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Modélisation thermodynamique des phases insolubles dans les verres nucléaires : application à la vitrification du molybdène et des produits de fission platinoïdes / Thermodynamic modeling of the insoluble phases in the nuclear glasses : application to the vitrification of the molybdenum and of the platinoid fission products

Bordier, Sébastien 07 October 2015 (has links)
Après dissolution du combustible et séparation des différents éléments par le procédé PUREX, la majeure partie des produits de fission et des actinides mineurs est calcinée puis vitrifiée dans des verres de conditionnement des déchets nucléaires. Parmi ces produits de fission, certains précipitent et ne sont pas immobilisés dans la phase vitreuse dédiée aux déchets de haute activité à vie longue. Les éléments platinoïdes Pd-Rh-Ru sont insolubles dans le verre nucléaire. En fonction du potentiel d'oxygène imposé par la fritte de verre, ils précipitent sous la forme de phases oxydes complexes ou de composés intermétalliques principalement alliés aux éléments chalcogènes Te et Se. Au contraire, le molybdène reste oxydé lors des dernières étapes du procédé de vitrification. Très réactif vis-à-vis des oxydes constitutifs de la fonte verrière, il forme majoritairement des molybdates. Au cours de cette thèse, la thermodynamique des systèmes chimiques contenant le molybdène (Mo), les éléments platinoïdes Pd-Rh-Ru et les chalcogènes Se-Te ont été étudiés expérimentalement. En parallèle, la thermodynamique de ces systèmes chimiques est également modélisée par la méthode Calphad. L'objectif de cette modélisation est de prédire les phénomènes de cristallisation du molybdène et des platinoïdes observés au cours des étapes de vitrification en fonction de la composition et de la température. Ces modélisations permettent d'effectuer des calculs d'applications en lien avec le procédé industriel de vitrification. / After the dissolution of the used fuel and the separation of several elements by the PUREX process, the high level nuclear wastes composed of fission products and minor actinides are reprocessed and vitrified in nuclear glasses at AREVA La Hague plant. Some of the fission products precipitate : they are not solubilized in the glass matrix. On the one hand, platinoids Pd-Ru-Rh are not soluble in the nuclear glasses. Depending on the oxygen potential, they form complex solid oxyde phases or intermetallic compounds containing chalcogen elements such as selenium and tellurium. On the other hand, the molybdenum forms only oxide phases during the vitrification process. It reacts strongly with the oxide phases present in the glass melt to form mainly molybdate phases. Some of these phases are only temporary formed but other are more stable and can precipitate in the glass matrix when a large amount of molybdenum is supplied. In this thesis, the thermodynamics of the chemical systems containing molybdenum, the platinoid elements Pd-Rh-Ru and the chalcogen elements Se and Te were experimentally investigated. At the same time, these chemical systems were modeled with the Calphad method so as to be able to predict the crystallization phenomena of molybdenum and the platinoids occurring during the vitrification as a function of the composition and the temperature. These modelings are useful to perform application calculations in relation with the vitrification process.
