Le travail de thèse porte sur l’étude du comportement mécanique d’un tissu soumis à un impact balistique en utilisant une modélisation multi-échelle prenant en compte les fibres et les fils. Cette approche micro-méso permet de mettre en évidence les phénomènes physiques pouvant se produire lors d’un impact balistique sur un tissu. A l’échelle du fil, une étude paramétrique a permis de cerner l’influence des propriétés physiques et mécaniques sur les réponses balistiques d’un tissu 2D. En plus, les effets de la localisation de l’impact sont étudiés pour tenir compte de la position du projectile sur un tissu 3D. A l’échelle de la fibre, une analyse fine des déformations en compression transversale d’un fil est développée. Ces phénomènes sont pris en considération pour prédire la tenue balistique d’un fil soumis à un impact transversal en utilisant une modélisation à l'échelle microscopique (échelle d'une fibre). Aussi, un tissu est modélisé en utilisant une approche multi-échelle. En effet, la zone affectée par l’impact est modélisée à une échelle microscopique tandis que les autres zones sont modélisées à une échelle mésoscopique. Une analyse des résultats est effectuée en termes d'évolutions des vitesses d'impact avec et sans perforation, des énergies cinétique et déformation et des forces d'impact. Les résultats numériques sont validés par confrontation aux données expérimentales. / The thesis focuses on the study of mechanical behavior of a fabric subjected to ballistic impact by using a multi-scale modeling that takes into account fibers and yarns. This micro-meso approach allows highlighting the physical phenomena that may occur during the ballistic impact on fabric. At the yarn level, a parametric study enables investigation into the influences of physical and mechanical yarn properties on the ballistic behavior of a plan-woven-fabric. Also, the effects of the impact localization are investigated to take into account the strike position of the projectile on a 3D fabric. At the fibers level, a detailed analysis of transverse compressive deformation of yarn is developed. These phenomena are considered to predict the ballistic response of a yarn subjected to a transverse impact using modeling at the microscopic scale (the scale of fiber). A modeling of fabric using a multi-scale approach is also performed. In this model, the area affected by the impact is modeled on the microscopic scale, while other areas are modeled on the mesoscopic scale. An analysis of the results is carried out regarding projectile velocity history, the kinetic energies and deformation, and impact forces in the cases of impact with and without perforation. The numerical results are validated by comparison with experimental data.

Le travail de thèse porte sur l’étude du phénomène d’impact balistique dans le cas d’un tissu 2D et 3D avec 3 approches : numérique, expérimentale et analytique. Un protocole expérimental spécifique a été développé pour réaliser des essais dynamiques sur un fil en utilisant des moyens de suivi avec des systèmes d’acquisition rapide. Les essais balistiques ont été effectués à l’aide d’une instrumentation permettant le suivi de la vitesse du projectile et la déformation du tissu. 2 modèles numériques ont été utilisés : macroscopique et mésoscopique. Le modèle macroscopique du tissu 2D permet une prédiction sommaire des paramètres d’impact. Pour mieux mettre en évidence les interactions entre les fils d’un tissu 2D, un modèle mésoscopique, utilisant des éléments coques, a été développé. La confrontation des résultats numériques obtenus avec les données expérimentales démontre la robustesse du modèle mésoscopique puisque le phénomène des contacts fil/fil et projectiles/fils peut être analysé. Par ailleurs, dans un souci d’optimisation de temps de calcul, une combinaison entre les modèles mésoscopique et macroscopique a permis le développement d’un modèle multi échelle méso-macro. Un outil numérique est développé afin de modéliser géométriquement un tissu 3D. Ce modèle permet d’étudier les effets des frottements et des bords sur un tissu 3D soumis à un impact balistique. Un modèle analytique a été élaboré en prenant en compte les réflexions des ondes de déformation sur les fils pendant l’impact d’un tissu multi-couches. Ce modèle permet de prédire d’une façon continue l’évolution de plusieurs paramètres décrivant l’impact. / This thesis deals with the study of ballistic impact in the case of 2D and 3D fabrics using 3 approaches: numerical, experimental and analytical to improve the body armour protection. A totally new specific experimental protocol was developed for dynamic testing on yarn by using monitoring systems with fast acquisition. Ballistic tests were performed using a gas gun with instrumentation for monitoring projectile velocity and deformation of fabric. Two numerical models were used: macroscopic and mesoscopic models. Indeed, the macroscopic model, which considers 2D fabric as a homogeneous plate, allows a summary prediction of various impact parameters as: residual velocity, impact energies, deformation pyramid. To describe better interactions between yarns in a 2D fabric, a mesoscopic model was developed using shell elements. Comparisons between results obtained by both models and experimental data have demonstrated the modelling robustness at the mesoscopic scale since yarn/yarn and projectile/yarn contacts can be analyzed. Furthermore, in order to optimize computation time, a combination of mesoscopic and macroscopic models has allowed creating a multi-scale model distinguishing between different working areas of fabric during impact. A new numerical tool has been developed to model geometrically 3D fabrics taking into account yarns cross section. This model allows studying the effects of frictions and boundary conditions of a 3D fabric subjected to ballistic impact.In addition, an analytical model was carried out taking into account reflections of strain waves on yarns in the case of impact of a multi-layer fabric. This model predicts continuous evolutions of several parameters describing the impact.

