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Fatigue multiaxiale des élastomères : vers un critère de dimensionnement unifié, Elastomer fatigue life under multiaxial loading

/ Zine Adil / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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L'objectif de ce travail consiste à rechercher un critère de fatigue multiaxiale pour les élastomères. Après une analyse des différentes approches utilisées dans la littérature pour la prédiction de la durée de vie en fatigue de tels matériaux, la variable d'endommagement retenue qui prend en compte les effets des chargements multiaxiaux est celle proposée par Mars en 2001. Cette fonction a la dimension d'une énergie et correspond à la portion de l'énergie de déformation disponible pour ouvrir une fissure dans un plan donné. Un développement analytique de ce critère est effectué dans le cadre des grandes déformations et le résultat obtenu est appliqué à l'ensemble des sollicitations courantes incluant des états de chargements multiaxiaux. La prédiction du plan de fissuration est en bon accord avec les observations expérimentales de la littérature. Afin d'appliquer le critère à l'échelle de la structure, son implémentation dans un code de calcul par éléments finis est réalisée. Une parfaite corrélation est obtenue entre les résultats analytiques et ceux issus des simulations numériques pour l'ensemble des sollicitations classiques, permettant ainsi de valider l'algorithme implémenté. Une particularité importante du critère qui réside dans sa dépendance vis-à-vis du trajet de chargement est également mise en évidence. Finalement, nous avons mené une série de tests expérimentaux de traction uniaxiale et de cisaillement pur en fatigue. Les résultats obtenus confirment la capacité du critère retenu à corréler les résultats uni et multiaxiaux.

Système interactif d'aide au déplacement multimodal (SIADM)

/ Zidi Kamel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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L'objectif de notre travail est la réalisation d'un système interactif d'aide aux déplacements, en mode normal, et en mode dégradé de fonctionnement du réseau de transport en commun. Ce système vise par ailleurs à minimiser le temps d'attente des voyageurs, en mode dégradé, dans les pôles d'échanges et à leur assurer, dans la mesure du possible, la continuité des déplacements dans les réseaux multimodaux. Il s'agit donc d'améliorer la qualité du service rendu aux voyageurs et les maintenir informés. Une grande partie du travail de cette thèse concerne la conception, le développement et la validation des approches qui permettent de donner des solutions optimales ou quasi optimales, pour un réseau de transport normal et perturbé. Ces approches utilisent une méthode multicritère de recherche d'itinéraire qui s'appuie sur une hybridation entre un algorithme de Dijkstra modifié et un algorithme génétique, pour générer une population de chemins minimums . L'algorithme de Dijkstra modifié nous donne un ensemble de solutions servant de population initiale pour l'algorithme génétique. La modélisation du réseau de transport est représentée par une architecture multi-zones . Cette architecture nous montre l'aspect distribué du système, les interactions et les relations qui peuvent avoir lieu entre les différentes zones. Nous présentons dans ce travail un Système Multi-Agent d'Aide au Déplacement, SMAAD. Les agents de ce système utilisent le module d'optimisation développé dans la première partie. Notre travail est réalisé dans le cadre du projet VIATIC-MOBILITE , qui est le projet 6 du pôle de compétitivité I-Trans.

Applications des approches d'homogénéisation à la modélisation tridimensionnelle de l'endommagement des matériaux quasi fragiles : formulations, validations et implémentations numériques, Applications of homogenization approaches to 3D damage modelling of quasi-brittle materials