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Spatio-temporal ultrafast laser tailoring for bulk functionalization of transparent materials / Mise en forme spatio-temporelle d’impulsions laser ultracourtes pour la fonctionnalisation dans le volume de matériaux transparents

Mauclair, Cyril 27 May 2010 (has links)
L’arrivée des sources lasers ultracourtes a bouleversé le domaine de la micro-structuration pour l’optique intégrée. Le plus souvent, le procédé se résume à l’utilisation d’une lentille de focalisation sur le trajet du faisceau laser. Cette méthode souffre de limitations intrinsèques sur la vitesse d’usinage et sur le spectre des modifications accessibles. Nous montrons dans ce mémoire que la mise en forme spatio-temporelle des impulsions lasers ultracourtes répond efficacement à ces défis. En particulier, nous indiquons la possibilité de multiplier le nombre de spots lasers pour la fabrication simultanée de plusieurs composants optiques, en répondant ainsi au besoin de rapidité. Cette avancée majeure est illustrée par la photoinscription en parallèle de guides, de diviseurs, de coupleurs ainsi que de démultiplexeurs de lumière en 2Det 3D dans la silice. Il est également reporté ici que le domaine de photoinscription peut être élargi à la focalisation profonde dans les matériaux grâce à la modulation du front d’onde ainsi que la mise en forme temporelle de l’impulsion permettant de préserver la densité d’énergie déposée. Le couplage d’énergie vers le matériau transparent en fonction de divers profils d’impulsions est étudié à l’échelle femtoseconde. La caractérisation du gaz d’électrons libres ainsi que de l’onde de pression nous permet de mettre en évidence l’efficacité des impulsions picosecondes `a déposer l’énergie de manière plus confinée dans différents verres. Ces études sont conduites sur un système de microscopie de type pompe-sonde permettant de mettre en forme l’irradiation pompe. / In the past decade, ultrashort laser sources have had a decisive impact on material processing for photonic applications. The technique is usually restricted to the elemental association of an ultrashort source with a focusing lens. It is thus limited in the achievable bulk modifications. Accompanying studies of material modifications in space and time, we propose here that automated spatio-temporal tailoring of the laser pulses is an efficient manner to overcome these limitations. More precisely, we demonstrate the generation of multiple processing foci for synchronous photomachining of multiple devices in the bulk. Thus, we report on the parallel photowriting of waveguides, light couplers, light dividers in 2D/3D in fused silica glass. We show that the domain of photowriting can be extended to deep focusing. We indicate that this can be achieved by wavefront shaping or temporal profile tailoring conducted by an evolutionary optimization loop. We also have unveiled a singular interaction regime where regular structuring takes place before the focal region. For the first time, the dynamics of the energy coupling to the glassy matrix is evaluated for various temporal pulse profiles. Enhanced energy confinement in the case of picosecond pulses is confirmed by characterization of the transient electronic gas and of the subsequent pressure. These pump-probe studies were carried out with a self-build time-resolved microscopy system with temporally shaped pump irradiation. We also developed a new method based on the Drude model to differentiate the electronic and matrix contributions to the contrast of the microscopy images.
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Verre feuilleté : rupture dynamique d'adhésion / Laminated glass : dynamic rupture of adhesion

Elzière, Paul 29 September 2016 (has links)
Il y a plus d'un siècle, les verres feuilletés ont été découverts. Ces structures sont formées d'un intercalaire polymère pris entre deux plis de verre. Cet intercalaire améliore considérablement les performances à l'impact de l'assemblage. Lorsque le verre se brise, la délamination et l'étirement de l'intercalaire dissipent une grande quantité d'énergie. Les personnes sont protégées de l'objet impactant qui ne traverse pas le verre et des projections potentiellement dangereuses. Nous avons identifié et caractérisé les mécanismes de dissipation d'énergie associés au décollement de l'intercalaire et à l'étirement qui s'en suit. Des tests de traction uniaxiale et des mesures de biréfringence ont permis de relier le comportement de l'intercalaire à sa structure chimique. Les différents mécanismes dissipatifs du comportement de ce polymère ont été identifiés et décris dans un modèle rhéologique. Nous avons utilisé une expérience modèle afin d'établir les sollicitations subies par l'intercalaire lors de sa délamination du verre. Cette expérience consiste en un essai de traction uniaxiale sur un verre feuilleté pré-entaillé. Nous avons montré l'existence d'un régime de délamination stationnaire dans une gamme limitée de température et de vitesse de déplacement imposée. Dans ces conditions stationnaires, nous avons identifié deux zones de