Menées à l'Ecole des mines de Saint-Etienne, ces recherches ont pour objet de comprendre le rôle de la texture et de la structure des solides sur la comprimabilité de poudres pharmaceutiques. Un modèle de fragmentation et de déformation plastique des grains permet de comprendre les différences de compressibilité des poudres pharmaceutiques. Il s'avère aussi prédictif vis-à-vis de poudres métalliques. Il a été valide sur des séries de lactoses différant soit par leur structure (hydrate ou anhydre) soit par leur texture (taille des grains), et sur deux variétés d'un même principe actif différant de par la texture des grains: des caractérisations physico-chimiques ont permis de mieux cerner l'influence des principaux paramètres morphologiques ou structuraux sur les propriétés mécaniques des solides pharmaceutiques.

La zone de cisaillement de Dunraine est un couloir de déformation subvertical d'orientation ENE-OSO qui recoupe la Formation de Val d'Or (FVO) dans la partie sud-est de la Sous-province de l'Abitibi. La FVO est interprétée comme étant un massif volcanique sous-marin archéen caractérisé par des roches volcaniques et volcanoclastiques andésitiques à rhyolitiques d'affinité transitionnelle à calco-alcaline qui sont hôtes de plusieurs gisements de sulfures massifs volcanogènes. La zone de cisaillement de Dunraine contient un gîte cuprifère (i.e. gîte de Dunraine) peu étudié et dont la nature exacte est méconnue. Ce mémoire vise à clarifier le contexte géologique de mise en place du gîte de Dunraine ainsi qu'à définir l'effet de la déformation sur la minéralisation et les roches encaissantes. Le secteur de Dunraine est caractérisé par des laves massives à bréchiques et des roches volcanoclastiques de composition andésitique à rhyodacitique et d'affinité transitionnelle à calco-alcaline qui sont généralement porphyriques à feldspath et/ou quartz ainsi que par des intrusions synvolcaniques à syntectoniques mafiques à intermédiaires. Ces roches de la FVO sont en contact au sud-est du secteur étudié avec des laves de composition mafiques coussinées à massives d'affinité tholéiitique de la Formation de Héva. La minéralisation se présente sous la forme d'un horizon étroit (1-10 mètres) et latéralement étendu (plus de 2 km) de veinules et disséminations de pyrite-chalcopyrite avec localement des traces de sphalérite et d'or. Cette minéralisation est encaissée dans une série de roches volcanoclastiques dacitiques fortement altérées. L'altération de la roche encaissante forme un halo de moins de 10 mètres autour de la minéralisation. Cette altération est zonée avec 1) une partie distale séricitisée, 2) une partie médiane riche en chlorite magnésienne et 3) une partie proximale altérée en silice et en chlorite magnésienne. La présence de cordiérite dans les zones les plus altérées suggère l'existence d'une cheminée d'altération synvolcanique. De plus, la minéralisation est fortement affectée par la déformation régionale et est transposée dans le plan de schistosité principal. Plusieurs arguments permettent d'affirmer que la minéralisation s'est formée par remplacement de la roche hôte plutôt que par exhalation: 1) la minéralisation est stratoïde et se retrouve à l'intérieur d'une unique unité volcanique, 2) les épontes inférieure et supérieure de la minéralisation sont altérées et 3) des géodes de dégazage synvolcaniques contiennent de la minéralisation et indiquent une percolation des fluides minéralisateurs dans une roche déjà consolidée. L'épisode principal de déformation ductile relié à l'orogène kénoréenne (D2) affecte de manière importante les lithologies et la minéralisation du secteur de Dunraine. Un anticlinal isoclinal subvertical caractérisé par un axe de plis plongeant de 25° à 40° vers l'ouest plisse la séquence volcanique et la minéralisation. La trace axiale de ce pli passe par le centre de l'intrusion de Dunraine (diorite synvolcanique) et se poursuit dans une charnière de pli se situant dans les roches volcaniques à l'ouest du secteur de Dunraine. Une faille inverse à vergence sud, qui semble reliée à l'épisode de déformation D2, recoupe le flanc sud du pli et marque le contact inférieur de la zone 4 de la mine Dunraine. Les événements de déformation D2 tardif et D3 sont caractérisés par des mouvements dextres reliés à un événement de compression est-ouest tardif. Ces incréments de déformation n'ont par contre aucune influence notable sur la distribution de la minéralisation dans le secteur de Dunraine. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cuivre, minéralisation synvolcanique, remplacement, cisaillement, pli, structure, Abitibi, Val d'Or.