/ Zhu Qizhi / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Cette étude concerne des modélisations micromécaniques d'endommagement par muItifissuration des géomatériaux quasi fragiles. Le cadre général est celui des méthodes de changement d'échelle combinées à la thermodynamique adoptée pour la formulation des lois d'endommagement. On rappelle et analyse d'abord au chapitre 1 les différents schémas d'homogénéisation (schéma dilué, schéma Mori-Tanaka et celui de Ponte Castaneda et Willis) et leurs applications dans le contexte des milieux microfissurés. Au chapitre 2, après avoir examiné et comparé deux approches (l'une discrète, l'autre par intégration numérique de type Gauss) traitant de la généralisation des résultats à un système quelconque de fissures, on propose une formulation complète de modèles d'endommagement anisotrope incluant les effets de contact unilatéral, l'interaction entre fissures ainsi que la distribution spatiale des fissures. Les prédictions des modèles d'endommagement associés aux différents schémas d'homogénéisation, sont confrontées à des données sur deux bétons. Au chapitre 3, on traite du couplage entre l'endommagement anisotrope et les phénomènes de dissipation par frottement sur les lèvres des microfissures fermées. L'étude détaillée des divers degrés de couplage (endommagement, glissement et dilatance associée) et du rôle de différents schémas d'homogénéisation est réalisée pour un système de fissures parallèles. L'analyse est ensuite étendue à une distribution quelconque et appliqué à deux roches quasi fragiles en sollicitations muItiaxiales. L'implémentation des modèles micro-macro développés dans un code éléments finis ainsi que l'analyse des structures dégradées font l'objet du dernier chapitre.

Contribution à la modélisation de l'endommagement anisotrope et de la variation de la perméabilité des roches fragiles

/ Zhou Jianjun / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Cette étude concerne une modélisation du comportement mécanique et hydromécanique des roches saturées avec la prise en compte de la variation de la perméabilité en fonction de l'endommagement. On établit d'abord la fonction de l'enthalpie libre par une approche micromécanique directe en prenant la distribution de la longueur de microfissure. On prend en compte l'ouverture de microfissures fermées liée au glissement tangentiel en raison de la rugosité des surfaces de fissures. Cette ouverture contribue directement à la dilatance volumique et à la variation de perméabilité macroscopique du matériau. On montre également une approche phénoménologique avec une approximation par un tenseur d'endommagement d'ordre deux. Ensuite, on propose une extension du modèle à décrire le comportement poromécanique des roches saturées. Les réponses poromécaniques en conditions drainées et non drainées du grès des Vosges ont été étudiées. Dans la dernière partie, on a proposé un modèle couplé décrivant le comportement du couplage entre l'endommagement induit et la variation de la perméabilité des roches.

Analyse des évaluations sensorielles des produits industriels par des techniques de calculs avancées en vue de la caractérisation des comportements de consommateurs, Advanced computing techniques based study on sensory evaluation of industrial products for characterizing consumer's behaviour

/ Zhou Bin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Dans un contexte industriel où les activités des entreprises se développent autour de la préférence des consommateurs, l'évaluation sensorielle peut être prise comme un outil d'exploitation du marché, capable de quantifier et de qualifier la perception humaine. Actuellement, l'évaluation sensorielle est amplement appliquée dans les entreprises afin de maintenir et renforcer le lien entre les consommateurs et les produits. A la lumière des problèmes et les difficultés qui surgissent dans le domaine de l'évaluation sensorielle, ces travaux de recherche, inscrits dans le cadre de l'analyse de données sensorielles, ont pour objectif de caractériser le comportement d'un panel sensoriel, de déterminer des relations entre des différents panels et de prédire le comportement et la préférence des consommateurs à partir des critères sensoriels de conception des experts. Dans les méthodes que nous avons développées pendant la thèse, afin de traiter des incertitudes et des imprécisions, nous utilisons non seulement les techniques classiques de traitement de données comme l'Analyse en Composantes Principales, mais aussi les techniques intelligentes comme la logique floue et les algorithmes génétiques. De plus, nous utilisons les technologies de l'information pour proposer une plate- forme de démonstration sur la toile dédiée à l'évaluation sensorielle.

Synthèse d'analogues des précurseurs de la lignification (fluorés, glycosides) et développement méthodologique pour l'analyse de la lignine, Synthesis of the lignification precursors analogues (fluoride, glycoside) and methodologic development for lignin analysis

