La compréhension des phénomènes de vieillissement dans les élastomères réticulés chargés par des particules inorganiques est primordiale pour proposer un critère de fin de vie aux câbles électriques en usage au sein des centrales nucléaires. En effet, la gaine isolante de ces câbles met en jeu une matrice élastomère formulée par différents adjuvants et charges. Une quantité importante de particules inorganiques, du tri-hydrate d’aluminium (ATH), est usuellement introduite au sein de la matrice afin de lui conférer des propriétés anti-feu satisfaisantes. Les particules utilisées sont de taille micrométrique et du fait de la faible surface de contact polymère / charge intrinsèque aux microcomposites, l’ajout d’ATH est supposé n’impliquer aucune modification des mécanismes de vieillissement de la matrice. Or, des travaux récents ont mis en évidence un comportement au vieillissement thermique différent entre une matrice d’EPDM (élastomère à base d’unités éthylène, propylène et diène) chargée par des particules d’ATH micrométriques et la même matrice, sans ATH.L’objectif de cette thèse est de renseigner plus en détail l’effet du vieillissement thermo- et radio-oxydatif sur une matrice d’EPDM chargée par des particules d’ATH et de mieux comprendre les modifications observées. L’influence de paramètres physico-chimiques importants (taux de charges, fonctionnalisation de la surface des charges) sur le comportement en vieillissement sera en particulier abordée. Nous nous sommes, plus précisément, attachés à décrire l’évolution du réseau à l’échelle macromoléculaire, en déterminant les différentes populations du réseau (chaînes élastiquement actives, chaînes pendantes et extractibles) ainsi que la distribution de la densité de réticulation. Ces données ont été obtenues par le biais de la RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) du solide.Les résultats de ces expériences montrent une diminution importante de la période d’induction au vieillissement thermo-oxydatif des matrices d’EPDM lors de l’ajout de particules d’ATH dans le réseau. Cet effet dépend fortement de la quantité de charges ATH introduites et de la fonctionnalisation ou non de leur surface. Lors du vieillissement radio-oxydatif, en revanche, aucune modification des cinétiques de vieillissement n’est observée. La confrontation des données issues des deux types de vieillissement suggère une modification des mécanismes d’amorçage de l’oxydation, dans les réseaux d’EPDM, lorsque ces derniers sont chargés par des particules d’ATH. Le rôle des interfaces charge / matrice semble donc déterminant dans ces modifications / A deep understanding of the ageing behaviour within cross-linked elastomers filled by inorganic particles is a key feature to propose a criterion for the end of life of electric cables in nuclear power plants. Indeed, materials used for wire insulation are usually composed of rubbers designed with several adjuvants and fillers. A significant amount of inorganic particles, such as aluminium trihydrate (ATH), is usually incorporated with the polymer matrix in order to achieve satisfactory fire-retardant properties. The ATH particles used are characterized by a micrometric-size and due to the weak polymer / filler contact area involved in such composites, the ageing mechanisms of the polymer matrix are expected to be essentially unchanged compared to the ones involved in the unfilled matrix. However, recent studies pointed out some differences in the thermal-ageing mechanisms between a cross-linked EPDM rubber (elastomer based on ethylene, propylene and diene units) filled by micrometric ATH (aluminium trihydrate) particles and the corresponding unfilled cross-linked EPDM.In that respect, this work aims at investigating the extent of generality of the above-mentioned filler effect on both thermo- and radio-oxidative ageing behaviour of an EPDM matrix filled by ATH particles. In particular, the influence of both filler content and filler surface functionalization is investigated. A special attention was paid to the evolution of the network at the macromolecular scale by determining the fraction of the various network components (elastically active chains, dangling chains and extractibles) as well as the cross-link density distribution. Such information have been derived using solid-state NMR (Nuclear Magnetic Resonance).The results obtained evidence a significant decrease of the thermal-ageing induction period for the EPDM network filled by ATH particles. This effect display a strong dependence with the amount and the surface functionalization of the ATH particles. However, no modifications of the oxidation kinetics may be observed under radio-chemical ageing. The comparison between the results suggests a possible modification of the oxidation initiation mechanisms within EPDM networks filled by ATH particles. Therefore, interfacial areas should play a great role in the observed modifications

La thèse s'inscrit dans le domaine de l'ingénierie de l'interaction Homme-Machine. Elle porte sur la plasticité des Interfaces Homme-Machine (IHM), c'est-à-dire leur capacité à s'adapter à leur contexte d'usage dans le respect des bonnes propriétés pour l'humain. Plus précisément, l'objet d'étude est la transformation de l'IHM pour accélérer l'interaction. / Research contributes to the engineering of Human Computer Interaction. It deals with the plasticity property, i.e. the ability of User Interfaces to withstand variations of the context of use while preserving user centered properties. More specifically, the object under study is the UI transformation for speeding up interaction.