dissipation d'énergie. La corrélation digitale d'image a permis de quantifier la dynamique de déformation de l'intercalaire en aval du front et d'expliquer la grande quantité d'énergie dissipée. Enfin un modèle éléments finis a confirmé les observations expérimentales et permis d'explorer le voisinage du front de délamination. / Laminated glass has been discovered more than a century ago. It is composed of a polymeric interlayer sandwiched in-between two glass plies. This interlayer dramatically enhances the performance during impact. Even if the glass breaks, partial delamination and stretching of the interlayer will dissipate a large amount of energy. This dissipation will protect people from the impacting object while the glass splinters will stick on the interlayer, preventing harmful projections. I have identified and characterized the dissipation mechanisms associated with the interlayer rheology and its delamination from glass.Using uniaxial traction tests combined with photoelastic measurements, a relationship between the polymer structure and its mechanical behavior has been provided. The different dissipating mechanisms of the interlayer rheology have been identified in a rheological model. To understand how the interlayer mechanical behavior is involved during the lost of adhesion at the glass interface, a model delamination experiment has been setup. This test consists in a uniaxial traction on a pre-cracked laminated glass sample. In a certain range of applied velocities and temperatures, a steady state delamination regime has been observed. In these steady state conditions, two zones of dissipation have been identified. Digital image correlation has been used to quantify the stretching dynamics of the interlayer ahead of the delamination fronts and to explain the large dissipation observed during impact. Finally a finite element model has been developed to confirm experimental observations and to explore the close vicinity of the delamination fronts.
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Becoming Partner : Gender, Professional Identity and the Glass Ceiling in Professional Services Firms / Devenir Associé : Genre, Identité Professionnelle et Plafond de Verre dans les Entreprises de Services Professionnels

Quental, Camilla 07 November 2011 (has links)
Bien que le nombre de femmes, travaillant dans des cabinets de conseil et à des postes à haute responsabilité, ait augmenté, il reste cependant moins élevé que celui des hommes. En effet, la promotion au statut d’associé est le critère utilisé pour marquer la nature et l’existence, au sein des entreprises de services professionnels, de ce qu’on appelle en français le ‘plafond de verre’. De même, devenir associé constitue une des évolutions professionnelles les plus complexes qui soit, le futur associé devant s’inventer une identité professionnelle nouvelle et différente. Dans ce contexte, l’objectif de cette recherche est double. Tout d’abord, elle s’attache à mieux comprendre comment les femmes et les hommes consultants, au sein d’une culture organisationnelle sexualisée, se construisent leur propre identité professionnelle. Ensuite, son objectif est également d’approfondir les connaissances sur la façon dont l’identité professionnelle contribue à expliquer l’existence et la nature de ce ‘plafond de verre’ dans les entreprises de services professionnels.Cette perspective se base sur une étude qualitative réalisée auprès d’hommes et de femmes consultants et cadres supérieurs, et en particulier, mais pas de façon exclusive, auprès de ceux qui ont été promus associé. L’étude a été menée auprès d’associés et non associés évoluant au sein de quatre grands cabinets de conseil français et de deux grands cabinets américains. / Although there has been an increase in the number of women entering the management consulting firms, they are still proportionally much fewer in the highest levels of the hierarchy than men. Indeed, the promotion to partner is the criterion used to establish the nature and existence of the “glass ceiling” in professional services firms. At the same time, the transformation to partner is one of the most complex professional transformations there can be, in which the aspiring partners must assume a new and different professional identity. In this context, the aim of this research is twofold. On the one hand, the present research aims to better understand how women and men consultants construct their professional identities, in a gendered organizational culture. On the other hand, it also aims to deepen, in particular, the understanding of the ways in which professional identity contributes to explain the existence and nature of the glass ceiling in professional services firms. The perspective developed here is based on a qualitative study of male and female consultants and senior executives, primarily, although not exclusively, those who went through the promotion to partner. The research was conducted with partners and non-partners from four large management consulting firms in France, and two large management consulting firms in the United States.
