Thesis (doctoral)--Lund University, 1992. / Added t.p. with thesis statement inserted.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1997. / Added t.p. with thesis statement inserted.

Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 1999. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 170-176). Available also in a digital version from Dissertation Abstracts.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1992. / Added t.p. with thesis statement inserted.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1997. / Added t.p. with thesis statement inserted.

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Dans cette thèse, nous nous intéressons aux propriétés topologiques des surfaces, i.e. celles qui sont préservées par des déformations continues. Intuitivement, ces propriétés peuvent être imaginées comme étant celles qui décrivent le forme générale des surfaces. Nous utilisons des cartes combinatoires pour décrire les surfaces. Elles ont le double avantage d'être de naturels objets mathématiques et de pouvoir être transformées naturellement en structure de données.Nous étudions trois problèmes différents. Premièrement, nous donnons des algorithmes pour calculer le nombre géométrique d'intersection de courbes dessinées sur des surfaces. Nous avons obtenu un algorithm quadratique pour calculer le nombre minimal d'auto-intersections dans une classe d'homotopie, un algorithme quartique pour construire un représentant minimal et un algorithme quasi-linéaire pour décider si une classe d'homotopie contient une courbe simple. Ensuite, nous donnons des contre-exemples à une conjecture de Mohar et Thomassen au sujet de l'existence de cycles de partage dans les triangulations. Finalement, nous utilisons les travaux récents de Lévèque et Gonçalves à propos des bois de Schnyder toriques pour construire une bijection entre les triangulations du tore et certaines cartes unicellulaires analogue à le célèbre bijection de Poulalhon et Schaeffer pour les triangulations planaires.Plusieurs points de vue sont utilisés au cours de cette thèse. Nous proposons donc un important chapitre préliminaire où nous insistons sur les connections entre ces différents points de vue. / In this thesis, we focus on the topological properties of surfaces, i.e. those that are preserved by continuous deformations. Intuitively, it can be understood as the properties that describe the general shape of surfaces. We describe surfaces as combinatorial maps. They have the double advantage of being well defined mathematical objects and of being straightforwardly transformed into data-structures.We study three distinct problems. Firstly, we give algorihtms to compute geometric intersection numbers of curves on surfaces. We obtain a quadratic algorithm to compute the minimal number of self-intersections in a homotopy class, a quartic one to construct a minimal representative and a quasi-linear one to decide if a homotopy class contains a simple curve. Secondly, we give counter-examples to a conjecture of Mohar and Thomassen about the existence of splitting cycles in triangulations. Finally, we use the recent work of Gonçalves and Lévèque about toiroidal Schnyder woods to describe a bijection between toroidal triangulations and toroidal unicellular maps analogous to the well known bijection of Poulalhon and Schaeffer for planar triangulations.Many different points of view are involved in this thesis. We thus propose a large preliminary chapter where we provide connections between the different viewpoints.

Surface roughness is an important parameter in the automotive Industry. This thesis is a study conducted in collaboration with QSO Interferometer systems AB (QSAB), Halmstad. The study is focused on the existing surface roughness parameters used in the automotive industry and the relationship to the CWS parameters of QISAB. The study also investigates the scope of CWS instrument developed by QISAB as a next-generation automated surface testing inline instrument. The initial study which has been conducted had 5 stages, those are the history of roughness measurement, the basic CWS parameters, the currently used surface testing instruments in the automobile industry, the use of surface metrology in the manufacturing industry and the basic principle and theory of the CWS. As the final stage to achieve the aim of the thesis a quantitative study has been conducted to compare the existing parameters with CWS parameters. The three type of comparison were done on a test piece having different range of surface roughness after different stages of grinding. These three comparisons that had been done were CWS v/s White light interferometer v/s visual inspection. The results from those quantitative analysis did support the results from the qualitative analysis.