Neste trabalho é investigado o comportamento de partículas coloidais em cristais líquidos liotrópicos nas diferentes fases nemáticas. Nessas fases, existe uma ordem orientacional de longo alcance das micelas no volume. O regime de ancoramento das micelas na superfície das partículas, que pode ser forte ou fraco, depende diretamente da energia de ancoramento W, do raio R das partículas coloidais, e da constante elástica K do crista/líquido [8]. Em casos de ancoramento fraco, a simetria da ordem orientacional das micelas próxima às superfícies das partículas, bem como no volume, é a mesma nas fases nemáticas calamítica (\'N IND. c\') e discótica (\'N IND. d\'). Utilizando-se partículas de sílica nanométricas, observa-se por técnicas de microscopia óptica, que, para amostras mais concentradas (fração volumétrica \'fi\'\'DA ORDEM DE\'\'10 POT. -3\'), ocorre uma separação de fases, enquanto que, em sistemas mais diluídos (\'fi\'\'DA ORDEM DE\'\'10 POT. -5\'), existe uma organização das partículas no meio líquido cristalino em temperaturas próximas à \'N IND. d\'. Quando partículas de látex de diâmetro 90nm são dispersadas no cristal líquido liotrópico na fase \'N IND. c\'. c, agregados anisométricos tridimensionais são observados. Apesar de esse tipo de agregado não ter sido anteriormente observado, esse comportamento era previsto teoricamente dentro de certas condições que são satisfeitas pelo sistema nemático liotrópico liotrópico + látex. No entanto, esses agregados desaparecem na fase \'N IND. d\'. Os diferentes comportamentos em \'N IND. c\' e \'N IND. d\' estão ligados à organização do meio liquido-cristalino, assim como às interações entre as partículas e entre as partículas e o meio. F oram feitas também medidas diretas de força por meio de um SFA (surface Force Apparatus) em um cristal líquido liotrópico puro confinado entre duas superfícies. Tais medidas mostram que o perfil da força em função da distância entre as superfícies é diferente em \'N IND. d\' e \'N IND. c\'. / In this work, the behavior of colloidal particles dispersed into a nematic lyotropic liquid crystal matrix is investigated. In such systems, there is a long range orientational order of the micelles in the volume. The micelles anchoring on the particles surfaces can be strong or weak, depending of the anchoring strength W, the particles radius R and the liquid crystal elastic constant K. For weak anchoring, the symmetry of the orientational order in the surroundings of the particles surfaces, and also in the volume, remains the same for both calamitic (\'N IND. c\') and discotic (\'N IND. d\') nematic phases. It was observed that high concentrated solution of nanometric silica particles in a lyotropic medium leads to phase segregation. In more diluted systems, the silica particles tend to organize themselves in the nematic medium for temperatures close to \'N IND. d\'. For 90nm latex particles in the lyotropic matrix, 3D anisotropic aggregates was observed in \'N IND. c\' phases. Although it was never observed before, this behavior was theoretically previewed. On the other hand, there are no aggregates in \'N IND. d\' phase. The different behaviors observed on \'N IND. c\' and \'N IND. d\' phases are related to the liquid crystalline medium organization, as well as to the interparticles and medium with particles interactions. It is also shown in this work, by direct measurements in a pure lyotropic liquid crystal confined between two surfaces, that the force profiles in function of the distance between surfaces are different for \'N IND. c\' and \'N IND. d\' phases.