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Verres et vitrocéramiques du système BaO – TiO₂ – SiO₂ : élaboration, propriétés mécaniques et couplage mécanoélectrique / Glasses and glass-ceramics in the BaO – TiO₂ – SiO₂ system : synthesis, mechanical properties and mechano-electrical coupling

Mezeix, Pierre 15 February 2017 (has links)
Les verres du système BaO – TiO₂ – SiO₂ (BTS) présentent un intérêt majeur pour la synthèse de matériaux piézoélectriques par voie vitrocéramique. La fresnoite Ba₂TiSi₂O₈ possède en effet des propriétés piézoélectriques, ferroélectriques et d'optique non-linéaire. L'étude de la structure de verres BTS par spectroscopie Raman et EXAFS a permis d'expliquer l'évolution de leurs propriétés mécaniques à température ambiante et à Tg. Lorsque la teneur en TiO₂ est importante, ces verres présenteraient une séparation de phase menant à la formation de canaux de barium. Le verre 0,30BaO – 0,20TiO₂ – 0,50SiO₂ fut sélectionné comme matrice vitreuse pour la synthèse de vitrocéramiques texturées à base de fresnoite Ba₂TiSi₂O₈. L'étude de la cinétique de cristallisation a permis de contrôler précisément la cristallisation surfacique de cette phase piézoélectrique. L'utilisation d'un traitement par ultrasons précédent le traitement thermique a permis d'augmenter l'orientation de la croissance des cristaux surfaciques dans la direction de polarisation. Il fut ainsi possible de synthétiser des vitrocéramiques piézoélectriques texturées et transparentes présentant des propriétés mécaniques supérieures à celles de la matrice vitreuse. Les propriétés électriques de ces verres furent étudiées par spectroscopie d'impédance. Ceux-ci présentent à la fois une augmentation de leur conductivité et de leur constante diélectrique lors de l'augmentation de la teneur en TiO₂. Il fut suggéré que ces évolutions sont la conséquence de l'apparition des canaux de barium, facilitant la conduction ionique, et de groupements TiO₅, favorisant la polarisation. Finalement, l'effet d'un champ électrique sur la viscosité d'un verre fut investigué, et notamment le ramollissement du verre sous champ électrique intense. Il fut montré qu'il était possible de réduire grandement la viscosité du verre par application d'un champ AC ou DC. Si l'application d'un champ DC a des effets destructeurs sur le matériau, celui d'un champ AC est bien plus prometteur pour de potentielles applications dans la synthèse de matériau vitreux. / Glasses from the BaO – TiO₂ – SiO₂ (BTS) are of great interest for their use as glass-matrix to synthesise fresnoite glass-ceramics. These materials show numerous potential applications as piezoelectric and non-linear optic devices. It has been found that the addition of TiO2 in these glasses improves the cross-linking degree of the glass network as well as the volume density of energy and the glass temperature sensitivity. When the content of titanium is increasing, island-like Si\Ti rich units surrounded by barium-rich channels might form, leading to a similarity between the fresnoite crystal and the glass structure. Thanks to an ultrasonic and thermal heat-treatment it has been possible to control the growth of oriented fresnoite cristallites from the surface of 0,30BaO – 0,20TiO2 – 0,50SiO2 glass. The transparent glass-ceramic shows improved mechanical properties as well as evidence of piezoelectricity. The electrical properties of BTS glasses were investigated with the use of impedance spectroscopy. They show an increase in electric conductivity and dielectric constant as Ti is added to their composition. One explanation lies in the formation of these Ba-rich channels which may improve the ionic conduction. The formation of TiO5 groups would also be responsible for the overall increase in polarizability of the glass. Finally, the effect of an electric field on the glass viscosity was investigated. The glass showed great reduction of its viscosity under high electric field for both AC & DC. When AC field was applied, the material showed no deterioration which might be very interesting for the potential use of this effect for the synthesis of glassy materials.
