Les composites carbone-carbone constituent depuis une vingtaine d'années le matériau de friction standard pour les freins aéronautiques, et leur utilisation dans les applications de freinage haute performance tend à se généraliser. Cependant, si leur comportement tribologique est tout à fait satisfaisant lors de freinages intenses, il est moins satisfaisant lors de sollicitations faibles, associées à des températures inférieures à 400°C, et se traduit par une usure élevée et des instabilités de frottement. Le but de ce travail a été d'examiner ces comportements à l'aide d'un tribomètre pion - disque et en particulier de mettre en évidence le rôle de l'adsorption et de la chimie superficielle. Une première partie de l'étude, consacrée à la détermination des paramètres physiques contrôlant la transition entre des régimes de frottement faible et élevé, a permis de mettre en évidence l'existence d'une température critique voisine de 200°C, ainsi que l'existence de régions de frottement instable. Une deuxième partie a permis de préciser les divers paramètres pouvant déclencher un pic de frottement transitoire et d'établir une liaison entre usure ...
Ce livre est le troisième de la série Stockage de l'énergie - batteries et supercondensateurs dédiée à la recherche et à l’innovation dans le domaine du stockage électrochimique de l’énergie qui permet de dompter l’électricité et de la mettre chimiquement en cage. Les supercondensateurs sont des systèmes de stockage électrochimique de l’énergie et permettent de délivrer ou de stocker rapidement de fortes quantités d'énergie. Suscitant l’engouement, ils sont utilisés dans de nombreux secteurs. Supercondensateurs à base de carbone ou de matériaux pseudocapacitifs fournit les bases scientifiques afin de mieux comprendre les caractéristiques et les apports des supercondensateurs à double couche électrochimique ou à base de matériaux pseudocapacitifs. Cet ouvrage détaille leurs nombreuses applications allant de l’électronique de puissance au transport (véhicule hybride, tramway, avions…) en passant par les jouets ou les petits outillages. Leur usage dans le secteur automobile avec l’alternodémarreur permet d’assurer les fonctions stop/start et de réduire la consommation de carburant des véhicules.
L'UTILISATION PROLONGEE DES COMPOSITES CARBONE/CARBONE (C/C) EN ATMOSPHERE OXYDANTE EST LIMITEE PAR L'OXYDATION DU CARBONE QUI EST EFFECTIVE AU-DELA DE 450\C. L'OXYDATION DES COMPOSITES SE FAIT PREFERENTIELLEMENT AU NIVEAU DES INTERFACES FIBRE-MATRICE (ZONES DE FAIBLE COHESION) ET ELLE PROGRESSE TRES RAPIDEMENT DE LA SURFACE VERS LE CUR DU COMPOSITE. LE PRESENT TRAVAIL A PORTE SUR LA RECHERCHE DE PROTECTIONS INTERNES PERMETTANT D'AMELIORER LA RESISTANCE A L'OXYDATION DES COMPOSITES C/C. DANS UN PREMIER TEMPS, LES FIBRES ONT ETE SOIT TRAITEES A L'AIDE D'INHIBITEURS D'OXYDATION (H 3PO 4, H 3BO 3) SOIT REVETUES DE DEPOTS A BASE DE BORE, SILICIUM OU PHOSPHORE PAR DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR SOIT ENCORE IMPLANTEES AVEC DES IONS B +. LE COMPORTEMENT EN ATMOSPHERE OXYDANTE DES FIBRES AINSI TRAITEES, A ETE EXAMINE. DANS UNE SECONDE ETAPE, LES PREFORMES TRAITEES ONT ETE INFILTREES DE CARBONE ET LA RESISTANCE A L'OXYDATION DE CES COMPOSITES A ETE ETUDIEE. LA PRESENCE D'UN DEPOT SI-B-C RICHE EN BORE DE 100 NM AU NIVEAU DE L'INTERFACE FIBRE-MATRICE CONDUIT A UNE FORTE AMELIORATION DE LA RESISTANCE A L'OXYDATION DU COMPOSITE. ENFIN, LE COMPORTEMENT MECANIQUE A TEMPERATURE AMBIANTE DE...
