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Development and optimization of the tufting process for textile composite reinforcement

/ Liu Lingshan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-06-2017
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Dans plusieurs industries, les composites 3D sont largement utilisés pour fabriquer les pièces composites épaisses et complexes. La technologie de piquage permet de lier des renforts secs ensemble ou de renforcer les composites dans l’épaisseur grâce à des fils structuraux. Cette thèse est consacrée au développement de cette technologie et à l'analyse de l'influence des paramètres de piquage sur les comportements de préformage et les propriétés mécaniques de la préforme et du composite piqués. Le procédé de piquage est décrit dans la thèse. La configuration d'équipement est conçue pour réaliser ce procédé. Les paramètres de piquage peuvent être contrôlés par l'utilisateur. L’influence de la profondeur de piquage sur les propriétés mécaniques des 3D préformes renforcées par le piquage est analysé. Des 3D échantillons composites sont piqués avec des profondeurs de piquage variées. Les résultats d’essais mécaniques en traction et l’analyse microscopique sur la section transverse de l’éprouvette montrent que la profondeur influence fortement les performances mécaniques des composites. Le contrôle de ces paramètres est indispensable pour optimiser l’utilisation du piquage et améliorer les propriétés des renforts assemblés. Les comportements de préformage du renforcement piqué dans le procédé d'emboutissage hémisphérique sont aussi analysés. L'influence des fils de piquage sur l’avalement des plis, le glissement entre les couches et le phénomène de plissement lors de la formation est démontrée. De plus, les orientations du fil de piquage ont affecté les résultats de formage, qui ont conduit à un défaut de désalignement dans la zone où le cisaillement dans le plan est fort.

Influence de la superhydrophobicité sur la récupération d'énergie par courant d'écoulement microfluidique

/ Fouché Florent / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-05-2017
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La récupération du courant d'écoulement en tant que source d'énergie est une technologie ayant vu un regain d'intérêt depuis le début des années 2000. Le courant d'écoulement est récupéré en faisant passer un liquide dans des canaux microfluidiques ayant une taille de l'ordre de la dizaine de microns. Des travaux récents ont montré des réalisations générant des densités de puissance comparables à celles de méthodes de récupération d'énergie plus connues (piézoélectricité etc...), montrant que le courant d'écoulement peut être employé pour l'alimentation d'électronique de faible puissance. Cependant l'efficacité de transduction reste faible, de l'ordre de quelques pourcents. Une des pistes très prometteuses pour l'amélioration du rendement du phénomène est l'utilisation de surfaces superhydrophobes dans les micro- ou nanocanaux, avec un gain d'efficacité théorisé d'un ordre de grandeur, allant jusqu'à 37%. Cependant, à ce jour très peu de réalisations expérimentales existent sur ce sujet. Mon travail de thèse s'est inscrit directement dans cette problématique, avec l'étude expérimentale de l'influence d'une surface superhydrophobe constituée d'un tapis de nanofils de silicium dans la récupération du courant d'écoulement. J'ai ainsi réalisé plusieurs récupérateurs d'énergie avec des canaux hydrophiles, hydrophobes et superhydrophobes et j’ai effectué leur caractérisation électrique. En dépit de problèmes de répétabilité et de dégradation des surfaces, une amélioration de la puissance récupérée a été mesurée pour la surface superhydrophobe par rapport à une surface hydrophobe.