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L'égalité professionnelle heurtée au plafond de verre : essai sur une enquête croisée entre la France et le Maroc / Workplace equality hitting the glass ceiling : a cross-sectional study between France and Marocco

Naji, Fairouz 10 December 2014 (has links)
Aujourd’hui encore et presque partout dans le monde, les femmes se heurtent à une barrière appelée « plafond de verre », qui freine leur progression. Une barrière invisible mais dont les conséquences sur l’égalité professionnelle entre hommes et femmes, sont, quant à elles, bien visibles. Soucieux d’éclairer ce phénomène dans sa complexité, nous tentons, d’identifier et d’explorer les facteurs qui le composent et leurs interactions. Cette thèse interroge également le contraste entre la catégorie juridique et la pratique de l’égalité au sein de la sphère professionnelle. Il s’agit de questionner la place de l’égalité dans le champ législatif et organisationnel pour tenter de comprendre ce qui se cache derrière le maintien du plafond de verre. Nous appuyons notre analyse sur une investigation empirique approfondie, à visée comparative, des contextes marocain et français. Nos résultats confirment l’idée générale : le plafond de verre, loin d’éclater, est en train de couvrir un champ toujours plus large. / Almost all over the world and to date, women still face a barrier called “glass ceiling”, impeding their carrier’s progression. An invisible barrier but whose impact on workplace equality is clearly visible. This thesis aims to shed light on the complexity of the glass ceiling phenomenon by identifying the contributing factors which creates it and exploring their interactions. This work, also, seeks to examine gender equality in legislation and gender equality in the workplace, in order to understand the persistence of the glass ceiling. Our analysis is based on an in-depth empirical comparative investigation, of the Moroccan and French contexts. Our results confirm the general idea: the glass ceiling, far from bursting, is covering a field always wider.
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Infirmières issues de minorités visibles : barrières socio-culturelles à la mobilité verticale en milieu hospitalier

Bouabdillah, Naima January 2016 (has links)
Canada has experienced a significant change in its ethnic and cultural composition in recent decades. The sustained immigration from non-European countries has given rise to new generations of immigrants whose mother tongue is neither English nor French and whose religion is not Christian. This new trend is clearly reflected in hospital environment where workforce from visible minority nurses (VMN) continues to increase. However, it was noted we that in the nursing sector, the number of these VMN is particularly low in management positions. This qualitative study adopting the method of critical ethnography and postcolonial approach focuses on the difficult career paths of VMN in a Canadian hospital. We explored the VMN experience in regard of vertical mobility, and sought to understand the perception of this population on the factors impeding or facilitating such mobility. Twelve nurses and managers participated in a series of semi-structured interviews to gather relevant information about the representativeness of the VMN in advanced positions in the hierarchy of their institution. In addition to these interviews, two interviews were held with human resources individuals. Canales’ (2000) theoretical account regarding “othering” was used for this research. The results of this study show that the VMN faced obstacles, often invisible, that contribute to keeping them at a lower level of the institutional hierarchy, including the hiring and promotion process that they describe as unfair, arbitrary and discriminatory. They suffer from a lack of support from their institution for training and mentoring as well as poor social relationships in the workplace. The VMN feel instrumentalized and perceive that systemic discrimination and segregation have a great effect on their career development, for their institutions are not proactive to reduce inequalities. This project has the potential to generate new knowledge that will be used to produce practical and creative tools for hospital and institutions to implement changes that will promote the representation of diversity in managerial positions.
