A polymer-based composite reinforced with a mixture of Ni and Al powders was investigated as an example of a multifunctional structural energetic material. Micron-sized Ni powder, nano/micron-sized Al powders, and Teflon or epoxy were fabricated as bulk materials by pressing or casting. The thermally initiated reaction response of these materials was evaluated using differential thermal analysis coupled with x-ray diffraction. The analyses showed evidence of thermally initiated reactions between Ni and Al powders, as well as between Ni+Al and Teflon. Nano-sized Al powder showed a preference for reaction with Teflon over Ni, while micron-sized Al reacted strongly with Ni regardless of the presence of a binder. Teflon was shown to be very reactive with the Ni+Al/nano Al mixture, whereas epoxy was not reactive with the metallic powders, and also inhibited reaction between Ni and nano Al. The structural/mechanical behavior of these materials was evaluated using elastic and plastic property measurements via static and dynamic compression tests. Dynamic mechanical testing using reverse Taylor anvil-on-rod impact tests combined with velocity interferometry gave qualitative and quantitative information about the transient deformation and failure response of the composites. The material containing 20wt% epoxy and nano-sized Al powder showed the most superior mechanical properties in terms of elastic modulus and static and dynamic compressive strength. The addition of Ni and Al powders to the epoxy matrix increased the strength of the composites, and their tendency toward brittle fracture, as evidenced by Ni particle pullout in SEM analysis. The results illustrate that nano-sized Al particles provide significant enhancement to strength of epoxy composites, but at the expense of reactivity. The nano-Al particles get dissociated from the Ni and Al mixture and swept into the epoxy, generating a nano-Al containing epoxy matrix with embedded Ni particles. The chemical reactivity of the system is thus sacrificed as contacts between Ni and Al powders are minimized. A mixture of nano-sized Ni and Al particles may however provide the best combination of high strength and reactivity.

Le choc laser est un procédé de plus en plus répandu qui utilise l’énergie laser pour générer des ondes de choc et inclure des effets mécaniques dans les matériaux ciblés. Lorsque l’énergie laser est absorbée par la cible, un plasma d’interaction est créé à la surface du matériau. Ce plasma, lors de sa détente, génère une onde de choc qui se propage. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse s’inscrivent donc dans une démarche globale de compréhension des phénomènes liés à l’interaction laser-matière. Dans le domaine des ondes de choc générées par laser, on peut distinguer deux procédés : Le traitement de surface par choc laser (LSP - Laser Shock Peening) et le test d’adhérence par choc laser (LASAT - LASer Adhesion Technique). Aujourd’hui la question se pose sur les limitations des procédés de choc par laser et sur les solutions à mettre en place pour pallier à ces limitations. Des idées sur l’amélioration des confinements, comme substitution à l’eau, ou encore l’optimisation des revêtements protecteurs ont été proposées. Par ailleurs, au cours de ces travaux de thèse, l’utilisation de deux impulsions laser a permis, dans le cas du procédé LASAT, l’optimisation de la traction générée aux interfaces des multimatériaux et ainsi de rendre le procédé plus robuste. De plus, dans le cas du procédé LSP, les aspects de rentabilité liés à la cadence de traitement ont été étudiés. Finalement, que ce soit pour les décalages en temps faibles (entre 0 et 1000 ns) ou bien les décalages importants (entre 200µs à 200ms), l’étude des phénomènes liés à l’interaction laser-matière a permis de franchir certaines limitations pour les deux procédés. / The laser shock wave generation is a novel process becoming more and more common. The shock waves are used to generate mechanicals effects in the sample. The laser absorption results in the creation of a plasma at the surface. This plasma during its expansion creates a shock wave propagating through the sample. This work aims to study the various phenomena involved in the laser-matter interaction. In the field of laser generated shock waves, two different processes exist: the Laser Shock Peening (LSP) and the LASer Adhesion Technique (LASAT). The new challenge deals with the limitations of those processes and the solutions to be setting up to improve them. Some ideas concerning the confinement improvement as water substitution or thermal coatings optimization are suggested in this work. Moreover, the use of double delayed laser pulses allows, for LASAT, the location of main tensile stresses near interfaces. However, for LSP, some aspects dealing with the profitability linked to the peening rate are investigated here. Last but not least, whether the very short (0 to 1000 ns) or very long delays (from 200µs to 200ms), the study of the laser-matter interaction phenomena allows to overcome some limitations for both laser shock processes.