Dans ce travail de thèse, nous avons étudié différentes approches qui devraient permettre d'obtenir l'effet laser dans le germanium. Nous avons pu montrer expérimentalement l'influence du dopage et de la déformation sur la structure de bande du germanium, et l'adéquation avec les modèles concluants à l'existence de gain. Nous avons exploré les possibilités offertes par l'hétéro-épitaxie sur III-V pour obtenir une déformation en tension du germanium. Nous avons évalué la déformation résultante par des mesures croisées de rayons X, de diffusion Raman et de photoluminescence, et étudié l'évolution de la qualité des couches épitaxiées en fonction de la déformation et de l'épaisseur. Une nouvelle méthode de déformation du germanium, s'appuyant sur le dépôt par plasma de couches contraintes de nitrure, a été introduite et étudiée. L'effet laser a été recherché par la conception de guides ridges et microdisques déformés par ces dépôts. Plusieurs voies d'application de la déformation dans ces cavités ont été explorées à travers des simulations par éléments finis et la conception de structures de test. Cette optimisation préalable nous a permis d'observer sur les microdisques une déformation biaxiale de 1.11%. En uniaxial, nous avons pu appliquer au germanium une déformation de 1.07% et montrer expérimentalement l'importance de la direction de la déformation dans l'augmentation de la luminescence. Nous avons pu observer et mesurer un gain optique net de 80 cm⁻¹ dans des structures déformées uniaxialement à 0.8%.

Le transport off-shore du pétrole nécessite l'utilisation de canalisations appelées pipelines. Ces conduites flexibles sont constituées d'une carcasse métallique interne qui assure la tenue mécanique et d'une gaine de pression en PVDF qui garantit l'étanchéité. L'étude est menée afin d'analyser les conditions pouvant conduire à des risques de rupture fragile dans le polymère. Le grade de PVDF choisi est différent du matériau industriel car il ne possède pas de plastifiant. Ce choix a conduit à une extrusion plus difficile et à la formation d'un taux de porosité anormalement élevé (environ 10%). L'étude mécanique du PVDF a été réalisée sur différentes géométries d'éprouvettes afin de montrer l'influence de la sévérité d'un défaut sur le mode d'endommagement et de rupture. Au cours de la déformation, le matériau est caractérisé par un blanchiment marqué, lié à un endommagement par cavitation et à l'étirement de la matière. La rupture ductile du PVDF est favorisée par les températures élevées, les faibles vitesses, les taux de triaxialité faibles et les chargements en flexion. La rupture fragile est en général obtenue pour les températures basses (T

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la plasticité cristalline. Sa première motivation est le développement d'une approche couplée, capable de prendre en compte l'interaction entre la plasticité et l'environnement dans les tubes de zircaloy des centrales nucléaires. La première étude sur la plasticité du zircaloy, influencée par l'environnement, a été menée par (O.Diard, G.Cailletaud, ENSMP). Les conditions d'interaction y sont bien caractérisées, et un premier modèle représentant l'endommagement des joints de grains suite à l'interaction avec l'iode y est proposé. Il restait à améliorer l'intégration numérique, et à utiliser le modèle pour des structures plus réalistes. Par ailleurs, il s'agit désormais de représenter l'endommagement intergranulaire, suivi de l'écrouissage transgranulaire, observé expérimentalement.<br />Afin d'atteindre ces objectifs, plusieurs points ont du être abordés. Une modélisation plus pertinente est ici utilisée pour les joints de grains, et une formulation du modèle en transformations finies est proposée. L'objectif initial a donc été élargi. En dehors des calculs d'agrégats endommagés du zircaloy, on trouvera les calculs d'une éprouvette de cuivre, maillée en 3d. C'est une étape indispensable pour tester la méthode numérique dans le cas de déformations modérées. Quelques résultats concernant la méthode numérique sont également présentés. Le manuscrit est organisé en trois parties. Tout d'abord, la partie A est consacrée à la description des modèles. Les outils numériques sont ensuite expliqués dans la partie B. Enfin,la partie C présente les resultats numériques. Dans la première partie, la formulation initiale d'un modèle du monocristal (section 1) est tout d'abord exposée; puis vient le nouveau modèle DOS (Damage, Opening and Sliding) proposé pour une description de joints de grains (section 2); enfin la dernière section est consacrée aux algorithmes en transformations finies (section 3). L'élasticité, la plasticité J2, la plasticité cristalline, et finalement le modèle DOS, sont successivement examinés. Le schéma implicite est utilisé pour l'intégration numérique. Dans la Partie B, une méthode de génération de maillages particuliers, comportant une représentation explicite des joints de grains, avec de véritables éléements finis, est exposée. Cette procédure est développée de façon systématique, dans le cas 2d et 3d (section 4). Puis, le principe de calculs avec couplage est expliqué (section 5). Les modèles du matériau et les outils numériques sont appliqués aux calculs d'aggrégats de zircaloy dans la section 7 de la partie C: une simulation de l'effet de corrosion sous contraintes des tubes du zircaloy dans l'environement de l'iode est proposée. Afin de montrer les possibilités de notre algorithme et d'avoir une comparaison avec l'expérience, la section 6 montre les résultats de calcul de l'état contrainte-déformation d'une éprouvette de cuivre, testée à l'Université de Leoben (O.Kolednik, et al.).

