Caractérisation multi-échelles de vitrocéramiques pour modélisation de leurs propriétés optiques

L objectif des travaux présentés dans ce mémoire était de mettre en relation la structure et la microstructure d une vitrocéramique, communément appelée verre opale dans l industrie verrière, avec ses propriétés optiques et colorimétriques. La caractérisation du matériau a été réalisée au moyen de n...

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Bibliographic Details
Main Authors : Rio Sandra (Auteur), Deniard Philippe (Directeur de thèse), Delaval Rodolphe (Directeur de thèse), Jobic Stéphane (Directeur de thèse), Boucher Florent (Président du jury de soutenance), Pradel Annie (Rapporteur de la thèse), Frigerio Jean-Marc (Rapporteur de la thèse), Andraud Christine (Membre du jury), Bart Florence (Membre du jury)
Corporate Authors : Université de Nantes 1962-2021 (Organisme de soutenance), École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) Le Mans 2008-2021 (Ecole doctorale associée à la thèse), Université Bretagne Loire 2016-2019 (Autre partenaire associé à la thèse), Institut des Matériaux Jean Rouxel Nantes (Laboratoire associé à la thèse)
Format : Thesis
Language : français
Title statement : Caractérisation multi-échelles de vitrocéramiques pour modélisation de leurs propriétés optiques / Sandra Rio; sous la direction de Philippe Deniard et de Rodolphe Delaval et de Stéphane Jobic
Published : 2019
Note de thèse : Thèse de doctorat : Sciences des matériaux : Nantes : 2019
Conditions d'accès : Thèse confidentielle jusqu'au 18 octobre 2029.
Subjects :
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200 1 |a Caractérisation multi-échelles de vitrocéramiques pour modélisation de leurs propriétés optiques  |f Sandra Rio  |g sous la direction de Philippe Deniard et de Rodolphe Delaval et de Stéphane Jobic 
214 1 |d 2019 
230 |a Données textuelles 
304 |a Titre provenant de l'écran-titre 
314 |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans) 
314 |a Partenaire(s) de recherche : Université Bretagne Loire (COMUE), Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) (Laboratoire) 
314 |a Autre(s) contribution(s) : Florent Boucher (Président du jury) ; Christine Andraud, Florence Bart (Membre(s) du jury) ; Annie Pradel, Jean-Marc Frigerio (Rapporteur(s)) 
328 0 |b Thèse de doctorat  |c Sciences des matériaux  |e Nantes  |d 2019 
330 |a L objectif des travaux présentés dans ce mémoire était de mettre en relation la structure et la microstructure d une vitrocéramique, communément appelée verre opale dans l industrie verrière, avec ses propriétés optiques et colorimétriques. La caractérisation du matériau a été réalisée au moyen de nombreuses techniques d analyse telles que la diffraction des rayons X, la microscopie électronique, etc. Dans le cadre de cette étude, l intérêt porté à la vitrocéramique provient de son aspect visuel si particulier : blanc laiteux translucide, voire opaque. Ceci est dû à la cristallisation spontanée, dans le volume, lors du processus de fabrication, de phases binaires fluorées NaF, CaF2 et BaF2. Ce phénomène a lieu en quelques secondes alors que la matrice vitreuse silicate se solidifie emprisonnant ces nanocristaux. La détermination des paramètres propres aux nanocristaux et à la matrice vitreuse a permis la modélisation du rendu visuel via un programme basé sur le modèle des quatre flux, tenant compte du phénomène de diffusion de la lumière. Au vu des résultats concluants, l étude visant à prédire le rendu visuel issu de la seule diffusion de la lumière a ensuite été étendue au cas d une vitrocéramique colorée par ajout d oxydes métalliques dans la composition initiale. Cette modification de la composition entraîne une dispersion des éléments colorants dans la matrice et le phénomène d absorption généré peut être également modélisé. En parallèle de ces résultats, un autre axe de recherche a pu être développé, à savoir l étude de l interaction entre les phases cristallines et la matrice vitreuse qui a notamment permis d ouvrir des pistes sur la compréhension des propriétés mécaniques de la vitrocéramique. 
330 |a The aim of this work was to link the structure and the microstructure of a glassceramic, usually called opal glass in glass industry, to its optical and colorimetric properties. The characterization of the material has been carried out using numerous analytical techniques such as X-ray diffraction, electron microscopy, etc. In this study, the interest of this glass-ceramic results from its particular visual aspect: milky white translucent, almost opaque. This is due to the spontaneous crystallization of fluorinated binary phases NaF, CaF2 and BaF2, in the volume, during the manufacturing process. This phenomenon takes place in a few seconds while the vitreous silicate matrix solidifies, trapping nanocrystals. The modeling of the visual rendering via a program based on The four-flux method taking into account the intrinsic parameters of both the nanocrystals and the vitreous matrix, was used, based on the light scattering effect. According to conclusive results, the study aimed at predicting the visual rendering only from light scattering has been extended to the coloration of a glass-ceramic by metal oxides addition in the initial composition. This composition modification causes a dispersion of the coloring elements in the matrix implying to also consider the absorption effect. At the same time, another line of research was explored, which is the study of the interaction between the crystalline phases and the mechanical properties of the vitreous matrix. 
337 |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF 
371 0 |a Thèse confidentielle jusqu'au 18 octobre 2029 
541 | |a Multi-scale characterization of glass-ceramics for modeling their optical properties  |z eng 
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