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Affiche du document Sound: Stop Faking It!

Sound: Stop Faking It!

William C. Robertson

1h29min15

  • Sciences formelles
  • Youscribe plus
119 pages. Temps de lecture estimé 1h29min.
Muddled about what makes music? Stuck on the study of harmonics? Dumbfounded by how sound gets around? Now you no longer have to struggle to teach concepts you really don’t grasp yourself. Sound takes an intentionally light touch to help out all those adults—science teachers, parents wanting to help with homework, home-schoolers—seeking necessary scientific background to teach middle school physics with confidence. The book introduces sound waves and uses that model to explain sound-related occurrences. Starting with the basics of what causes sound and how it travels, you’ll learn how musical instruments work, how sound waves add and subtract, how the human ear works, and even why you can sound like a Munchkin when you inhale helium. Sound is the fourth book in the award-winning Stop Faking It! Series, published by NSTA Press. Like the other popular volumes, it is written by irreverent educator Bill Robertson, who offers this Sound recommendation: “One of the coolest activities is whacking a spinning metal rod to create a ‘wah-wah’ effect. It’s a simple activity, the explanation incorporates several interesting properties of sound. This activity is in Chapter 5. I suggest you try it and see!”
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Affiche du document Energy: Stop Faking It!

Energy: Stop Faking It!

William C. Robertson

1h35min15

  • Sciences formelles
  • Youscribe plus
127 pages. Temps de lecture estimé 1h35min.
Confounded by kinetic energy? Suspect that teaching about simple machines isn’t really so simple? Exasperated by electricity? If you fear the study of energy is beyond you, this entertaining book will do more than introduce you to the topic. It will help you actually understand it. At the book’s heart are easy-to-grasp explanations of energy basics—work, kinetic energy, potential energy, and the transformation of energy—and energy as it relates to simple machines, heat energy, temperature, and heat transfer. Irreverent author Bill Robertson suggests activities that bring the basic concepts of energy to life with common household objects. Each chapter ends with a summary and an applications section that uses practical examples such as roller coasters and home heating systems to explain energy transformations and convection cells. The final chapter brings together key concepts in an easy-to-grasp explanation of how electricity is generated. Energy is the second book in the Stop Faking It! series published by NSTA Press. Titles in the series are written with clarity, creative flair, and special empathy for science teachers and parents in search of a stress-free way to learn the basics.
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Affiche du document Introduction à la microscopie électronique en transmission

Introduction à la microscopie électronique en transmission

Rolly Jacques Gaboriaud

2h53min15

  • Sciences formelles
231 pages. Temps de lecture estimé 2h53min.
Ce livre propose une introduction claire et accessible à la microscopie électronique en transmission (MET). Il s’agit d’une approche basique de cette méthode de caractérisation des matériaux en général et des solides cristallins en particulier, en consacrant une part importante à l’imagerie des dislocations et autres défauts des structures cristallines.L’application de la MET à la physique du solide a connu un essor considérable avec l’avènement de technologies toujours plus novatrices dans l’étude de la matière condensée. Ces performances nécessitent une approche théorique très élaborée parfois inspirée de celle des rayons X. C’est notamment le cas pour une application courante de cette microscopie : l’étude des défauts cristallins qui jouent un rôle primordial dans les propriétés physiques des matériaux.L’apprentissage dans le domaine de la caractérisation des matériaux nécessite une approche graduelle, qui évolue en fonction des avancées constantes des performances des microscopes.Bien que la MET soit une méthode très sophistiquée, cet ouvrage adopte une approche pragmatique, destinée principalement aux étudiants de master, aux élèves ingénieurs, aux postdoctorants et aux chercheurs non spécialistes de cette technique. Il propose une progression permettant de comprendre les principes et les applications de cette technologie tout en fournissant les bases théoriques nécessaires.Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIChapitre 1 • Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Un peu d’histoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Chapitre 2 • Éléments d’optique électronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1 Le canon à électrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 L’optique électronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3 Les lentilles électrostatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.4 Les lentilles magnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.5 La trajectoire de l’électron dans l’entrefer d’une lentille magnétique 112.6 Le mouvement de l’électron dans le plan méridien tournant . . . . . . 162.7 La courbure de la trajectoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.8 La résolution de l’équation différentielle dans le méridien tournant . 172.9 La distance focale d’une lentille magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.10 Les aberrations des systèmes optiques et applications aux lentilles magnétiques ... 202.11 Le pouvoir de résolution des lentilles magnétiques . . . . . . . . . . . . . . 222.12 La comparaison entre lentille magnétique et système optique classique . . . 232.13 Le grandissement permettant la résolution atomique . . . . . . . . . . . . 232.14 La résolution due à l’échantillon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Chapitre 3 • Le microscope électronique en transmission . . . . . . . . . . . . 253.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2 Le microscope électronique en transmission (MET) . . . . . . . . . . . . . 263.3 La lentille objectif d’un MET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.4 La longueur de caméra L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.5 Le vide dans la colonne du microscope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.6 L’analyse physico-chimique dans un MET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Chapitre 4 • La diffraction des électrons – L’approximation de Born . . . 354.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.2 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364.3 La diffusion élastique des électrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364.4 La diffusion par un atome – Aspect corpusculaire . . . . . . . . . . . . . . . 374.5 La diffusion par un atome – Aspect ondulatoire . . . . . . . . . . . . . . . . 384.6 L’équation de Schrödinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.7 Le cas d’une particule libre (pas de potentiel d’interaction) . . . . . . . 404.8 Le cas d’une particule dans un potentiel V(x, y, z) . . . . . . . . . . . . . . . 414.9 L’équation de Schrödinger indépendante du temps . . . . . . . . . . . . . . 424.10 La résolution de l’équation de Schrödinger par la fonction de Green 434.11 L’approximation de Born . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.12 La relation entre σ(θ, ϕ) et f (θ, ϕ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474.13 Le calcul de f(θ) : l’effet du noyau et du nuage électronique . . . . . . 484.14 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Chapitre 5 • La théorie dynamique de la diffraction des électrons . . . . . 535.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535.2 Le principe du calcul par la méthode optique (diffraction de Fresnel) 545.3 Rappel : cas de la théorie cinématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.4 Le cas de la théorie dynamique en deux ondes : Ek − Ek0 = Eg . . . . . . . 555.5 Les diffractions élémentaires provoquées par une couche dz à la profondeur z par les deux ondes 8o(z) et 8g (z) . . . . . . . . . . . . . . . . 575.6 8o(z) diffractée par la tranche dz : calcul de d8oo . . . . . . . . . . . . . . 585.7 8o(z) diffractée par la tranche dz : calcul de d8og . . . . . . . . . . . . . . 655.8 8g (z) diffractée par la tranche dz : calcul de d8gg et d8go . . . . . . . 695.9 L’expression de l’intensité diffractée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Chapitre 6 • Diffraction des électrons par un cristal – Approximation cinématique . ... 736.1 La diffraction des électrons par deux atomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.2 La diffraction des électrons par un cristal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746.3 La diffraction des électrons par un cristal à un atome par maille . . . 776.4 La répartition de l’intensité diffractée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796.5 La propriété du vecteur Eg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816.6 Le vecteur Eg : réflexion de Bragg et réseau réciproque . . . . . . . . . . . . 