Pour la réalisation de pièces de structure automobiles (poutre d'absorption de chocs, quartavants, doublures d'aile...), les matériaux composites à matrice polypropylène renforcée de fibres de verre, continues ou coupées, sont pressentis. L'objet de cette étude est de proposer un modèle de comportement adapté à ces matériaux, capable de répondre de manière cohérente aux sollicitations statiques mais aussi dynamiques subies par ces pièces de structure. Deux matériaux différents ont été étudiés: un tissu et une matrice renforcée de fibres coupées.<br />Afin d'identifier les phénomènes dissipatifs au sein de ces matériaux et de mieux comprendre leur évolution avec la vitesse de sollicitation, une étude expérimentale a été menée incluant des observations microscopiques et des essais mécaniques à différentes vitesses de déformation comprises entre 10-4 s-1 et 100 s-1. Les essais réalisés à vitesse quasi-statique (<10-1 s-1) sont des essais de traction, de compression, de charge-décharge et de traction-compression. L'étude en dynamique (≥10-1 s-1) consiste en la réalisation d'essais de traction. Une étude approfondie de cet essai complexe a par ailleurs été réalisée afin d'améliorer l'analyse des résultats.<br />Un modèle de comportement unifié, valable pour des sollicitations statiques et dynamiques, est ensuite proposé. Il prend en compte les phénomènes d'endommagement, de viscoélasticité et de viscoplasticité observés lors de l'étude expérimentale. Son écriture très générale permet de modéliser le comportement de nombreuses familles de matériaux composites. Il a été implémenté dans le code de calcul ZéBuLoN et identifié pour les deux matériaux étudiés.<br />Enfin, plusieurs essais de validation sont présentés, sur structures simples (flexion à différentes vitesses, choc multiaxial) mais aussi sur pièces industrielles (choc sur poutre d'absorption...).

La convergence lente entre plaques pose d'importants problèmes d'évaluation du risque sismique, moins faciles à résoudre que dans les subductions. Ainsi l'Afrique du Nord est un chantier majeur pour étudier la réactivation en compression d'une marge passive cénozoïque complexe. Cette étude basée sur les campagnes MARADJA'03 et MARADJA2/SAMRA'05 (bathymétrie multifaisceau, sismique-réflexion, réflectivité, CHIRP, gravimétrie, SAR) permet de caractériser pour la première fois la structure multiéchelle de la marge sous-marine algérienne. L'enregistrement sédimentaire (dont instabilités sédimentaires) et tectonique (géomorphologie, plis, failles) révèle de grandes structures récentes et actives, ainsi que l'héritage géologique de la marge. Deux grands styles tectoniques sont identifiés: décrochant à l'ouest, et inverse au centre et à l'est, où des failles aveugles néoformées (plio-quaternaires) à pendage sud (opposé aux structures préexistantes), sub-perpendiculaires à la direction de convergence et souvent en échelon, génèrent des plis asymétriques. Ces failles (à vitesse minimale long-terme de raccourcissement de 0.1-0.6 mm/an) peuvent générer des séismes de M=6-7.5 (dont la faille de Khayr al Din près d'Alger). Parmi elles, celle associée au séisme de Boumerdès (21/5/2003, Mw:6.8) se prolongerait à la surface par des replats et rampes, créant des bassins en piggy-back (jusqu'à 60 km au large) ou rollover (sur la pente). Une grande part de la déformation liée à la convergence Afrique-Europe NNO-SSE (~5 mm/an à la longitude d'Alger) est donc accommodée en pied de marge algérienne, ce qui indiquerait, avec la flexion en compression du bassin adjacent, une future initiation de subduction.