La structure électronique, le spectre de phonons et les effets du couplage électron-phonon (e-p) sur les propriétés de transport de nanofils de Si (SiNW) ont été étudiés systématiquement sur la base de calculs en liaisons fortes et en champ de forces de valence. La structure électronique des nanofils dépend de leur orientation et de leur diamètre, changeant d’une bande interdite directe à indirecte. La largeur de bande interdite décroît et tend vers celle du Si massif quand le diamètre croît. Les spectres de phonons dépendent également de l’orientation et du diamètre. Ils présentent quatre modes acoustiques ce qui est typique des systèmes unidimensionnels. La mobilité et le temps de vie des électrons dans des nanofils orientés [110] ont été calculés. Les calculs confirment qu’à température ambiante les propriétés de transport dans les SiNWs dépendent fortement de la diffusion par les phonons, impliquant à la fois des modes acoustiques et optiques tous dérivant des modes acoustiques du Si massif. La mobilité augmente et tend vers celle du massif quand le diamètre augmente, et elle décroît quand la température passe de 77K à 300K. La relation entre la mobilité et la densité de porteurs est plus complexe. Pour des densités inférieures à 10 19 cm-3, la mobilité est pratiquement constante car elle ne dépend pas de la position du niveau de Fermi. Pour des densités supérieures, la mobilité dépend très fortement de la densité de porteurs car le niveau de Fermi est suffisamment haut pour croiser le minimum de bande de conduction et le transport multi-bandes devient important. Un autre travail entrepris dans la thèse a concerné la modélisation en liaisons fortes et en fonctions de Green hors équilibre du transport balistique dans des hétérojonctions de nanotubes de carbone (n1,m1)/(n2,m2)/(n1,m1). La conductance des jonctions semiconductrices décroît exponentiellement quand la longueur du nanotube (n2,m2) augmente. Cependant la conductance de (12,0)/(9,0)/(12,0) augmente avec la longueur du nanotube (9,0). Cet accroissement anormal de la conductance est expliqué par l’évolution du potentiel. De plus, la relation entre la conductance et la symétrie de rotation dans les jonctions métalliques est étudiée. Un comportement universel de conductance est démontré et est interprété par la différence de phase des électrons qui traversent deux interfaces de la jonction. Finalement, la conductance balistique de multi-jonctions est étudiée et la possibilité de réaliser des composants basés uniquement sur des nanotubes de carbone est proposée. / In this thesis, the electronic structure, the phonon spectrum, and the electron-phonon (e-p) coupling effect in transport properties of Silicon Nanowires (SiNW) have been studied systematically based on Tight-Binding (TB) model and Valence-Force-Field (VFF) model. The electronic structure of SiNW is strongly dependent on the orientation and the diameter, even changing from direct gap to indirect gap, and the gap of SiNWs decreases and tends to the bulk value as the diameter increases. The phonon spectra are also dependent on the orientation and the diameter. It’s a character of nanowires that there are four acoustic phonon modes. Based on the calculation of both low field mobility and lifetime of electrons in SiNWs along [110], it’s confirmed that at room temperature the transport of carriers in SiNWs strongly depends on the phonon scattering, involving both optical phonons and acoustic phonons. The mobility increases and tends to the bulk value when the diameter increases. The mobility decreases in power law when the temperature increases from 77K to 300K. The relationship between the mobility and the density of carrier is more complicated. For low density of carrier (<10 19/cm3), the mobility is almost constant because it is approximately independent on the Fermi level at low concentration. For higher concentration, the mobility is strongly dependent on the density of carrier because the Fermi level is high enough to cross the conduction band edge (CBE) and multi-band transport becomes important. In a second study undertaken in this thesis, TB model and Nonequilibrium Green's Function (NEGF) are used to calculate the ballistic transport properties of carbon nanotube (CNT) heterojunctions (n1,m1)/(n2,m2)/(n1,m1). The conductance of semiconducting junctions decreases exponentially when the length of the middle CNT (n2,m2) increases. However, the conductance of (12,0)/(9,0)/(12,0) increases when the length of the CNT (9,0) increases. This anomalous increase of conductance is explained and reproduced very well by an exponentially dropped potential. Furthermore, the relationship between the conductance and the rotation symmetry in metallic jonctions is studied. The conductance spectra change periodically, and there are three different spectra at most for a special type of jonction. This universal behavior of conductance can be well understood by the phase difference of electrons, which travel through two interfaces of a junction. Finally, the ballistic conductance of multi-Iead junctions is studied and the possibility of making pure CNT electronic device is revealed.

