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Université de Franche-Comté
/ 18-12-2007
Sahli Mohamed Lakhdar
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Cette thèse est une contribution active au développement et à l'étude de l' estampage à chaud et à celle du micro moulage par injection des polymères thermoplastiques. Le but étant de mieux cerner les phénomènes physiques impliqués et de permettre ainsi un meilleur contrôle du procédé et en conséquence d'assurer une optimisation de la qualité des microcomposants élaborés. Ce travail est architecturé sur une étude expérimentale associant des essais de réplications de forme en relief (positif) ou en creux (négatif), à une étude rhéologique et viscoélastique conduite sur une large gamme dc températures. Il est réalisé dc manière à disposer d'une base de données physiques et rhéologiques importantes pour envisager de façon pertinente l'élaboration des composants de forme complexe de volume inférieur à l cm par ces deux procédés de mise en forme. Des modélisations du procédé de hot embossing ont été ensuite développées. Des approches favorisant la simulation de la mise en forme et la vérification du fait que les conditions opératoires sélectionnées pour un polymère donné ont été mis en place dans le but de favoriser ou non l'obtention d'un remplissage des cavités superficielles ou des dénivelées de surface. Ces modèles validés expérimentalement font intervenir la rhéologie des écoulements, la mécanique de contact ou bien la méthode des éléments finis dans le but de montrer le rôle de chaque paramètre procédé/matériau dans la mise en forme. Une attention particulière a été portée à une étude comparative entre les deux procédés de mise en forme. Ceci permet de qualifier l'influence des paramètres expérimentaux associés à la forme des empreintes, aux procédés et ce via les caractéristiques physiques et mécaniques des matériaux testés et la qualité finale des composants moulés grâce aux potentialités de la microscopie mécanique à balayage (MMB) et aux dépouillements inhérents à cette métrologie.
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Université de Franche-Comté
/ 14-12-2007
Poujet Yannick
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57 diapositives
Depuis quelques années, la communauté scientifique internationale s’intéresse fortement aux transmissions exaltées de la lumière à travers des films métalliques nanostructurés (ou « tamis à photons ») dans le domaine du visible et de l’infra-rouge. Ces tamis à photons offrent en effet de nombreuses applications dans le domaine de la nanophotonique (microscopie, fluorescence, SERS, génération de second harmonique, lithographie, filtrage, modulation...). Dans ce travail de thèse, nous proposons d’utiliser comme nano-structure. une matrice d’ouvertures annulaires percées dans un film opaque d’or ou d’argent. Ce type de cavités coaxiales rend possible l’excitation d’un mode guidé qui permet d’atteindre des transmissions nettement supérieures (90%) à celles obtenues par des tamis à photons basés basée sur les différences finies dans le domaine temporel pour résoudre les équations de Maxwell. L’influence des paramètres géométriques (diamètre intérieur et extérieur des ouvertures, période de la matrice, épaisseur du film métallique) et de la nature du métal est ainsi étudiée de façon à optimiser la configuration et d’obtenir une forte transmission dans le domaine du visible. Une cartographie du champ à l’intérieur des cavités ainsi qu’à la surface du métal est également calculée afin de caractériser l’exaltation du champ à l’intérieur des cavités et de déterminer la nature du mode guidé. Ce travail théorique s’appuie sur des caractérisations expérimentales effectuées en champ proche et en champ lointain. L’étude en champ proche a permis de cartographier le champ électrique au voisinage immédiat des ouvertures annulaires : la structure expérimentale met en évidence le rôle fondamental du mode TE11 dans l’exaltation de la transmission. Parallèlement, des spectres expérimentaux obtenus en champ lointain confirment, pour un film d’argent, une transmission d’environ 90% en parfait accord avec les prévisions théoriques. Ce résultat constitue, à notre connaissance, une première mondiale et offre de nombreuses perspectives quant aux applications possibles de tels tamis à photons à ouvertures annulaires.