Le Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) construit actuellement en France le Laser Mégajoule (LMJ) qui devrait permettre d'obtenir la fusion par confinement inertiel avec gain, en attaque indirecte. Afin d'atteindre l'ignition thermonucléaire, la compression d'une cible sphérique devra être contrôlée par une série de chocs centripètes dont la chronométrie et le niveau seront précisément maîtrisés. Une première expérience, menée en 2010 sur la Ligne d'Intégration Laser (LIL) au CEA, dans le cadre de la campagne de chronométrie de chocs, nous a permis d'étudier la coalescence de deux chocs plans dans une cible de polystyrène en attaque indirecte. L'objectif était de valider le concept expérimental et les simulations numériques, démontrant le principe de campagnes futures qui devront à terme permettre d'atteindre les précisions souhaitées sur les temps et les vitesses. A cette fin, nous avons mis en oeuvre des diagnostics vélocimétriques (Velocity Interferometer System for Any Reflection - VISAR) et de visualization de débouché de choc, en prenant en compte les problèmes optiques liés au rayonnement X. En parallèle une expérience menée au Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses (LULI) en 2010, nous a donné l'occasion d'étudier la chronométrie de deux chocs plans en attaque directe grâce aux mêmes diagnostics. Cette dernière étude se rattache au concept d'allumage par choc, dans un but, à terme, de production d'énergie. Cette thèse présente ces deux expériences, avec leurs résultats.

La génération d'un choc laser sur un système multi couche permet de solliciter l'interface en traction et de réaliser ainsi un test d'adhérence sans contact nommé LASAT (LASer Adhérence Test). Les seuils de rupture d'interfaces de divers systèmes métalliques ont été déterminés en utilisant des lasers de puissance couplés à un diagnostic VISAR. L'influence des paramètres de dépôt sur ces seuils est révélée par le procédé LASAT. La création des états de traction a été analysée pour optimiser la traction à l'interface par synchronisation des ondes. Ces résultats ont été confirmés numériquement avec les codes 1D SHYLAC et 2D/3D RADIOSS. La création d'états de traction par les effets de bords et leurs effets sur l'interface ont été étudiés numériquement et expérimentalement. Les signaux expérimentaux ont été modélisés à l'aide des critères de rupture dynamique de Kanel ou de Tuler-Butcher ainsi que par l'utilisation de maillages réalistes des rugosités et des porosités de dépôts de cuivre élaborés par projection plasma.

Le Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) construit actuellement en France le Laser Mégajoule (LMJ) qui devrait permettre d'obtenir la fusion par confinement inertiel avec gain, en attaque indirecte. Afin d'atteindre l'ignition thermonucléaire, la compression d'une cible sphérique devra être contrôlée par une série de chocs centripètes dont la chronométrie et le niveau seront précisément maîtrisés. Une première expérience, menée en 2010 sur la Ligne d'Intégration Laser (LIL) au CEA, dans le cadre de la campagne de chronométrie de chocs, nous a permis d'étudier la coalescence de deux chocs plans dans une cible de polystyrène en attaque indirecte. L'objectif était de valider le concept expérimental et les simulations numériques, démontrant le principe de campagnes futures qui devront à terme permettre d'atteindre les précisions souhaitées sur les temps et les vitesses. A cette fin, nous avons mis en oeuvre des diagnostics vélocimétriques (Velocity Interferometer System for Any Reflection - VISAR) et de visualization de débouché de choc, en prenant en compte les problèmes optiques liés au rayonnement X. En parallèle une expérience menée au Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses (LULI) en 2010, nous a donné l'occasion d'étudier la chronométrie de deux chocs plans en attaque directe grâce aux mêmes diagnostics. Cette dernière étude se rattache au concept d'allumage par choc, dans un but, à terme, de production d'énergie. Cette thèse présente ces deux expériences, avec leurs résultats.