Motivation Ce document synthétise un travail de quatre années relatif à l'étude des phénomènes dynamiques rencontrés dans une arme de petit calibre. Jusqu'à présent, des efforts ont été réalisés pour simuler des armes de gros calibre, avec plus ou moins de succès. L'adaptation directe de ces méthodes au petit calibre est, la plupart du temps, décevante car peu précise. De plus, le coût des essais en arme de petit calibre, relativement faible par rapport à des essais en armes de calibre plus important, a contribué au désintérêt des études dans ce domaine. Encore aujourd'hui, des fabriquants d'armes de renommée internationale ne disposent pas de modèles pour le petit calibre. Celui-ci a été, et reste encore aujourd'hui, le parent pauvre des simulations numériques en balistique intérieure. A l'heure actuelle, de nombreuses recherches sont entreprises dans le cadre des canons électriques ou électromagnétiques. Ces armes, qui représentent peut-être le futur de la balistique, ne sont encore qu'à un stade fort éloigné d'une utilisation effective et opérationnelle. La situation est donc assez paradoxale : les armes de petit calibre sont les plus utilisées (dans le cadre d'une utilisation militaire, sportive ou à des fins de tests) mais il n'existe, à proprement parler, que peu de modèles mathématiques permettant une simulation précise et rigoureuse. Dans ce contexte, ce travail va démontrer que des modèles de balistique intérieure peuvent être utilisés avec succès pour la simulation de tirs en armes de petit calibre. Une des originalités de ce travail consiste en l'utilisation d'un logiciel de CFD (Computational Fluid Dynamics} comme squelette d'un simulateur de la balistique intérieure, et à son application sur des armes de petit calibre. L'approche employée permet de dissocier les aspects "mécanique des fluides" et traitement de l'écoulement, des aspects purement balistiques. Nous nous attacherons donc à évaluer la capacité d'un code CFD à fonctionner dans l'environnement particulier de la simulation du "coup de canon". Plan du travail Cette thèse peut être subdivisée en quatre différentes parties. La première partie, plutôt générale, vise à situer le problème dans son contexte. Elle débute par une introduction rapide à la balistique, et s'attarde sur les buts de la balistique intérieure en mettant l'accent sur les particularités des armes de petit calibre, le cas échéant. La simulation sur ordinateur est un aspect important du problème qui doit nécessairement être mis en rapport avec des résultats réels. C'est pourquoi la chaîne de mesure utilisée classiquement en balistique, ainsi que les dispositifs expérimentaux employés pour obtenir des résultats de validation, sont brièvement présentés dans la deuxième partie. La troisième partie est axée sur les modèles. Nous présentons les principaux types de modèles que l'on peut retrouver en balistique intérieure. Les modèles à paramètres globaux et à paramètres locaux sont développés et nous formulons quelques remarques générales au sujet de l'état de l'art dans ce domaine, avant de nous interroger sur la problématique du choix d'un logiciel CFD adapté à l'utilisation visée. Nous présentons alors le logiciel choisi, et détaillons les modèles qu'il utilise pour tenir compte des particularités de la balistique intérieure. Le mouvement du projectile dans l'arme, la combustion et le traitement du problème diphasique sont notamment passés en revue et développés. Mobidic (Mobidic est l'acronyme de : MOdélisation Balistique Intérieure DIphasique Canon) est un logiciel français que nous avons obtenu vers la fin de cette étude. Ce logiciel est reconnu pour sa capacité à modéliser précisément les tirs en arme de moyen et gros calibre. Son fonctionnement et les modèles qu'il utilise sont exposés et comparés à notre implémentation. La quatrième et dernière partie n'est certainement pas la moins importante. Elle présente les résultats issus des tirs que nous avons réalisés et les différentes étapes de validation qui ont été menées à bien, depuis les tests de base jusqu'à la validation totale dans deux armes de petit calibre. Enfin, les conclusions, remarques et directions futures clôturent ce travail.