Les gouttes, les vésicules et les globules rouges sont des objets mous et déformables, structurés et de taille micrométrique (de 1 à 100 microns de diamètre). L'objectif de ce travail est de déterminer la participation de chaque paramètre mécanique des objets étudiés (tension de surface, élasticité, viscosité...) à partir de leur comportement sous écoulement. Nous avons choisi de nous intéresser tout particulierement à la réponse de ces objets sous écoulement confiné (ou semi-confiné) en utilisant une approche de type « microfluidique ». <br />La production de tensio-actif à la surface d'une goutte en mouvement influence sa forme et sa dynamique. L'étude détaille notamment les effets de la concentration et de la géométrie.<br />La mise au point de vésicules aux propriétés complexes modulables par l'action de la température est exposée. Nous avons aussi étudié l'impact de la transition sol/gel de la membrane lipidique de vésicules DMPC sur leur comportement sous champs externes (pression osmotique, écoulement...). <br />Dans le cas des globules rouges soumis à un cisaillement, deux types de mouvements sont connus : un mouvement de bascule et un mouvement de chenille de char. Nous avons mis en évidence l'existence d'un nouveau régime d'oscillations superposé au mouvement de chenille de char. Notre étude a également porté sur le comportement de globules rouges s'écoulant dans des canaux de dimension comparable a leur taille. Un diagramme de forme a été établi en fonction de la vitesse de l'objet, de la viscosité externe et de la section du capillaire. Nous avons développé un système mesurant la chute de pression associée au passage d'une cellule unique dans un canal de même dimension. Cette mesure permet notament de corréler le signal obtenu avec les propriétés physiques et mécaniques des objets étudiés. Nous avons illustré cette approche avec des globules blancs et des globules rouges. Nous nous sommes enfin intéressés au cas d'une suspension concentrée de cellules sanguines dans un écoulement pathologique: la thrombose.

Le Massif Armoricain est un segment affleurant de la Chaîne Hercynienne d'Europe Occidentale et constitue actuellement un domaine de déformation intraplaque en contexte de marge continentale passive. Cette déformation se manifeste par une activité sismique modérée caractérisée par des séismes de faible magnitude. Les bulletins des organismes nationaux décrivent - dans cette région peu couverte par les réseaux sismologiques - une répartition diffuse de la sismicité, avec une grande imprécision sur la localisation des événements. Une nouvelle analyse de l'ensemble des sismogrammes, combinée à une inversion stochastique des temps d'arrivée pointés visuellement au cours de ce travail, a permis la relocalisation d'environ 1500 séismes survenus entre 1980 et 2004. L'interprétation jointe de ces résultats et des données géophysiques existantes conduit à une meilleure compréhension des processus sismotectoniques à l'origine de cette sismicité intraplaque.

Grâce à leur géométrie spécifique, faite d'une superposition de couches unidirectionnelles de fibres continues, liées par des coutures plus ou moins complexes, les renforts NCF (Non-Crimp Fabric) possèdent une combinaison de propriétés intéressantes. Ces propriétés permettent l'utilisation de procédés de production tels que le procédé RTM (Resin Transfer Moulding) et permettent l'utilisation des caractéristiques de rigidité élevée des fibres dans la pièce finale. Ainsi, ces renforts trouvent des applications dans différents secteurs de l'industrie des composites et notamment en aéronautique. Les couches, formées de fibres parallèles juxtaposées, sont liées par différents types de coutures. Ce lien conduit à des propriétés différentes de celles observées sur un renfort tissé où les mèches de chaîne et de trame sont liées par entrelacement. Par conséquent, la cinématique de déformation des renforts NCF secs lors de la mise en forme peut être différente. Dans ce travail de recherche, nous menons d'abord une étude expérimentale sur les mécanismes de déformation se produisant lors de tests élémentaires et lors d'une expérience d'emboutissage. Plusieurs renforts NCF et un renfort interlock sont étudiés. Ensuite, nous introduisons un nouveau modèle pour la simulation de la mise en forme du renfort de composite NCF sec. Cette approche implique l'utilisation d'éléments finis lagrangien semi-discrets pour représenter les couches et d'éléments de barres pour représenter les coutures. Ce modèle nécessite un algorithme de contact spécifique pour gérer la relation entre les éléments finis. Une loi de frottement de Coulomb avec seuil de glissement est utilisée. Enfin, le modèle est validé par l'intermédiaire de l'essai de bias test puis la mise en forme sur un hémisphère est simulée et comparée à l'expérience.