Les matériaux composites carbone/carbone (C/C), constitués d'une architecture fibreuse en carbone et d'une matrice carbonée, font partie de cette classe de matériaux haute performance, avec d'intéressantes propriétés thermiques, mécaniques et tribologiques dans une large gamme de température (de -150°C à 4000°C), alliées à une faible densité. Le procédé de densification par caléfaction est une variante du procédé d'Infiltration Chimique à partir de la Phase Vapeur qui permet d'élaborer ces matériaux à partir d'une préforme fibreuse baignant dans un précurseur en ébullition, ce qui lui confère une vitesse de densification plus élevée que les autres variantes. En revanche, les puissances mises en jeu sont actuellement trop élevées pour exploiter industriellement ce procédé ; aussi une optimisation globale est-elle nécassaire. Dans cette perspective, una analyse et une modélisation à différentes échelles et une intégration de modèles sont présentées ici. Dans un premier temps, l'analyse phénoménologique et l'étude des couplages entre les différents phénomènes physiques et chimiques ont permis de proposer une modélisation basée sur...
Le comportement mecanique en traction de composites carbone/carbone evolue avec la temperature. Cette evolution a ete determinee pour des composites c/c a architecture 2,5 d grace a des essais de traction jusqu'a 2500c sous atmosphere inerte. Pour expliquer les tendances observees, le comportement mecanique en traction des fils de renfort (fils carbone) a ete evalue a diverses temperatures jusqu'a 2000c, puis le comportement des composites c/c a ete analyse a temperature ambiante, et enfin l'effet de la temperature sur les differentes caracteristiques mecaniques et morphologiques sur l'endommagement et sur l'emission acoustique a ete examine. Finalement, la contribution de facteurs preponderants tels que les proprietes des fibres, l'endommagement de la matrice, les contraintes residuelles a ete etablie.
Le comportement du matériau n'est pas parfaitement fragile et ne peut de ce fait être décrit par un paramètre unique, mais plutôt par une courbe de résistance a la propagation de la fissure en fonction de son accroissement. Diverses méthodes de détermination de cette courbe sont décrites, basées sur des mesures de complaisance et d'aire sous la courbe charge-deplacement. La propagation de fissure est étudiée suivant les deux configurations: fissure perpendiculaire ou parallèle au renfort. Les résultats montrent que l'analyse non-lineaire est plus adaptée. Il apparaît que les courbes de résistance obtenues sont une propriété intrinsèque du matériau
Ce travail concerne la modélisation du comportement des matériaux composites tridirectionnels au-delà du domaine linéaire. On interprète cette non-linéarité par une diminution de la rigidité élastique et par l'apparition de déformations résiduelles. On propose alors plusieurs modèles couplant élasticité, plasticité et endommagement qui permettent de reconstituer le comportement mécanique moyen. Nous disposons pour illustrer ces modèles des résultats d'essais de traction hors axes avec décharges élastiques et mesures des déformations transversales d'un composite carbone-carbone. L’intérêt de ce type d'essai est qu'il induit dans les directions d'orthotropie des contraintes de cisaillement. Après quelques généralités sur les matériaux composites tridirectionnels nous développons les bases thermodynamiques et phénoménologiques qui nous ont servi à mettre en place nos modèles. Nous insisterons tout particulièrement sur la description de l'endommagement. Nous présentons ensuite nos deux modèles de comportement (découplé et couple) dans le cadre général des matériaux standards généralisés. Nous terminons enfin par l'identification et à la...