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Contribution à l'étude des propriétés thermoélectriques de vitrocéramiques et verres de chalcogénures semi-conducteurs / Contribution to the study of the thermoelectric properties of semiconducting chalcogenide glasses and glass-ceramics

Vaney, Jean-Baptiste 18 September 2014 (has links)
Les matériaux thermoélectriques sont des matériaux capables de convertir l’énergie thermique en énergie électrique en exploitant l’effet Seebeck et vice-versa, en exploitant l’effet Peltier. Grâce à ces deux effets, il est possible de récupérer l’énergie perdue sous forme de chaleur dans la plupart des activités humaines (industrie, automobile,…) ou bien de produire du froid de manière efficace et silencieuse. Pour une efficacité optimale, il faut se tourner vers des matériaux qui possèdent simultanément une faible résistivité électrique, (rhô), une faible conductivité thermique (lambda) et un fort pouvoir thermoélectrique (ou coefficient Seebeck alpha). En d’autre termes, on peut monter que le facteur a optimiser est le facteur de mérite ZT = alpha2.T/rhô.lambda (une valeur de ZT de 1 est considérée comme élevée). Les verres de chalcogénures, grâce à leurs structures désordonnées, présentent naturellement un lambda bas mais sont trop résistifs (à l’opposé des matériaux thermoélectriques classiques dont on cherche à diminuer la conductivité thermique). Dans ce travail, deux stratégies ont été mises en places afin d’abaisser la résistivité électrique et d’augmenter ainsi les performances thermoélectriques des verres de chalcogénures. En nous focalisant sur les verres de tellurures, nous avons d’abord cherché à modifier leur composition et ajouter des éléments métalliques tels que Cu. La substitution de Te par Se dans le système Cu-As-Te a également permis d’augmenter la stabilité en température. Finalement pour des matériaux vitreux, un ZT maximum de l’ordre de 0,1 a été obtenu à 375K, pour le composé Cu30As10Te54Se6.La seconde solution consiste en une vitrocéramisation de ces verres : en profitant du mélange de matériau vitreux et de matériau cristallin, il est possible de tirer parti des propriétés de chacun (respectivement une conductivité thermique basse et un résistivité électrique basse) et d’augmenter le facteur ZT. En optimisant les vitrocéramiques de la composition Cu15As30Te55, nous avons pu obtenir un ZT proche de 0,2 à 375K. L’évolution des propriétés en fonction de la fraction cristalline et de la microstructure n’est toutefois pas facile à prédire, ce qui nous a également mené à la mise en place d’un modèle de transport dans les composites biphasés, donnant quelques indications sur les directions à suivre pour finalement améliorer ces matériaux davantage / Thermoelectrics are materials capable of converting thermal energy into electrical energy through Seebeck effect, and vice-versa through Peltier effect. By using these two phenomena, it becomes possible to salvage heat loss from most human activities (industries, cars,…) or on the other side, to efficiently and silently produce cold. To obtain an efficient material, it is necessary to look for materials that simultaneously possess a low electrical resistivity, a low thermal conductivity and a high thermoelectric power alpha (or Seebeck coefficient). In other words, it is possible to show that we need to optimize the figure of merit ZT = alpha2.T/rho.lambda (a ZT as high as 1 can be considered as efficient). Chalcogenide glasses, due to favorably disordered structures, exhibit a naturally low thermal conductivity, but have a too high electrical resistivity (oppositely to classical thermoelectrics of which we seek to lower the thermal conductivity). In this work, two strategies were set up into lowering electrical resistivity and then further enhance the thermoelectric performance of chalcogenide glasses. Focusing on telluride glasses, we firstly tried to modify their composition and add metallic elements such as copper. Substituting Te par Se in the ternary system Cu-As-Te allowed increasing their thermal stability. For vitreous materials, we finally obtained a maximal ZT around 0.1 at 375K, for the compound Cu30As10Te54Se6. The second solution consists in partially crystallizing these glasses: by taking advantage of the favorable properties of each phase (the low thermal conductivity of the glassy phase and the low electrical resistivity of the crystalline phase), the figure of merit can be raised. By optimizing glass-ceramics of composition Cu15As30Te55, a ZT close to 0.2 at 375K has been obtained. However, predicting how the thermoelectric properties evolve with crystalline fraction or microstructure is complex. That led us to set up a transport model for two-phases composites, giving finally some insights to further improve these materials.
