A strong-contrast statistical theory for the effective properties in heterogeneous media : application to effective conductivity

par Amine Mikdam

Thèse de doctorat en Mécanique des matériaux

Sous la direction de Yves Rémond et de Saïd Ahzi.

Soutenue en 2009

à Strasbourg .

  • Titre traduit

    Modélisation des propriétés effectives des matériaux hétérogènes : Application à la conductivité effective


  • Résumé

    Les hétérogénéités des matériaux peuvent être dues soit à la présence de plusieurs phases physiques dont l’organisation atomique ou moléculaire est différente (polymères semi-cristallins ou polycristaux), soit à la présence de constituants différents (matériaux composites). Pour déterminer les propriétés physiques de ces matériaux, l’expérimentation reste nécessaire bien que coûteuse. D’autres inconvénients comme la durée des expériences et la difficulté à les mettre en œuvre compliquent le travail du chercheur ou de l’ingénieur. La modélisation des propriétés effectives par des modèles analytiques se positionne donc comme une alternative performante pour la compréhension du comportement de ces matériaux. De nombreux modèles analytiques permettent de prédire les propriétés effectives des matériaux hétérogènes en fonction de la fraction volumique de chacune de leurs phases. Cependant, ces modèles sont fondés sur des simplifications géométriques éloignées de la microstructure réelle du matériau. Ce travail se propose d’étudier la conductivité effective (électrique ou thermique) des matériaux hétérogènes on se fondant sur une approche statistique qui permet de prendre en compte les détails de la microstructure via des fonctions de probabilité.


  • Résumé

    Heterogeneities of materials may be due either to different atomic or molecular organization in the same material (semi-crystalline polymer or polycrystals), or to the presence of different constituents (composite materials). To determine the physical properties of these materials, experimentations, although expensive, is still necessary. Other disadvantages such as difficulty of implementing experimental procedures complicate the work of the researchers and engineers. Therefore modeling the effective properties using analytical models is positioned as a performance alternative to facilitate the understanding of the behavior of these heterogeneous materials. Many analytical models based on the volume fraction of each phase are used to predict the effective properties of heterogeneous materials. However, these models are based on different geometrical simplifications of the real material’s microstructure. This work investigates the modeling of effective conductivity (electrical or thermal) of heterogeneous materials using statistical continuum theory. This methods use probability functions to take into account the microstructure distribution, shape of constituents and their orientations.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (120 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 98-108

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service des bibliothèques. Bibliothèque L'Alinéa.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2009;0372
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.