Etude des figures de corrosion particulières obtenues lorsqu'on soumet des composites carbone-carbone de type "aléa d" au jet de plasma. Mise au point d'une méthode de laboratoire simple permettant de reveler l'importance de l'oxydation dans le phénomène d'ablation
Le carbone est bien plus qu'un élément chimique : un être multiple, à la fois naturel, social et culturel. Le charbon, le graphite, le diamant, le graphène, autant d'avatars du carbone que nous rencontrons quotidiennement, tant dans les phénomènes de la nature que dans les aventures humaines. L'impact du dioxyde de carbone sur le changement climatique est loin d'épuiser son rôle et le carbone n'est pas un démon extrait du sous-sol par l'humanité et qui se retournerait contre elle. Il inspire bien d'autres histoires, à commencer par celle de la vie, dont il constitue un élément essentiel grâce à sa versatilité chimique. Les nombreux modes d'existence du carbone se déploient sur diverses échelles de temps, depuis les éphémères réactions nucléaires jusqu'à l'âge de l'Univers en passant par des durées dont certaines coïncident avec celle de l'histoire humaine. Ainsi, les vies du carbone nous invitent à repenser la nôtre. Ce livre singulier, qui traite de phénomènes tantôt quotidiens et familiers, tantôt méconnus et mystérieux, combine avec originalité le style narratif de la biographie avec celui de la meilleure vulgarisation scientifique....
DANS CE TRAVAIL, ON S'EST INTERESSE AU COMPORTEMENT MECANIQUE DE MATERIAUX COMPOSITES DE TYPE CARBONE-CARBONE (CC) UTILISES DANS DES APPLICATIONS DE FREINAGE POUR VEHICULES LOURDS. ON S'EST FOCALISE SUR LE COMPORTEMENT DE CES MATERIAUX AU VOISINAGE IMMEDIAT DE LA SURFACE DE FROTTEMENT, A LA MISE EN EVIDENCE ET LA MESURE DE L'EPAISSEUR D'UNE ZONE ENDOMMAGEE. LA SOLLICITATION DE FREINAGE EST TRES COMPLEXE: ELLE COUPLE A LA SOLLICITATION MECANIQUE MOYENNE D'INTENSITE FAIBLE (COMPRESSION DES DISQUES), DES CONTRAINTES LOCALES TRES ELEVEES ALLANT JUSQU'A LA RUPTURE (USURE), UN CHAMP DE TEMPERATURE TRES ELEVE AU CONTACT, AINSI QUE DE NOMBREUX PHENOMENES PHYSICO-CHIMIQUES (OXYDATION, ETC.). CETTE COMPLEXITE NOUS A CONDUIT A ETUDIER A LA FOIS LES PRINCIPALES METHODES DE MESURE D'ENDOMMAGEMENT, ET A METTRE AU POINT DES TECHNIQUES NON STANDARDS PERMETTANT D'ACCEDER AUX INFORMATIONS RECHERCHEES. LES MESURES PHYSIQUES QUI ONT ETE UTILISEES DANS CETTE ETUDE SONT: LA PROPAGATION D'ONDES ULTRASONORES, L'IMAGERIE PAR RAYONS X, PAR MICROSCOPIE, EN TRANSMISSION ET A BALAYAGE. CES MESURES NOUS ONT PERMIS DE CONSTATER QUE L'ENDOMMAGEMENT RESULTANT DES SOLLICITATIONS DE FREINAGE N'AVAIT PAS DIFFUSE SUR ...