Le transistor MOSFET atteint aujourd'hui des dimensions déca nanométriques pour lesquelles les effets de balisticité ne peuvent plus être négligés. Le challenge actuel est d'être capable d'introduire le transport (quasi-)balistique dans la modélisation des dispositifs innovants et d'évaluer son impact au niveau système. Dans ce contexte, notre travail porte sur l'introduction du transport (quasi-)balistique dans une modélisation analytique des transistors MOS multigrilles pour la simulation d'éléments de circuit. Dans un premier temps, la redécouverte de la méthode de McKelvey appliquée au transistor MOSFET a permis de synthétiser l'ensemble des travaux concernant la modélisation analytique du transport balistique/quasi-balistique. Nous avons alors construit une modélisation appelée « mobilité quasi-balistique » (à partir des travaux de Rhew et al), issue du rapprochement entre la méthode des moments et la méthode de McKelvey permettant de décrire le transport (quasi-)balistique de façon macroscopique dans un environnement TCAD. L'ensemble des résultats issus de cette première modélisation nous a dirigé dans la construction de notre modèle analytique de courant (quasi-)balistique en adaptant ou en créant de nouvelles approches pour prendre en compte les divers effets des dispositifs nanométriques : les effets de canal court, le confinement quantique et la description des interactions. Nous avons donc pu quantifier l'impact des propriétés de transport électronique sur le fonctionnement d'éléments de circuit et cela en fonction du type d'architecture.

L'objectif principal de ce projet était de comprendre et d'identifier les paramètres et conditions influençant la pénétration de microparticules dans la peau afin d'améliorer l'efficacité de l'injecteur sans-aiguille. De toute évidence, les modèles présents dans la littérature ne conviennent pas pour décrire, de façon analytique, les phénomènes qui se produisent lorsque les microparticules pénètrent dans la peau ni même lorsqu'un projectile sphérique est projeté dans un gel. Pour atteindre l'objectif du projet, il a d'abord été nécessaire d'avoir une vue d'ensemble de ce qu'est l'injection sans aiguille et de son fonctionnement ainsi que de connaître les particularités de la peau. Ensuite, l'étude des différents modèles présents dans la littérature, pour l'injection sans aiguille, mais aussi dans le domaine de la balistique a apporté des pistes de réflexion afin de développer le modèle analytique. Face aux imprécisions des paramètres reliés aux microparticules ainsi qu'à la peau et face à l'absence d'outils pour raffiner les paramètres, le modèle a été développé avec un système macroscopique. Ainsi, des projectiles macroscopiques ont été tirés dans des gels transparents afin de visualiser les phénomènes qui se produisent et de suivre la position du projectile dans le gel en temps réel. Ces données ont ensuite été utilisées afin d'établir un système de forces pouvant décrire correctement les forces appliquées sur le projectile et prédire la profondeur maximale atteinte par celui-ci. Des tests d'indentation quasi-statiques et dynamiques ont aussi été effectués sur les gels afin de caractériser leurs propriétés mécaniques et viscoélastiques et d'approfondir la compréhension de leur mécanisme de rupture. Les trois contributions significatives de cette thèse sont le développement d'un modèle analytique de pénétration de projectiles dans des gels, une méthode de caractérisation de la viscosité et de la contrainte ultime à la rupture à de hauts taux de déformation ainsi que l'estimation de la vitesse limite pour qu'un projectile pénètre le gel en fonction des paramètres intrinsèques du projectile et du gel. En ce qui a trait à la peau, le modèle prédit correctement la profondeur finale atteinte par les microparticules ayant un diamètre plus grand ou égal à celui des cellules (pénétration extracellulaire), mais n'est pas valide pour les microparticules ayant un diamètre plus petit que la cellule, car le mécanisme de pénétration est différent (pénétration intracellulaire).