Les évolutions technologiques notamment dans la télécommunication ou le transport nécessitent des systèmes de stockage de l’énergie de plus en plus performants. Dans le cas des transports, l’utilisation d’énergie fossile est encore la plus rependu. Mais la raréfaction de ces ressources, et le réchauffement climatique en partie dû au gaz CO2 rejeté par la combustion de celle-ci a mené à une prise de conscience d’un besoin de transition énergétique. Le stockage de l’énergie sous forme électrochimique (batteries) permet de s’affranchir de ces défauts. L’un des matériaux d’électrode positive les plus utilisé pour les batteries Li-ion est le LiCoO2. Il est aujourd’hui remis en question, pour des raisons de performance, mais aussi de coût et de toxicité du cobalt. Une substitution du cobalt par d’autres métaux de transition a été testée avec succès. Le matériau LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NMC) a montré des performances électrochimiques supérieures au LiCoO2. Un autre matériau d’électrode positive en commercialisation, le matériau spinelle LiMn2O4, offre des capacités intéressantes.Les performances électrochimiques de ces matériaux peuvent être améliorées. La durée de vie de ces batteries est en partie limitée par des phénomènes aux interfaces électrode/électrolyte. Il est nécessaire d’étudier ces phénomènes encore mal compris. Lors de cette étude, nous nous intéresserons à la réactivité de surface d’un matériau modèle Li2MnO3 ; et des spinelles par une approche mêlant expérience et théorie. Notre stratégie opératoire est basée sur l’adsorption de sonde gazeuse suivit d’une étude multi-échelle sur des matériaux modèles couplant expérience et théorie.Une première étude porte sur la réactivité de surface des faces (001) des cristaux de Li2MnO3 par analyse XPS et Auger de l’adsorption de sonde SO2, ainsi que de de la modélisation de ces réactions d’adsorption. Puis une seconde étude s’intéresse au rôle du degré d’oxydation du manganèse dans la réactivité de surface avec une étude sur les spinelles. La dernière partie de la thèse porte sur l’impact des fautes d’empilement sur la réactivité de surface du matériau Li2MnO3 sous forme de poudre. / LiCoO2 from layered lithium oxide family, is the most widely used Li-ion batteries positive electrode material. To support the global demand for more efficient batteries material, much research has been performed to explore alternative materials as mixed transition metal oxides LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 (NMC), with a larger capacity (140 mAh.g-1 for LiCoO2 vs. 180 mAh.g-1 for NMC) and a good cyclability. Its main advantages are its lower cost and toxicity, due to the lower content in Co, as well as its higher thermal stability in the delithiated state, i.e. in the charge state of the battery. The large content in Mn at the tetravalent state, which is stable in temperature, allows to stabilize the layered structure and to postpone at higher temperatures all the reactions involved during the thermal degradation of NMC, i.e. the cationic migrations, the oxygen loss and the associated reduction of the transition metal ions. A new series of layered oxide compounds Li1+xM1-xO2, called the Li-rich, was recently shown to be very attractive as delivering exceptional reversible capacities (over 250 mAh.g-1).For these overlithiated manganese-rich compounds the redox processes were shown to involve reversibly (at least in part) the transition metal and the oxygen anion. For all these layered oxides, there is a partial dissolution of the transition metals in the electrolyte, whose rate strongly depends on the cycling conditions (temperature, potential window …) and especially on the aging and storage conditions.Within this framework, a strategy combining adsorption of gaseous probe molecules (SO2) monitored by XPS and periodic DFT calculations has been developed. At an experimental level, this methodology allows the identification of the adsorption mode and the determination of the active sites concentration. This strategy has been used with LiCoO2 and NMC material, and has shown the surface reactivity of these materials. The present work uses this strategy for studying the role of surface manganese on reactivity surface. We propose to study the material LiMn2O4 and Li2MnO3, as reference materials for respectively manganese +III/+IV and manganese +IV, to see the role of surface manganese oxidation state on layered lithium oxide surface for surface reactivity. We showed that the surface reactivity depends on the crystallographic face orientation of the material, in good agreement with experimental and theoretical studies.The surface reactivity depends on the crystallographic face in the case of LiMn2O4 crystals. The calculations of adsorption on the most stable surface show different an evolution of surface reactions. These calculations have been combining with X-ray photoelectron spectroscopy study of LiMn2O4 materials.