L'INSERTION D'ACETYLENIQUES DANS UNE LIAISON METAL-CARBONE EST UNE REACTION FONDAMENTALE DE LA CHIMIE ORGANOMETALLIQUE. LE CONCEPT D'ANALOGIE ISOLOBALE ENTRE LES ACETYLENIQUES ET LES METALLACARBYNES NOUS A INCITE A ETUDIER LA REACTIVITE DE CES DERNIERS COMPOSES VIS-A-VIS DE COMPOSES ORGANOMETALLIQUES DU PALLADIUM. NOUS AVONS AINSI MIS AU POINT L'INSERTION DE METALLACARBYNES DITS DE FISCHER DANS LA LIAISON PALLADIUM-CARBONE DE COMPOSES CYCLOPALLADES (DONT LES REACTIONS AVEC LES ACETYLENIQUES ONT ETE BIEN ETUDIEES AU LABORATOIRE). DANS PRESQUE TOUS LES CAS, CETTE REACTION PERMET D'OBSERVER LA FORMATION DE LIAISON CARBONE-CARBONE ENTRE LE CARBONE CARBYNIQUE ET LE LIGAND CYCLOPALLADE. LES DONNEES STRUCTURALES DES COMPOSES OBTENUS SONT QUASI-IDENTIQUES D'UN COMPOSE A L'AUTRE: LE FRAGMENT ALKYLIDENE FORME PAR LE COUPLAGE CARBONE-CARBONE INTERAGIT AVEC LE PALLADIUM PAR L'INTERMEDIAIRE DU CARBONE CARBENIQUE, DU METAL M ET D'UN LIGAND CARBONYLE. DANS PLUSIEURS DE CES REACTIONS, DES COMPOSES CONTENANT UNE FONCTION ALKYLIDYNE EN PONT ENTRE LES DEUX METAUX SE FORMENT PREALABLEMENT AU COUPLAGE CARBONE-CARBONE. DANS CES DERNIERS COMPLEXES LE METALLACARBYNE JOUE LE ROLE D'UN LIGAND A DEUX...
L'ELABORATION INDUSTRIELLE DE COMPOSITES CARBONE-CARBONE PAR DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR SE REVELE TRES SENSIBLE AUX CONDITIONS OPERATOIRES (TEMPERATURE, PRESSION...). LA MODELISATION DES TRANSFERTS DE MATIERE DANS UN PORE CYLINDRIQUE FOURNIT DES INDICATIONS PERTINENTES PERMETTANT D'OPTIMISER LES CONDITIONS DE DENSIFICATION DE SUBSTRATS ALEATOIRES. ON A D'ABORD CARACTERISE LE SUBSTRAT DE FIBRES DE CARBONES, REALISE UNE ETUDE CINETIQUE SUR LE DEPOT DE PYROCARBONE PAR PYROLYSE DU METHANE ET QUANTIFIE LE TRANSFERT DE MATIERE DANS PORE. A PARTIR DES RESULTATS, ON A ELABORE UN MODELE MATHEMATIQUE ORIGINAL RENDANT COMPTE DE LA DENSIFICATION DE PORES DROITS CYLINDRIQUES. EN CONSIDERANT LE SUBSTRAT APRES RIGIDIFICATION COMME UN ENSEMBLE DE PORES DE MEME TORTUOSITE SANS INTERCONNEXION, LE MODELER PERMET DE DECRIRE DE FACON SATISFAISANTE LA DENSIFICATION DE DIVERS SUBSTATS DANS DES CONDITIONS OPERATOIRES VARIEES
L'ETUDE PORTE SUR LA COMPREHENSION D'UN PROCEDE DE DENSIFICATION RAPIDE DE COMPOSITES CARBONE/CARBONE A PARTIR D'UN PRECURSEUR LIQUIDE. SUR UNE PREMIERE INSTALLATION DE TYPE PILOTE A CHAUFFAGE INDUCTIF, L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE ET DES PRECURSEURS, ESSENTIELLEMENT AROMATIQUES ET AROMATIQUES MONOHALOGENES, A ETE REGARDEE. LES NOUVEAUX PRECURSEURS CONDUISENT A UNE CINETIQUE PLUS RAPIDE ET A UN MEILLEUR RENDEMENT EN CARBONE, A UN PYROCARBONE TOUJOURS DE TEXTURE LAMINAIRE RUGUEUSE, POLYNUCLEEE DANS LE CAS DES PRECURSEURS HALOGENES, MAIS LEGEREMENT PLUS DESORIENTE QUE LE CAS DU CYCLOHEXANE. AVEC LA REALISATION D'INSTALLATIONS A L'ECHELLE DU LABORATOIRE, NOUS AVONS PU EXPLORER LES MECANISMES MIS EN JEU DANS LE PROCEDE PAR UNE MESURE DE LA VITESSE DE DEPOT OBSERVEE SUR UN MONOFILAMENT DE 7 M DE DIAMETRE PAR MICROSCOPIE OPTIQUE, ET FAIRE UNE ETUDE DE L'INFLUENCE DU MODE DE CHAUFFAGE (RESISTIF/INDUCTIF). UN MODELE SIMPLE PERMET A PARTIR DES DONNEES EXPERIMENTALES DE REMONTER A UNE APPROXIMATION DES GRADIENTS THERMIQUES DANS LA ZONE DE DENSIFICATION EN RELIANT LA VITESSE DE DEPOT SUR LES FIBRES ET LA VITESSE DE DENSIFICATION. UN SECOND MODELE TRAITE DE LA PROPAGATION DU FRONT DE...