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Micro-tomographie d’un borosilicate de baryum démixé : du mûrissement à la fragmentation / Micro-tomography of the coarsening of a phase-separated barium borosilicate glass

Bouttes, David 08 October 2014 (has links)
On utilise un verre de borosilicate de baryum comme système modèle pour étudier la séparation de phase dans les liquides. Plus spécifiquement, on considère le mûrissement dans le régime hydrodynamique visqueux, où la taille caractéristique des domaines évolue linéairement en temps : ∼ (γ/η)t, avec η la viscosité et γ la tension de surface. Le système est initialement bicontinu, ce qui est nécessaire pour ce régime de croissance.La morphologie des domaines est obtenue grâce à des expériences de microtomographie à rayons X in situ sur la ligne ID19 du synchrotron ESRF (European Synchrotron Radiation Facility). Des outils d’analyse d’image 3D spécialement développés pour l’étude permettent d’extraire des grandeurs d’intérêt. On a ainsi mesuré les volumes et les surfaces des domaines, les distributions de tailles de cordes, la caractéristique d’Euler et les courbures moyennes et gaussiennes locales. Ces grandeurs sont étudiées à travers le prisme de la loi d’échelle dynamique, qui prédit une croissance auto-similaire.Le système se sépare en deux phases ayant un contraste de viscosité très marqué (plusieurs ordres de grandeur). Le paramètre de contrôle essentiel est la fraction volumique de la phase la moins visqueuse. Lorsque cette phase moins visqueuse est minoritaire, elle se fragmente progressivement, jusqu’à arrêter la croissance. Cette fragmentation présente un caractère auto-similaire en raison de son couplage avec le mûrissement, ce qui génère des distributions de tailles de domaines larges, qu’on prédit sous la forme d’une loi puissance. Plus généralement, le mûrissement de la structure suit la loi d’échelle dynamique tant que la fragmentation reste marginale.On utilise un verre de borosilicate de baryum comme système modèle pour étudier la séparation de phase dans les liquides. Plus spécifiquement, on considère le mûrissement dans le régime hydrodynamique visqueux, où la taille caractéristique des domaines évolue linéairement en temps : ∼ (γ/η)t, avec η la viscosité et γ la tension de surface. Le système est initialement bicontinu, ce qui est nécessaire pour ce régime de croissance. La morphologie des domaines est obtenue grâce à des expériences de microtomographie à rayons X in situ sur la ligne ID19 du synchrotron ESRF (European Synchrotron Radiation Facility). Des outils d’analyse d’image 3D spécialement développés pour l’étude permettent d’extraire des grandeurs d’intérêt. On a ainsi mesuré les volumes et les surfaces des domaines, les distributions de tailles de cordes, la caractéristique d’Euler et les courbures moyennes et gaussiennes locales. Ces grandeurs sont étudiées à travers le prisme de la loi d’échelle dynamique, qui prédit une croissance auto-similaire.Le système se sépare en deux phases ayant un contraste de viscosité très marqué (plusieurs ordres de grandeur). Le paramètre de contrôle essentiel est la fraction volumique de la phase la moins visqueuse. Lorsque cette phase moins visqueuse est minoritaire, elle se fragmente progressivement, jusqu’à arrêter la croissance. Cette fragmentation présente un caractère auto-similaire en raison de son couplage avec le mûrissement, ce qui génère des distributions de tailles de domaines larges, qu’on prédit sous la forme d’une loi puissance. Plus généralement, le mûrissement de la structure suit la loi d’échelle dynamique tant que la fragmentation reste marginale. / We use a barium borosilicate glass as a model system to study phase separation in liquids. We consider here the coarsening process in the viscous hydrodynamical regime, where the characteristic length scale grows linearly with time : ∼ (γ/η)t, with η the viscosity and γ the interfacial tension. The system is initially bicontinuous, which is mandatory for this growth regime.X-ray microtomography experiments are performed in situ at the ID19 beamline of the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in order to obtain the morphology of the domains. We developed dedicated image processing routines for the analysis of the 3D images. We computed the volumes and surface areas of the domains, chord-length distributions, the Euler characteristic as well as local mean and Gaussian curvatures. Dynamic scaling hypothesis predicts a self-similar growth, which served as a basis for the discussion of these measurements. The glass separates in two phases with a very high viscosity contrast (several orders of magnitude). The main control parameter in our experiments is then the volume fraction of the less viscous phase. When this low-viscosity phase is the minority one, it undergoes a gradual fragmentation that eventually stops the coarsening. This fragmentation process bears self-similar features, which result in a wide distribution of domains sizes. We indeed predict a power-law distribution. More generally, we observed that the coarsening process follows the dynamic scaling hypothesis as long as fragmentation remains insignificant.