/ Zemmouri Rajae / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Les glucosides d'alcools cinnamyliques jouent un rôle central dans la biosynthèse de la lignine. Parmi les différentes activités enzymatiques impliquées, nous nous sommes particulièrement intéressés à trois étapes principales: le clivage du groupe protecteur glucosidique, l'hydroxylation du noyau aromatique et la polymérisation oxydante. Ces trois étapes ont pu être suivies avec précision grâce au développement d'une nouvelle synthèse des alcools cinnamyliques et de leurs glucosides ainsi que la mise au point d'une nouvelle méthode d'analyse des lignines dans des plantules in vitro basée sur la spectrométrie de masse. Notre première idée a été d'effectuer la synthèse de substrats modifiant la réactivité du radical sur la chaine propane afin de bloquer la polymérisation. A cet effet, nous avons préparé des composés dérivés de l'alcool coniférylique fluoré en béta sur la chaine propane. Nous avons également préparé des analogues soufrés en transformant le groupement phénol en thiophénol. Ces molécules constituent des inhibiteurs potentiels des glucosidases qui assurent la libération in situ de l'alcool coniférylique à partir de la coniférine. Au bilan, nous avons mis au point des stratégies de synthèse originales qui permettent d'accéder à ces familles de molécules avec de bons rendements. La dernière thématique abordée au cours de ce travail est la dépolymérisation de la lignine de peuplier. Nous avons amélioré les performances de la thioacidolyse en utilisant le MeSH, méthode efficace de dépolymérisation de la lignine, qui consiste en un clivage sélectif des liaisons b aryléther. Enfin, nous avons pu améliorer l'étape de désulfuration consécutive à la thioacidolyse.

Étude des propriétés électroniques de nanotubes de carbone par microscopie à force électrostatique et spectroscopie Raman

/ Zdrojek Mariusz / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Les propriétés électroniques de nanotubes de carbone sont étudiées par techniques de microscopie à force électrostatique (EFM) et de spectroscopie Raman. Les propriétés électrostatiques de nanotubes individuels monoparois et multiparois déposés sur des couches minces isolantes sont dans un premier temps mises en évidence par expériences d'injection de charges et mesures EFM. Après injection locale de charges par une pointe EFM, une délocalisation de charges est observée le long des nanotubes, qui correspond aux charges stockées dans les nanotubes et/ou aux charges piégées en surface de la couche d'oxyde le long des nanotubes. Ces deux effets sont dissociés expérimentalement. Les dynamiques de décharge (continue ou abrupte) de nanotubes chargés sont discutées, ainsi que les phénomènes d'exaltation de champ aux extrémités des nanotubes. Dans le cas des nanotubes multiparois, la mesure quantitative des densités linéiques de charge montre que l'électrostatique des nanotubes s'écarte des les lois classiques de l'électrostatique par plus d'un ordre de grandeur. On montre ainsi que les nanotubes multiparois ne se comportent pas comme des capacités cylindriques, mais développent une charge dans leurs parois internes. La spectroscopie Raman a été utilisée dans un second temps comme étude complémentaire des nanotubes, en corrélation avec les expériences EFM. Les spectres Raman permettent de déterminer le diamètre et la puretés des nanotubes, pour des nanotubes individuels, ainsi que pour des cordes ou des fagots de nanotubes, et enfin, d'appréhender le caractère semiconducteur ou métallique des nanotubes dans le cas de nanotubes monoparois.

Production d'hydrogène par oxydation partielle du méthane sur catalyseurs oxydes mixtes, Production of hydrogen by oxidation partial of the methane on mixed catalysts oxides

/ Zarrou Hanan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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La nécessité de produire l'hydrogène suscite un grand intérêt envers l'oxydation partielle du méthane (OPM). L'oxydation partielle du méthane a été étudiée sur différents catalyseurs oxydes les composés Ce-Ni-O se sont avérés les plus performants. Un optimum catalytique est atteint lorsque le rapport atomique Ni/Ce est égale 0,2 à basse température. De plus, l'introduction de zirconium en faible quantité dans les systèmes Ce-Ni-O permet d'améliorer les performances d'oxydation partielle. Ensuite, les systèmes cenixoy ont fait l'objet d'une caractérisation à l'état calciné et/ou partiellement réduit "in-situ" par diffraction de rayon x, par spectroscopie de photoélectrons induits par rayon x, par décapage ionique, et par la réduction à température programmée. Il ressort de ces travaux que le nickel joue un rôle primordial dans l'activation du méthane tandis que son environnement semble influencer la sélectivité. En effet, l'espèce Ni active de petits agrégats et/ou de la solution solide possède la caractéristique de pouvoir se réduire et de se réoxyder de manière réversible, grâce en particulier à son interaction privilégiée avec le cerium. Sachant que le système Ce-Ni-O possède la capacité d'accepter des espèces hydrogène réactives, un mécanisme d'activation du méthane a été envisagé. Par analogie avec la dissociation hétérolytique de H2 une déshydrogénation du méthane sur un site O2Mn+ a été envisagée, faisant intervenir une dissociation hétérolytique de l'alcane avec arrachement d'une espèce H- sur la lacune anionique et d'une espèce H+ qui forme avec l'ion O2- un groupement OH-. La structure de site actif a été modélisée en tenant compte de la nature du cation voisin et des interactions susceptibles d'exister.