816.7 L’intensité diffractée au voisinage de la position de Bragg en conditions cinématiques . . .826.8 La diffraction des électrons par un échantillon mince . . . . . . . . . . . . 856.9 La sphère d’Ewald . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866.10 Le relâchement des conditions de diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876.11 La diffraction des électrons par un cristal ayant un motif cristallin . 886.12 L’image d’un cristal parfait : contraste de diffraction . . . . . . . . . . . . . 906.13 L’approximation de la colonne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916.14 L’étude de l’intensité diffractée par une colonne en fonction del’épaisseur t et de l’écart s à la position de Bragg . . . . . . . . . . . . . . . . 936.15 Variations de l’intensité diffractée en fonction de l’épaisseur t . . . . . 946.16 Les variations de l’intensité en fonction de l’inclinaison de l’échantillon . . . . . 976.17 Résumé sur l’image d’un cristal mince parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Chapitre 7 • L’imagerie de défauts cristallins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997.1 Les contrastes dus à des défauts cristallins par la théorie cinématique 997.2 Le repérage des atomes dans un cristal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997.3 Les défauts d’empilement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007.4 Les dislocations dans les solides cristallins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057.4.1 Bref rappel sur le concept de dislocation dans un solide . . . . 1067.4.2 Application aux solides cristallins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077.4.3 Remarques sur le sens du vecteur Eb et sur le sens de la dislocation EL . . .. 1097.4.4 La détermination du vecteur de Burgers Eb. . . 1097.5 Le contraste provoqué par une dislocation de type vis . . . . . . . . . . . . 1107.6 L’étude du contraste de la dislocation par la construction de Fresnel 1127.7 La formation d’images doubles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1167.8 Le contraste d’une dislocation vis inclinée dans une lame mince . . . 1187.9 Les exemples d’expériences en MET sur des dislocations de différents types . . .. . 1207.9.1 Cas 1 : Dislocations partielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217.9.2 Cas 2 : Dipôle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217.9.3 Cas 3 : Super dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1227.10 Les boucles lacunaires et interstitielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1227.11 La détermination du vecteur de Burgers d’une dislocation . . . . . . . . 1247.12 Exemple : cas des boucles de dislocations prismatiques . . . . . . . . . . . 1257.13 Le cas de précipités dans une matrice cristalline . . . . . . . . . . . . . . . . 1267.14 Les critères d’extinction et la détermination du vecteur de Burgers d’une dislocation . . . 1277.15 Des exemples de contraste de dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1287.16 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130Chapitre 8 • L’imagerie de défauts cristallins par la méthode du faisceau faible (Weak Beam) 1318.1 Rappel sur le contraste en fonction de l’écart à la position de Bragg Es1318.2 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1328.3 Le principe expérimental du contraste en faisceau faible . . . . . . . . . . 1338.4 L’approche qualitative du contraste des dislocations en faisceau faible1348.5 Le principe du faisceau faible dans une colonne . . . . . . . . . . . . . . . . 1358.6 Le contraste en faisceau faible et le diagramme de phase . . . . . . . . . . 1358.7 La position de la colonne donnant le maximum d’intensité : Xm . . 1378.8 Les calculs de l’intensité maximum Imax et du contraste de la dislocation . . . . .. . . 1418.9 Le calcul du contraste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1438.10 Le calcul de la largeur de l’image à mi-hauteur 1x . . . . . . . . . . . . . . 1438.11 Exemples de contrastes de dislocations par la méthode du faisceau faible . .. . . 147Chapitre 9 • L’imagerie de réseau : TEM haute résolution . . . . . . . . . . . . 1499.1 Introduction : Imagerie de réseau et Microscopie électronique en transmission haute résolution (METHR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1499.2 La formation de l’image en METHR (Imagerie de réseau) . . . . . . . . 1519.3 Le déphasage instrumental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1519.3.1 Le déphasage entre faisceaux focalisés et défocalisés . . . . . . . 1529.3.2 Le déphasage dû à l’aberration de sphéricité . . . . . . . . . . . . . 1529.3.3 Le rôle du diaphragme objectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1559.3.4 Le rôle des cohérences du faisceau d’électrons . . . . . . . . . . . . 1569.4 La fonction d’onde à la sortie de l’objet - La fonction transparence . 1589.5 Le spectre des fréquences spatiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1609.6 Le cas d’un objet de phase pure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1619.7 La fonction d’onde et l’intensité dans le plan image . . . . . . . . . . . . . 1629.8 L’analyse des fréquences spatiales qui sont présentes dans l’image : diffractogramme optique (ou numérique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1639.9 Le contraste de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1659.9.1 L’approximation de l’objet de phase : l’ordre de grandeur de l’épaisseur que devrait avoir l’échantillon . . . . . . . . . . . . . 1669.9.2 Le principe du contraste de phase en optique photonique : la comparaison avec la microscopie électronique . . . . . . . . . . 1669.10 L’interprétation des images dans le cas d’un objet de phase . . . . . . . . 1699.11 L’étude de la fonction de transfert (CTF : Contrast Transfer Function) . . . .. 1709.11.1 La défocalisation de Scherzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1709.11.2 La résolution de Scherzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1739.11.3 Remarques sur la fonction de transfert (CTF) . . . . . . . . . . . . 1749.12 La mesure de la défocalisation et de la résolution à partir d’un diffractogramme optique ou numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1759.13 L’abaque de la fonction de transfert généralisée . . . . . . . . . . . . . . . . . 1799.14 Exemples d’études réalisées en imagerie de réseau . . . . . . . . . . . . . . . 180Chapitre 10 • Diffusion et diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18310.1 Le diagramme de Kikuchi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18310.2 Les causes de la diffraction de Kikuchi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18410.3 L’utilité des lignes de Kikuchi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18610.3.1 L’orientation et la détermination des plans cristallographiques à partir d’un diagramme de Kikuchi . . . . 18710.3.2 Le vecteur écart à la position de Bragg Es . . . . . . . . . . . . . . . . . 18810.4 La diffraction des électrons en faisceau convergent . . . . . . . . . . . . . . 18910.5 Les franges de Kossel-Möllensted . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19110.6 La mesure de l’épaisseur d’une lame mince par la diffraction en faisceau convergent .. . 19310.7 Les pseudo-lignes de Kikuchi en faisceau convergent . . . . . . . . . . . . 19410.8 Les lignes des zones de Laue supérieures (ZLS) et les variations de paramètre cristallin  19510.9 Le faisceau convergent à grand angle (LACBED) . . . . . . . . . . . . . . . 19610.10 L’expérimentation en faisceau convergent défocalisé (LACBED) . . 197Chapitre 11 • Les analyses physico-chimiques en MET . . . . . . . . . . . . . . . 20111.1 L’émission des rayons X – L’interaction avec la matière . . . . . . . . . . . 20211.1.1 Le rayonnement de freinage (Bremsstrahlung) . . . . . . . . . . . 20211.1.2 Le rayonnement X caractéristique : la désexcitation radiative 20211.2 La diffusion inélastique à grand angle et contraste en Z (HAADF) . 20311.3 La spectroscopie de pertes d’énergie électronique (EELS) . . . . . . . . . 20411.3.1 Les processus d’interactions inélastiques . . . . . . . . . . . . . . . . 20411.3.2 Un bref rappel sur les interactions collectives électrons-matière . . . . 20511.4 Le spectre de pertes d’énergie électronique (EELS) . . . . . . . . . . . . . . 20611.5 Les détails et structures fines du spectre EELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20711.6 ELNES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20811.7 Exemples d’études des structures fines ELNES . . . . . . . . . . . . . . . . . 20911.8 EXELF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21011.9 Comparaison entre pertes d’énergie électronique et absorption des RX . . .. . . 21111.10 Bref rappel de spectrométrie d’absorption des RX : EXAFS et XANES . .. . 21211.11 EXAFS (Extended X ray Absorption Fine Structure ) . . . . . . . . . . . . . 21211.12 XANES (X ray Absorption Near Edge Structure ) . . . . . . . . . . . . . . . . 21311.12.1 L’instrumentation de l’EELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Remerciements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
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Affiche du document Rhéophysique - Tome 2