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Université de Franche-Comté
/ 14-12-2007
Poujet Yannick
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Depuis quelques années, la communauté scientifique internationale s’intéresse fortement aux transmissions exaltées de la lumière à travers des films métalliques nanostructurés (ou « tamis à photons ») dans le domaine du visible et de l’infra-rouge. Ces tamis à photons offrent en effet de nombreuses applications dans le domaine de la nanophotonique (microscopie, fluorescence, SERS, génération de second harmonique, lithographie, filtrage, modulation...). Dans ce travail de thèse, nous proposons d’utiliser comme nano-structure. une matrice d’ouvertures annulaires percées dans un film opaque d’or ou d’argent. Ce type de cavités coaxiales rend possible l’excitation d’un mode guidé qui permet d’atteindre des transmissions nettement supérieures (90%) à celles obtenues par des tamis à photons basés basée sur les différences finies dans le domaine temporel pour résoudre les équations de Maxwell. L’influence des paramètres géométriques (diamètre intérieur et extérieur des ouvertures, période de la matrice, épaisseur du film métallique) et de la nature du métal est ainsi étudiée de façon à optimiser la configuration et d’obtenir une forte transmission dans le domaine du visible. Une cartographie du champ à l’intérieur des cavités ainsi qu’à la surface du métal est également calculée afin de caractériser l’exaltation du champ à l’intérieur des cavités et de déterminer la nature du mode guidé. Ce travail théorique s’appuie sur des caractérisations expérimentales effectuées en champ proche et en champ lointain. L’étude en champ proche a permis de cartographier le champ électrique au voisinage immédiat des ouvertures annulaires : la structure expérimentale met en évidence le rôle fondamental du mode TE11 dans l’exaltation de la transmission. Parallèlement, des spectres expérimentaux obtenus en champ lointain confirment, pour un film d’argent, une transmission d’environ 90% en parfait accord avec les prévisions théoriques. Ce résultat constitue, à notre connaissance, une première mondiale et offre de nombreuses perspectives quant aux applications possibles de tels tamis à photons à ouvertures annulaires.
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Université de Franche-Comté
/ 12-12-2007
Beugnot Jean-Charles
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La diffusion Brillouin stimulée (DBS), résultant d'une interaction acousto-optique, est connue pour limiter la puissance transmise dans une fibre optique, mais sa grande sensibilité aux conditions extérieures la rend très intéressante dans le domaine des capteurs distribués. La nouvelle génération de fibres optiques microstructurées, apparue à la fin des années 90, présente un potentiel intéressant pour les interactions acousto-optiques car la succession périodique de micro canaux d'air emprisonnés dans la silice permet de confiner simultanément les modes optiques et acoustiques. A travers différentes expériences, ce travail de doctorat présente une étude détaillée de l'influence de la microstructure air-silice sur la dynamique de l'effet Brillouin tant dans la dimension transverse que longitudinale de la fibre photonique. Nous avons ainsi mis en évidence l'excitation de modes acoustiques trans- verses localisés dans le coeur de la fibre et piégés par la microstructure, à des fréquences hypersonores dépassant parfois le GHz, en bon accord avec le calcul numérique par éléments finis des modes acoustiques de la fibre. De plus, les mesures du spectre de rétrodiffusion Brillouin stimulée ont également révélé le caractère acoustique multimode ainsi que l'augmentation significative du seuil Brillouin dans la plupart des fibres étudiées. Ces résultats ont été confirmés par des mesures distribuées du spectre Brillouin, qui ont montré la grande sensibilité aux contraintes mécaniques des fréquences Brillouin. En annexe à cette thèse, nous avons étudié la génération de supercontinuum, la diffusion Raman et le mélange à quatre ondes dans de courtes longueurs de fibres microstructurées.