Development of a consumer-oriented intelligent garment recommendation system

/ Zhang Junjie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 26-04-2017
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Maintenant, l’achat de vêtements sur l’Internet est devenu une tendance importante pour les consommateurs du monde entier. Pourtant, dans les différents systèmes de vente en ligne, il manque systématiquement de recommandations personnalisées, comme celles fournies par les vendeurs d’une boutique physique, afin de proposer les produits les mieux adaptés à des différents consommateurs selon leurs morphotypes et leurs attentes émotionnelles. Dans cette thèse doctorale, nous proposons un système de recommandation orienté vers les consommateurs, qui peut être utilisé, comme un vendeur virtuel, à l’intérieur d’un système de vente de vêtements en ligne. Ce système a été développé par intégration de connaissance professionnelle des créateurs et des vendeurs et la perception des consommateurs sur les produits. En s’appuyant sur la connaissance de vente de vêtements, ce système propose des produits aux consommateurs spécifiques par exécuter successivement les trois modules de recommandation suivants, comprenant 1) le Module de Base de Données pour les Cas de Succès ; 2) le Module de Prévision du Marché ; 3) le Module de Recommandation utilisant la Connaissance. De plus, un autre module, appelé le Module de Mise à Jour de la Connaissance. Cette thèse présente une méthode originale de prévision d’un ou plusieurs profils de produits bien adaptés à un consommateur spécifique. Elle peut aider effectivement les consommateurs à effectuer des achats de vêtements sur l’Internet. En comparant avec les autres méthodes de prévision, la méthode proposée est plus robuste et plus interprétable en raison de sa capacité de traitement de l’incertitude.

Conception et réalisation de structures textiles lumineuses pour le traitement et le monitoring de la thérapie photo dynamique (PDT)

/ Oguz Yesim / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-04-2017
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Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet PHOS-ISTOS 7ème Programme Cadre de Recherche et Développement (FP7). L’objectif du projet est de développer une méthode alternative pour une application médicale, la thérapie photo dynamique (PDT), en combinant les méthodes de fabrication de l'industrie textile avec des sources laser et des dispositifs optiques. La PDT est une méthode de traitement de la Kératose Actinique efficace, bien tolérée et non invasive. L’effet thérapeutique de la PDT dépend de la substance photosensibilisante, de l'oxygénation de la tumeur et de la dose de lumière appliquée. Aujourd’hui la lumière utilisée pour activer les agents photo-sensibilisants dans le protocole de la PDT classique est délivrée par des panneaux constitués de LEDs. Cependant, ces panneaux ont des inconvénients tels que la non-uniformité de l’émission de la lumière sur les surfaces courbées, liés à leur rigidité, et la douleur provoquée par la dose élevée de la lumière pendant l'exposition. Afin de développer une alternative efficace aux panneaux LEDs, nous avons proposé d’insérer des fibres optiques en Poly(Méthacrylate de Méthyle) (PMMA) dans un textile flexible qui s’adapte à la morphologie du corps humain et qui diffuse une lumière issue des sources lasers connectées aux extrémités du tissu. Dans cette étude, le comportement des fibres optiques insérées dans des structures tissées est étudié afin de développer un tissu lumineux qui diffuse une lumière puissante et homogène. Ce projet s’intègre dans la démarche de développement des textiles intelligents, en élaborant des applications à haute valeur ajoutée destinées aux marchés des textiles médicaux.

Development of an intelligent recommendation system to garment designers for designing new personalized products

/ Dong Min / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-04-2017
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Durant mes travaux en thèse, nous avons imaginé et poser les briques d'un système de recommandation intelligent (DIRS) orienté vers les créateurs de vêtements afin de les aider à créer des nouveaux produits personnalisés. Pour développer ce système, nous avons dans un premier temps identifié les composants clés du processus de création, puis nous avons créé un ensemble de bases de données pour collecter les données pertinentes. Dans un deuxième temps, nous avons acquis des données anthropométriques, recueilli la perception du concepteur à partir de ces mêmes morphotypes en utilisant un body scanner 3D et une procédure d'évaluation sensorielle. A la suite, une expérience instrumentale est conduite pour capturer les paramètres techniques des matières, nécessaires à leur représentation virtuelle en lien avec les morphotypes. Enfin, cinq expériences sensorielles sont réalisées pour capitaliser les connaissances des créateurs. Les données acquises servent à classer les morphotypes, à modéliser les relations entre morphotypes et facteurs de la création. A partir de ces modèles, nous avons mis en place une base de connaissances de la création mettant en œuvre une ontologie. Cette base de connaissances est mise à jour par un apprentissage dynamique au travers de nouveaux cas présentés en création. Ce système est utilisé au sein d’un nouveau processus de création. Ce processus peut s’effectuer autant de fois que nécessaire jusqu'à la satisfaction du créateur. Le système de recommandation proposé a été validé à l'aide de plusieurs cas réels.