Rhéophysique - Tome 2

Patrick Oswald

7h22min30

  • Sciences formelles
590 pages. Temps de lecture estimé 7h22min.
Pourquoi est-il nécessaire de battre le fer quand il est chaud ? Sur quel principe fonctionne un écran à cristaux liquides ? Pourquoi le caoutchouc est-il si élastique ? Ces questions sont le domaine de la rhéophysique. Cet ouvrage en 2 tomes aborde des problèmes liés à l’écoulement de la matière et couvre les principaux aspects de la réponse mécanique des fluides — au sens large — et des solides soumis à une contrainte ou une déformation.Le premier tome traitait de l’hydrodynamique des liquides newtoniens et des propriétés élastiques et plastiques des solides cristallins et amorphes, incluant la rupture. Ce second tome est consacré aux fluides complexes, dont les comportements sont intermédiaires entre ceux des liquides newtoniens et des solides. Il s’ouvre sur un exposé des propriétés macroscopiques et microscopiques des fluides viscoélastiques, parmi lesquels figurent les polymères fondus ou en solution, les solutions de surfactants, les suspensions et les émulsions. Le chapitre suivant est consacré aux fluides à seuil, simples ou thixotropes, dont les boues sont un archétype et dont le comportement peut conduire à des catastrophes (voir la couverture). Le livre traite ensuite du rhéoépaississement des suspensions, avec une explication en termes de transition frictionnelle et il se conclut par un chapitre détaillé sur les cristaux liquides, où l’accent est mis sur les défauts et les effets thermomécaniques.Les concepts et propriétés physiques sont illustrés par de nombreuses expériences, des anecdotes historiques et des applications en aéronautique, métallurgie et géophysique, faisant de cet ouvrage une référence pour les chercheurs et les étudiants en physique, ingénierie et science des matériaux.Préface de la première édition ixAvant-propos xiRemerciements xiii10 Rhéologie des matériaux isotropes viscoélastiques : aspects macroscopiques 110.1 Régime linéaire et régime non linéaire . . . . . . . . . . . . . . 310.2 Viscoélasticité linéaire et écoulements oscillants . . . . . . . . . 510.2.1 Modèle de Maxwell (liquides viscoélastiques) . . . . . . 510.2.2 Cas d’un cisaillement oscillatoire à la fréquence f = w/2π 1810.2.3 Tenseur des contraintes complet : modules decisaillement G(t) et de compressibilité K(t) . . . . . . . 2510.2.4 Modèle de Kelvin-Voigt (solides viscoélastiques) . . . . 2810.2.5 Mesure des fonctions de la viscoélasticité linéaire G’(ω) et G’’(ω) . .. . . . 3010.3 Viscoélasticité non linéaire et écoulements continus . . . . . . . 3410.3.1 Tenseur des contraintes sous cisaillement simple . . . . 3510.3.2 Première et seconde différences de contraintes normales N1 et N2 : coefficients de contraintes normales ψ1 et ψ2 …..3710.3.3 Quelques manifestations expérimentales des contraintes normales . . . .. 3810.3.4 Profil des vitesses et stabilité de l’écoulement de Couette 4410.3.5 Écoulement de Poiseuille . . . . . . . . . . . . . . . . . 4610.3.6 Mesure des fonctions viscométriques η, ψ1 et ψ2. . . . 4810.3.7 Écoulements élongationnels . . . . . . . . . . . . . . . . 5010.4 Calcul des fonctions viscométriques et lien avec les fonctions de viscoélasticité linéaire . . . 5210.4.1 Les insuffisances du modèle linéaire de Maxwell . . . . 5310.4.2 Transport convectif d’un vecteur et tenseur de Finger . 5410.4.3 Tenseur de Cauchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5810.4.4 Généralisation de l’équation de Maxwell et calcul des fonctions viscométriques à l’aide du tenseur de Finger . 5910.4.5 Les modèles de Jeffrey convectés (ou « d’Oldroyd-A ou B ») 6610.4.6 Généralisation en régime non linéaire des modèles de Jeffrey convectés (ou d’Oldroyd-A ou B) . . . . . . . . 6910.4.7 Autre classe de modèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7410.4.8 Formules empiriques de Cox et Merz et de Laun . . . . 7710.5 Principe de superposition « temps-température » . . . . . . . . 7810.6 Doigt de Saffman-Taylor dans les fluides complexes . . . . . . . 8010.6.1 Loi de Darcy dans un fluide visqueux rhéofluidifiant . . 8110.6.2 Sélection d’un doigt de Saffman-Taylor dans un fluide visqueux rhéofluidifiant ... 8210.6.3 Doigts de Saffman-Taylor dans les liquides viscoélastiques ou à seuil . . . . . 8611 Rhéologie des matériaux isotropes viscoélastiques : exemples et théories microscopiques 8711.1 Les polymères fondus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8911.1.1 Généralités sur les polymères . . . . . . . . . . . . . . . 9011.1.2 Quelques exemples de polymères . . . . . . . . . . . . . 9211.1.3 Comportement rhéologique des polymères fondus . . . 9811.1.4 Rappels sur la théorie des polymères . . . . . . . . . . 10611.1.5 Expression microscopique du tenseur des contraintes . . 11111.1.6 Le modèle de Rouse dans les polymères non enchevêtrés 11211.1.7 Modèle de Doi-Edwards dans les polymères enchevêtrés 12411.2 Un exemple d’élastomère de la famille des solides viscoélastiques : le caoutchouc vulcanisé . . . . . . . . . . . . . 13211.2.1 Définition d’un élastomère . . . . . . . . . . . . . . . . 13311.2.2 Modules de Young et de cisaillement d’un élastomère . 13411.3 Les polymères en solution semi-diluée . . . . . . . . . . . . . . 13711.3.1 Généralités sur les polymères en solution . . . . . . . . 13711.3.2 Application du modèle de Doi-Edwards . . . . . . . . . 14411.4 Les polymères « vivants » : l’exemple des micelles géantes des solutions de surfactant.. 14611.4.1 Comment fabriquer des micelles géantes . . . . . . . . . 14611.4.2 Comportement rhéologique . . . . . . . . . . . . . . . . 14811.4.3 Thermodynamique de l’agrégation . . . . . . . . . . . . 15111.4.4 Passage du régime dilué au régime semi-dilué . . . . . . 15211.4.5 Le régime semi-dilué . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15411.4.6 Prédictions des fonctions de viscoélasticité linéaire G’ et G’’ et de la viscosité η 0 . . . 15411.5 Les dispersions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15811.5.1 Les suspensions colloïdales de particules solides . . . . 15811.5.2 Les émulsions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17911.6 Les solutions diluées de polymères . . . . . . . . . . . . . . . . 19011.6.1 Quelques résultats de viscoélasticité linéaire . . . . . . 19111.6.2 Le modèle de Zimm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19212 Rhéologie des fluides à seuil 19912.1 Critère d’écoulement de von Mises . . . . . . . . . . . . . . . . 20112.2 Mesure de la contrainte seuil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20112.2.1 Plan incliné . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20112.2.2 Sédimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20312.2.3 Montée capillaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20412.2.4 Spin coating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20612.2.5 Étalement d’un tas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20712.3 Les fluides à seuil de type 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21012.3.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21012.3.2 Comportement général . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21012.3.3 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21212.3.4 Lois de comportement empiriques . . . . . . . . . . . . 21212.3.5 Comportement sous cisaillement alternatif . . . . . . . 21412.3.6 Comportement sous cisaillement continu . . . . . . . . 21812.3.7 Écoulement de Poiseuille en tube cylindrique . . . . . . 22412.3.8 Modèle micromécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22812.4 Les fluides à seuil de type 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23312.4.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23312.4.2 Comportement général . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23312.4.3 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23612.4.4 Loi rhéologique semi-empirique . . . . . . . . . . . . . . 23812.4.5 Comportement sous cisaillement alternatif . . . . . . . 23912.4.6 Comportement sous cisaillement continu . . . . . . . . 24212.5 Hystérésis rhéologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24712.5.1 Le cas des fluides à seuil de type 2 . . . . . . . . . . . . 24812.5.2 Le cas des fluides à seuil de type 1 . . . . . . . . . . . . 25112.6 Le modèle de Coussot et Ovarlez . . . . . . . . . . . . . . . . . 25212.7 Modélisation d’un fluide à seuil . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25412.7.1 Un exemple simple de modèle $ . . . . . . . . . . . . . 25512.7.2 Vers une généralisation des modèles $ . . . . . . . . . . 26313 Rhéologie des fluides rhéoépaississants 26713.1 Quelques résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . 26913.1.1 Rhéoépaississement continu (CST) . . . . . . . . . . . . 26913.1.2 Rhéoépaississement discontinu (DST) . . . . . . . . . . 27013.1.3 Blocage dynamique (SJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . 27313.2 Facteurs influençant le rhéoépaississement . . . . . . . . . . . . 27413.2.1 Facteurs géométriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27513.2.2 Paramètres physico-chimiques . . . . . . . . . . . . . . 28013.2.3 Autres paramètres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28313.2.4 En résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28513.3 Modélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28513.3.1 Le modèle historique d’Hoffman . . . . . . . . . . . . . 28513.3.2 Le modèle des « hydroclusters » de Bossis et Brady . . 28713.3.3 Le modèle de la transition frictionnelle . . . . . . . . . 29013.3.4 Le modèle de Jamali et Brady . . . . . . . . . . . . . . 30213.3.5 Commentaire sur les mesures de contrainte normale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30513.4 Preuves expérimentales de l’existence de frottement solide et d’une transition frictionnelle . . 30613.4.1 Retour sur les expériences d’inversion du taux de cisaillement . . .. . . 30613.4.2 Autres preuves de la transition frictionnelle et mesures à l’échelle microscopique. . . . 30813.5 Cas des suspensions cohésives et frictionnelles . . . . . . . . . . 31313.6 Rôle d’une friction au roulement . . . . . . . . . . . . . . . . . 31513.7 Généralisation du modèle de Wyart et Cates . . . . . . . . . . . 31614 Rhéologie des cristaux liquides 31914.1 Nématodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32114.1.1 L’expérience de Grupp : mise en évidence des couples élastiques . . . . .. . . . . 32214.1.2 L’élasticité nématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32414.1.3 L’instabilité de Fréedericksz . . . . . . . . . . . . . . . 32914.1.4 Sur le scintillement de la phase nématique . . . . . . . 33614.1.5 L’expérience de Miesowicz . . . . . . . . . . . . . . . . 33814.1.6 Construction de la nématodynamique . . . . . . . . . . 34014.1.7 Calcul des modes propres de fluctuation du directeur . . . . . .. . . . 34614.1.8 Écoulement de Couette . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34714.1.9 Écoulement de Poiseuille . . . . . . . . . . . . . . . . . 36014.1.10 Écoulement unidirectionnel induit par le « backflow » . 36114.1.11 Viscoélasticité de la phase nématique . . . . . . . . . . 36414.1.12 Lignes de disinclinaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36814.1.13 Nématiques chiraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38714.1.14 Nématiques actifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40514.2 Smectodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41114.2.1 L’expérience de Bartolino et Durand : mise en évidence des contraintes élastiques.. 41114.2.2 L’élasticité smectique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41314.2.3 L’instabilité d’ondulation des couches . . . . . . . . . . 41814.2.4 L’instabilité d’Helfrich-Hurault . . . . . . . . . . . . . . 42214.2.5 Équations de la smectodynamique . . . . . . . . . . . . 42314.2.6 Ondes élastiques : premier et second sons . . . . . . . . 42714.2.7 Les écoulements de perméation . . . . . . . . . . . . . . 43014.2.8 Force sur une sphère en mouvement . . . . . . . . . . . 43414.2.9 Fluage sous compression normale aux couches . . . . . 43514.2.10 Les dislocations et la plasticité des smectiques . . . . . 43814.2.11 Formation de « poireaux » et d’« oignons » sous cisaillement . . . 47214.3 Canodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47714.3.1 L’élasticité des phases colonnaires hexagonales . . . . . 47814.3.2 Dislocations et parois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48014.3.3 Quatre instabilités des colonnes . . . . . . . . . . . . . 48214.3.4 Rhéologie et fusion sous cisaillement . . . . . . . . . . . 490I Modèle des haltères hookéens 495J Modèle de Giesekus et modèle FENE 499J.1 Le modèle de Giesekus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499J.2 Le modèle FENE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500K Démonstration de la loi d’Einstein 503L Les modèles fractionnaires de la viscoélasticité 507L.1 Un nouvel élément fractionnaire : le « springpot » . . . . . . . . 508L.2 L’exemple des gels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509L.3 Les modèles fractionnaires de Maxwell et de Kelvin-Voigt . . . 511M Dérivation simplifiée de l’énergie libre de Frank-Oseen 515Bibliographie 519Notations 554Index 561
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Rhéophysique- tome 1