Les performances thermomécaniques des composites carbone/carbone permettent leur utilisation thermostructurale. Afin de dimensionner correctement les structures, il est nécessaire de connaître le comportement mécanique du composite sous des sollicitations multiaxiales. Un appareillage spécifique de sollicitations multiaxiales de type traction-cisaillement a été conçu et réalisé lors de ce travail. On a déterminé le comportement mécanique et les différents mécanismes d'endommagement de traction ou de compression dans les axes et hors axes d'orthotropie du matériau. Le modèle utilisé pour rendre compte de cet endommagement est fondé sur la mécanique des milieux continus endommageables, les déformations anélastiques induites par l'endommagement étant traitées par la théorie de la plasticité. Les observations au microscope des modes d'endommagement de la matrice conduisent à la formulation d'hypothèses simplificatrices physiquement acceptables. Le modèle a été identifié à l'aide des essais de traction et de compression dans les axes de symétrie du matériau. Les essais de traction/cisaillement ont permis de compléter l'étude du comportement du...
LE BUT DE CETTE THESE EST D'ETUDIER LE COMPORTEMENT TRIBOLOGIQUE DE QUATRE MATERIAUX COMPOSITES TYPE CARBONE/CARBONE ET CARBONE/SIC SUR UN BANC DE FREINAGE INDUSTRIEL DANS TROIS ENVIRONNEMENTS (SEC, HUMIDE ET NEUTRE). L'ETUDE DU COMPORTEMENT EST COMPLETEE PAR UNE SERIE D'EXPERIMENTATIONS DE LABORATOIRE DESTINEES A ILLUSTRER ET QUANTIFIER LES PROCESSUS ELEMENTAIRES DE DEGRADATION DE SURFACE. LA MISE EN PARALLELE DES EXPERIENCES INDUSTRIELLES ET DE LABORATOIRE PERMET D'ETABLIR LES FACTEURS INFLUANT SUR LE COMPORTEMENT ET L'ENDOMMAGEMENT DE CES MATERIAUX. CES FACTEURS TELS QUE L'ARCHITECTURE FIBREUSE, LE TAUX DE GRAPHITATION DE LA MATRICE, LE TAUX DE POROSITE, LA VITESSE INITIALE DE FREINAGE, L'AMBIANCE, SONT PLUS MOINS PREPONDERANTS. LES EXPERIMENTATIONS DE SCLEROMETRIE ET D'ABRASION AINSI QUE LES ENDOMMAGEMENTS DE SURFACE PAR FLUX THERMIQUE PERMETTENT DE CERNER LE PROCESSUS D'USURE, COMBINAISON ENTRE ABRASION ET USURE TRIBOCHIMIQUE. DEUX MODELES THERMIQUES MACROSCOPIQUES ADAPTES AUX APPLICATIONS DE FREINAGES SONT DEVELOPPES. L'UN, ANALYTIQUE, PERMET UNE APPROCHE RAPIDE DES PHENOMENES THERMIQUES DANS UNE OPTIQUE DE DEVELOPPEMENT. LE SECOND, NUMERIQUE AUX DIFFERENCES FINIES BASE SUR...