Définitions et analyse de stabilités pour les systèmes à retard non linéaire

/ Yeganefar Nima / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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Ce mémoire est dédié à l'étude de la stabilité des systèmes à retards via les méthodes temporelles de Lyapunov. Au-delà des formes usuelles de stabilité, nous étudions quatre autres propriétés : stabilité entrée-sortie, en temps fini, entrée-état et pratique. Après une large introduction, le second chapitre se focalise sur la stabilité entrée-sortie des systèmes linéaires à retards variables par une approche originale se basant sur des fonctionnelles de Lyapunov-Krasovskii. La forme descripteur est utilisée pour obtenir des conditions en termes d'inégalités matricielles. Dans le troisième chapitre, la stabilité en temps fini caractérise un équilibre asymptotiquement stable qui, de plus, est atteint en temps fini. Plusieurs résultats sont proposés concernant la stabilité et la stabilisation sur des systèmes non-linéaires et linéaires respectivement. Les premiers exemples de systèmes stables en temps fini sont donnés. Ensuite, la stabilité entrée-état est analysée dans le cadre des systèmes non linéaires soumis à des perturbations larges. Cette nouvelle notion est étendue au cas des systèmes retardés et plusieurs résultats sont proposés via des fonctionnelles de Krasovskii. Le dernier chapitre se consacre à l'étude de la stabilité pratique appliquée au problème de la réticence dans la commande par modes glissants. En présence de retards, cette technique de type grands gains peut provoquer une oscillation importante sur l'état du système - notamment lorsque la dynamique des actionneurs ne peut être négligée. Le phénomène de réticence est analysé formellement et de nombreuses simulations permettent de confirmer les avantages de la méthode proposée.

Contribution à la modélisation des complexes fer-tannins, Contribution of iron-tannin complexes modelling

/ Yapo Kicho Denis / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2006
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L'une des raisons de l'Insuffisance de l'absorption du fer dans l'orgamsme est la formation de complexes stables et insolubles entre le fer et les tannins (molécules végétales contenues dans les aliments). La Modélisation Moléculaire Empinque à l'aide du champ de forces SPASIBA nous a permis l'exploration de ces phénomènes de compIexation entre le fer inorgamque ou non hémmique (Fe3+, Fe2+) et le Procyanidine B2 qui est une molécule de tannin. L'étude préalable des modèles [Fe(H2O)6]3+, [Fe( cat)2(H2O)2]-1, [F e(H2O)6]2+ et [Fe( cat)2(H2O)2]-2 a permis d'établir les paramètres empiriques nécessaires à la simulation. Les dynamiques moléculaires des modèles de complexes Procyanidine B2-Fe2+/3+ et Procyanidine B2- Fe2+/3+-Procyanidine B2 ont montré des comportements spécifiques de ceux-ci dans les diftérents milieux d'étude. L'objectif du travail étant la simulation des mécamsmes de formation de complexes de fer non héminique avec les tannins condensés via la molécule de Procyanidme B2 dans l'organisme humain, l'étude de modèles en milieu biologique simulé à l'aide d 'un diélectrique continu a montré des similitudes et des diffèrences quant aux mécanismes de complexation du fer ferrique (fe3+ ) et du fer ferreux (fe2+) avec celle-ci. Entre autres solutions visant à optImiser la biodisponibilité du fer non héminique et de la molécule de Procyanidine B2, nous suggérons la synthèse de composés issus du métabolisme de dimétylation de celle-ci qui seraient capables d'empêcher la complexation avec le fer inorganique et d'être assimilés par l'organisme.

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