Synthèse d'observateurs à dérivées partielles pour le diagnostic de défauts des systèmes de distribution de flux

/ Idellette Judith Herime Som / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 30-03-2017
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Les réseaux de distribution de flux sont modélisés par des systèmes hyperboliques linéaires ou non linéaires de lois de conservation avec terme source. La surveillance de ces réseaux (diagnostic de défauts) nécessite la connaissance de certaines variables d’état. Or dans la plupart des cas, il n’est pas possible de mesurer toutes les variables d’états et des observateurs basés sur le système d’équations aux dérivées partielles représentant le réseau peuvent alors être utilisés. Dans cette thèse, l’observabilités des systèmes hyperboliques est tout d’abord étudiée puis les observateurs classiques et robustes à dérivées partielles, avec injection de l’erreur d’estimation aux frontières ou dans la dynamique du système sont proposés. Ces observateurs fournissent des estimations en ligne des signaux qui ne sont pas mesurés. Ces estimations seront utilisées pour le diagnostic des systèmes de distribution de flux. Les performances des observateurs et l’approche de diagnostic sont validées sur le système de distribution d’eau d’un bâtiment de l’Université de Lille 1 Sciences et Technologies, dans le cadre du projet SUNRISE SMART CITY. Des données réelles, prélevées sur le site en absence et en présence de fuites sont utilisées.

Spatio-temporal distribution of benthic foraminifera in intertidal areas of hauts-de-france: environmental applications and implications

/ Francescangeli Fabio / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 30-03-2017
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Les foraminifères sont des organismes unicellulaires ubiquistes des habitats marins. Les foraminifères benthiques modernes ont des caractéristiques spécifiques (comme par exemple une abondance et une diversité élevées, une excellente préservation) qui en font un excellent outil pour mettre en évidence des changements environnementaux globaux et locaux. Dans un proche passé, les estuaires de la région des Hauts-de-France ont subi des influences humaines. Les objectifs principaux de ce travail sont 1) décrire les distributions des foraminifères benthiques, et 2) investiguer leurs réponses aux variations à court-terme (à l’échelle des saisons) et à long-terme (centaines d’années) dans les zones naturelles contaminées et non contaminées de la région. L’analyse des microfaunes est associée aux analyses sédimentologiques et géochimiques, pour mieux comprendre le contrôle qu'ont les paramètres environnementaux sur les variations spatiales et temporales des foraminifères benthiques. Dans le milieu intertidal, différentes associations de foraminifères vivants sont distinguées en relation avec les principaux paramètres guides identifiés dans la région des Hauts-de-France. Les observations sur le long-terme ont permis de distinguer des transformations naturelles et anthropiques, à travers la surveillance des variations des foraminifères benthiques. L’étude démontre le potentiel des foraminifères comme bioindicateurs pour des applications dans la surveillance environnementale.

AlGaSb/InAs vertical tunnel field effect transistors for low power electronics

/ Chinni Vinay Kumar / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 28-03-2017
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Depuis une dizaine d’années, la miniaturisation des circuits microélectroniques silicium est freinée par l’augmentation de la densité de puissance consommée car la réduction de la tension d’alimentation n’a pas suivi celle des dimensions. Cela est inhérent au mécanisme thermo-ionique d’injection des porteurs dans les transistors de type MOSFET et conduit à envisager un mécanisme d’injection des porteurs différent, basé sur l’effet tunnel. Pour être efficace, cette solution doit s’accompagner de l’introduction de semi-conducteurs III-V à faible masse effective et petite bande interdite. Parmi ces derniers, l’hétérojonction (Al)GaSb/InAs semble prometteuse grâce à la possibilité de passer d’un alignement des bandes de type "échelon" à "brisé". Ce travail de thèse porte sur la fabrication de transistors à effet tunnel (TFET) à base d’héterostructures (Al)GaSb/InAs. L’influence des paramètres matériaux et géométriques sur les performances du transistor a été évaluée à l’aide des simulations utilisant le logiciel Silvaco. Le développement d’un procédé technologique complet de fabrication de diodes et transistors verticaux de taille nanométrique a ensuite permis la réalisation d’un TFET sur substrat GaAs. Sa caractérisation électrique a révélé un courant dans l’état ON de 433 μA/μm à VDS = VGS = 0.5 V. A basse température, une pente sous le seuil de 71 mV/décade et un rapport ON/OFF de 6 décades ont été obtenus. Ce compromis à l’état de l’art entre courant ON et capacité de commutation démontre que le TFET à base de l’hétérojonction (Al)GaSb/InAs pourrait constituer une alternative de choix pour les technologies futures après optimisation de l’empilement de grille.