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Le but de cette thèse est de faciliter et d'accélérer le dessin pour les amateurs ainsi que pour les dessinateurs experts en utilisant des techniques de traitement d'image et d'interaction. Nous identifions trois problèmes spécifiques liés au dessin, et proposons des outils pour aider les utilisateurs à surmonter les principaux défis sur chaque domaine. Dans le chapitre 2, nous présentons un outil de dessin interactif pour aider des débutants à pratiquer les techniques traditionnelles de dessin par observation. Nous construisons cet outil autour de techniques traditionnelle. Nous extrayons automatiquement des guides visuels à partir d'une photographie. L'interface de l'outil affiche ces informations et offre un retour pour guider l'utilisateur dans la reproduction du dessin. Dans le chapitre 3, nous proposons un outil qui permet aux utilisateurs de créer des bijoux par pliage de fils de fer. Cette forme de bijoux faits à la main peut être considérée comme une forme de dessin à base de fil de fer. La méthode présentée aide l'utilisateur dans les principaux défis de la création de bijoux à partir d'un dessin: la décomposition de l'entrée dans un ensemble de fils, et le pliage des fils pour leur donner forme. Dans le chapitre 4, nous proposons une méthode pour aider les designers à enrichir leurs dessins avec de la couleur et de l'ombrage. Les designers tracent souvent des lignes de courbure pour représenter la forme des surfaces lisses dans des esquisses. Nous exploitons cette information et extrapolons les lignes de courbure dans le design. Cette extrapolation nous permet d'estimer la courbure 3D du dessin, pour créer des ombres et des textures sur l'esquisse. / The goal of this thesis is to facilitate and accelerate drawing for amateurs as well as for expert designers and illustrators, employing computer graphics, image processing and interaction techniques. As this is a broad spectrum to tackle, we identify three specific problems related to drawing and propose computer tools to help users overcome the main challenges on each domain. In Chapter 2 we present an interactive drawing tool to help beginners practice drawing-by-observation techniques. We build on a number of traditional techniques to help people gain consciousness of the shapes in a scene. We automatically extract visual guides from a model photograph and offer corrective feedback to guide their reproduction in the drawing. In Chapter 3 we propose a tool that helps users create wire wrapped jewelry. This technique of handmade jewelry can be seen as a form of line drawing with metal wires. The presented method assist the user in the main challenges of creating 2D wire-wrapped jewelry from a drawing: decomposing the input into a set of wires, and bending the wires to give them shape. In Chapter 4 we propose a method to help designers enrich their drawings with color and shading. Professionals frequently draw curvature lines to convey bending of smooth surfaces in concept sketches. We exploit this information and extrapolate curvature lines in a rough concept sketch. This extrapolation allows us to recover the intended 3D curvature and surface normal at each pixel, which we use to compute shading and texturing over the sketch.

On considère dans cette thèse plusieurs situations dynamiques concernant des gouttes accrochées à des fibres,en mouillage total. Ces gouttes funambules se rencontrent au moment de la fabrication industrielle de laine de verre quand la colle projetée à l’état liquide lie les fibres de verre composant l’isolant thermique.Dans une première partie, nous étudions l’évolution spontanée d’une jonction liquide entre deux fils : une goutte mouillante aligne et attire les fibres qu’elle connecte et nous caractérisons la dynamique et l’intensité de ces interactions capillaires. En outre, si deux fibres se recentrent avec un angle aigu, une goutte à leur intersection s’étale dans le coin tandis qu’un excès de liquide progressera en sens inverse entre les fibres jusqu’au point où leur espacement est de l’ordre de leur rayon. Nous calculons cette distance critique et l’observons au sein de la laine de verre, révélant l’étalement possible du liant industriel avant séchage. L’influence de l’élasticité des fibres est discutée.Dans une seconde partie, nous proposons deux méthodes forçant le déplacement d’une goutte funambule isolée.Premièrement, un champ électrostatique établi entre une fibre conductrice et une contre-électrode provoque l’étalement irréversible d’une goutte isolante lorsque la surpression électrostatique l’emporte sur la surpression capillaire. Nous modélisons la dynamique de cet étalement diélectrophorétique comme un effet Marangoni. Deuxièmement,un flux d’air transverse à la fibre induit un mouvement de la goutte dans un sens aléatoire si le nombre de Reynolds associé dépasse la valeur critique où le sillage devient asymétrique. Nous modélisons la dynamique de cette translation comme un effet d’entraînement visqueux de la goutte par le tourbillon principal du sillage,alors que les interactions entre tourbillons expliquent la répulsion à longue distance entre plusieurs gouttes, leurs rebonds sur des obstacles solides ou leur capture par un obstacle placé en aval de l’écoulement. / This thesis deals with several dynamic situations involving drops hanging on fibers, in total wetting. Such drops can be found during the industrial process of glass wool manufacturing, as liquid glue is projected onto glass fibers in order to bind them and form the thermal insulator.In the first part, we study the spontaneous evolution of a liquid junction between two wires : a wetting drop makes the wires align and approach, and we characterize the dynamics and magnitude of these capillary interactions.Besides, a drop placed in the wedge between two fibers spreads in the corner, whereas an excess of liquid placed at the intersection spreads in the opposite direction until it reaches a spacing close to the fiber radius. We calculate this critical distance and observe it inside glass wool, revealing the possible spreading of industrial binder before it dries. The influence of elasticity is discussed.In the second part, we propose two ways to induce drop displacement. First of all, an electrostatic field between a conductive fiber and a counter electrode leads to the irreversible spreading of an insulating drop when the electricoverpressure exceeds the capillary overpressure. We model the dynamics of this dielectrophoretic spreading asa Marangoni effect. Secondly, a transversal air flow can induce the continuous motion of the drop in a random direction if the Reynolds number exceeds a critical value, at which point the wake becomes asymmetric. We model the dynamics of this translation as a viscous entrainment of the drop by the main vortex of the wake.The interactions between vortices are responsible for long-range repulsion between drops, their rebonds over solid obstacles and their capture by a downstream obstacle.

