stress-induced acceleration of the dynamics enhances the diffusion of monomers from slow domains to fast ones (facilitation mechanism), accelerating local dynamics. This allows for obtaining the homogeneisation of the dynamics, with the same features observed during experiments. Strain-hardening, in highly entangled and cross-linked polymers. At large strain, stress increases with increasing strain, with a characteristic slope (hardening modulus) of order 10 – 100 MPa well below the glass transition. Analogously to a recent theory, we propose that local deformation orients monomers in the drawing direction and slows dows the dynamics, as a consequence of the intensification of local interactions. The hardening moduli mesured, the effect of reticulation and of strain rate are comparable with experimental data. In addition, strain-hardening is found to have a stabilizing effect over strain localization and shear banding

Cette thèse est dédiée à la compréhension de l’impact des irradiations alpha sur la stabilité mécanique et la durabilité chimique du verre nucléaire. Des irradiations externes aux ions He et aux ions Au ont été réalisées sur le verre SON68 afin de simuler l’effet des particules alpha et des noyaux de reculs. L’effet simultané des deux types de particules a été étudiée avec des irradiations à double faisceau He+Au. Pour comprendre les mécanismes fondamentaux à l'origine des modifications des propriétés physico-chimiques, les irradiations ont également été réalisées sur un verre borosilicaté à 6 oxydes appelé ISG, sur le verre à vitre Planilux et sur la silice vitreuse Spectrosil 2000. Les résultats obtenus révèlent que les deux types d’irradiation ont un impact sur la dureté, le module d’Young réduit et la densité des verres. La structure des échantillons irradiés a été analysée par RMN, Ramanet XPS. L’effet des irradiations sur la durabilité chimique a été mesuré avec des tests de lixiviations en mode statique dans une eau ultra-pure portée à 90°C. Les solutions de lixiviations ont été prélevées à intervalles de temps réguliers puis analysées par ICP-MS. L’altération chimique des échantillons a été caractérisée par la perte de masse normalisée des éléments traceurs B, Li, Si, Mo, Cs relâchés en solution. La couche d’altération a été caractérisée par imagerie MEB et par spectroscopie EDX. / Borosilicate glasses are intended to be used for the long-term confinement of high-level nuclear wastes. Alpha particles from the minor actinides induce modifications of the glass structure which could deteriorate the efficiency of the confinement. External irradiation with 1 MeV He ions and 7 MeV Au ions were performed in the SON68 glass in order to simulate effect of alpha particles and recoils nucleus. Dual beam irradiations composed by He+Au ions were also investigated in order to simulate both effects of those two kind of particles. To understand the fundamental origin in physico-chemical properties, irradiation were also carried out on a 6 oxides borosilicate glass called International Simplified Glass (ISG) and two commercially available glass Planilux and Spectrosil 2000, both from Saint-Gobain. The mechanical properties and chemical durability of each glass were studied as a function of the cumulated dose. Results show that both alpha particles and heavy ions lead to variation in hardness, reduced Young’s modulus and density. Characterization techniques such as Raman, RMN, and XPS spectroscopy were used to analyze structural modifications induced by radiations. Chemical durability of pristine and irradiated glasses was determined by monitoring the release of glass alteration elements B, Li, Si, Mo and Cs. The alteration layer was characterized by SEM imaging and EDX spectroscopy.

Cette thèse se consacre aux découvertes en verre d’époque gallo-romaine (récipients, petits objets et verre architectural) effectuées sur les territoires des Mandubiens (Alésia), des Lingons (Langres et Mirebeau) et des Séquanes (Mandeure-Mathay), situés en Bourgogne et en Franche-Comté. À l’époque antique, cette zone constituait un des principaux carrefours du nord-est de la Gaule et le faciès du mobilier en verre en témoigne. Celui-ci est en effet composé d’importations du bassin rhodanien, de la Suisse occidentale, de Rhénanie et même d’Italie et de Méditerranée orientale. Cependant l’examen du répertoire des formes et de certains éléments caractéristiques liés à l’artisanat verrier indique que les besoins de vaisselle en verre devaient être principalement assurés par des ateliers régionaux. Par ailleurs, la confrontation des assemblages de mobilier issu de sites de nature différente (domestique, artisanale, cultuelle, funéraire) indique qu’une vaisselle en verre d’usage courant devait être choisie pour répondre à des besoins ou pratiques particuliers. Ainsi une étude comparative soutenue par une analyse statistique des ensembles de verreries peut contribuer à la caractérisation de sites archéologiques. / This PhD thesis is devoted to the findings of glass material (recipients, small objects and architectural glass) dated to the Gallo-roman era in Mandubian (Alésia), Lingon (Langres et Mirebeau), and Sequanian (Mandeure-Mathay) territories, situated in Burgundy and Frank-County. In Antiquity, this area constituted one of the main crossroads of North-Eastern Gaul, a situation which is corroborated by the features of the findings glass in the region. It is composed of numerous imports from the Rhone basin, western Switzerland, the Rhine region and even Italy and the Eastern Mediterranean. However the present investigation of the available repertory of shapes and of certain elements representative of distinctive glassmakers indicates that the needs in glass vessel must have been primarily fulfilled by regional workshops. Moreover a confrontation of the different ensembles of from sites of various nature (domestic, handicraft, religious, funerary) indicates that vessel of common usage were specifically chosen to meet particular needs or practices. In this way, a comparative study supported by a statistical analysis of glass ensembles contributes to the characterization of archeological sites.