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Université de Franche-Comté
/ 28-09-2007
Akil Mariam
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Ce travail de thèse est consacré à l’étude de l’aspect expérimental de la dissolution chimique anisotrope des cristaux de famille langasite (LGS). Les mesures expérimentales et la caractérisation des effets anisotropie spécifiques à l’usinage chimique du cristal de LGS font l’objet des travaux. Les études menées avec trois solvants (H3PO4, HCL et H2SO4) sur diverses coupes à simple et à double rotation du cristal couvrent les mesures du taux de dissolution, les états géométriques de surface et de profils non circularité. Il est montré que l’anisotropie dépend faiblement du bain d’attaque et qu’elle diffère de celle relative au cristal de quartz. Les résultats expérimentaux sont analysés à l’aide du modèle tensoriel de la dissolution anisotrope. Les constantes de dissolution ont été estimées. Des essais de simulation des formes usinées ont été menés.
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Université de Franche-Comté
/ 09-07-2007
Pallavisini Aurélien
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La sécurisation des systèmes de transmission de données est un enjeu majeur de la société de l'information. Ce travail aborde une solution potentielle originale, dédiée aux transmissions radio- fréquences en espace libre, et en utilisant un mode de sécurisation à base de comportements chaotiques. La porteuse chaotique est générée par un oscillateur non linéaire à retard, qui permet d'appliquer la méthode de sécurisation par porteuse chaotique en modulation de fréquence directement au niveau de la couche physique du système de transmission. L'étude et la réalisation expérimentale du principe de génération de chaos en modulation de fréquence (FM) est présentée à partir de deux approches pratiques différentes, l'une à partir d'une transformation non linéaire construite par un profil de filtrage RF à résonances multiples, et l'autre en utilisant un montage optoélectronique original réalisant la non linéarité à partir d'un interféromètre radio-fréquence à fibre optique. Dans chacun, un système complet d'émission-réception par porteuse chaotique FM est démontré.
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Université de Franche-Comté
/ 05-07-2007
Harmel Ghassen
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Lorsqu’une entreprise prend la décision stratégique de lancer une nouvelle famille de produits ou de concevoir un produit existant, l’architecte système a pour mission de concevoir ou faire évoluer, en même temps, l’organisation du projet pour la rendre plus performante. Dans ce mémoire, notre objectif est de développer des modèles et méthodes permettant d’aider les architectes système dans cette double activité. Dans le cadre de l’Ingénierie Système, notre méthode se base sur la définition de nos propres concepts d’architecture et de conception modulaire pour les étendre à la définition de l’architecture de l’organisation du projet. Nous proposons ensuite, en cohérence avec notre positionnement, un algorithme de clustering utilisant l’outil DSM comme méthode de représentation, cet algorithme a pour fonction de révéler l’architecture d’un domaine en partant de sa représentation matricielle (DSM). L’application de notre méthode de développement des architectures est liée aux quatre situations de conceptions identifiées. Pour chacune de ces situations, nous proposons une méthode de conception des architectures, faisant appel à un traitement flou et/ou à des opérations matricielles. Chacune de ces situations est ensuite illustrée par une application à la conception d’un moteur thermique de l’industrie automobile. La démarche présentée dans ce chapitre est une vision statique de la conception des architectures. Face à cette vision statique, nous montrons la nécessité de faire « co-évaluer » les architectures couplées. Nous proposons alors l’exploration des incertitudes comme méthode pour suivre l’évolution des systèmes (perturbations) étudiés. Nous développons une méthode basée sur un traitement flou pour faire co-évaluer les architectures perturbées et pour les rendre cohérentes.