Patrick Oswald

7h21min45

  • Sciences formelles
589 pages. Temps de lecture estimé 7h22min.
Pourquoi est-il nécessaire de battre le fer quand il est chaud ? Sur quel principe fonctionne un écran à cristaux liquides ? Pourquoi le caoutchouc est-il si élastique ? Ces questions sont le domaine de la rhéophysique. Cet ouvrage aborde des problèmes liés à l’écoulement de la matière et couvre les principaux aspects de la réponse mécanique des fluides — au sens large — et des solides soumis à une contrainte ou une déformation.Le premier tome s’ouvre sur une introduction aux comportements rhéologiques des matériaux. Il se poursuit par un développement très complet sur l’hydrodynamique des liquides newtoniens, suivi de plusieurs chapitres sur l’élasticité, la plasticité et la rupture des solides. Dans l’étude des solides cristallins, l’accent est mis sur les défauts et l’étude de leurs propriétés individuelles et collectives. Les thèmes nouveaux d’avalanches de dislocations, d’instabilités plastiques ou de « disconnections » et de « complexions » des joints de grains y sont abordés. Plusieurs instabilités sont aussi décrites comme celle qui a conduit à la rupture du pont de Tacoma (voir la couverture). La notion de STZ, ou Shear Transformation Zone, est également décrite dans le chapitre sur les solides amorphes.Le second tome est consacré aux fluides complexes, tels que les fluides viscoélastiques, comme les polymères fondus ou en solution, les solutions de surfactants, les suspensions et les émulsions, ainsi que les fluides à seuil, les fluides rhéoépaississants et les cristaux liquides. Les concepts et propriétés physiques sont illustrés par de nombreuses expériences, des anecdotes historiques et des applications en aéronautique, métallurgie et géophysique, faisant de cet ouvrage une référence pour les chercheurs et les étudiants en physique, ingénierie et science des matériaux.Préface de la première édition xiAvant-propos xiiiRemerciements xv1 Généralités sur le comportement rhéologique des matériaux 11.1 Solide élastique hookéen et fluide visqueux newtonien . . . . . 51.1.1 Loi de Hooke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.1.2 Loi de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.2 Solide plastique et fluide visqueux non newtonien . . . . . . . . 71.2.1 Réponse à l’action soudaine d’un cisaillement (régime transitoire) . . . . . . .. . . . 91.2.2 Comportement sous cisaillement continu (régime permanent) . . . .. . . . 111.3 Thixotropie et antithixotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.4 Les fluides à seuil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.4.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.4.2 Les fluides à seuil de type 1 . . . . . . . . . . . . . . . . 181.4.3 Les fluides à seuil de type 2 . . . . . . . . . . . . . . . . 201.4.4 Cas des solides cristallins à haute température . . . . . 221.5 Fluides viscoélastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.5.1 Le modèle de Maxwell : description qualitative . . . . . 251.5.2 Exemples de fluides viscoélastiques de Maxwell . . . . . 281.5.3 Le modèle de Jeffrey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311.5.4 Énergie dissipée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.5.5 Énergie élastique emmagasinée . . . . . . . . . . . . . . 351.5.6 Contraintes élastiques, forces normales et effet Weissenberg . . . 371.5.7 Quelques manifestations macroscopiques des contraintes élastiques . . .. 391.6 Les solides viscoélastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411.7 Les cristaux liquides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 Rappels de mécanique des milieux continus 552.1 Tenseur des contraintes et des couples surfaciques . . . . . . . . 562.1.1 Forces et couples de surface . . . . . . . . . . . . . . . . 562.1.2 Construction du tenseur des contraintes . . . . . . . . . 582.1.3 Construction du tenseur des couples surfaciques . . . . 592.2 Lois de conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.2.1 Loi de conservation de la masse . . . . . . . . . . . . . 602.2.2 Loi de conservation de la quantité de mouvement . . . 612.3 Équation d’équilibre des couples et symétrie du tenseur des contraintes . .. . . . . . . . . 622.4 Production irréversible d’entropie et lois de comportement . . . 643 Hydrodynamique des liquides newtoniens 673.1 Loi de comportement rhéologique et loi de Fourier . . . . . . . 693.1.1 Bilans d’énergie et d’entropie . . . . . . . . . . . . . . . 693.1.2 Tenseur des coefficients de viscosité dans le cas d’un liquide isotrope . .. . 713.1.3 Interprétation macroscopique de la viscosité de cisaillement . . .. 723.1.4 Calcul microscopique de la viscosité de cisaillement . . 743.2 Équations de l’hydrodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.2.1 Équation de conservation de la masse . . . . . . . . . . 813.2.2 Équation de conservation de la quantité de mouvement (Navier-Stokes) .. . . . . 813.2.3 Conditions aux limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.2.4 Équation de la chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.2.5 Vitesse du son et nombre de Mach . . . . . . . . . . . . 893.2.6 Théorème de la dissipation : force et couple de frottement visqueux sur un solide en mouvement . . . 923.2.7 Équation de la vorticité . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.3 Nombre de Reynolds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.3.1 Définition : notion d’écoulements semblables . . . . . . 963.3.2 Signification physique du nombre de Reynolds . . . . . 973.3.3 Stabilité des écoulements et nombre de Reynolds critique . . . .. . 983.4 Couche limite et sillage : l’exemple de la ligne source de vorticité . .. . . . . . . . 1013.5 Écoulements à grands nombres de Reynolds : l’approximation du fluide parfait . ... . . . 1033.5.1 Théorème de Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033.5.2 Théorème de la circulation de Kelvin . . . . . . . . . . 1053.5.3 Écoulements irrotationnels (ou potentiels) . . . . . . . 1053.6 La théorie de la couche limite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.6.1 Les équations de Prandtl . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.6.2 Étude qualitative du décollement . . . . . . . . . . . . 1213.6.3 Profil de Blasius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1233.6.4 Équation de Falker-Skan . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263.6.5 Équation intégrale de la couche limite . . . . . . . . . . 1273.6.6 Couche limite thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . 1293.7 Écoulements aux faibles nombres de Reynolds . . . . . . . . . . 1313.7.1 Unicité et additivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323.7.2 Réversibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323.7.3 Dissipation minimale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323.7.4 Théorème de réciprocité . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333.7.5 Théorie de la lubrification . . . . . . . . . . . . . . . . 1333.7.6 Étalement d’un liquide sur un plateau en rotation (« spin-coating ») . . 1373.7.7 Formule de Stokes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.7.8 Migration thermocapillaire d’une goutte . . . . . . . . 1433.7.9 Propagation des micro-organismes . . . . . . . . . . . . 1473.7.10 Écoulement de Poiseuille et milieu poreux . . . . . . . 1513.7.11 Instabilité de Saffman-Taylor . . . . . . . . . . . . . . . 1543.8 Mesure de la viscosité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1653.8.1 Rhéomètres rotatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1653.8.2 Rhéomètre capillaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1703.8.3 Rhéomètre piézoélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . 1723.8.4 Machine de force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1743.8.5 Sur le glissement aux parois . . . . . . . . . . . . . . . 1773.8.6 Mesure des viscosités en conditions extrêmes . . . . . . 1793.8.7 Mesure de la viscosité de volume . . . . . . . . . . . . . 1803.8.8 Mesure des viscosités en géophysique . . . . . . . . . . 1813.8.9 Conséquences des effets de température et de pressionsur les mesures de viscosité . . . . . . . . . . . . . . . . 1824 Élasticité des solides 1854.1 Élastostatique des solides durs usuels . . . . . . . . . . . . . . . 1874.1.1 Tenseur des déformations . . . . . . . . . . . . . . . . . 1874.1.2 Tenseur des contraintes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1904.1.3 Thermodynamique de la déformation . . . . . . . . . . 2004.1.4 Loi de Hooke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2014.1.5 L’équation de Navier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2084.1.6 Comment résoudre un problème d’élasticité . . . . . . . 2084.1.7 Principe de Saint-Venant . . . . . . . . . . . . . . . . . 2094.1.8 Théorèmes généraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2104.1.9 Application à quelques problèmes simples . . . . . . . . 2114.1.10 Instabilité de flambage d’une poutre . . . . . . . . . . . 