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Contribution to the modeling of densification in silicate glasses under very high pressures / Contribution à la modélisation de la densification des verres silicatés sous très hautes pressions

Meng, Ji Xing 15 July 2013 (has links)
Le comportement à haute pression du verre de silice a été largement étudié dansde différents domaines pour ses propriétés mécanique et physiques, tels que la mécaniquenon-linéaire, laphysiquede haute pression, laphysiquenon-cristallins, laphysique appliquée, lagéophysique, etc. La densification permanente est la propriété la plus fondamentale obtenue à partir de la haute pression. Nous discutons un modèle constitutif décrivant le mécanisme de déformation permanente par la densification sous haute pressionde verre de silice. La loi de comportement proposée dans cette étude considère que la pression est hydrostatique pure. Elle est composée d’une partieélastique et d’autre partie un écoulement décrivant l'évolution des déformations permanentes après l’initiation de ladensification. Dans cette loi, trois critères d’écrouissage sont discutés à l'égard de la dépendance de la densification incrémentale (progressive)aux niveaux de contraintes appliquées. Les mesuresexpérimentales ex-situ et in-situ sont utilisées pour évaluer notre modèle. En misant en œuvre de notre modèle dans Abaqus et SiDoLo(corotational logiciel), l’analyse inverse est utilisée pour déterminer le seuil de la pression de densification, la pression à la saturation et le taux de densification saturée. Les calculs numériques montrent un excellent accord avec les données expérimentales. Il est à noter que notre modèle non seulement réussit à déterminer les propriétés de densification, mais aussi pour prédire les changements de propriétés élastiques, telles que le module de compressibilité, le module de cisaillement, module d’élasticité et le coefficient de Poisson, sous la pression hydrostatique. Dans les perspectives, notre modèle fournit une nouvelle loi pour analyser le comportement à la déformation de silice sous l’état de contraintes complexes. / High-pressure behavior of SiO2 glass has been studied extensively because it has attracted considerable attention in various fields of mechanical and physical sciences, such as non-linear mechanics, high-pressure physics, noncrystalline physics, applied physics, geophysics, etc. Permanent densification is the most fundamental property obtained from very high pressure. We discuss a constitutive model describing the permanent densification induced deformation mechanism of silica. The constitutive law is assumed to be pure hydrostatic pressure, and uses a yield function and a flow rule describing the evolution of permanent strains after initial densification, and three hardening rules discussing the dependence of the incremental densification on the levels of applied stresses. Ex-situ and in-situ experiments are both considered to evaluate our model. Implementing our model to a finite software Abaqus and a corotational framework software SiDoLo, inverse analysis is used to determine the threshold densification pressure, the saturate densification pressure and the saturate value of densification. Numerical results show an excellent agreement to experimental data. It should be noted that our model not only succeeding in determine the densification properties, but also in predicting the changes of elastic properties, such as Bulk modulus, Shear modulus, Young’s modulus and Poisson’s ratio, under hydrostatic pressure. Seen in perspective, our model provides a new rule to analyze the deformation behavior of silica under complex stress states.

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