Equation d'´etat du fer comprime par choc laser Cette thèse s'inscrit dans le cadre des recherches menées sur l'équation d'´etat de matériaux fortement comprimés. En particulier cette étude se focalise sur le cas du fer comprimé par choc laser. Le but est alors de se rapprocher des conditions du noyau terrestre, constitué d'une graine solide entourée de fer liquide. La compréhension des phénomènes décrivant la thermodynamique du noyau et le processus de geodynamo requiert la connaissance du lieu de la courbe de fusion du fer à l'interface solide-liquide du noyau à 3,3 Mbar. Plusieurs expériences ont été menées dans ce but. Dans un premier temps, une mesure absolue de l'Hugoniot du fer a ete effectuée. Vient ensuite une étude des états en détente partielle du fer dans un matériau fenêtre, le fluorure de lithium (LiF). Cette configuration permet un accès direct aux propriétés optiques du fer comprimé (réceptivité et émission propre). La mesure de la vitesse d'interface, largement dépendante des propriétés optiques du LiF comprimé, sert de jauge de pression. A l'aide d'un diagnostic de réceptivité à deux longueurs d'onde, la conductivité électrique continue du fer comprimé a été estimée et se trouve être en bon accord avec les résultats annoncés par la littérature géophysique. Le diagnostic d'émission propre a quant à lui permis d'effectuer une mesure de la température du fer en détente partielle, mettant en évidence le changement d'état solide-liquide a des pressions de l'ordre du Mbar.

This work presents a systematic study of the mechanochemical processes leading to chemical reactions occurring due to effects of high-strain-rate deformation associated with uniaxial strain and uniaxial stress impact loading in highly heterogeneous metal powder-based reactive materials, specifically compacted mixtures of Ti/Al/B powders. This system was selected because of the large exothermic heat of reaction in the Ti+2B reaction, which can support the subsequent Al-combustion reaction. The unique deformation state achievable by such high-pressure loading methods can drive chemical reactions, mediated by microstructure-dependent meso-scale phenomena. Design of the next generation of multifunctional energetic structural materials (MESMs) consisting of metal-metal mixtures requires an understanding of the mechanochemical processes leading to chemical reactions under dynamic loading to properly engineer the materials. The highly heterogeneous and hierarchical microstructures inherent in compacted powder mixtures further complicate understanding of the mechanochemical origins of shock-induced reaction events due to the disparate length and time scales involved. A two-pronged approach is taken where impact experiments in both the uniaxial stress (rod-on-anvil Taylor impact experiments) and uniaxial strain (instrumented parallel-plate gas-gun experiments) load configurations are performed in conjunction with highly-resolved microstructure-based simulations replicating the experimental setup. The simulations capture the bulk response of the powder to the loading, and provide a look at the meso-scale deformation features observed under conditions of uniaxial stress or strain. Experiments under uniaxial stress loading reveal an optimal stoichiometry for Ti+2B mixtures containing up to 50% Al by volume, based on a reduced impact velocity threshold required for impact-induced reaction initiation as evidenced by observation of light emission. Uniaxial strain experiments on the Ti+2B binary mixture show possible expanded states in the powder at pressures greater than 6 GPa, consistent with the Ballotechnic hypothesis for shock-induced chemical reactions. Rise-time dispersive signatures are consistently observed under uniaxial strain loading, indicating complex compaction phenomena, which are reproducible by the meso-scale simulations. The simulations show the prevalence of shear banding and particle agglomeration in the uniaxial stress case, providing a possible rationale for the lower observed reaction threshold. Bulk shock response is captured by the uniaxial strain meso-scale simulations and is compared with PVDF stress gauge and VISAR traces to validate the simulation scheme. The simulations also reveal the meso-mechanical origins of the wave dispersion experimentally recorded by PVDF stress gauges.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des recherches menées sur l'équation d'état de matériaux fortement comprimés. En particulier cette étude se focalise sur le cas du fer comprimé par choc laser. Le but est alors de se rapprocher des conditions du noyau terrestre, constitué d'une graine solide entourée de fer liquide. La compréhension des phénomènes décrivant la thermodynamique du noyau et le processus de géodynamo requiert la connaissance du lieu de la courbe de fusion du fer à l'interface solide-liquide du noyau à 3,3 Mbar. Plusieurs expériences ont été menées dans ce but. Dans un premier temps, une mesure absolue de l'Hugoniot du fer a été effectuée. Vient ensuite une étude des états en détente partielle du fer dans un matériau fenêtre, le fluorure de lithium (LiF). Cette configuration permet un accès direct aux propriétés optiques du fer comprimé (réflectivité et émission propre). La mesure de la vitesse d'interface, largement dépendante des propriétés optiques du LiF comprimé, sert de jauge de pression. A l'aide d'un diagnostic de réflectivité à deux longueurs d'onde, la conductivité électrique continue du fer comprimé a été estimée et se trouve être en bon accord avec les résultats annoncés par la littérature géophysique. Le diagnostic d'émission propre a quant à lui permis d'effectuer une mesure de la température du fer en détente partielle, mettant en évidence le changement d'état solide-liquide à des pressions de l'ordre du Mbar.