2244.1.11 Instabilité de flottement d’une aile d’avion . . . . . . . 2294.2 Élastodynamique des solides durs usuels . . . . . . . . . . . . . 2344.2.1 Ondes en milieu infini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2354.2.2 Ondes en milieu fini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2364.2.3 Ondes de surface de Rayleigh . . . . . . . . . . . . . . . 2384.2.4 Ondes émises par un tremblement de terre et sismologie . . . . . . .. . 2404.2.5 Mesure des constantes élastiques et application en géophysique . . . . .. . . 2434.3 Élasticité des cristaux colloïdaux . . . . . . . . . . . . . . . . . 2454.3.1 Généralités sur les cristaux colloïdaux . . . . . . . . . . 2454.3.2 Mesures des modules élastiques . . . . . . . . . . . . . 2515 Défauts dans les solides cristallins 2595.1 Défauts ponctuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2615.1.1 Exemples : lacunes, interstitiels et impuretés . . . . . . 2615.1.2 Concentration d’équilibre de lacunes . . . . . . . . . . . 2625.1.3 Lacunes et diffusion de matière . . . . . . . . . . . . . . 2645.2 Dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2675.2.1 Construction de Volterra . . . . . . . . . . . . . . . . . 2685.2.2 Définition précise du vecteur de Burgers et règle des noeuds . . 2695.2.3 Mise en évidence expérimentale des dislocations . . . . 2715.2.4 Propriétés élastiques des dislocations . . . . . . . . . . 2755.2.5 Force de Peach et Koehler sur une dislocation . . . . . 2885.2.6 Interactions entre dislocations . . . . . . . . . . . . . . 2905.2.7 Multiplication des dislocations . . . . . . . . . . . . . . 2965.2.8 Glissement des dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . 3015.2.9 Glissement dévié et montée des dislocations . . . . . . . 3145.3 Parois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3165.3.1 Description topologique et propriétés statiques . . . . . 3165.3.2 Mouvement d’une paroi sous contrainte . . . . . . . . . 3275.3.3 Complexions et thermodynamique des joints de grains . 3306 Limite d’élasticité des solides cristallins 3336.1 Contrainte interne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3346.2 Friction de réseau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3346.3 Croisement entre dislocations : durcissement par la forêt . . . . 3416.3.1 Analyse topologique du croisement entre deux dislocations . . . . 3426.3.2 Conséquences directes de la formation des crans . . . . 3436.3.3 Cas des jonctions attractives . . . . . . . . . . . . . . . 3456.3.4 Cas des jonctions répulsives . . . . . . . . . . . . . . . 3466.4 Durcissement par les joints de grains : loi de Hall et Petch . . . 3476.5 Durcissement par alliage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3526.5.1 Durcissement en présence de précipités cohérents : modèles de Mott et Nabarro et de Friedel . . . . . . . . 3536.5.2 Durcissement en présence de précipités incohérents : modèle d’Orowan .. . . . . . . . 3576.5.3 Durcissement des solutions solides : modèles de Mott et Nabarro, de Friedel et de Labusch . . . . . . . . . . . . 3606.5.4 Nuages de Cottrell et bandes de Lüders . . . . . . . . . 3676.6 Durcissement par trempe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3756.7 Durcissement par irradiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3757 Écoulement plastique des solides cristallins 3777.1 Courbes de fluage à contrainte fixée : lois d’Andrade . . . . . . 3797.2 Relation d’Orowan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3807.3 Quelques modèles classiques de plasticité . . . . . . . . . . . . . 3827.3.1 Fluage à basse température par glissement de dislocations . . . . . 3827.3.2 Fluage à haute température . . . . . . . . . . . . . . . 3867.3.3 Cartes des mécanismes de déformation d’Ashby . . . . 3987.4 Courbes de déformation à vitesse de déformation fixée . . . . . 3997.4.1 Allure générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4007.4.2 Modélisation de « l’overshoot » . . . . . . . . . . . . . . 4007.4.3 Instabilité de Portevin-Le Chatelier . . . . . . . . . . . 4037.5 Acoustique et avalanches de dislocations . . . . . . . . . . . . . 4067.6 Plasticité des cristaux colloïdaux et fusion sous cisaillement . . 4118 Plasticité des solides amorphes 4178.1 Exemples de verres et applications . . . . . . . . . . . . . . . . 4188.2 Volume libre et relaxation structurale . . . . . . . . . . . . . . 4208.3 Densification sous pression hydrostatique . . . . . . . . . . . . 4208.4 Preuves expérimentales de la plasticité des verres . . . . . . . . 4218.5 Le régime d’écoulement plastique homogène . . . . . . . . . . . 4248.6 Le régime élastique et la limite d’élasticité apparente . . . . . . 4288.7 Le régime de déformation inhomogène . . . . . . . . . . . . . . 4308.7.1 La courbe de déformation . . . . . . . . . . . . . . . . . 4308.7.2 Analyse des différents régimes . . . . . . . . . . . . . . 4318.7.3 Sur l’origine des bandes de cisaillement . . . . . . . . . 4348.7.4 Les bandes sont-elles chaudes ou froides ? . . . . . . . . 4359 Rupture des solides 4419.1 Rappels sur les modes de rupture . . . . . . . . . . . . . . . . . 4429.2 Rupture fragile et rupture ductile : définition . . . . . . . . . . 4439.3 Analyse de Hart de l’instabilité de striction . . . . . . . . . . . 4459.4 La température de transition fragile-ductile . . . . . . . . . . . 4469.4.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4469.4.2 Détermination expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . 4479.4.3 Un peu d’histoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4509.5 Théorie de la rupture fragile « idéale » . . . . . . . . . . . . . . 4509.5.1 Contrainte de clivage théorique . . . . . . . . . . . . . 4509.5.2 Rupture par propagation de fissure : critère de Griffith 4529.5.3 Vitesse de propagation d’une fissure . . . . . . . . . . 4579.6 Vérification expérimentale de la théorie de Griffith . . . . . . . 4629.6.1 Le cas d’école du verre de vitre . . . . . . . . . . . . . . 4629.6.2 Cas du zinc polycristallin . . . . . . . . . . . . . . . . . 4639.6.3 Cas de l’acier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4669.7 Rupture fragile en présence de plasticité . . . . . . . . . . . . . 4669.7.1 Zone plastique et champ de contrainte . . . . . . . . . . 4669.7.2 Généralisation du critère de Griffith . . . . . . . . . . . 4689.7.3 Intégrale J . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4689.7.4 Diagramme d’Ashby pour la ténacité et la limite d’élasticité . .. . . 4719.8 Fracture ductile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4719.9 Approche statistique de la rupture : effets de taille . . . . . . . 475A Théorème de « dérivation sous le signe somme » 479B Discontinuités tangentielles et ondes de choc (fluides parfaits) 481B.1 Conditions aux limites sur une surface de discontinuité . . . . . 481B.1.1 Conservation de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . 482B.1.2 Conservation de la masse . . . . . . . . . . . . . . . . . 482B.1.3 Conservation de la quantité de mouvement . . . . . . . 482B.2 Discontinuités tangentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483B.2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483B.2.2 Instabilité de Kelvin-Helmholtz (ou des discontinuités tangentielles) . .. . . . 483B.3 Ondes de choc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484B.3.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484B.3.2 Adiabatique de choc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485B.3.3 Adiabatiques de choc dans un gaz parfait à chaleurs spécifiques constantes . .. 486B.3.4 Ondes de choc en pratique . . . . . . . . . . . . . . . . 489C Équations de l’hydrodynamique pour un fluide incompressible 491C.1 Coordonnées cylindriques (r, ✓, z) . . . . . . . . . . . . . . . . . 491C.2 Coordonnées sphériques (r, ✓, ') . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492D Équations de l’élasticité en coordonnées cylindriques et sphériques 495D.1 Coordonnées cylindriques (r, ✓, z) . . . . . . . . . . . . . . . . . 495D.2 Coordonnées sphériques (r, ✓, ') . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496E Démonstration de la formule de Peach et Koehler 499F Rappel de cristallographie : indice de Miller 503F.1 Cristaux cubiques (c.c. et c.f.c.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503F.2 Cristaux hexagonaux (h.c.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506F.3 Autres structures cristallines simples . . . . . . . . . . . . . . . 508G Interaction entre une dislocation et un atome d’impureté 509G.1 Effet de taille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509G.2 Effet de module élastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513G.3 Comparaison entre les différents effets . . . . . . . . . . . . . . 514H Loi de Schmid et facteur de Taylor 515H.1 Loi de Schmid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515H.2 Facteur de Taylor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517Bibliographie 519Notations 551Index 557
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Uncovering Student Ideas in Primary Science, Volume 1

