Soutenances

Soutenances de thèses et d'HDR

23/11/2012 - Soutenance de thèse de Carlota Pons

Carlota PONS soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

Durabilité des géomembranes en polythylène haute densité utilisées dans les installations de stockage de déchets

 

Le vendredi 23 novembre à 14h dans l'amphithêatre Freyssinet du Bâtiment Nobel de l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées

19, rue Alfred Nobel, 77420 Champs-sur-marne

 

Directeur de thèse : Fabienne Farcas (Ifsttar)

Co-directeur de thèse : Bruno Fayolle (Arts et Métiers ParisTech)

 

Jury
Manuel Blanco Fernandez, Directeur Division Matériaux, Laboratorio Central de Estructuras y Materiales CEDEX, Madrid, Rapporteur, 

Vincent Verney, Professeur, Institut de Chimie de Clermont Ferrand, Université Blaise Pascal, Rapporteur,

Laurent Mazéas, Ingénieur de Recherche, Irstea, Examinateur,

Patrick Pierson, Professeur, Université Joseph Fourier Grenoble, Examinateur,

Emmanuel Richaud, Maître de conférence, Arts et Métiers ParisTech, Examinateur,

Marie Lanöe, Ingénieur, VEOLIA Propreté, Invité,

Marie-Lise Sablayrolles, Responsable Projet R&D, SUEZ Environnement, Invité.
 

Résumé 
Les géomembranes (GMB) en polyéthylène haute densité (PEHD) sont utilisées comme barrière d’étanchéité dans les installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND). Malgré les bonnes propriétés initiales du PEHD, face aux agressions chimiques et biologiques d’un lixiviat de déchets et aux contraintes thermiques et mécaniques générées par le massif de déchets, sa durabilité reste une question ouverte. L’objectif de cette thèse est de contribuer au développement d’un modèle cinétique non empirique de prédiction de la durée de vie des GMB en PEHD, qui prend simultanément en compte les effets du vieillissement chimique et biologique. Pour cela, nous cherchons à déterminer d’une part les paramètres d’extraction des antioxydants constitutifs des GMB, première étape du vieillissement des GMB, et d’autre part les paramètres cinétiques de vieillissement oxydatif des PE, deuxième étape de vieillissement. Ceci nécessite de connaître et de comprendre les mécanismes physico-chimiques impliqués dans le vieillissement des PE dans les conditions particulières des ISDND. A partir d’une approche multi-échelle (macro-micro) et à l’aide de différentes techniques (IRTF, GPC HT, AED, essais de traction,…), nous évaluons l’impact du vieillissement accéléré sur la composition chimique, les structures macromoléculaire et cristalline ainsi que les propriétés d’usage des GMB et des films en PEHD. Cette étude a permis de déterminer un critère de fin de vie pertinent pour évaluer la durée de vie de la GMB : la fragilisation qui correspond à une masse molaire critique M’C d’environ 100 kg.mol-1. Enfin, dans une dernière partie, la même approche multi-échelle a été utilisée pour caractériser la dégradation de GMB vieillies 17 ans en bassin de stockage d’eau pour ainsi déterminer les mécanismes impliqués dans le vieillissement sur site.

Mots clés
Géomembrane, polyéthylène, lixiviat, durabilité, perte d’antioxydants, thermo-oxydation, biofilm, fragilisation

 

ABSTRACT
High Density PolyEthylene (HDPE) geomembranes (GMB) are used as basal liners in municipal solid waste (MSW) landfills. In spite of the good initial properties of the HDPE, his durability remains poorly known face to the chemical and biological strains of the MSW landfill leachate and the thermal and mechanical strains generated by the solid waste. The objective of this thesis is to contribute to the development of a non-empirical kinetic model for predicting HDPE GMB life cycle, that simultaneously takes into accounts the chemical and biological aging effects. For this purpose, we seek to determine on the one hand the extraction process parameters of the antioxidants present in the GMB, first step of the GMB aging, and on the other hand the kinetic parameters of the PE thermo-oxidation, second step of the GMB aging. This requires knowing and understanding the physico-chemical mechanisms involved in the PE aging in the particular conditions of MSW landfills. By using a multi-scale methodology (macro-micro) and multi-technique approach (FTIR; GPC-HT, DSC, tensile tests, …), we assess the impact of the accelerated aging on the chemical composition, on the macromolecular and crystalline structures and on the used properties of HDPE GMB and films. This study identified a relevant endlife criterion for assessing the GMB service lifetime: the embrittlement which corresponds to a critical molecular mass M’C of about 100 kg.mol-1. In the last part, the same type of multi-scale approach has been applied to characterize the degradation of HDPE GMB aged 17 years in water reservoir in order to determine the mechanisms involved in natural aging.