Ce travail de thèse a pour but de contribuer à l'étude du comportement thermomécanique des matériaux métalliques soumis à un impact balistique. Des études expérimentales, analytiques et numériques ont été réalisées pour analyser en détail le processus de perforation. Deux matériaux ont été étudiés au cours de ce travail : un acier doux ES et un acier IF. Dans un premier temps, des essais de caractérisation mécanique (traction et compression quasi-statique et dynamique) ont été réalisés en vue de la modélisation du comportement mécanique des matériaux étudiés. Les résultats montrent que l'acier doux ES et l'acier IF sont très sensibles à la vitesse de déformation. Deux modèles constitutifs, l'un empirique (Johnson-Cook) et l'autre semi-physique (Rusinek-Klepaczko) ont été utilisés pour modéliser le comportement thermoviscoplastique des matériaux. Une identification complète des constantes définissant les deux modèles a été réalisée pour chaque matériau en vue de l'implémentation des lois dans un code éléments finis pour la simulation numérique des essais d'impact et de perforation. Le comportement à l'impact des matériaux a ensuite été étudié. Les essais d'impact et de perforation ont été réalisés à l'aide d'un canon à gaz. L'influence de la géométrie du projectile, des propriétés mécaniques du matériau le constituant, de l'épaisseur de la cible et de sa configuration (sandwich ou monolithique) sur le processus de perforation a été analysée. Les résultats montrent que le mode de rupture, la limite balistique et la capacité d'absorption d'énergie de la cible métallique sont fortement liés à la forme du projectile utilisé. Il a été montré que les cibles métalliques monolithiques résistent mieux à la perforation que les configurations sandwichs (épaisseur totale inférieure ou égale à 4 mm). En outre, il a été trouvé que la limite balistique de la cible est fortement influencée par la rigidité du projectile utilisé. Enfin un modèle EF 3D a été développé permettant de simuler le comportement mécanique des cibles métalliques soumises à l'impact et à la perforation. Les résultats issus des prévisions numériques ont été comparés aux résultats expérimentaux. Il a été observé de façon globale un bon accord entre les prévisions numériques et l'expérience notamment en termes de courbes balistiques, d'énergie absorbée, de modes de rupture et de temps de rupture pour chaque type de projectile. Les résultats numériques montrent l'importance d'une description précise du comportement des matériaux dans les conditions dynamiques basée sur des expériences de laboratoire incluant les effets d'adoucissement thermique, d'écrouissage et de sensibilité à la vitesse de déformation, dans la modélisation numérique de processus physiques / This thesis aims to contribute to the study of the thermo-mechanical behaviour of metallic materials subjected to ballistic impact. Experimental, analytical and numerical studies were performed to analyze in details the process of perforation. Two materials have been investigated in this work : mild steel ES and IF steel. As a first step, mechanical characterization tests (tensile and compression tests under quasi-static and dynamic conditions) As have been made towards to modeling the mechanical behaviour of the materials studied. The results show that mild steel ES and IF steel are highly susceptible to the strain rate. Two constitutive equations, one empirical (Johnson-Cook) and other semi-physical (Rusinek-Klepaczko) were used to model the thermoviscoplastic behaviour of materials. A complete identification of constants defining the two models was carried out for each material in order to implements the constitutive laws into a finite element code for the numerical simulation of impact and perforation tests. The behaviour of materials under impact was then examined. The effect of the projectile shape, the mechanical properties of the projectile material, the target thickness and it is configuration (monolithic or sandwich) on the perforation process was analyzed. The results show that the failure mode, the ballistic limit and the energy absorption power of the metal target are strongly related to the shape of the projectile used. It has been shown that the monolithic targets plates are more strong to be perforate than the sandwich configurations (total thickness less than or equal to 4 mm). In addition, it was found that the ballistic limit of the target is strongly influenced by the rigidity of the projectile used. Finally, a 3D FE model was developed to simulate the mechanical behaviour of metal targets subjected to ballistic impact. The results from the numerical predictions were compared with experiments. It has been observed globally a good agreement between the numerical predictions and experiments especially in terms of ballistic curves, energy absorbed, failure modes and failure time for each kind of projectile. The numerical results show the importance of an accurate description of materials behaviour under dynamic conditions based on laboratory experiments including thermal softening effects, strain hardening and strain rate sensitivity in numerical modeling of physical processes