Page Keeley

1h55min30

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154 pages. Temps de lecture estimé 1h55min.
Winner of the Distinguished Achievement Award from PreK-12 Learning Group, Association of American Publishers! What ideas do young children bring to their science learning, and how does their thinking change as they engage in “science talk”? Find out using the 25 field-tested probes in the newest volume of Page Keeley’s bestselling Uncovering Student Ideas in Science series, the first targeted to grades K–2. This teacher-friendly book is: • Tailored to your needs. The content is geared specifically for the primary grades, with an emphasis on simple vocabulary as well as drawing and speaking (instead of writing). The format of the student pages uses minimal text and includes visual representations of familiar objects, phenomena, or ideas. • Focused on making your lessons more effective. The assessment probes engage youngsters and encourage “science talk” while letting you identify students’ preconceptions before beginning a lesson or monitor their progress as they develop new scientific explanations. • Applicable to a range of science concepts. This volume offers 8 life science probes, 11 physical science probes, and 6 Earth and space science probes that target K–2 disciplinary core ideas. • Ready to use. The book provides grade-appropriate reproducible pages for your students and detailed teacher notes for you, including clear and concise explanations, relevant research, suggestions for instruction, and connections to national standards. Uncovering Student Ideas in Primary Science is an invaluable resource for classroom and preservice teachers and professional development providers. This age-appropriate book will help you teach more effectively by starting with students’ ideas and adapting instruction to support conceptual change.
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Uncovering Student Ideas in Astronomy

Cary Sneider

2h57min00

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236 pages. Temps de lecture estimé 2h57min.
What do your students know—or think they know—about what causes night and day, why days are shorter in winter, and how to tell a planet from a star? Find out with this book on astronomy, the latest in NSTA’s popular Uncovering Student Ideas in Science series. The 45 astronomy probes provide situations that will pique your students’ interest while helping you understand how your students think about key ideas related to the universe and how it operates. The book is organized into five sections: the Nature of Planet Earth; the Sun-Earth System; Modeling the Moon; Dynamic Solar System; and Stars, Galaxies, and the Universe. As the authors note, it’s not always easy to help students untangle mistaken ideas. Using this powerful set of tools to identify students’ preconceptions is an excellent first step to helping your students achieve scientific understanding.
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Using Physical Science Gadgets and Gizmos, Grades 6-8

Matthew Bobrowsky

1h40min30

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134 pages. Temps de lecture estimé 1h40min.
What student—or teacher—can resist the chance to experiment with Rocket Launchers, Sound Pipes, Drinking Birds, Dropper Poppers, and more? The 35 experiments in Using Physical Science Gadgets and Gizmos, Grades 6–8, cover topics including pressure and force, thermodynamics, energy, light and color, resonance, and buoyancy. The authors say there are three good reasons to buy this book: 1. To improve your students’ thinking skills and problem-solving abilities. 2. To get easy-to-perform experiments that engage students in the topic. 3. To make your physics lessons waaaaay more cool. The phenomenon-based learning (PBL) approach used by the authors—two Finnish teachers and a U.S. professor—is as educational as the experiments are attention-grabbing. Instead of putting the theory before the application, PBL encourages students to first experience how the gadgets work and then grow curious enough to find out why. Students engage in the activities not as a task to be completed but as exploration and discovery. The idea is to help your students go beyond simply memorizing physical science facts. Using Physical Science Gadgets and Gizmos can help them learn broader concepts, useful thinking skills, and science and engineering practices (as defined by the Next Generation Science Standards). And—thanks to those Sound Pipes and Dropper Poppers—both your students and you will have some serious fun.
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Uncovering Student Ideas in Physical Science, Volume 2

Page Keeley

1h48min45

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145 pages. Temps de lecture estimé 1h49min.
If you and your students can’t get enough of a good thing, Volume 2 of Uncovering Student Ideas in Physical Science is just what you need. The book offers 39 new formative assessment probes, this time with a focus on electric charge, electric current, and magnets and electromagnetism. It can help you do everything from demystify electromagnetic fields to explain the real reason balloons stick to the wall after you rub them on your hair. Like the other eight wildly popular books in the full series, Uncovering Student Ideas in Physical Science, Volume 2: • Provides a collection of engaging questions, or formative assessment probes. Each probe in this volume is designed to uncover what students know—or think they know—about electric or magnetic phenomena or identify misunderstandings they may develop during instruction. • Offers field-tested teacher materials that provide “best answers” along with distracters designed to reveal misconceptions that students commonly hold. • Is easy to use by time-starved teachers like you. The new probes are short, easy-to-administer activities that come ready to reproduce. In addition to explaining the science content, the teacher materials note links to national standards and suggest grade-appropriate ways to present material so students will learn it accurately. By helping you detect and then make sound instructional decisions to address students’ misconceptions, this new volume has the potential to transform your teaching.
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Using Physics Gadgets and Gizmos, Grades 9-12

Mikko Korhonen

2h21min45

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189 pages. Temps de lecture estimé 2h22min.
What student—or teacher—can resist the chance to experiment with Rocket Launchers, Drinking Birds, Dropper Poppers, Boomwhackers, Flying Pigs, and more? The 54 experiments in Using Physics Gadgets and Gizmos, Grades 9–12, encourage your high school students to explore a variety of phenomena involved with pressure and force, thermodynamics, energy, light and color, resonance, buoyancy, two-dimensional motion, angular momentum, magnetism, and electromagnetic induction. The authors say there are three good reasons to buy this book: 1. To improve your students’ thinking skills and problem-solving abilities 2. To acquire easy-to-perform experiments that engage students in the topic 3. To make your physics lessons waaaaay more cool The phenomenon-based learning (PBL) approach used by the authors—two Finnish teachers and a U.S. professor—is as educational as the experiments are attention-grabbing. Instead of putting the theory before the application, PBL encourages students to first experience how the gadgets work and then grow curious enough to find out why. Students engage in the activities not as a task to be completed but as exploration and discovery. The idea is to help your students go beyond simply memorizing physics facts. Using Physics Gadgets and Gizmos can help them learn broader concepts, useful critical-thinking skills, and science and engineering practices (as defined by the Next Generation Science Standards). And—thanks to those Boomwhackers and Flying Pigs—both your students and you will have some serious fun.
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Uncovering Student Ideas in Physical Science, Volume 1

Rand Harrington

2h05min15

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167 pages. Temps de lecture estimé 2h05min.
Nationally known science educator Page Keeley—principal author of the hugely popular, four-volume NSTA Press series Uncovering Students Ideas in Science—has teamed up with physicist and science educator Rand Harrington to write this first volume in their new series on physical science. They begin with one of the most challenging topics in physical science: force and motion. The 45 assessment probes in this book enable teachers to find out what students really think about key ideas in force and motion. The Teacher Notes, which can be used before and after administering the probe, provide background information on • the purpose of the probe; • related concepts; • an explanation—for the teacher—of the force and motion idea being taught; • related ideas in Benchmarks for Science Literacy and the National Science Education Standards; • research on typical student misconceptions related to the force and motion concept; and • suggestions for instruction and assessment. The book specifies grade spans—K-4, 5–8, 9–12—for each probe, based on state and national standards, and suggests ways to adapt a probe for a different grade span or context.
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Uncovering Student Ideas in Primary Science, Volume 1

Page Keeley

2h00min45

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161 pages. Temps de lecture estimé 2h1min.
Winner of the Distinguished Achievement Award from PreK-12 Learning Group, Association of American Publishers! What ideas do young children bring to their science learning, and how does their thinking change as they engage in “science talk”? Find out using the 25 field-tested probes in the newest volume of Page Keeley’s bestselling Uncovering Student Ideas in Science series, the first targeted to grades K–2. This teacher-friendly book is: • Tailored to your needs. The content is geared specifically for the primary grades, with an emphasis on simple vocabulary as well as drawing and speaking (instead of writing). The format of the student pages uses minimal text and includes visual representations of familiar objects, phenomena, or ideas. • Focused on making your lessons more effective. The assessment probes engage youngsters and encourage “science talk” while letting you identify students’ preconceptions before beginning a lesson or monitor their progress as they develop new scientific explanations. • Applicable to a range of science concepts. This volume offers 8 life science probes, 11 physical science probes, and 6 Earth and space science probes that target K–2 disciplinary core ideas. • Ready to use. The book provides grade-appropriate reproducible pages for your students and detailed teacher notes for you, including clear and concise explanations, relevant research, suggestions for instruction, and connections to national standards. Uncovering Student Ideas in Primary Science is an invaluable resource for classroom and preservice teachers and professional development providers. This age-appropriate book will help you teach more effectively by starting with students’ ideas and adapting instruction to support conceptual change.
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Integrating Engineering and Science in Your Classroom

Eric Brunsell

2h55min30

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234 pages. Temps de lecture estimé 2h55min.
From the very first day you use them, the design challenges in this compendium will spur your students, too, to jump right in and engage throughout the entire class. The activities reinforce important science content while illustrating a range of STEM skills. The 30 articles have been compiled from Science and Children, Science Scope, and The Science Teacher, NSTA’s journals for elementary through high school. Integrating Engineering and Science in Your Classroom will: • Excite students of all ages with activities involving everything from light sabers and egg racers to prosthetic arms and potatoes. • Apply to lessons in life and environmental science, Earth science, and physical science. • Work well in traditional classrooms as well as after-school programs. Next time you need an engaging STEM activity, you’ll be glad you have this collection to help you blend meaningful and memorable experiences into your lessons. As Editor Eric Brunsell promises, “By exposing students to authentic engineering activities, you can help students uncover the profession that makes the world work.”
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Albert Einstein Relativity: The Special and General Theory. Illustrated

