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Développement et caractérisations de fibres piézoélectriques à âme métallique pour applications aéronautiques (Document en Français)
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  • http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/58a7f527-7403-4ee2-9adf-9a965813b3a3Lien brisé : nonDroits d'accès : non autorisé
Droits d'auteur : Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.

Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse consultable sur internet, en texte intégral.
Informations sur les contributeurs
Auteur : Dolay Aurélien
Dolay, Aurélien

Nom
Dolay

Prénom
Aurélien

Nationalité
Français



Date de soutenance : 17-12-2013

Directeur(s) de thèse : Courtois Christian
Courtois, Christian

Nom
Courtois

Prénom
Christian



Président du jury : Leriche Anne
Leriche, Anne

Nom
Leriche

Prénom
Anne



Membres du jury : Courtois Christian
Courtois, Christian

Nom
Courtois

Prénom
Christian


- Berton Benoît
Berton, Benoît

Nom
Berton

Prénom
Benoît


- D'Astorg Sophie
D'Astorg, Sophie

Nom
D'Astorg

Prénom
Sophie


- Lefebvre Laurent
Lefebvre, Laurent

Nom
Lefebvre

Prénom
Laurent


- Levasseur Bénédicte
Levasseur, Bénédicte

Nom
Levasseur

Prénom
Bénédicte


- Petitniot Jean-Luc
Petitniot, Jean-Luc

Nom
Petitniot

Prénom
Jean-Luc


- Rguiti Mohamed
Rguiti, Mohamed

Nom
Rguiti

Prénom
Mohamed


- Saussereau Gérard
Saussereau, Gérard

Nom
Saussereau

Prénom
Gérard


- Benkhouja Khalil
Benkhouja, Khalil

Nom
Benkhouja

Prénom
Khalil


- Nogarede Bertrand
Nogarede, Bertrand

Nom
Nogarede

Prénom
Bertrand


- Zoppitelli Elio
Zoppitelli, Elio

Nom
Zoppitelli

Prénom
Elio



Rapporteurs : Benkhouja Khalil
Benkhouja, Khalil

Nom
Benkhouja

Prénom
Khalil


- Nogarede Bertrand
Nogarede, Bertrand

Nom
Nogarede

Prénom
Bertrand




Laboratoire : Laboratoire des Matériaux Céramiques et Procédés Associés - LMCPA - Département aéroélasticité et dynamique des structures - ONERA
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
 
Informations générales
Discipline : Mécanique. Énergétique, matériaux
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés : PZTFibresPiézoélectricitéMEFActionneurCapteurEnductionMulticoucheFrittageFrittage LaserFrittage micro-ondesAdditifs de frittage.
Céramiques piézoélectriques -- Thèses et écrits académiquesFrittage (métallurgie) -- Thèses et écrits académiquesÉléments finis, Méthode des -- Thèses et écrits académiquesCristaux ferroélectriques -- Thèses et écrits académiquesTitanozirconate de plomb -- Thèses et écrits académiques

Résumé : Pour les applications aéronautiques, les fibres en céramique piézoélectrique à âme métallique permettent d'imaginer des solutions pour avoir des dispositifs actifs et des capteurs complétement intégrés dans des structures, telles que les composites renforcés par des fibres. La démarche de cette étude est d'élaborer et de caractériser de telles fibres qui présentent de nombreux avantages : l'activation en mode radial permet d'utiliser de faibles tensions de commandes, l'utilisation d'un cœur et d'une matrice conducteurs permet de s'affranchir du dépôt d'électrodes et de garantir leur continuité, la présence d'un coeur métallique améliore la résistance mécanique de la fibre, l'utilisation sous forme de fibres fines et longues permet de l'intégrer à des profils de formes complexes sur de grandes longueurs. Dans un premier temps, le procédé d'enduction est utilisé pour la réalisation de ces fibres en déposant des particules céramiques à base de titano-zirconate de plomb (PZT) sur des fils de platine. Le développement et l'optimisation d'un procédé multicouche permet de réaliser des fibres avec des épaisseurs parfaitement contrôlées pour obtenir les capacités de déformations optimales en alternant des cycles dépôt/traitement thermique avant une opération de frittage finale. La caractérisation d'échantillons massifs traités dans les mêmes conditions permet de s'assurer des propriétés piézoélectriques atteintes pendant les différents traitements thermiques. Les caractérisations électromécaniques réalisées sur les fibres permettent de vérifier le comportement en tant qu'actionneur et que capteur, bien qu'il s'avère difficile de remonter aux caractéristiques intrinsèques des fibres. Dans un second temps, une réflexion est menée sur les moyens à mettre en oeuvre pour envisager un développement à grande échelle de ce type de fibre. Dans ce sens, des expérimentations sur la mise en place du procédé continu de coextrusion avec un polymère chargé sont menées, de même que sur la réduction de la température de frittage à l'aide d'additifs pour substituer les fils en platine, mais aussi sur la réduction du temps de frittage à l'aide de techniques non conventionnelles comme le frittage laser et le frittage micro-ondes. Ces investigations ouvrent des pistes sérieuses pour imaginer une production continue de fibres piézoélectriques à âme métallique. Enfin, des travaux de modélisation par éléments finis du comportement de ces fibres, intégrées ou non dans une structure, permettent de mettre en évidence l'influence du dimensionnement des fibres sur les déformations résultantes, en fonction notamment de l'épaisseur du matériau actif déposée et des propriétés élastiques des différents éléments. Différentes configurations sont imaginées pour utiliser ces fibres dans des structures en tant qu'actionneur et capteur.
 
Informations techniques
Type de contenu : Texte
Format : PDF
 
Informations complémentaires
Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-1365
Type de ressource : Thèse




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