LES MATERIAUX CARBONE-CARBONE (C-C) ONT ETE CONCUS DES LE DEBUT DES ANNEES 1960 POUR RESISTER A DES TEMPERATURES ELEVEES DANS LE DOMAINE AEROSPATIAL. LEURS CARACTERISTIQUES PHYSIQUES LEUR PERMETTENT UN DOMAINE D'APPLICATION TRES VASTE DANS INDUSTRIE. LE PRINCIPAL DOMAINE D'APPLICATION DE CES MATERIAUX CONCERNE L'ENVIRONNEMENT HAUTEMENT ENERGETIQUE, TEL QUE LE FREINAGE OU LES RENTREES DANS L'ATMOSPHERE. NOS TRAVAUX PORTENT SUR UN COMPOSITE C-C 4D CONCU POUR UN FREINAGE TRES DISSIPATIF DANS LE CAS DES AVIONS. L'OBJECTIF PRINCIPAL DE CETTE THESE EST LA MODELISATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DU C-C 4D, A LA FOIS A L'ECHELLE MACROSCOPIQUE ET MESOSCOPIQUE. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS ETUDIONS LES CONSEQUENCES VOLUMIQUES DES REACTIONS THERMOMECANIQUES SUR LE MATERIAU C-C 4D POST FREINAGE ET SUR LE MATERIAU SAIN PAR L'INTERMEDIAIRE D'ESSAIS VOLUMIQUES ET SURFACIQUES, COMPRESSION, TRACTION ET DURETE RESPECTIVEMENT. LES ESSAIS DE CARACTERISATION QUE NOUS AVONS EFFECTUES METTENT EN EVIDENCE QUE LE COMPORTEMENT GLOBAL DU MATERIAU EST ELASTO-PLASTIQUE ECROUISSABLE ET ENDOMMAGEABLE ET QU'IL NE PRESENTE PAS UNE DIFFERENCE NOTABLE DE COMPORTEMENT VOLUMIQUE DUE AUX SOLLICITATIONS THERMOMECANIQUES ...
Les carbones en particulier le graphite, sont très utilisés dans le domaine de la tribologie. Leur domaine de coefficient de frottement permet des applications spécifiques : u faible pour les paliers et u fort pour les freins. Les collecteurs électriques nécessitent un emploi des matériaux ayant des propriétés mécaniques élevées tout en gardant celles du graphite, d'où l'emploi de composites C-C. Notre étude consite à évaluer le comportement tribologique de deux types de composites C-C de structures différentes, l'un étant issé en "taffetas" 2D et l'autre "tricoté" en 3D, avec et sans courant électrique, dans une configuration pion en cuivre/disque en composite. L'étude tribologique des deux couples est menée sans courant électrique sous atmosphère ambiante. Deux états des deux couples est menée sans courant électrique sous atmosphère ambiante. Deux états de frottement ont été obtenus pour le couple cuivre/composite C-C 2D. L'un est caractérisé par un frottement faible et une usure faible, l'autre pour un frottement élevé et une usure sévère et un état intermédiaire dont le coefficient de frottement u est compris entre 0.3 et 0.6. Pour un...
ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE DES METHODES DE PREPARATION ET DES PROPRIETES DES DIVERS TYPES DE CARBONE DEPOSES EN PHASE VAPEUR (PYROCARBONES). FABRICATION DE COMPOSITES PAR DEPOT DU PYROCARBONE SUR DES SUBSTRATS CARBONES POREUX (FEUTRE DE CARBONE). PROPRIETE DE CES COMPOSITES ET MICROSTRUCTURE.
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...
La quatrième de couverture indique : "Le Carbone dans tous ses états fait le bilan des connaissances actuelles sur l'élément carbone et, en particulier, sur les diverses formes cristallines qu'il permet de générer : diamant, graphite et fullerène. Se plaçant d'abord dans le cadre historique des études sur ces matériaux, pour arriver aux récentes découvertes des molécules de la famille du C60 les auteurs passent en revue les aspects chimiques et physiques de ces systèmes. Les propriétés (thermodynamiques, structurales, électroniques, électriques, optiques, magnétiques) sont décrites et, le cas échéant, les applications technologiques potentielles sont discutées. Ce livre s'adresse à tous les étudiants, enseignants et chercheurs qui s'interessent à la matière en général, aux matériaux avancés et à leurs applications."