Keywords
Geomembrane, polyethylene, leachate, durability, antioxidant loss, thermal oxidation, biofilm, embrittlement.

 

06/12/2012 - Soutenance de thèse d'Antoine Blanche

Antoine BLANCHE soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

«Effets dissipatifs en fatigue à grand et très grand nombre de cycles»

 

Le 06 décembre 2012 à 10 heures

Université Montpellier 2

salle 50, bâtiment 1

LMGC - CNRS UMR 5508

860, rue de St Priest

34090 Montpellier

 

10/12/2012 - Soutenance de thèse de Ngoc – Lam Phung

Ngoc – Lam PHUNG soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

Fatigue sous très faibles amplitudes de contrainte : Analyse des mécanismes précurseurs de l’amorçage de fissure dans le cuivre polycristallin

Le 10 décembre 2012 à 14 heures - Amphi Pinel

Arts et Métiers ParisTech 151 Boulevard de l'Hôpital 75013 Paris

Directeur de thèse : Véronique FAVIER

Co-encadrement de thèse : Nicolas RANC

Jury

 

M. Maxime SAUZAY, Docteur HDR, CEA Saclay, Rapporteur

Mme Véronique AUBIN, Professeur, Ecole centrale de Paris,Rapporteur

M. Eric CHARKALUK, Chargé de recherche CNRS HDR, Université de Lille, Examinateur

M. Marc FIVEL, Directeur de recherche CNRS, Université de Grenoble Examinateur

M. Charles MAREAU Maîtres de conférences, Arts et Métiers Paristech CER Angers, Invité

 

Résumé : Cette étude a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes précurseurs de l’amorçage de fissures dans le cas de métaux ductiles monophasés, comme le cuivre pur, sollicités à des amplitudes de contrainte inférieures à la limite de fatigue conventionnelle et jusqu’à des nombres de cycles atteignant le domaine de la fatigue gigacyclique (Very High Cycle Fatigue, VHCF). Les essais ont été réalisés sur une machine de fatigue ultrasonique à une fréquence de sollicitation de 20 kHz. Les mécanismes précurseurs de l’amorçage des fissures se manifestent (1) sous forme de bandes de glissement qui apparaissent sur la surface de l’éprouvette et (2) par un auto-échauffement du matériau dû à la dissipation intrinsèque. Les cartographies de température de la surface des éprouvettes nous ont permis d’estimer des dissipations d’énergie moyennes et de caractériser leur évolution avec le nombre de cycles et l’amplitude de contraintes.  En parallèle, l’évolution du relief de la surface, initialement lisse et sans contrainte résiduelle, a été analysée à partir d’observations en microcopie optique, électronique à balayage et à force atomique. Nous avons établi que l’amplitude de contrainte nécessaire pour faire apparaître les premières bandes décroit en fonction du nombre de cycles. Des analyses EBSD, couplées à des calculs éléments finis intégrant l’anisotropie élastique des grains, ont révélé le rôle clé (1) des joints de macles et (2) du glissement dévié dans l’amorçage de bandes de glissement intenses.

Mots clés : Fatigue gigacyclique, Bandes de glissement, Microplasticité cyclique, Dissipation, Anisotropie élastique, Simulation multicristalline, Thermographique infrarouge.