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Université de Franche-Comté, Shangaï Jiaotong University
/ 02-04-2007
Song Jiupeng
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Le travail expérimental porte sur le moulage par injection de poudres métalliques et céramiques. Le retrait macroscopique et l’évolution microstructurale des composants densifiés sous différentes conditions ont été investigués. Un modèle de densification phénoménologique basé sur la mécanique continue est choisi dans cette étude. Une loi constitutive élasto-viscoplastique thermique est employée, l’expression des modules de viscosité de cisaillement et de compressibilité est issue d’une analogie élastique-visqueuse et des modèles de fluage. Pour obtenir des résultats prédictifs et fiables, les paramètres entrants dans le modèle ont été identifiés. L’identification est réalisée sur les trois domaines intervenant dans la modélisation de l’étape de densification. Après identification, les courbes de retrait obtenues par des essais de dilatométrie sont comparées numériquement. L’identification des paramètres du modèle de densification pour prendre en compte les courbes de retrait et la vitesse de retrait obtenues par des essais de dilatométrie. Les résultats de l’identification pour les termes de compressibilité et de contrainte de cisaillement sont en adéquation avec les valeurs fournies par la littérature. Les simulations numériques basées sur le modèle de densification avec les paramètres identifiés ont été réalisées par la méthode des éléments finis. La répartition non homogène de la fraction volumique de poudres issue des étapes précédentes a été prise en compte dans les simulations. Cette répartition de la fraction volumique de poudres a été obtenue par simulation numérique à l’aide d’un logiciel de remplissage de moule basé sur une modélisation bi-phasique avec une méthode de résolution à pas fractionnée. Les simulations sont réalisées sur plusieurs composants. Les résultats obtenus montrent l’influence de la gravité, du frottement et de la répartition hétérogène de la poudre sur le retrait et les distorsions finales des composants densifiés.
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Université de Franche-Comté, Université de Technologie de Belfort – Montbéliard (UTBM)
/ 05-12-2006
Sid Belkacem
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L'intérêt que suscite l'optimisation topologique s'explique par sa capacité à offrir des solutions innovantes permettant un gain notable de performance. Pendant la dernière décennie, des efforts considérables en recherche fondamentale ont été consacrés au développement de nouvelles méthodes, fiables et efficaces, pour l'optimisation topologique des stuctures. Cette thèse apporte une contribution dans ce domaine en proposant l'utilisation des algorithmes génétiques. Deux méthodes ont été développées. La première propose une approche par algorithme génétique basée sur une représentation graphique par courbes de Bézier. Le principe consiste à construire la structure en utilisant d'abord un squelette que l'on complète ensuite avec la chair. Le squelette est composé par l'ensemble des courbes cubiques de Bézier reliant les surfaces d'application des conditions aux limites entre elles. La chair sous forme de couches d'épaisseurs variables complète le squelette pour donner la forme finale de la structure. Avec cette technique, les éléments de la structure sont tous reliés entre eux. Il n'y a donc pas de matière déconnectée ni de problème de damier. La deuxième méthode propose une approche, toujours par algorithmes génétiques mais basée cette fois ci sur une représentation par adjacence. Le principe de base ce cette représentation est fondée sur le concept de connectivité des éléments finis, considérés comme cellules. Ce principe s'exprime par une matrice d'adjacence similaire à celle utilisée en théorie des graphes. Le codage des structures solutions utilise cette matrice en transformant cette dernière en une chaîne binaire unidimensionnelle. Les deux méthodes proposées ont fait l'objet d'une implantation informatique dans l'environnement de programmation Matlab. Elles ont été validées par des applications numériques sur des benchmarks simples en élasticité linéaire bidimensionnelle.
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Université de Franche-Comté
/ 29-11-2005
Meyer Yann
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La miniaturisation constante de composants électroniques, essentiels aux cartes de commande, tels que les générateurs de fréquence, les gyro-vibrants voire certains accéléromètres, engendre la diminution de leur masse utile. Ces composants électroniques deviennent alors très sensibles aux sollicitations extérieures et perdent, de manière très importante, leur efficacité et la précision de leur mesure. Deux stratégies peuvent alors êtres mises en œuvre afin de résoudre ce problème : la stabilisation interne active du composant ou son isolation par rapport au support vibrant. Notre étude nous a conduit aux validations, théorique et expérimentale, de ces deux méthodes de contrôle sur des composants sensibles réels. De plus, nous étendons, via une méthode de pénalisation, le champ d’application d’un critère d’optimisation structural de stratégies IFF au cas de stratégies DVF. Par ailleurs, une structure d’isolation originale fondée sur une loi de contrôle utilisant une mesure mixte en accélération absolue et en déplacement relatif est développée.
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