Le phénomène de mouillage intervient dans de nombreux procédés, parmi lesquels la galvanisation en continu de tôles d’acier pour carrosserie automobile. Dans ce procédé, la tôle est immergée dans un bain de zinc liquide afin de la recouvrir d’une couche protectrice de zinc. Mais avant cela, cette tôle, laminée à froid, est soumise à un recuit sous atmosphère réductrice dans le but d’éliminer l’écrouissage et les oxydes de fer superficiels et favoriser ainsi les réactions de galvanisation. Des nouveaux aciers, dits à haute limite d’élasticité, ont été élaborés afin d’améliorer la sécurité passive des véhicules sans trop augmenter leur masse et leur consommation de carburant. Ces aciers contiennent des teneurs élevées en éléments d’addition oxydables qui, lors du recuit, diffusent de la masse de l’acier vers la surface où ils forment des particules d’oxydes qui ne sont pas mouillées par le zinc liquide. Il parait donc important de comprendre le mouillage par le zinc liquide de surfaces hétérogènes, composées de fer métallique et d’oxydes. Pour cela, nous avons étudié l’étalement d’une goutte de zinc liquide, à des temps très courts, à l’aide d’une caméra rapide dans un dispositif de chute de goutte. Nous avons mené nos expériences sur des alliages fer – silicium et un acier industriel, recuits à haute température avant le dépôt de la goute, ce qui a permis d’obtenir un taux de couverture par les oxydes variant de 0 à 100%. Le mouillage est décrit à l’aide de deux paramètres : le diamètre d’étalement et l’angle de contact. Nous nous sommes attachés à la compréhension et à la modélisation de l’évolution de ces deux paramètres aux cours des premiers instants de contact et en fin d’étalement. Nous avons, en particulier, mis en évidence l’influence du taux de couverture par les oxydes et de l’énergie cinétique initiale de la goutte. Le manuscrit se termine par une extrapolation des résultats de mouillage obtenus pour les surfaces hétérogènes modèles à des substrats recuits dans des conditions voisines du recuit continu industriel / Wetting phenomenon takes place in several processes among which continuous galvanizing of steel sheet for car bodies. In this process, the steel sheet is immersed in a zinc bath in order to cover it with a protective zinc layer. But before that, the cold rolled steel sheet is annealed in a reducing atmosphere in order to eliminate the cold working and the superficial iron oxides improving thereby the galvanizing reactions. New steels, called advanced high strength steels, have been developed in order to improve vehicle safety without increasing their weight and therefore fuel consumption. These steels contain high amounts of oxidizable alloying elements that segregate during the annealing to the surface where they form oxides particles that are not wetted by liquid zinc. Therefore it seems important to understand the wetting by liquid zinc of heterogeneous surfaces composed by metallic iron and oxides. For this purpose, we studied the spreading of liquid zinc droplet at very short time using a high speed camera by means of a dispensed drop apparatus. In our experiments we have used different iron – silicon alloys and a commercial steel, annealed at high temperature before the wetting experiments, leading to surface coverage by oxides lying from 0 to 100%. Wetting is described using two parameters: the spreading diameter and the contact angle. We have focused on the comprehension and modelling of the evolution of these two parameters during the first time of contact and at the end of spreading. The influence of both the surface coverage by oxides and the initial kinetic energy of the droplet has been investigated. The results obtained for the wetting of the model heterogeneous surfaces are extrapolated to substrates annealed in the same conditions as in industrial continuous annealing.