Albert Einstein

1h29min15

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119 pages. Temps de lecture estimé 1h29min.
Relativity: The Special and General Theory by Albert Einstein is a groundbreaking work that brings the complexities of modern physics into an accessible and thoughtfully structured form. Originally written by Einstein himself, the book is intended for readers with little to no background in advanced mathematics or theoretical physics. Through logical reasoning and clear explanations, Einstein demystifies the principles behind one of the most transformative ideas in science — the theory of relativity. The book is divided into three parts: the special theory of relativity, the general theory of relativity, and reflections on the broader implications of these theories. In the special theory section, Einstein discusses the constancy of the speed of light and the relativity of simultaneity, challenging classical notions of space and time. The general theory expands on these ideas by introducing gravity as a curvature of spacetime, replacing Newton's force-based model with a geometric one. More than a scientific treatise, Einstein’s work is a philosophical journey that invites readers to rethink their understanding of reality.With its blend of intellectual rigor and simplicity, Relativity: The Special and General Theory remains a timeless entry point for anyone curious about the fundamental workings of the universe. Contents: -Preface (1916) -Part I: The Special Theory of Relativity -Part II: The General Theory of Relativity -Part III: Considerations on the Universe as a Whole
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Poles Apart : A Study in Contrasts

3h10min30

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254 pages. Temps de lecture estimé 3h10min.
Poles Apart covers a range of themes about the Arctic  and Antarctic, including the geography, glaciology and glacial history, ecology, living resources, governance, and history of exploration. Topics are examined separately for each pole and each theme is summarized by a rapporteur who draws out the contrast and the similarities. This unique format allows the international experts to describe what they know best while addressing the central issues of the book.Published in English.
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Affiche du document Phénomènes de transfert en génie des procédés

Phénomènes de transfert en génie des procédés

Christophe Gourdon

10h35min15

  • Sciences formelles
  • Youscribe plus
847 pages. Temps de lecture estimé 10h35min.
Cet ouvrage explore les applications pratiques des phénomènes de transfert en génie des procédés. Sa première partie, consacrée à la présentation des lois fondamentales, prend en compte les besoins les plus actuels du génie des procédés, y compris ceux rarement abordés jusqu'à présent (turbulence, milieux diphasiques et polyphasiques, systèmes multiconstituants). L'intérêt pratique des théories de transfert étant souvent mal perçu par les néophytes, la seconde partie du livre est consacrée à leurs applications en génie des procédés, regroupées par rubrique professionnelle. Chaque chapitre décrit la nature du problème industriel traité, analyse les phénomènes mis en jeu en insistant sur les transferts, précise les lois devant être exploitées, les hypothèses traditionnellement admises et, enfin, décrit puis commente quelques résultats. Les deux parties ont été organisées par ordre de difficulté croissant afin de ne pas mobiliser de connaissances théoriques inutilement poussées, et de nombreux exemples détaillés jalonnent les développements. Phénomènes de transfert en génie des procédés combine ainsi une approche très progressive, une analyse théorique approfondie et cohérente, couvrant la plupart des besoins du génie des procédés contemporain, et une solide initiation professionnelle. Sa présentation le rend accessible à des étudiants de niveaux très variables (des filières courtes jusqu'au troisième cycle) et sa seconde partie en fait un outil particulièrement adapté aux professionnels souhaitant disposer d'un solide socle de connaissances actualisées.Présentation des concepts et des lois. Thème 1. Analyse globale. Chapitre 1. Un premier contact avec les phénomènes de transfert. Chapitre 2. Diffusion de la quantité de mouvement. Viscosité et paramètres rhéologiques de fluides non newtoniens. Chapitre 3. Bilans globaux dans le cas de systèmes isothermes et à composition constante. Chapitre 4. Facteur de friction et coefficient de traînée. Chapitre 5. Conduction de la chaleur. Chapitre 6. Bilans globaux dans le cas de systèmes à température variable mais à composition constante. Chapitre 7. Coefficients d'échange de chaleur. Chapitre 8. Diffusion d'une espèce dans un mélange. Chapitre 9. Bilans globaux pour des systèmes multiconstitutants. Chapitre 10. Coefficients de transfert de matière. Thème 2. Analyse locale. Chapitre 11. Quelques compléments sur les phénomènes de diffusion et de conduction. Chapitre 12. Les équations de bilan à l'échelle locale. Chapitre 13. Analyse dimensionnelle des équations de changement. Théorie des maquettes. Chapitre 14. Phénomènes de transfert en régime turbulent. Chapitre 15. Du local au global : démonstrations et compléments. Chapitre 16. Hydrodynamique des systèmes polyphasiques. Chapitre 17. Compléments sur les phénomènes de diffusion dans les systèmes multiconstituants. Utilisations en génie des procédès. Chapitre 18. Bilans matière et énergie en régime permanent. Chapitre 19. Bilans matière et énergie en régime transitoire. Chapitre 20. Puissance nécessaire pour mettre un fluide en mouvement. Chapitre 21. Organes de mise en mouvement des fluides. Chapitre 22. Mesure des pressions, des débits et des vitesses. Chapitre 23. Conduction de la chaleur dans les solides - calorifugeage. Chapitre 24. Premières informations sur les échanges et les échangeurs de chaleur. Chapitre 25. Agitation et mélange : approches semi-empiriques. Chapitre 26. Principes généraux du génie des séparations. Chapitre 27. Phénomènes de transfert dans des tubes. Cas de fluides newtoniens en régime laminaire. Chapitre 28. Écoulements liquides en films : vers l'étude des colonnes à garnissage. Chapitre 29. Phénomènes de transfert dans des tubes en régime turbulent. Chapitre 30. Transport de fluides non newtoniens en régime laminaire. Chapitre 31. La convection naturelle. Chapitre 32. Analyse des écoulements dans les cuves agitées. Chapitre 33. Diffusion en milieu stagnant - La théorie du film. Chapitre 34. Théorie de la couche limite. Chapitre 35. Introduction aux théories de renouvellement de surface. Chapitre 36. Mesures des diffusivités ou conductivités. Chapitre 37. Condensation d'une vapeur pure. Chapitre 38. Phénomènes de transfert autour d'une sphère solide. Chapitre 39. Les couches fixes : structure, écoulement, transferts, réactions. Chapitre 40. La filtration par gâteau. Chapitre 41. Fluidisation. Chapitre 42. Agitation des milieux diphasiques. Chapitre 43. Analyse et modélisation du fonctionnement des air-lifts. Nomenclature. Index.
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Affiche du document Important Astronauts, Cosmonauts, and Other Spaceflight Personalities

Important Astronauts, Cosmonauts, and Other Spaceflight Personalities

Martin K. Ettington

1h20min15

  • Sciences formelles
  • Youscribe plus
  • Livres audio
107 pages. Temps de lecture estimé 1h20min.
This book is the eighth volume of “The Living in Space Series”. Each volume focuses on one particular technology of living in space.This book covers the Astronauts, Cosmonauts, and other individuals who were responsible for some of the biggest space adventures to date.When I was a kid growing up in the 1960s my friends and I were always listening to the latest news about the Mercury Seven and their latest adventures flying into space.As of 2020 less than 600 persons have gone into space. These people have pioneered many different types of space activities and are responsible for many legends.In 1985 while working for Hewlett Packard I got myself transferred to work at the Johnson Space Center in Houston, Texas for a couple of years. It was incredible for me because I got to see the manned space flight center up close, walk inside of Space mockups, and meet many astronauts. In fact it was David Wolf—who later became an astronaut who took me up for rides in his Pitt Special Acrobatic plane (where I got really sick) which convinced me to get my own pilots license. I even applied for the astronaut corps but didn’t make it.I also knew Julie Resnick who was killed in the Challenger explosion. It was very impressive attending the Challenger public funeral where President Reagan spoke.As a lifelong space buff, I’m very happy to write this book series and introduce the key players here. In this book we will profile those persons who have been the star players in man’s exploration of space, and who have made major space contributions over the years.
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Affiche du document Glossaire du Nucléaire

Glossaire du Nucléaire

Adil Magouh

2h07min30

  • Sciences formelles
170 pages. Temps de lecture estimé 2h07min.
Un doute sur un acronyme ?L’industrie nucléaire, très développée en France et à l’étranger, repose sur un langage technique riche en acronymes, propres à différentes institutions, réglementations et régions. Ces termes, souvent complexes, sont désormais rassemblés dans ce glossaire pratique, conçu pour répondre aux besoins de toute personne travaillant dans le domaine nucléaire.Avec plus de 1 800 mots expliqués en détail, ce glossaire deviendra un précieux allié pour naviguer dans le monde complexe du nucléaire. Il simplifiera votre travail en vous permettant de comprendre rapidement les documents techniques et d’échanger efficacement avec vos collègues. Il vous aidera également à suivre les dernières avancées technologiques et à renforcer votre expertise.Rédigé par un consultant confirmé avec par la participation d’un responsable de formation de l’INSTN, cet ouvrage est un outil indispensable pour tous les acteurs du secteur nucléaire. Il couvre tous les aspects du domaine, des réacteurs aux déchets, en passant par la radioprotection, avec des définitions claires et précises. Que vous soyez ingénieur, technicien, chercheur, étudiant ou en formation, ce glossaire vous permettra de maîtriser les concepts clés du secteur.À propos de l’ouvrage .................................................................... 7Présentation de ce glossaire .......................................................... 9Thèmes ......................................................................................... 10Les auteurs .................................................................................... 110–9............................... 12A .................................. 12B .................................. 24C .................................. 29D .................................. 49E ................................... 61F ................................... 71G .................................. 76H .................................. 80I ................................... 83J ................................... 89K .................................. 91L ................................... 92M ................................. 97N ................................ 105O ................................ 109P ................................. 112Q ................................ 124R ................................. 125S ................................. 133T ................................. 147U ................................ 155V................................. 158W ............................... 160X ................................. 161Z ................................. 161Notes ........................................................................................... 163
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Affiche du document Une histoire de la pensée rationnelle Tome 2