 

 

Abstract : This work aims to better understanding mechanisms leading to crack initiation in ductile single phase metals such as pure copper, loaded stress amplitudes lower than the conventional fatigue threshold and after about 109 cycles, the so-called Very High Cycle Fatigue regime. Tests were conducted using an ultrasonic technique at loafing frequency of 20 kHz. The mechanisms leading to crack initiation express (1) via slip bands at the specimen surface and (2) via self-heating due to intrinsic dissipation. Thermal maps were used to estimate the mean dissipation and its change with number of cycles and stress amplitudes. At the same time, the surface relief changes were characterized using optical, scanning electronic and atomic force microscopes. The stress amplitude required to observe the slip bands was found to decrease as a function of number of cycles. EBSD investigations combined with finites elements simulations accounting for elastic anisotropy of copper revealed the key role of (1) twin boundaries and (2) cross slip in slip band initiation.

Keywords : Very High Cycle Fatigue, Slip bands, Cyclic microplasticity, Dissipation, Elastic anisotropy, Multicrystals simulation, Infrared thermography.

 

20/11/2012- Soutenance de thèse de Sophie Versavaud

Sophia VERSAVAUD soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

Mise en forme des thermoplastiques renforcés par des nanotube de carbone : Application à la microinjection de Polyamide 12

Le 20 novembre 2012 à 9 heures 30 - Amphi Esquillan

Arts et Métiers ParisTech 151 Boulevard de l'Hôpital 75013 Paris

Directeur de thèse : Gilles REGNIER

Co-encadrement de thèse : Michel VINCENT

Groupe(s) de recherche lié(s): 
Polymères & Composites

06/07/2012 - Soutenance de thèse de Rafik Hajrya

 

 

Vous êtes cordialement invités à la soutenance de thèse de Mr Rafik Hajrya qui se déroulera :

le vendredi 6 juillet 2012 à 10h30 en Amphi Pinel.

Contrôle Santé des Structures Composites : Approche Expérimentale et Statistique 

Résumé : L'industrie aéronautique utilise des matériaux toujours plus performants pour ses avions et systèmes spatiaux. Ainsi, pour réaliser les communications, les avionneurs souhaiteraient aller vers une réelle intégration des structures antennaires à la structure de l’avion et donc de passer de la structure antennaire vue comme équipement embarqué à la structure antennaire devenue équipement intégré. Notre travail de thèse se situe dans le cadre du projet MSIE (Matériaux et Structures Intelligentes pour l'Electromagnétisme). L’objectif de ce projet est de répondre aux demandes du secteur aéronautique, en évaluant le concept de nouveaux matériaux susceptibles de permettre la réalisation de structures antennaires conformées, compactes et reconfigurables. Cette adaptabilité suppose que ces structures soient reconfigurables et donc capables, une fois munies de capteurs/actionneurs, de réaliser un contrôle actif de la directivité, du rendement et du gain des structures antennaires.  Il est alors apparu nécessaire d'adjoindre à ces futures structures, une fonction de Contrôle santé ou Structural Health Monitoring "SHM", de manière à pouvoir détecter d'éventuels endommagements (impact, délaminage entre le réseau d’antennes et la structure composite, rupture des fibres, etc.…) susceptibles de se produire au cours du vol ou au cours du vieillissement de la structure. C'est dans le développement de la fonction SHM que s'inscrit ce travail de thèse. A cet effet, nous avons réalisé des dispositifs expérimentaux en tenant compte des demandes de l’industriel. Ces dispositifs comportent des structures composites antennaires munies de capteurs et d’actionneurs piézoélectriques. A travers les informations transmises par les capteurs, nous avons développé deux méthodes de détection de l’endommagement à base d'Analyse en Composantes Principales (ACP) et d'Analyse en Composantes Indépendantes (ACI). Ces deux méthodes sont des approches statistiques qui ne nécessitent pas la connaissance du modèle mécanique de la structure à surveiller. Il s’agit de méthodes traitant des observations vectorielles (multivariées) transmises par les capteurs piézoélectriques, afin d’en extraire des caractéristiques de fonctionnement de la structure à l’état sain et de la structure dans un état inconnu. La comparaison entre ces caractéristiques nous a permis de calculer pour chacune des deux méthodes, un résidu indicateur d’endommagement. Nous avons complété ce résidu par une robustification de la prise de décision et cela par le calcul d’une borne, au-delà de laquelle l’endommagement est détecté.

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Groupe(s) de recherche lié(s): 
DYSCO : DYnamique Structures Systèmes et Contrôle
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