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Physique
/ 16-02-2022
Gournay Lucas
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Le rayonnement THz permet un large spectre d’application dans le domaine de l’optique ultra rapide et notamment dans les expériences dîtes pompe-sonde. Cependant, l’accessibilité de source de rayonnement THz intense en laboratoire est encore restreinte. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles sources au laboratoire. Dans cette thèse, une source THz basée sur le redressement optique dans le cristal de LiNbO3 utilisant la technique du front d’onde inclinée a été développé et caractérisé. Le rayonnement THz associé à cette source est un simple cycle dont la durée est proche de la ps. Ce rayonnement peut donc être utilisé afin d’appliquer des champs électriques excédent les 500KV/cm sur une durée suffisamment importante pour permettre les mouvements des molécules ou des atomes. Cet aspect permet d’utiliser le rayonnement THz comme une pompe dans les expériences pompe-sonde. De plus, le spectre associé au rayonnement THz permet de réaliser la spectroscopie basse fréquence qui n’est pas accessible autrement. Un dispositif expérimental de spectroscopie du domaine temporelle a été également développé afin d’obtenir le spectre THz des matériaux. Ces deux aspects du rayonnement THz ont été utilisé sur un système à transition de spin le Fe(phen)2(NCS)2. L’intrication des degrés de liberté électronique et structurel de ce composé rend particulièrement intéressante l’utilisation du rayonnement THz. En effet, le champ électrique THz permet d’agir sur la structure du composé et ainsi d’induire des changements dans l’absorption optique. De plus, les basses fréquences du rayonnement THz permettent de compléter les études des mouvements collectifs des molécules dans le cristal ou phonon. Nous avons ainsi pu observer les premières modulations de transmission optique dans ce composé utilisant une pompe THz. De plus, la source THz développée dans cette thèse a permis d’observer des pics d’absorptions qui n’avait pas été mesuré auparavant. Ce travail de thèse a ainsi pu démontrer l’importance du rayonnement THz dans la physique ultra rapide moderne.
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Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
/ 07-01-2022
Mavuni-Nzamba Mack
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Ce travail a pour objectif d’améliorer et de valider un modèle éléments finis (MEF) de simulation de vibrations, développé avec la société APTIV, permettant de calculer les déplacements relatifs à la zone de contact, dans un premier temps. Le second objectif est de proposer une approche prédictive des performances des connecteurs électriques, en combinant les résultats de la simulation/test et le profil de vibration du constructeur automobile. Cette étude s’appuie sur une campagne expérimentale et sur une modélisation par élément finis utilisant le code LS-DYNA. L’environnement automobile dans lequel les connecteurs sont placés, est soumis à de hautes vibrations. Ces vibrations issues lors du fonctionnement du véhicule (moteur, turbine ou encore aux chocs de roulage) entraînent des micro-déplacements (quelques micromètres) à l’interface de contact électrique. Or, un déplacement relatif de l’ordre des quelques micromètres entre les différents composants des connecteurs est largement suffisant pour engendrer une dégradation à l’interface de la zone de contact électrique. Dans ce contexte, ces travaux de recherche ont été abordés selon trois axes. Le premier axe a permis une étude complète une étude sur la réponse dynamique du connecteur, les mesures et calculs des mouvements des éléments constituant le connecteur ainsi que les déplacements relatifs entre les contacts clip/languette suite à différentes séries d’essais et par simulations numériques. Un calcul de la fonction de transfert (FT) des mouvements relatifs entre les contacts mâle/femelle est proposé. Le second axe a permis, quant à lui, de caractériser des performances électriques du connecteur. Pour cela, une série d’essais d’endurance électrique est réalisée uniquement sur les terminaux. Dans le dernier axe, une approche portant sur la prévision de performance de connecteurs soumis à un profil vibratoire du type constructeur automobile a été proposée. Cette approche est établie par une corrélation entre la fonction de transfert de mouvement relatif, l’endurance électrique et le profil de vibratoire.
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Physique
/ 05-01-2022
Mortada Ahmad
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La compréhension des mécanismes régissant la formation des molécules organiques complexes dans le milieu interstellaire et les atmosphères planétaires froides repose notamment sur l’exploration de processus ioniques en conditions extrêmes. Le dispositif expérimental CRESU-SIS, développé pour étudier les réactions ion-neutres en phase gazeuse à basse températures, est en mesure de répondre à ce défi. Cet instrument unique, qui combine une source d’ions sélective (SIS) au réacteur CRESU qui génère un écoulement supersonique uniforme de très basse température, permet de mesurer les coefficients de vitesse de réactions entre des ions et des molécules neutres et de déterminer les rapports de branchement entre les différentes voies de sortie. La réactivité des ions N2+, Ar+, et CH2CN+ avec des hydrocarbures (e.g CH4, C2H4…) a été étudiée expérimentalement et analysée à l’aide de calculs quantiques. La réaction entre N2+ et les isomères linéaires de C3H4 (allene et propyne) a été incluse dans un modèle photochimique pour l’atmosphère de Titan.