The purpose of this study is to clarify how pedagogues work with the new curriculum goal regarding reading and talking about text content in order to promote children's language development in various ways. Eight observations have been conducted and four qualitative interviews at four different preschools. Based on the socio-cultural perspective. The results show that preschool teachers have understood that reading aloud and talking about the read is important for children's language development, but the working method between the different preschools has varied. / Syftet med den här studien är att synliggöra hur utbildade förskollärare förhåller sig till och arbetar utifrån målet i den senaste läroplanen (Lpfö18) angående högläsning och samtal kring det lästa för att utveckla språklig medvetenhet  och ordkunskap hos de äldre barnen. Åtta observationer och fyra kvalitativa intervjuer på fyra olika förskolor har genomförts. Studien tar teoretisk utgångspunkt i det sociokulturella perspektivet på lärande som beskrivs av Vygotskij. Resultaten visar att förskollärarna har liknande uppfattningar angående högläsning och samtal kring det lästa avseende värdet för barnens utveckling av språklig medvetenhet. Dock har arbetssättet för att nå detta mål varierat bland de olika förskolorna.

De utsattas erfarenheter av mobbning i arbetslivetMobbning eller kränkande särbehandling är en företeelse som reflekterar hur den psykosociala arbetsmiljön på arbetsplatser uppfattas av medarbetarna. Den psykosociala arbetsmiljön kan generera trivsel och gemenskap eller konflikter och utanförskap. Syfte med studien var att undersöka mobbning på olika arbetsplatser i Sverige, med fokus på stöd, hjälp och eventuella motverkande insatser, samt uppfattning om hur mobbning påverkar hälsan och välbefinnandet. Nio respondenter med olika yrken och från olika delar av Sverige intervjuades. Studiens resultat visade brister i stöd till de utsatta vilket berodde mest på passivt ledarskap, svag gruppdynamik, hög arbetsbelastning och orättvis arbetsfördelning samt brister i förebyggande insatser. Resultaten visade också att de utsatta upplevde påverkan på deras psykiska och fysiska hälsa samt på deras tillvaro. Studien visar att mobbning och kränkande särbehandling existerar i det svenska arbetslivet oavsett individernas yrkeserfarenhet, social, kulturell eller etnisk bakgrund.