The rôle of the Pacific subduction in the genesis of Cenozoic basalts in eastern China: New constrains from water content and oxygen isotope composition

/ Chen Huan / Université Lille1 - Sciences et Technologies, University of science and technology of China / 22-03-2017
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Cette étude met en évidence le rôle de la subduction Pacifique dans la genèse des basaltes est- chinois à l’aide de la mesure de leur teneur en eau par infrarouge en transformé de Fourier (IRTF) et de leur composition isotopique en oxygène analysée par sonde ionique (SIMS). Les valeurs en δ18O des phénocristaux de clinopyroxènes (cpx) des basaltes de Shuangliao, varient entre 4.10‰ et 6.73‰. Elles suggèrent la présence d’une croûte océanique recyclée (ROC) dans la source magmatique. La forte valeur de la concentration en H2O et du rapport H2O/Ce de la source magmatique (0.90-3.06 pds.%, 158-737), suggère également la contribution de sédiments riches en eau à la source. Par contre, les basaltes de Wulanhada ont une teneur en eau nettement plus faible (0.21-0.69 pds.%). Leur δ18O élevé (5.49-7.38 ‰) et la corrélation du rapport H2O/Ce avec 87Sr/86Sr, Ba/Th, Nb/La, Nb/U et Ce/Pb indiquent clairement une contribution de sédiments déshydratés dans la source, en plus de la croûte (ROC). Dans les basaltes de Chaihe-aershan, le δ18O des cpx ainsi que la teneur en H2O initiale du magma varient sur une large gamme (4.27-8.57‰, 0.23-2.70 pds.%). À partir de la comparaison entre le δ18O des phénocristaux de cpx, H2O/Ce, Ba/Th et l’anomalie en Eu en roche totale, nous avons clairement identifié trois composantes distinctes dans la source magmatique : une croûte océanique supérieure avec des sédiments marins, une croûte océanique inférieure gabbroïque altérée et le manteau au voisinage de la source. Les mesures faites sur les basaltes ultra potassiques de Xiaogulihe révèlent des teneurs en H2O et des rapport H2O/Ce faibles (0.36-0.50 pds.%, ~15). Les valeurs en δ18O des phénocristaux d’olivine de ces basaltes, couplées à des valeurs basses en 206Pb/204Pb et relativement hautes en 87Sr/86Sr de la roche, suggèrent que l’origine de ces basaltes est très probablement liée à la présence de sédiments anciens fortement déshydratés, riches en potassium.

Study on knowledge-based garment design and fit evaluation system

/ Liu Kaixuan / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Donghua University (Shanghai, Chine) / 21-03-2017
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Le design et le bien aller d’un vêtement joue un rôle majeur pour l’industrie du textile-habillement. Actuellement, il apparait trois inconvénients majeurs dans le processus de création et d’évaluation d’un vêtement : il est très coûteux en temps pour une efficacité moindre, il est subordonné à l’expérience des designers et modélistes, il n’est pas adapté au e-commerce.Afin de résoudre cette problématique, trois concepts à la fois technologiques et mathématiques ont été développées. Le premier s’appuie sur l’outil GFPADT (Garment Flat and Pattern Associated design technology) permettant de créer une correspondance entre le style du vêtement choisi et la morphologie du consommateur. Le second utilise l’interactivité entre deux espaces de conception 2D et 3D intégrée à l’outil 3DIGPMT (3D Interactive Garment Pattern Making Technology). Le dernier appelé MLBGFET (Machine learning-based Garment Fit Evaluation Technology) évalue l’ajustement du vêtement par un apprentissage automatique. Finalement, nous avons fourni des solutions de conception et d'évaluation de vêtements basées sur la connaissance en intégrant ces trois concepts basés sur des technologies clés pour résoudre certains problèmes de conception et de production de vêtements dans les entreprises de mode.

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