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Physique
/ 15-12-2021
Delouche Nolwenn
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Le transport d’une suspension à travers une membrane ou une constriction entraîne inévitablement son colmatage, dans les milieux industriels aussi bien que naturels. Ce processus est complexe et dépend de plusieurs paramètres physico-chimiques comme les interactions inter-particules, particules-paroi et hydrodynamiques, qui favorisent ou limitent le dépôt des particules, ainsi que du degré de confinement correspondant au rapport de la taille du pore sur celle de la particule W/D. Plusieurs études ont permis de comprendre le rôle de ces paramètres grâce à la microfluidique, cependant aucune n’a fait le lien entre la dynamique complète du colmatage et la chute de vitesse associée. L’objectif de ce travail est de comprendre comment le colmatage progressif d’un pore a lieu et quel est son impact sur l’écoulement à travers le milieu. Dans un premier temps, nous nous sommes limités à l’étude du colmatage d’un pore unique. Nous avons imagé la croissance du dépôt qui conduit à l’obstruction du pore, particule par particule, que nous avons relié à la chute de débit aux bornes du milieu, à partir des vitesses des particules. Nous avons constaté que des agrégats composés de microparticules sphériques sont systématiquement responsables des bouchons, alors qu’ils sont très peu représentés dans des suspensions monodisperses. Dans un second temps, nous avons étendu notre étude à un milieu poreux dont les pores sont interconnectés. Nous avons constaté une concentration des bouchons à l’entrée du milieu dont nous avons expliqué la présence par un modèle de colmatage prenant en compte uniquement la distribution de taille des agrégats et leur probabilité de capture. Pour finir, nous avons relié le degré de colmatage du milieu à la chute de débit associée et proposé un modèle hydrodynamique pour retrouver la chute de débit.
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Physique
/ 13-12-2021
Ramzi Asma
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Dans le domaine aéronautique, la tendance actuelle est à l’électrification des différents composants d’avion jusque-là pneumatiques ou hydrauliques. Les réseaux électriques des avions doivent être adaptés pour fournir une puissance toujours plus importante. En particulier, les contacteurs jouent un rôle majeur dans ces réseaux. Ils doivent assurer la coupure et la mise sous tension. Un phénomène important qui peut mettre en péril la fiabilité de ces contacteurs est la soudure dynamique des contacts électriques. Cette soudure est le résultat des arcs de rebonds créés lors de la fermeture du contacteur. Un banc d'essai a été développé pour simuler les rebonds mécaniques afin de reproduire ces arcs d’une façon contrôlée. Quatre matériaux (l’Ag, l’AgSnO2 non dopé, l’AgSnO2 dopé en In2O3 et l’AgSnO2 dopé en Bi2O3) ont été testés avec ce banc afin de comparer leur comportement sur l’aspect soudure sous une tension de 115 Vrms et un courant de 750 Arms, pour différentes fréquences 50 Hz 400 Hz et 500 Hz. La fréquence de la tension peut avoir un effet sur les caractéristiques de la soudure, cela pouvant se traduire par un changement des caractéristiques de l'arc, en particulier son réamorçage. Ce ré-allumage implique que la durée d'arc totale reste équivalente au temps de rebond mécanique, sauf lors de l'utilisation d'électrodes en AgSnO2 dopé en Bi2O3 où l'arc mettant un certain temps à se ré-allumer, la durée totale de l’arc est plus courte. En conclusion, les contacts AgSnO2 dopé en Bi2O3 ont montré les plus faibles forces et taux de soudure, notamment à 500 Hz.
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Physique
/ 06-12-2021
Jani Aîcha
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Inspirés par des études récentes qui reliaient la structure cœur-coquille induite par confinement à l'interaction liquide-surface, nous avons cherché à modifier/contrôler les propriétés physiques (en particulier la dynamique et la structure) par modulation de ces interactions en utilisant des nanopores hybrides dont la chimie de surface est modulée d’une manière contrôlée. Nous avons étudié, alors, la dynamique de l'eau liquide confinée dans des organosilices mésoporeux périodiques (PMOs) et de la silice mésoporeuse (MCM-41) par des expériences de diffusion quasi-élastiques incohérentes de neutrons (QENS). Nous avons démontré que la force de l'interaction interfaciale contrôle la dynamique lente, que nous avons attribuée à la diffusion translationnelle des molécules interfaciales, tandis que la dynamique de l'eau au centre des pores n’est pas trop affectée par ces interactions. Nous avons également étudié la dynamique du mélange tert-butanol et toluène confiné dans du divinylbenzene (DVB)-PMO par QENS. Par cette technique nous avons réussi à décrire la géométrie de trajectoire des différents mouvements effectués par les deux molécules (tert-butanol et toluène) à différentes conditions (variation de concentration et/ou de température, sous confinement ou en bulk). La méthode de sorption de vapeur nous a permis de quantifier les interactions surface/molécule et investiguer l'effet de la nature de la surface sur l'affinité thermodynamique des molécules adsorbées. Également, on a pu montrer que la nanostructuration du mélange dans le DVB-PMO est différente de la structure cœur-coquille. Des expériences de diffusion de neutrons aux petits angles SANS nous ont permis de mieux identifier sa nature et de proposer un modèle alternatif cohérent avec l’expérience.
