L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE COMPRENDRE ET D'IDENTIFIER LES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT D'UN ASSEMBLAGE COMPOSITE CARBONE - CARBONE / CUIVRE SOUS CHARGEMENT THERMOMECANIQUE. L'ETUDE DU COMPOSITE A PERMIS L'ELABORATION DE MODELES DE COMPORTEMENT NON-LINEAIRES. CEUX-CI ONT ETE IMPLANTES DANS LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS CASTEM2000. ILS ONT ETE VALIDES LORS D'UNE CORRELATION AVEC DES ESSAIS MECANIQUES REALISES SUR DES EPROUVETTES MULTI-MATERIAUX. CES ESSAIS ONT EGALEMENT PERMIS DE MIEUX COMPRENDRE LE COMPORTEMENT DE LA LIAISON COMPOSITE / CUIVRE (MODES D'ENDOMMAGEMENT ET DE RUPTURE A PLUSIEURS TEMPERATURES) SOUS SOLLICITATION DE TRACTION ET DE CISAILLEMENT. LORS D'ANALYSES D'ESSAIS DE CYCLAGE THERMIQUE PAR OBSERVATIONS MICROSCOPIQUES, LES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT DE L'ASSEMBLAGE SOUS CHARGEMENT THERMOMECANIQUE ONT ETE ETUDIES ET IDENTIFIES. ILS SE CARACTERISENT PAR L'APPARITION DE FISSURES MACROSCOPIQUES AU SEIN DU COMPOSITE, PROCHES DE L'INTERFACE AVEC LE CUIVRE. LA QUALITE DE LA CORRELATION ESSAIS / SIMULATION A PROGRESSE GRACE A LA PRISE EN COMPTE DES CONTRAINTES RESIDUELLES DE FABRICATION, L'AMELIORATION DE LA MODELISATION DES MATERIAUX EN JEU ET LES RESULTATS DES ESSAIS MECANIQUES (CARACTERISATION DE LA LIAISON COMPOSITE / CUIVRE).

Volume is indexed by Thomson Reuters BCI (WoS). This volume is a collecting scientific results of several researchers in the fields of prediction and handling of interactions between structure and process. Research programs have the primary objective analysis of the interactions between processes and structures in modern production facilities. This book presents the results of several interdisciplinary projects, focusing on different manufacturing processes such as high speed machining or metals forming. It contains experimental studies and mathematical modeling of production processes and the interactions of the machine. New advanced experimental and innovative simulation approaches are also included.

Les composants face au plasma constituent la première paroi en contact avec le plasma dans les machines de fusion telles que Tore Supra et ITER. Ces composants doivent supporter des flux importants et donc des températures élevées. Ils sont composés d'un matériau de protection, le composite carbone/carbone, d'un matériau de structure, le cuivre chrome zirconium, et d'un matériau, le cuivre doux, qui sert de couche d'adaptation entre le composite carbone/carbone et le cuivre chrome zirconium. L'utilisation de matériaux différents entraîne l'apparition de fortes contraintes résiduelles de fabrication, dues à la dilatation différentielle entre les matériaux, et compromet le fonctionnement durable des machines de fusion puisque l'endommagement apparu à la fabrication peut se propager. L'objectif de la thèse est donc d'étudier l'endommagement du composite carbone/carbone et de la liaison composite/cuivre sous les sollicitations que peuvent subir les composants face au plasma au cours de leur vie. Les comportements mécaniques du composite carbone/carbone et de la liaison composite/cuivre ont donc été étudiés afin de mettre en place les modèles les mieux adaptés à la description de leur comportement. Avec ces modèles, des calculs thermomécaniques ont été réalisés sur les composants face au plasma avec le code éléments finis Cast3M. La fabrication de ces composants engendre des contraintes élevées qui endommagent le composite carbone/carbone et la liaison composite/cuivre. L'endommagement se propage lors des retours à température ambiante et non lors de l'exposition à un flux thermique. Des géométries alternatives pour les composants face au plasma ont été étudiées pour réduire l'endommagement. La relation entre l'endommagement du composite carbone/carbone et sa conductivité thermique a également été démontrée.