Le pisé est une technique constructive vernaculaire consistant à compacter successivement des couches de terre humide entre des coffrages. Cette technique, présente dans le monde entier, l'est en particulier en France dans la région Auvergne-Rhône-Alpes. Comme il n'existe pas de réglementation attachée à cette technique constructive, il est très difficile pour des propriétaires de réparer leur bien. Le développement de cette technique pour de nouveaux projets souffre aussi de cette absence alors qu'elle répond à certains enjeux posés par le Développement Durable. Le travail présenté ici fait partie intégrante du projet national PRIMATERRE dédié à l'étude des constructions impliquant de la terre. Une loi de comportement élasto-plastique est développée dans ce travail pour modéliser le comportement du pisé. Elle s'appuie sur une approche hiérarchisée de la modélisation en lien avec le nombre d'essais disponibles pour identifier les paramètres de modèle mais aussi en lien avec la complexité de phénomènes à prendre en compte. Ce modèle s'inspire d'un modèle pré-existant, CJS, développé en géotechnique pour modéliser le comportement mécanique des matériaux granulaires. Une adaptation s'est imposée pour prendre en compte les spécificités du comportement mécanique du pisé qui possède de nombreuses similitudes avec celui des matériaux quasi-fragiles. Deux niveaux de modélisation pour le modèle de comportement appelé CJS-RE sont présentés, pouvant être utilisés dans un contexte de sollicitation monotone. Le premier niveau CJS-RE1 est un modèle élastique parfaitement plastique alors que le second niveau CJS-RE2 est un modèle élasto-plastique à écrouissage isotrope. Deux mécanismes de déformation plastique sont présents, l'un lié aux phénomènes purement déviatoires et l'autre aux phénomènes de traction. La validation du modèle a été entreprise sur la base de la simulation d'essais en laboratoire de compression diagonale et de chargement latéral (pushover) sur des murets, issus de la littérature. Le niveau CJS-RE1 a été capable de capturer les phénomènes essentiels issus de ces deux tests et peut être utilisé comme une première approches des problèmes. Le niveau CJS-RE2 a permis de retrouver plus précisément le comportement non linéaire du pisé sur une large gamme de déformations, que ce soit dans l'essai de compression diagonale ou dans le pushover. Enfin, la prise en compte d'interfaces entre les couches dans la modélisation semble constituer une approche surdimensionnée lorsque seule la résistance d'un système constitué en pisé est recherchée. Cependant, parce qu'elles apportent une certaine ductilité au système dans la modélisation, elles peuvent être utilisées lorsque des résultats plus détaillés sont attendus. / Rammed earth is a vernacular building technique consisting in compacting successively layers of moist earth within formworks. This technique is present worldwide and in particular in the region Auvergne-Rhône-Alpes in France. As no regulation exists for rammed earth structures in France, the owners of such structures are helpless at the time when repairing damages appearing in any aging heritage structures. Moreover, this lack of regulation tends to slow down the development of such a constructive solution in new projects though this technique answers many of the issues raised by the sustainable development. The work presented herein is part of the national research project PRIMATERRE devoted to the study of construction building involving earth. Herein, an elasto-plastic constitutive law is developed for modeling the behavior of rammed earth. It is based on a hierarchical approach of the modeling in relation to the information available to identify the set of model parameters and the refinement of phenomena to be modelled. This model was adapted from a pre-existing CJS model used in advanced foundation engineering for the modelling of granular soils. The necessary adaptation of some mechanisms of the model in the context of rammed earth material which holds the characteristics of a quasi-brittle material is highlighted. Two levels for the model denoted CJS-RE which can be used in the context of monotonous loadings are presented herein. The first level is a simple elastic perfectly plastic model (CJS-RE1) and the second model is an elasto-plastic model with an isotropic hardening (CJS-RE2). Two mechanisms of plastic deformation are involved, one related to purely deviatoric phenomena and one related to tensile phenomena. The validation of the model was performed based on different sets of actual tests including diagonal compression tests and pushover tests on wallets. The simple elasto-plastic model CJS-RE1 was able to capture some basic features for these two tests and may be used for a first estimate of the system resistance. The more sophisticated model CJS-RE2 was found better to retrieve the nonlinear behavior of rammed earth over a larger range of deformations throughout both a diagonal compression test and a pushover test. Finally, the modelling of interfaces between layers of earth seems oversized when the resistance of the system is investigated. However, since they may influence the simulated ductility of the system, they may be used to model the behavior of rammed earth system more precisely.

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