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Science des matériaux
/ 01-12-2021
Ben Khelil Nourchene
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Ce travail de thèse est dédié à l'étude de la rhéologie des verres de phosphates hors équilibre thermodynamique. Une méthode de mesure dynamique de propriétés rhéologiques a été exploitée, la RFDA (Resonance Frequency and Damping Analysis), afin d'analyser le comportement des propriétés du verre dans le domaine de la transition vitreuse et au-delà en temps et en température. Ces analyses permettent d’identifier les différents mécanismes mis en jeu, leurs cinétiques et leurs caractéristiques et comment leurs évolutions impactent le comportement macroscopique du verre. L'étude du comportement viscoélastique des verres inorganiques s’appuie sur le modèle de Maxwell généralisé. Nous nous sommes également intéressés à l'application du modèle de TNM pour l'ajustement et la prédiction du comportement de relaxation des verres via la RFDA. Nous avons mis en lumière comment un modèle mathématique est capable de déterminer l'évolution des propriétés mécaniques expérimentales et de prédire leurs évolutions pour une grande variété de conditions expérimentales. Nous avons démontré que les paramètres, trouvés à partir des changements du module élastique, suivant un profil thermique complexe par le RFDA, s'ajustent notamment aux résultats expérimentaux de la DSC et de la dilatométrie et sont capables de les prédire.
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Physique
/ 25-10-2021
Guillaume Théo
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Cette thèse présente la construction et le développement d'un nouvel instrument et son utilisation via la technique CPUF technique (Chirped Pulse in Uniform Flow) pour étudier des phénomènes collisionnels à basse température d'intérêt astrophysique. La thèse détaille les caractéristique de l’instrument CRESUCHIRP ainsi que les développement technique lié a son utilisation pour la technique CPUF. Le nouveau réacteur CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement supersonique Uniforme) ainsi que les instruments qui y sont liés sont présentés. La caractérisation du nouveau spectromètre CP-FTmmW (Chirped Pulse-Fourier Transform millimeter Wave) en bande E (60-90 GHz) est détaillé ainsi que le couplage avec le reacteur CRESU. Les performances du spectromètre en tant qu'instrument spectrocopique sont présentées avec la mesure de l'élargissement collisionnel à température ambiante pour le système OCS + He. Les expériences utilisant la technique CPUF sont présentées avec la mesure de l'évolution de l'élargissement collisionnel des systèmes HCN + He et HNC + He en fonction de la température (10-70 K). Une étude du potentiel de l'instrument pour son application sur des mesures de cinétique à basse température est présentée pour les reactions entre le radical CN et l' éthane à 10 K et l'acétylène à 30 K. Une tentative de calibration des produits est détaillée. Les forces et faiblesses du nouvel instrument sont discutés ainsi que de potentielles améliorations à la technique.
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Physique
/ 21-10-2021
Bardouil Arnaud
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L’ostéosarcome est la principale tumeur primaire de l’os, affectant principalement une population jeune. Bien que la pathologie reste rare, les conséquences sont graves, avec encore aujourd’hui des marges d’excision de 2cm et un taux de décès après traitement de l’ordre de 30% sur le long terme. L’ostéosarcome se caractérise par la production d’une structure osseuse sous la forme d’un réseau qui se développe en conjonction de la progression des cellules tumorales. Le cancer entraîne une dégradation et une production de tissu osseux suivant un mécanisme de détournement du remodelage osseux par les cellules tumorales appelé "cercle vicieux". Dans cette thèse, nous abordons la question de l’ostéosarcome avec les méthodes d’analyse de la physique, dans le but d’explorer de nouvelles opportunités d’étude de cette pathologie. Nous avons étudié la structure de l’os à différents temps de développement, différentes échelles et suivant différentes techniques. Nous avons participé à la mise en évidence de la structure Bouligand à l’interface de construction de l’os en microscopie à lumière polarisée. Nous avons utilisé la structure nanoscopique des phases minérale et biologique mise en évidence par diffraction des rayons X pour proposer un modèle de l’activité de l’ostéosarcome aux temps courts. Et nous avons établi un protocole d’analyse d’image tomographiques de l’ostéosarcome à un stade avancé qui permet la comparaison objective avec les résultats de l’automate cellulaire mis au point dans une recherche des lois de propagation de l’ostéosarcome.
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Sceince des matériaux
/ 12-10-2021
Charlès Sylvain
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La dépendance du comportement mécanique à la température, couplée aux nombreux couplages thermomécaniques présents dans les élastomères, implique que l'utilisation conjointe de méthodes de champs pour caractériser la thermomécanique des élastomères offre d'innombrables informations sur les phénomènes physiques apparaissant dans le matériau. L'objet de cet thèse est de développer une méthode utilisant à la fois la thermographie infrarouge et la corrélation d'images numériques pour tirer le maximum d'informations possible lors d'essai mécaniques hétérogènes sur des matériaux élastomères.
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