Dans le contexte de la biomécanique, les outils numériques constituent des moyens puissants et indispensables dans la compréhension des mécanismes de blessures. Ils permettent de pallier les freins que sont les expérimentations sur l'humain, liés à des raisons d'éthique qui limitent la possibilité d'essais sur des SHPM (Sujets Humain Post Mortem). Le développement de ces outils numériques a conduit à celui de plusieurs mannequins numériques permettant de stimuler diverses sollicitations (civiles ou militaires), nous donnant ainsi accès à des limites de tolérances.En vue d'explorer la réponse dynamique du corps humain soumis à des sollicitations diverses, un modèle de mannequin numérique a été développé au sein du laboratoire. Ce travail de thèse tente donc d'apporter une contribution dans la recherche sur la définition d'un critère de blessure et l'établissement de limites de tolérance du corps humain soumis aux chargements violents de la partie thoracique dans des contextes militaires. / The development of computer science has allowed an increase in the use of numerical approaches such as finite elements method in order to understand physical mechanisms. These numerical tools are often used to extend and complete experimental investigations wich are limited because of high financial cost and ethical issues. Thus, the use of simulation to avoid thes limitations becomes essential in biomechanics investigations. Many numericalmodels of the thorax/abdomen system have been developped over the last two decades. In that framework, a finite element model of the human body, dedicated to high speed loadings, has been developed in the laboratory. In this context, the objective of this Ph.D Thesis is to investigate the consequences of such loadings on the human body and to contribute to the research of injuries criteria and tolerance limit definition.

Afin d'examiner les effets de la cristallisation sur certaines propriétés mécaniques, l'évolution du module de Young (E), du module de cisaillement (G) et du coefficient de Poisson, ainsi que la séquence des phases cristallines formées au cours d'un traitement thermique en deux étapes ont été accompagnées sur un verre baptisé 75-25, du système MgO-Al2O3-SiO2 (MAS), en utilisant TiO2 comme le principal agent de nucléation. L'évolution de la dureté et de la résistance à la rupture a aussi été examinée. La diffractométrie de Rayons X à haute température a révélé, après cristallisation, la présence de spinelle (MgO.Al2O3) rutile (TiO2), karooite (MgO.2TiO2), sillimanite (Al2O3.SiO2) et la saphirine (4MgO.5Al2O3.2SiO2). Les modules élastiques et de cisaillement des vitrocéramiques (VC) se sont montré environ 20% plus élevés que ceux du verre précurseur. Les valeurs de dureté obtenues sont proches de 10 GPa et KIC proche de 1,2 MPa.m1/2. Dans le but de fabriquer des VCs transparentes et incolores, de nouvelles formulations, dénommées ZT1B4, 75-25/ZT et 75-25/25TI, avec des teneurs en TiO2 réduites et des teneurs en ZrO2 plus élevées, ont été proposées et cristallisées. La formulation ZT1B4 a produit une VC transparente avec une dureté maximale de 8GPa et une ténacité à la fracture (TF) à peu près 40% plus élevée que celle du verre de base. Les formulations 75-25 ZT et 75-25/25Ti ont produit des VC transparentes avec des valeurs de dureté allant jusqu'à 9GPa et une ténacité à la fracture jusqu'à 35% plus élevée que celle du verre de base. Une série de verres ont été fondus en utilisant Ag métallique, au lieu de ZrO2 et TiO2, en tant qu'agent de nucléation. Les traitements thermiques appliqués ont produit des VCs non-homogènes, qui perdent la forme en raison des températures de cristallisation élevées. Ces nouveaux verres précurseurs ont donc été écartés. La transmittance dans la région de l'ultraviolet et visible a été mesurée dans les échantillons de verre et VCs de formulation 75-25, 75-25 / ZT et 75-25 / 25TI. La formulation 75-25 / ZT a présenté la plus haute transmittance soit à l'état vitreux ou en forme de vitrocéramique. En conclusion, parmi les nouvelles compositions, la formulation 75-25 / ZT est la plus adéquate pour une utilisation en tant que protection balistique, lorsque la transparence à la lumière visible est nécessaire. / In situ experiments were conducted on a glass dubbed 75-25, of the MgO-Al2O3-SiO2 (MAS) system, using TiO2 as the main nucleating agent, in order to examine