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A statistical mechanics theory for a fluid stratified in density is presented. The predicted statistical equilibrium state is the most probable outcome of turbulent stirring. The slow temporal evolution of the vertical density profile is related to the presence of irreversible mixing, which alters the global distribution of density levels. We propose a model in which the vertical density profile evolves through a sequence of statistical equilibrium states. The theory is then tested with laboratory experiments in a two-layer stably stratified fluid forced from below by an oscillating grid. Quantitative measurements of density fluctuations across the interface are made by planar laser induced fluorescence. These fluctuations are splitted in a "wave" part and a "turbulent" part. The wave part of the density field is well described by a previous theory due to Phillips. We argue that statistical mechanics predictions apply for the turbulent part of the density field sufficiently close to the interface. However inside the mixed layer density fluctuations are instead controlled by a balance between eddy flux downward and dissipation by cascade to small scales. We report exponential tails for the density pdf in this region.
Le formage superplastique (SuperPlastic Forming, SPF) permet d'élaborer des pièces de forme complexe qui, de par les matériaux employés, allient faible densité et haute résistance mécanique. Toutefois, sa mise en œuvre nécessite la connaissance de la loi de pression à appliquer afin de contrôler l'endommagement tout comme la répartition d'épaisseur au sein de la pièce. Il est ainsi nécessaire de mettre en place des simulations numériques pour déterminer les conditions optimales du formage. L'exactitude des prédictions obtenues repose alors sur la description du comportement et de l'endommagement du matériau soumis à des conditions thermomécaniques représentatives du procédé considéré. Le présent travail propose donc une modélisation du comportement et de l'endommagement de l'alliage d'aluminium 7475 via une étude comparative de divers modèles. Les travaux peuvent ainsi être divisés en trois grandes étapes : (i) la caractérisation du comportement de l'alliage ; (ii) la caractérisation de l'endommagement de l'alliage et (iii) la mise en place de simulations numériques pour des formes types. Des essais de traction uniaxiale à chaud ont été réalisés afin de caractériser le comportement de l'alliage 7475. Une modélisation de ce-dernier par trois modèles (Norton-Hoff, Johnson-Cook et Zener-Hollomon) est proposée. Les résultats obtenus montrent que le modèle de Zener-Hollomon conduit à la meilleure description du comportement rhéologique de l'alliage dans les conditions thermomécaniques étudiées. Par la suite, l'endommagement de l'alliage 7475 dans des conditions représentatives du formage superplastique a été étudié. Un critère de type Gurson est proposé. Des observations par micro-tomographie aux rayons X ont d'ailleurs permis d'étudier plus précisément l'évolution de l'endommagement au cours de la déformation. À partir de ces résultats, des simulations numériques par éléments finis (sous ABAQUS) ont été mises en place.
Shubnikov-de Haas (SdH) oscillations and upper critical magnetic field (H(c2)) of the iron-based superconductor FeSe (T(c) = 8.6 K) have been studied by tunnel diode oscillator-based measurements in magnetic fields of up to 55 T and temperatures down to 1.6 K. Several Fourier components enter the SdH oscillations spectrum with frequencies definitely smaller than predicted by band structure calculations indicating band renormalization and reconstruction of the Fermi surface at low temperature, in line with previous ARPES data. The Werthamer-Helfand- Hohenberg model accounts for the temperature dependence of H(c2) for magnetic field applied both parallel (H∥ab) and perpendicular (H∥c) to the iron conducting plane, suggesting that one band mainly controls the superconducting properties in magnetic fields despite the multiband nature of the Fermi surface. Whereas Pauli pair breaking is negligible for H∥c, a Pauli paramagnetic contribution is evidenced for H∥ab with Maki parameter alpha = 2.1, corresponding to Pauli field H(P) = 36.5 T.
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