Une histoire de la pensée rationnelle Tome 2

Alain Merlen

4h09min00

  • Sciences formelles
332 pages. Temps de lecture estimé 4h09min.
COMMENT s’est développée la pensée rationnelle au cours des siècles ? Il est indéniable que la physique y a fortement contribué. Cette série de 4 livres propose ainsi une histoire de la découverte des concepts de la physique par ceux qui l’ont construite, et ont, bien souvent, été oubliés.  Ce second tome débute avec Hypathie, à la fin de l'hellénisme. Les doctrines religieuses interrogent désormais la place de la philosophie rationaliste et des sciences dans la société. Cet âge, décrit souvent comme entièrement sombre, où se succèdent calamités, guerres, schismes, obscurantisme religieux, invasions et pandémies, sera en fait une des périodes les plus fertiles en réflexions philosophiques et scientifiques de l’Histoire. Des lumières en terre d’Islam, héritières des Grecs et des Indiens, jusqu’au parcours besogneux d’une armée de docteurs de l’Église, les hommes détruiront la physique ancienne. Ils vont devoir en construire une nouvelle dont Galilée posera courageusement la première pierre. Accessible à tous, ce grand récit est étoffé, dans des encadrés, de démonstrations respectant l’esprit de l’époque mais reformulées, pour le lecteur ayant quelques connaissances scientifiques, en langage mathématique actuel.À l’heure où la science est régulièrement remise en question, il paraît nécessaire de considérer avec clairvoyance le chemin parcouru et d’en tirer des enseignements, afin de se préparer au mieux à affronter les défis majeurs des années à venir.1 Les années sombres du 5e au 8e siècle 151.1 De l’Antiquité à l’Empire arabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.1.1 Byzance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.1.2 Les Sassanides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.1.3 Le monde arabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.1.4 L’Occident chrétien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.2 La vie intellectuelle des siècles sombres . . . . . . . . . . . . . . . . 211.2.1 La transition byzantine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.2.2 L’éveil en terres d’islam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.2.3 La résistance occidentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Les Lumières en terre d’islam : 9e- 12e siècle 312.1 La science et l’islam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.2 Les mathématiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2.1 Al Khwarizmi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.2.2 La maison de la sagesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.2.3 L’évolution du contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.2.4 Les mathématiques des 9e au 12e siècle . . . . . . . . . . . . 412.3 L’astronomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.3.1 Sous le ciel de Ptolémée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.3.2 Sous le ciel de Mahommed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.3.3 Aristote contre Ptolémée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622.4 La physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652.4.1 La statique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652.4.2 La dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.4.3 L’optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712.4.4 L’alchimie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.4.5 Ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.5 La foi et la raison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.5.1 Al Farabi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.5.2 Avicenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.5.3 Maïmonide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852.5.4 Averroès . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852.5.5 Al Ghazali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873 L’Orient non musulmandu 9e au 12e siècle 913.1 Byzance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.2 L’Inde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.3 La Chine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 L’Occident chrétien du 9e au 12e siècle 974.1 L’héritage d’Isidore de Séville . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.2 La diversification des sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994.3 L’héritage musulman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024.4 La question de la transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055 Recomposition en Orient : 1204-1346 1115.1 L’Orient éclaté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115.2 Les savants de tradition musulmane . . . . . . . . . . . . . . . . . 1135.2.1 Léonard de Pise : Fibonacci . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1135.2.2 Les mathématiciens astronomes . . . . . . . . . . . . . . . . 1155.2.3 La physique d’Al Farisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1186 L’éveil de l’Occident 1204-1346 1216.1 La scolastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216.2 Platon, Aristote et l’Église . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.2.1 Saint Anselme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1246.2.2 Universités contre monastères . . . . . . . . . . . . . . . . . 1256.2.3 Saint Thomas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1256.2.4 Le Thomisme et ses oppositions . . . . . . . . . . . . . . . . 1276.3 La description du monde sensible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1296.3.1 Guillaume d’Auvergne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1306.3.2 Albert le Grand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1306.3.3 Les pédagogues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316.3.4 Robert Grosseteste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316.3.5 Roger Bacon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1336.3.6 Jordanus de Nemore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1366.3.7 Pierre de Maricourt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1396.3.8 Les Computistes et Thomas Bradwardine . . . . . . . . . . 1406.3.9 Les Opticiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1436.3.10 Jean Buridan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1466.3.11 Les mesures astronomiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1506.3.12 L’avancée technologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1527 Un monde nouveau : 1347 - 1517 1557.1 Le malheur des temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1557.1.1 Catastrophes en Orient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1557.1.2 Mutation en Occident . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1567.2 Les refuges de la science en Orient . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587.2.1 Ulugh Beg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587.2.2 L’école du Kérala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1597.3 Première Renaissance en Occident . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1607.3.1 Nicole Oresme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.3.2 Nicolas de Cues et Érasme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1667.3.3 Peurbach et Regiomontanus . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1687.3.4 Luca Pacioli et Nicolas Chuquet . . . . . . . . . . . . . . . 1707.3.5 Léonard de Vinci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1748 La pensée libérée : 1517-1601 1798.1 Copernic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1808.1.1 Sa vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1808.1.2 L’intuition de Copernic et son contexte . . . . . . . . . . . 1818.1.3 De Revolutionibus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.2 Émancipation des mathématiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1958.2.1 En Allemagne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1968.2.2 L’algèbre en Italie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2048.2.3 En France et ailleurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2118.3 Simon Stevin, l’Archimède flamand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2158.4 L’astronomie entre Ptolémée et Copernic . . . . . . . . . . . . . . 2228.5 Tycho Brahé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2278.5.1 Jeunesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2278.5.2 Augsbourg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2288.5.3 La nova stella : 1572 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2288.5.4 Hven : 1576-1596 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2308.5.5 Les mesures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2318.5.6 La grande comète de 1577 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2358.5.7 Le système du monde de Tycho Brahé . . . . . . . . . . . . 2358.5.8 Fin de carrière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2378.6 La physique questionnée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2388.6.1 La dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2398.6.2 Benedetti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2438.6.3 L’optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2468.6.4 Magnétisme et électricité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2499 Kepler et Galilée 2559.1 Kepler à Gratz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2569.1.1 Jeunesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2569.1.2 Le Mysterium Cosmographicum . . . . . . . . . . . . . . . . 2589.2 Galilée de Pise à Padoue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2649.2.1 Jeunesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2649.2.2 L’université de Pise et Buonamici . . . . . . . . . . . . . . . 2659.2.3 Le De motu antiquiora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2669.3 Kepler, mathématicien impérial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2699.3.1 La Pars Optica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2699.3.2 Astronomia nova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2719.4 Galilée de Padoue à Florence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2829.4.1 Un obscur petit bonhomme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2829.4.2 Le messager céleste - Siderus nuncius . . . . . . . . . . . . 2859.4.3 Le soleil et l’ombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2929.5 Harmonie et discorde ; 1618 - 1633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2999.5.1 Les comètes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2999.5.2 Le dialogue sur les deux systèmes du monde . . . . . . . . . 3049.5.3 Le procès . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31110 Épilogue 31510.1 L’état du monde en 1633 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31510.2 La science nouvelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
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Affiche du document Génie de la réaction chimique

Génie de la réaction chimique

J. Villermaux

5h39min00

  • Sciences formelles
  • Youscribe plus
452 pages. Temps de lecture estimé 5h39min.
Introduction, classification et méthodes d'études des systèmes réactionnels. Description de l'évolution d'un mélange réactionnel, stœchiométrie et vitesse des réactions. Bilans de matière dans les réacteurs idéaux. Optimisation de la conversion Combinaison de réacteurs idéaux. Optimisation du rendement et de la sélectivité dans la mise en œuvre de réactions composites. Bilans de population et distribution des temps de séjour Modélisation de l'écoulement et du mélange dans les réacteurs réels. Influence des conditions physiques Bilans énergétiques Stabilité thermique des réacteurs. Réactions en milieu polyphasique : influence des transferts de matière et de chaleur. Modèles de réacteurs polyphasiques. Épilogue : ' La voie royale ' ou les étapes rationnelles de la conception d'un réacteur industriel. Exercices et problèmes. Références bibliographiques. Index.
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