the evolution of Young’s modulus (E), shear modulus (G) and Poisson's ratio, and the sequence of the crystalline phases formed during a double-stage heat treatment. The effects of crystallization on hardness and fracture toughness were also examined. High temperature X-ray diffraction experiments revealed the presence of spinel (MgO.Al2O3), rutile (TiO2), karooite (MgO.2TiO2), sillimanite (Al2O3.SiO2) and sapphirine (4MgO.5Al2O3.2SiO2) after crystallization. The elastic and shear moduli of the glass-ceramics (GC) were approximately 20% larger than those of the parent glass. Hardness values were close to 10 GPa and KIC close to 1.2 MPa.m1/2. Aiming to obtain transparent and colorless GC, new formulations, dubbed ZT1B4, 75-25/ZT and 75-25/25Ti, with lower titania content and higher zirconia content, were proposed and crystallized. Formulation ZT1B4 yielded a transparent GC with hardness of up to 8 GPa and an indentation fracture toughness (IFT) about 40% higher than that of the parent glass. Formulations 75-25/ZT and 75-25/25Ti yielded transparent GC with hardness values of up to 9 GPa and an IFT up to 35% higher than that of the parent glass. A series of glasses were also melted using metallic Ag as nucleating agent instead of ZrO2 and TiO2. The applied heat treatments generated non-homogeneous GC, which became warped due to the high crystallization temperatures. These new precursor glasses were therefore discarded. Transmittance in the ultraviolet to visible range was measured in the glass and GC samples of formulations 75-25, 75-25/ZT and 75-25/25Ti. Formulation 75-25/ZT presented the highest transmittance in both glass and GC states. It was concluded that among the new compositions, formulation 75-25/ZT is the most suitable one for use as ballistic protection when transparency to visible light is required.

Comment quelques grammes de plomb propulsés par quelques grammes de poudre peuvent-ils avoir raison, à distance, du plus robuste des soudards ? Pourquoi le même projectile peut-il tuer l’un et épargner l’autre ? Depuis le XVe siècle, ces questions effraient le combattant, intriguent le chirurgien et agitent la communauté scientifique.Croisant données historiques, comptes rendus médico-légaux et expérimentation scientifique, cette étude tente de répondre à ces interrogations pluriséculaires. Les sources consultées reposent principalement sur les écrits chirurgicaux, mais explorent également les ouvrages traitant d’armes, de munitions et de tactique, partant du principe que tous ces facteurs jouent un rôle dans ce drame parfois définitif qu’est la rencontre tumultueuse entre un projectile et la cible particulière que constitue l’organisme humain. Les réponses apportées sont contrastées et souvent contradictoires : à ceux qui estiment qu’une plaie par projectile d’arme à feu est une plaie comme les autres répondent ceux qui considèrent que le mécanisme qui l’a produit doit être pris en compte dans l’étude de ces effets et dans la décision thérapeutique. Ce travail expose, au travers de ces polémiques, l’extrême diversité des effets vulnérants des armes à feu, aucun traumatisme balistique n’étant strictement superposable à un autre. Ce caractère non reproductible, en dehors de l’expérimentation scientifique, exclut toute conclusion formelle et définitive quant aux effets des projectiles d’armes à feu. Être touché par une balle reste une aventure individuelle aux conséquences imprévisibles. / How can a few grams of lead expelled with a few grams of powder remotely take out the toughest boor? Why can the same projectile kill one and spare the other? Since the 15th century, these questions frighten the fighter, intrigue the surgeon and stir the scientific community.Crossing historic data, medicolegal reports and scientific experiments, this study tries to answer these centuries-long questions. The consulted sources are mostly based on surgical writing but also explore books dealing with weapons, ammunition, tactics, given all these factors interneve in this, something definitive, drama that is the tumultuous encounter between a projectile and the particular target that the human body is. The results are mixed and often contradictory, opposing those who think a projectile-induced wound is a common wound and those who consider the igniting mechanism has to be taken into account to study and treat its effects efficiently. This work shows, apart from these polemics, the great diversity of firearms wounding effects, no ballistic trauma being strictly comparable to another. This non-reproductible specificity, aside from scientific experiments, rules out any formal and definitive answer regarding the effects of firearms projectiles. Being shot with a bullet remains an individual adventure with unpredictable consequences.