PROPOSITION D'UNE METHODE D'ELABORATION-INFILTRATION PAR CVD D'UNE PREFORME POREUSE QUI S'APPLIQUE A TOUT MATERIAU SUSCEPTIBLE D'ETRE TRANSFORME EN PHASE VAPEUR ET QUI PRESENTE UNE BONNE COMPATIBILITE CHIMIQUE AVEC LE CARBONE. PROPOSITION D'UN TRAVAIL QUI DEBOUCHE DIRECTEMENT SUR D'AUTRES FAMILLES DE COMPOSITES, A TEXTURE BI OU MULTIDIRECTIONNELLE, DANS LESQUELS LA COMPOSITION DE LA MATRICE POURRA ETRE AJUSTEE DE MANIERE PRECISE AUX CONDITIONS D'EMPLOI
L'utilisation des composites C/C reste encore très limitée; des efforts importants sont menés pour développer de nouveaux procédés de fabrication moins coûteux. L'objectif de cette recherche était d'évaluer la potentialité d'une nouvelle génération de brai synthétique 100% anisotrope à taux de coke élevé comme précurseur de matrice de carbone. A partir des caractérisations du brai et de son comportement lors de la pyrolyse, un procédé de densification à basse pression a été développé. Les matériaux composites C/C ainsi réalisés ont été caractérisés au plan structural, microstructural, thermique, mécanique et en dilatation. Le comportement mécanique plus linéaire et moins endommageable comparé à celui des C/C obtenus par voie gazeuse peut être expliqué par la texture de la matrice ex-brai anisotrope et la présence de liaisons fortes fibre/matrice résultant de la réactivité du brai avec les fibres.
Les composites carbone-carbone constituent depuis une vingtaine d'années le matériau de friction standard pour les freins aéronautiques, et leur utilisation dans les applications de freinage haute performance tend à se généraliser. Cependant, si leur comportement tribologique est tout à fait satisfaisant lors de freinages intenses, il est moins satisfaisant lors de sollicitations faibles, associées à des températures inférieures à 400°C, et se traduit par une usure élevée et des instabilités de frottement. Le but de ce travail a été d'examiner ces comportements à l'aide d'un tribomètre pion - disque et en particulier de mettre en évidence le rôle de l'adsorption et de la chimie superficielle. Une première partie de l'étude, consacrée à la détermination des paramètres physiques contrôlant la transition entre des régimes de frottement faible et élevé, a permis de mettre en évidence l'existence d'une température critique voisine de 200°C, ainsi que l'existence de régions de frottement instable. Une deuxième partie a permis de préciser les divers paramètres pouvant déclencher un pic de frottement transitoire et d'établir une liaison entre usure ...
La forêt joue un rôle primordial dans la lutte contre le changement climatique. Elle séquestre chaque année une partie des émissions anthropiques de gaz à effet de serre, et atténue ainsi les effets du changement climatique. Les produits bois transformés stockent le carbone tout au long de leur vie. Utilisé dans la construction, le bois se substitue à des matériaux énergivores (aluminium, acier, béton, PVC) ; et utilisé comme combustible, il pallie l'épuisement des ressources non renouvelables (pétrole, gaz, charbon…). Ce livre constitue la synthèse des connaissances pour comprendre et optimiser ce triptyque vertueux en forêt : séquestrer, stocker, substituer. Il fournit également les outils nécessaires pour réaliser des projets d'atténuation du changement climatique en forêt. Qu'est-ce qu'un itinéraire sylvicole « carbone + » ? Quels types de travaux forestiers ? Pourquoi regrouper les propriétés ? Quelles modalités de financement pour les entreprises ou les collectivités ? Quels intérêts pour les propriétaires et les financeurs ? Le propriétaire qui s'interroge sur la part que peut prendre sa forêt dans l'atténuation du changement...