LE CUIVRE RENFORCE PAR UNE DISPERSION D'ALUMINE ALLIE THEORIQUEMENT DE BONNES PROPRIETES MECANIQUES A CHAUD AVEC UNE BONNE CONDUCTIVITE THERMIQUE ET ELECTRIQUE. C'EST POURQUOI IL EST PRESSENTI POUR ETRE UTILISE COMME ABSORBEUR D'ENERGIE DANS UN FUTUR REACTEUR A FUSION CONTROLEE. LA PRESENTE ETUDE AVAIT POUR OBJET D'ETUDIER LES MECANISMES DE DEFORMATION ET D'ENDOMMAGEMENT A CHAUD MIS EN JEU DANS CE MATERIAU. IL FAIT PARTIE DE LA FAMILLE DES ODS (OXIDE DISPERSION STRENGTHENED). LA MATRICE DE CUIVRE, TRES PURE, EST RENFORCEE PAR UNE FINE DISPERSION D'ALUMINE CUBIQUE DONT LA TAILLE MOYENNE EST D'ENVIRON 20NM. ON RENCONTRE EGALEMENT DES PARTICULES D'ALUMINE HEXAGONALE ET D'OXYDE MIXTE 2B#2O#3-9AL#2O#3, LE PLUS SOUVENT SITUEES AUX JOINTS DE GRAINS, ET MESURANT ENVIRON 1 MICRON. LE COMPORTEMENT EN TRACTION ET EN FLUAGE A ETE ETUDIE DANS UN LARGE DOMAINE DE TEMPERATURE. LES RESULTATS DE FLUAGE ONT NOTAMMENT MIS EN EVIDENCE, OUTRE LA TRES BONNE RESISTANCE DU MATERIAU PAR RAPPORT A UN CUIVRE PUR, UN EXPOSANT DE CONTRAINTE ET UNE ENERGIE D'ACTIVATION EXTREMEMENT ELEVES (N COMPRIS ENTRE 20 ET 40 ET Q VARIANT DE 420KJ/MOL A 450KJ/MOL), CE QUI EST SOUVENT OBSERVE POUR LES ODS. PLUSIEURS TYPES DE MODELES PEUVENT PERMETTRE D'EXPLIQUER CE COMPORTEMENT: LE MODELE DE ARTZ SUPPOSE UNE INTERACTION ATTRACTIVE PARTICULE/DISLOCATION ENTRAINANT LA NECESSITE DE FRANCHIR UNE CONTRAINTE SEUIL POUR DETACHER UNE DISLOCATION SE TROUVANT A L'INTERFACE. ON PEUT EGALEMENT CONSIDERER UNE CONTRAINTE EFFECTIVE EN FAISANT INTERVENIR UNE CONTRAINTE SEUIL OU DE TYPE INTERNE. LE MECANISME D'ENDOMMAGEMENT MIS EN JEU A HAUTE TEMPERATURE EST VRAISEMBLABLEMENT LA CAVITATION INTERGRANULAIRE. CE PHENOMENE A ETE MIS EN EVIDENCE LORS DES ESSAIS DE TRACTION ET DE FLUAGE A CHAUD SUR LE MATERIAU A L'ETAT RECUIT. LE MINIMUM DE DUCTILITE OBSERVE EN TRACTION SUR LE MATERIAU A L'ETAT INITIAL EN EST EGALEMENT UN SIGNE

LES TRAVAUX DE RECHERCHE ONT CONSISTE EN L'ETUDE DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT ET DE RUPTURE DES MATERIAUX COMPOSITES A FIBRE ET A MATRICE CERAMIQUE. CES MATERIAUX, ELABORES PAR LA SOCIETE EUROPEENNE DE PROPULSION, SONT CONSTITUES D'UNE MATRICE DE CARBURE DE SILICIUM ET D'UNE STRUCTURE FIBREUSE, SOIT DE CARBONE (COMPOSITE C/SIC), SOIT DE CARBURE DE SILICIUM (COMPOSITE SIC (NICALON)-SIC). SUR LE PLAN MACROSCOPIQUE, L'ETUDE DU COMPORTEMENT A LA RUPTURE DES DEUX MATERIAUX S'APPUIE LARGEMENT SUR LA TECHNIQUE DES COURBES DE RESISTANCE A LA PROPAGATION DE FISSURE (COURBE R). L'ETUDE EXPERIMENTALE PERMET, D'UNE PART LA CARACTERISATION THERMOMECANIQUE DU COMPORTEMENT DE CES MATERIAUX SOUS DIVERSES CONDITIONS DE TRAITEMENTS CHIMIQUES ET THERMIQUES. D'AUTRE PART, AU VU DES RESULTATS PRECEDENTS, LA VALIDITE DES COURBES R EST DISCUTEE. CETTE ANALYSE EST COMPLETEE PAR UNE CARACTERISATION FINE DE LA FISSURE PAR RADIOGRAPHIE X ET MARQUAGE THERMIQUE. DANS LE COMPOSITE SIC/SIC, LA ZONE ENDOMMAGEE, CONSTITUEE PRINCIPALEMENT D'UNE FISSURE MATRICIELLE PONTEE PAR DES FIBRES, EST LE SIEGE DE L'ABSORPTION D'ENERGIE PAR FROTTEMENT FIBRES-MATRICE, ET LE PHENOMENE D'EXTRACTION DE FIBRES EST A L'ORIGINE DU COMPORTEMENT NON FRAGILE. LA MODELISATION THEORIQUE DE CE PHENOMENE CONDUIT A LA DETERMINATION DES DISTRIBUTIONS DE LONGUEURS EXTRAITES QUI, RELIEES A L'ANALYSE MORPHOLOGIQUE DES FACIES DE RUPTURE, PERMET DE CONCLURE SUR LE TRANSFERT DE CHARGE FIBRE-MATRICE. UNE EBAUCHE DU CALCUL DES DIFFERENTS TERMES ENERGETIQUES CONFIRME LA PART IMPORTANTE DU MECANISME D'EXTRACTION DE FIBRES. LES RESULTATS THEORIQUES SONT COMPARES A L'ETUDE EXPERIMENTALE AFIN DE PRECISER LE COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES MATERIAUX ET LES PARAMETRES MICROMECANIQUES QUI INTERVIENNENT

This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.