Les composites granulaires carbone-carbone sont issus de la pyrolyse entre 1000ʿC et 2800ʿC d'un mélange de grains de coke de taille millimétrique et de fines (grains de coke ou d'anthracite de taille micrométrique) cimentés par un liant organique (un brai dans le cas présent) qui assure la cohésion du matériau. Les caractéristiques physico-chimiques, texturales et structurales de chacun des composants (grains, fines, brais) ainsi que leur mode d'association sont à l'origine de l'organisation multi-échelles acquise au cours d'une succession d'étapes de carbonisation et de graphitisation. Notre étude montre l'effet prépondérant de la nature des fines sur cette organisation multi-échelles. Celle-ci a été corrélée à des propriétés macroscopiques, en particulier la carboxyréactivité et les propriétés mécaniques. Ce travail a permis d'étudier d'un point de vue fondamental la carbonisation de brais (de compositions variées) dans un milieu géométriquement limité formé d'espacements inter-granulaires de dimensions infra-millimétriques à micrométriques. Ainsi, nous avons montré que les domaines anisotropes de cokes de brais ainsi obtenus sont plus...
Cette publication a été lancée lors du colloque international sur le carbone organique du sol (GSOC) qui s’est tenu au siège de la FAO (Rome, 21-23 mars 2017). Pour les preneurs de décisions et les praticiens, il offre une vue d’ensemble sur les principaux faits et informations scientifiques concernant les connaissances actuelles et les lacunes de savoirs sur le carbone organique du sol. Elle met en lumière la manière dont une meilleure information et de bonnes pratiques peuvent être mises en place pour soutenir l’élimination de la faim, l’adaptation et l’atténuation du changement climatique et l’atteinte d’un développement durable global.
LA DUREE DE VIE DES COMPOSITES C/C EST CONDITIONNEE, DANS DE NOMBREUSES APPLICATIONS, PAR LA NATURE DE L'ENVIRONNEMENT OXYDANT RENCONTRE. LEUR OXYDATION A D'ABORD ETE CARACTERISEE SUR LE PLAN PHYSICO-CHIMIQUE EN FONCTION DES CONDITIONS D'OXYDATION (TEMPERATURE, HUMIDITE ET PRESENCE DE CATALYSEUR TEL QUE LE CARBONATE DE POTASSIUM). PUIS LES PERTES DE PROPRIETES MECANIQUES ONT ETE QUANTIFIEES ET CORRELEES AUX CONDITIONS D'OXYDATION. EN ABSENCE DE CATALYSEUR, LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES CHUTENT DES LES PREMIERS POURCENTS D'OXYDATION SUITE A L'ATTAQUE PREFERENTIELLE DE LA ZONE INTERFACIALE FIBRE/MATRICE. LA PRESENCE DE K#2CO#3 ENTRAINE UNE AUGMENTATION DE LA VITESSE D'OXYDATION MAIS UNE CHUTE MOINDRE DES PROPRIETES MECANIQUES A ISO-TAUX D'OXYDATION SUITE A UNE OXYDATION LOCALISEE PLUS EN SURFACE. LA PRESENCE D'HUMIDITE NE FAIT QUE RENFORCER L'ACTION DU CATALYSEUR
Ce manuscrit présente l’utilisation d’un système catalytique composé d'un précurseur de ruthénium(II) ou (III) et d’un réducteur associés à un ligand pour le développement de réactions de formation de liaisons C-C et C-O économiques en atomes. Plus particulièrement, la flexibilité de ce système catalytique au niveau du ligand permet d’adapter les propriétés électroniques et stériques du catalyseur et de développer de nouvelles réactivités. Ainsi, les réactions d’hydroarylation et d’hydroalcénylation d’alcènes ont pu être réalisées, de même que le couplage direct de deux alcènes et la formation d’esters à partir d’aldéhydes par réaction de Tishchenko. De plus, l’utilisation d’un accepteur d’hydrures a permis la mise au point de processus tandem par des séquences déshydrogénation/formation de liaisons C-C et C-O. Dans ces conditions, nous avons pu mettre au point la fonctionnalisation d’arylalkylméthanol par réaction tandem oxydation/hydroarylation, ainsi que la formation d’esters et de lactones à partir d’alcools et de diols. La formation de polyesters par une approche originale à partir de diols a également...